一種噴霧機及其風送噴霧裝置

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》是南通市廣益機電有限責任公司於2012年09月04日申請的發明專利，該專利的公布號為：CN102783476A，專利公布日：2012年11月21日，該專利申請號為2012103229761，發明人是周宏平，許林雲，鬱金。

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》提供一種可提高整個出口風速的均勻性，以減少出口（徑向）風力的散射，從而可提高霧滴的有效輸送距離的風送噴霧裝置。該風送噴霧裝置，包括與軸流風筒出口相對的背板，背板上設定與軸流風筒同軸的導流錐；在軸流風筒與背板之間還設定有第一分流導向板和第二分流導向板，從軸流風筒流出的軸向氣流在第一分流導向板、第二分流導向板和導流錐的引流導向下形成三部分徑向氣流；該三部分徑向氣流分別從軸流風筒的殼體與第一分流導向板之間、第一分流導向板與第二分流導向板之間、第二分流導向板與背板之間流出；用於噴霧的噴頭置於第一分流導向板與第二分流導向板之間。

2020年7月14日，《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》獲得第二十一屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：一種噴霧機及其風送噴霧裝置
• 公布號：CN102783476A
• 地址：江蘇省南京市龍蟠路159號
• 公布日：2012年11月21日
• 發明人：周宏平，許林雲，鬱金
• 申請號：2012103229761
• Int. Cl.：A01M7/00(2006.01)I
• 申請日：2012年09月04日
• 專利代理機構：北京科億智慧財產權代理事務所(普通合夥)
• 申請人：南京林業大學
• 代理人：湯東鳳
• 專利類型：發明專利

專利背景

2012年前各類果園風送式噴霧機在結構上比較傳統、單一。一般為單一出風口或二分流式出風口。這種結構風量損失比較大，風速均勻度較差，同種功率的風機風力輸送距離小，風力輸送霧滴葉間穿透能力差，農藥利用率低，防治效果差。

發明內容

專利目的

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》的目的是提供一種可提高整個出口風速的均勻性，以減少出口（徑向）風力的散射，從而可提高霧滴的有效輸送距離的風送噴霧裝置。

技術方案

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》包括與軸流風筒出口相對的背板，背板上設定與軸流風筒同軸的導流錐；在軸流風筒與背板之間還設定有第一分流導向板和第二分流導向板，從軸流風筒流出的軸向氣流在第一分流導向板、第二分流導向板和導流錐的引流導向下形成三部分徑向氣流；該三部分徑向氣流分別從軸流風筒的殼體與第一分流導向板之間、第一分流導向板與第二分流導向板之間、第二分流導向板與背板之間流出；用於噴霧的噴頭置於第一分流導向板與第二分流導向板之間。

有益效果

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》的有益效果：該技術把軸向氣流改變形成從三出口（軸流風筒的殼體與第一分流導向板之間的第一出口、第一分流導向板與第二分流導向板之間的第二出口、第二分流導向板與背板之間的第三出口）流出的徑向氣流，使整個出風口風速的均勻性能得到明顯的改善，且當噴頭組件置於中間出風口處，從錐形噴頭噴出的霧滴會以一定錐角噴出，儘管在較高風速作用下，噴射的錐角比無風時要小，但仍存在一定的噴射範圍，因此進入兩側出風口的霧滴又能在兩側較大風速下繼續進行輸送，且兩側較高的風速也有利於減少中間段的氣流團直接與外界空氣接觸形成邊界層引起氣流速度的衰減。

上述的高效風送噴霧裝置，第一分流導向板和第二分流導向板結構相同，均包括垂直於軸流風筒軸線的平板、母線是弧線的迴轉環板，迴轉環板迴轉中心線與軸流風筒軸線同軸；遠離軸流風筒軸線的迴轉環板末端與平板相接，迴轉環板上直徑最小的緯圓位於迴轉環板首端。第一分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑大於第二分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑。

上述的高效風送噴霧裝置，導流錐的母線是弧線。

該技術同時提供了一種整個出口風速的均勻性好，霧滴的有效輸送距離更長的噴霧機。

該噴霧機，它包括上述的風送噴霧裝置和設定在軸流風筒內的軸流風機。

附圖說明

下面結合附圖與具體實施方式對本實用新型作進一步詳細說明。

圖1為果園噴霧機的總體結構圖。

圖2為第一分流導向板的主視圖。

圖3為第一分流導向板的左視圖。

圖4為第二分流導向板的主視圖。

圖5為第二分流導向板的左視圖。

圖6為擋風板的主視圖。

圖7為擋風板的左視圖。

圖8是風筒出口處的風速圖。

圖9是單出風口氣流速度的仿真圖。

圖10是雙出風口氣流速度的仿真圖。

圖11是三出風口氣流速度的仿真圖。

技術領域

《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》涉及噴霧機，尤其涉及果園噴霧機的高效風送噴霧裝置。

權利要求

1.一種風送噴霧裝置，其特徵是：包括與軸流風筒出口相對的背板，背板上設定與軸流風筒同軸的導流錐；在軸流風筒與背板之間還設定有第一分流導向板和第二分流導向板，從軸流風筒流出的軸向氣流在第一分流導向板、第二分流導向板和導流錐的引流導向下形成三部分徑向氣流；該三部分徑向氣流分別從軸流風筒的殼體與第一分流導向板之間、第一分流導向板與第二分流導向板之間、第二分流導向板與背板之間流出；用於噴霧的噴頭置於第一分流導向板與第二分流導向板之間。

2.如權利要求1所述的風送噴霧裝置，其特徵在：第一分流導向板和第二分流導向板結構相同，均包括垂直於軸流風筒軸線的平板、母線是弧線的迴轉環板，迴轉環板迴轉中心線與軸流風筒軸線同軸；遠離軸流風筒軸線的迴轉環板末端與平板相接，迴轉環板上直徑最小的緯圓位於迴轉環板首端。

3.如權利要求2所述的風送噴霧裝置，其特徵在：第一分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑大於第二分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑。

4.如權利要求1所述的風送噴霧裝置，其特徵在：導流錐的母線是弧線。

5.一種噴霧機，其特徵在：它包括權利要求1-4所述的任一風送噴霧裝置和設定在軸流風筒內的軸流風機。

實施方式

參見圖1所述的噴霧機，它包括風送噴霧裝置100和設定在軸流風筒內的軸流風機200。

風送噴霧裝置，包括與軸流風風筒1出口相對的背板2，背板上設定與軸流風筒同軸的導流錐3。背板2與導流錐3是一個整體，形成擋風板。在軸流風筒與背板之間還設定有第一分流導向板4和第二分流導向板5，從軸流風筒流出的軸向氣流在第一分流導向板4、第二分流導向板5和導流錐3的引流導向下形成三部分徑向氣流。該三部分徑向氣流分別從第一、二、三出風口6、7、8流出。從軸流風筒的殼體與第一分流導向板之間形成第一出風口6；第一分流導向板與第二分流導向板之間形成第二出風口7，第二分流導向板與背板之間形成第三出風口8。用於噴霧的噴頭（組件）11置於第二出風口7內。

第一分流導向板和第二分流導向板結構相同但大小不同，均包括垂直於軸流風筒軸線的平板9、母線是弧線的迴轉環板10，迴轉環板迴轉中心線與軸流風筒軸線同軸。遠離軸流風筒軸線的迴轉環板末端與平板相切連線，迴轉環板上直徑最小的緯圓位於迴轉環板首端。第一分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑大於第二分流導向板的迴轉環板上最小緯圓的直徑。

選用風筒直徑為700毫米，軸向長度580毫米，風機轉速1350轉每分。在風筒出口無任何擋風板及分流導向板的情況下，測量風筒出口處的風速，測點為位於風筒末端橫截面上距軸中心不同距離處，即不同半徑處。測定結果見表1及圖8。從測量結果可以看出，距軸中心越近，風速越小。尤其處於半徑10厘米以內的風速不超過8米/秒。如果直接採用平板擋風板將軸向風轉向徑向風時，當軸向風遇到擋風板時，處於較大半徑處的高速風較大部分會從無邊界約束的出口處徑向流出，同時因中心位置處的風速較低，且風速差較大，會有部分氣流團向中心處流動。且因中心無出口，累積的氣流團必然會強制擾動大半徑處的氣流團尋找出路。因此採用直板擋風板不僅使中心處產生湍流，且擾動出口氣流團，引起風能損耗。

當採用圖6、7所示擋風板放置在與軸流風筒出口相對處，設定擋風板至風筒出口的軸向距離即軸流風筒出口間距為15厘米，在出風口處無分流導向板、插入第三分流導向板、插入第一和第二兩塊分流導向板，分別形成單出風口、雙出風口、三出風口。

第三分流導向板和第二分流導向板結構相同但大小不同，均包括垂直於軸流風筒軸線的平板、母線是弧線的迴轉環板，迴轉環板迴轉中心線與軸流風筒軸線同軸；遠離軸流風筒軸線的迴轉環板末端與平板相切連線，迴轉環板上直徑最小的緯圓位於迴轉環板首端。第一、第二、第二分流導向板的首端直徑（最小的緯圓直徑）分別為600毫米、460毫米、540毫米。

對單出風口、雙出風口、三出風口三種出風口風速進行仿真研究，仿真結果見圖9-11。圖9-11中三張圖的橫坐標上0.3（m）對應為出風口的最左側風筒出口上一點，0.45(m)對應為出風口的最右側擋風板上一點。對應單出風口，當噴頭（組件）置於出風口中間處，因噴頭兩側風速差異很大，風速較低的左側不能將噴頭噴出的霧滴有效地輸送到較遠的目標物上。對於雙出風口，不論噴頭（組件）置於哪一側出風口，因噴頭本身存在一定的尺寸，均不能較好地利用兩個出風口的風速。對於三出風口，在整個出風口的風速很顯然得到明顯的改善，且當噴頭（組件）置於第一分流導向板與第二分流導向板之間的第二出風口（中間出風口）處，從錐形噴頭噴出的霧滴會以一定錐角噴出，儘管在較高風速作用下，噴射的錐角比無風時要小，但仍存在一定的噴射範圍，因此進入兩側出風口（第一出風口和第三出風口）的霧滴又能在兩側較大風速下繼續進行輸送，且兩側較高的風速也有利於減少中間部分的氣流團直接與外界空氣接觸形成邊界層引起氣流速度的衰減。

表1—風筒出口處的風速

該技術解決了果園風送式噴霧機由軸流風機產生的軸向氣流在轉為徑向氣流過程中，軸中心位置處會產生湍流團、出風口處風場風速不均勻，使得藥液霧滴在果樹樹冠內葉間穿透力不足，引起霧滴藉助風力輸送不到果樹中心及樹冠頂部位置處，不能得到全面有效防治效果的問題。該技術將導流錐與分流導向板的組合形成的三分流式風力轉嚮導流裝置，避免軸中心位置處湍流團的形成，可有效將軸向風力以較小阻力引導形成徑向風力，並通過三分流式風力轉嚮導流裝置將風量進行合理有效分配，從而大大提高風機效率及風力輸送霧滴距離，最終達到提高果園噴霧機的霧滴穿透能力和覆蓋範圍及防治效率。

採用導流錐可有效避免由軸流風機產生的軸向氣流團在轉為徑向氣流過程中，在背板中心位置引起的湍流團現象，減少風能損失。因使用於果園噴霧機上的軸流風機風筒長度有限，軸流風機旋轉產生的軸向氣流在風筒出口處，軸中心位置處風速最低，接近風筒內圓位置處風速最高，且風速沿半徑方向由風筒內壁至軸中心幾乎呈線性衰減。如果直接採用無導流錐的平面背板，軸向氣流直接撞擊背板，在迫使氣流轉向過程中，因風筒中心位置處風速較低，中心附近的部分高速氣流會轉向中心低速區引起湍流現象，而湍流團氣流在中心無法累積還會向出風口處流出，又擾動了向出口流動的整個氣流，引起很大的風能損失。因此採用導流錐，可適當提高風筒中心區氣流速度，同時採用母線是弧線的圓弧過渡結構可將軸向氣流以較小的阻力引導向徑向出風口流出，且由中心位置處經引導轉向的氣流可帶動大半徑處高速氣流一起轉向，避免了高速氣流直接撞擊背板引起的風能損失，從而可有效提高出風口風速及氣流流向的一致性。

果園風送噴霧機採用三分流式風力轉嚮導流裝置，是將軸流風機產生的軸向風分流引導成三部分徑向風，可有效改善出風口的風速均勻性。噴頭組件置於中間段出風口內，除了中間段內的氣流可將噴頭噴出的粗霧滴藉助風力進一步霧化成細霧滴，且迅速將噴頭以一定錐角噴出的散射的霧滴流強制改變方向即沿著徑向風力方向輸送出去。兩側區段內輸出的氣流團可將進入該風力範圍內的霧滴進一步實現輸送，且避免中間段載有大量霧滴的氣流團直接與外界空氣接觸形成邊界層引起氣流速度快速衰減現象。這樣的結構可提高整個出口風速的均勻性，以減少出口徑向風力的散射，從而可提高霧滴的有效輸送距離。

該噴霧機的特點：

1、兩塊分流導向板將軸向氣流引流成三部分徑向氣流。這樣的結構設計可大大提高出風口處的風速均勻性，從而提高了風力遠距離的傳輸能力；即提高風力對霧滴的輸送能力和穿透密實樹冠葉間的能力。

2、噴頭置於中間段出風口處，使噴頭噴出的霧滴經風力進一步霧化，且從每個噴頭噴射形成的錐形霧滴團在徑向風力作用下強制使霧滴改變方向，即一致沿著徑向風力方向運動。因此，這樣的結構設計，可使霧滴迅速獲得動能，提高霧滴的輸送能力和穿透能力，減少農藥霧滴散射至非目標區。

榮譽表彰

2020年7月14日，《一種噴霧機及其風送噴霧裝置》獲得第二十一屆中國專利優秀獎。