离心喷头的优势及喷洒效果对比
离心喷头的优势及喷洒效果对比
植保资讯
2018-10-31 08:18
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2018-10-31 08:18
离心喷头的优势及喷洒效果对比

一个小小的喷头,关乎着飞防的雾化效果、喷洒精准度、作业效率和运营成本,还会影响农户的作物品相和经济收益。


上周公开课,我们就特地科普了离心喷头与压力喷头的区别以及各自特性等。这些你和农户都关心的内容,小编统统都整理好了!以下笔记,将为你全方位梳理离心喷头的知识脉络。


笔记约 2500 字

5 分钟阅读,获取新农人必懂的专业知识

笔记包括以下部分:

  1. 离心喷头的介绍

  2. 离心喷头的优势

  3. 变量喷洒技术

  4. 喷洒效果对比

  5. 常见疑问解答

通俗地讲,就是利用旋转产生的离心力,将液滴撕裂、碎片化,达到雾化的效果。

离心式和压力式喷头的主要区别,体现在为水滴提供能量的不同方式。


离心喷头

压力喷头

后者靠压力,而前者靠离心力提供加速能量,如极飞离心喷头通过高转速电机提供的离心力,可在极短时间内,把水滴速度从0加速到50m/s,雾化颗粒直径约85μm。


离心喷头由离心电机和离心喷盘构成。电机提供雾化的离心力,它在15000转/分钟的转速下,同时拥有强大的扭矩;离心喷盘则提供加速通道,保证水滴在流经通道的时候不会溢出,实现有效雾化。


离心电机

离心喷盘


1

雾化均匀,适用更多经济作物


喷头雾化的均匀性,一般用雾滴谱相对宽度来评估。极飞离心喷头的雾滴谱相对宽度约为0.8,雾滴更加聚拢,而一般的高压喷头相对宽度数值一般大于1,雾滴均匀性不足。


雾滴谱相对宽度

雾滴均匀有什么好处呢?极飞研发人员曾在湖南做过一个直播水稻的苗前除草实验。


实验表明,雾滴越细越均匀,植物吸收会更快,药剂效果发挥更好。P20打药后24小时后开始见效,且无药害产生。

P20喷洒除草剂

24小时后草芯发黑,用药见效

而一般的高压喷头则在72小时后生效,且产生了药害,原因就在于高压喷头雾化的颗粒太大,导致伤苗、叶子变黄。

此外,严谨、精细的喷盘设计,可让离心喷头适用于更多种经济作物。


极飞2018款离心喷头在第一次开模后,用激光立谱仪测试,却发现偶尔会有几个1毫米直径的水滴。仅因为这几滴水滴,极飞的工程师放弃了这个价值数万元的模具。


这是因为,哪怕是几个粒径不达标的药滴,也可能造成喷洒后损坏作物外观的隐患。尤其是脐橙、芒果等水果,表皮一旦接触较大药滴,就容易产生斑点,损坏品相就会拉低经济价值。经测试排查后,发现原因是螺旋线角度大了5°,必须重新再开一套完好的模具,保证能为农户带来最可靠、最优质的喷洒效果。


2

雾化等级可自由调整,不需更换喷嘴

以极飞为例,离心喷头雾滴可调范围是85-200μm,表示在这个喷洒系统下,无论蠕动泵流量多少,离心喷头都有足够扭矩完成精准雾化。


例如,亩用量无论是100ml还是1000ml,只要设定了雾滴是85μm,离心喷头就能保证雾化颗粒直径在85μm(±≈3μm)。而传统拖拉机使用高压喷头时,要使用更大喷洒量的话,必须人工更换喷头,使用灵活性大打折扣。 


3

喷盘不容易堵塞,药剂适用面宽


2017款

2018款

通过上图,可观察到极飞2017款与2018款离心喷盘的不同之处。前者加速槽是封闭的,那么在柳絮季节喷药时,如果不小心用掺杂了柳絮的水配药,就可能出现堵塞。因此在2018款的改进中,去掉了盖子设计,并将槽口扩大至1.5㎜。


喷嘴口径在0.5㎜左右的高压喷头,使用剂型粉剂容易造成沉淀;且系统管道在高压下,会出现喷洒不稳定、漏药甚至爆管的现象。


如今,极飞的离心喷头已进化到第四代,通过优化改进,2018款喷头可适用更多药剂,包括水剂、水分散粒剂、乳油剂、微乳剂、浓乳剂、悬浮剂、可溶性粉剂、浓悬剂等。当使用混配药剂时,需咨询当地农资技术人员,以免产生沉淀、结晶等,并谨记及时清洗。


4

喷头寿命长,喷盘耐腐蚀性强

极飞2018款喷头增加了三防功能,因为随着销售范围加大,需要适应更多地区的作业条件,例如沙尘、梅雨天气等;同时还进行了振动优化,使喷头电机的作业环境更稳定。


此外还优化了生产工艺,通过引入自动化生产技术,保证产品质量稳定性。现有的极飞喷头电机寿命,基本达到1万亩以上。

 

正常使用条件下,极飞的离心喷盘寿命可达2年左右,耐腐蚀、强度高,不会因磨损导致流量误差,因为离心喷洒系统的流量是由蠕动泵决定的。而高压喷嘴会出现磨损情况,且如果没有及时更换的话,流量会产生10-15%的偏差。如果是不锈钢高压喷嘴,在乙烯利强酸环境下还会产生腐蚀,导致更大的流量偏差,这也是部分高压喷嘴的一大硬伤。


都说离心喷洒的应用,是飞防植保的一个革命性创新。这是因为,以往传统农业器械,其喷洒参数(流量、雾滴颗粒)都由自身条件决定,不能因地制宜,导致了农药利用率低,环境污染严重等一系列问题。


但通过变量喷洒技术后,喷洒系统能根据外部情况(飞行速度、高度,甚至是作物种类),实现流量和雾滴颗粒等可控参数的自动调整,以达到精确喷施目的,是实现精准农业的前提。而变量喷洒技术的一个重要环节,就是离心喷头。雾滴颗粒的自由调整,也是由离心喷头进行自动调整的。

这一革命性创新会带来什么直接效果呢?


一是喷洒均匀。在喷洒航线内,特别是加减速阶段,往往因喷洒系统不能随速度联动,而导致重喷药害(或漏喷),这个在高压喷洒系统频繁出现,因为这种系统无法及时泄压,而极飞的变量喷洒技术则无此问题。


二是节约水量、药量。基于变量喷洒技术的蠕动泵,能快速、准确、稳定地响应其它变量,故能够做到节约药量、水量,把效果最大化。

 

市面上其他植保无人机的压力喷头,多从成本方面考量。实际上压力泵可靠性不高,会导致组装喷洒系统不稳定,实际损耗的成本也很高。拥有一套效果良好、稳定的喷洒系统,是保证飞防效率的前提。


有了优秀的变量喷洒技术以后,还要借助强力的风场(站在螺旋桨下,相当于6~7级风的水平),才能将让作物均匀着药。


离心喷头的模拟雾化效果

最后是关于亩用量、飞行速度与有效喷幅。亩用量与飞行速度的关系,2018款P系列植保无人机,亩用量(ml/亩)*飞行速度(m/s)的值应满足≤5000。例如,飞行速度为2m/s,则最大亩用量为2500ml/亩。此外,根据今年6月1日农业部发布的行业标准《植保无人飞机质量评价技术规范》,≥15个药滴/cm²即为有效喷幅。


通过下列案例,可看出极飞离心喷头带来的喷洒效果,精准且无药害:

P20喷洒辣椒落叶剂

P20喷洒水稻除草剂


Q:离心喷头在非作业季,如何长期储存?

A:需要在干燥、荫凉处储存。

 

Q:离心电机大概可工作多少个小时?

A:200小时左右。

 

Q:亩用量和喷幅、速度的关系是怎样的?

A:P20的有效喷幅与亩用量,飞行高度成正比关系。P系列植保无人机2018款喷洒系统的单泵流速最大值为700ml/min,飞行速度、喷幅不同会导致能设置的最大亩用量存在差异,其计算方法可参考:

详情浏览极飞学院文章《喷洒用量的重要知识点》

Q:如果要大幅度提升亩用喷洒量,能否更换大流量的离心喷洒系统?

A:可以

 

Q:设定同样喷洒量,5m/s 和 3m/s 有什么区别?怎么计算?

A:只要在 APP 上能设定的,效果是没有区别的,因为飞行速度和流量都会受限于蠕动泵的单体流量。

 

Q:雾滴大小多少为好?

A:一般来说,120μm 比较合适。不同作物需要不同雾滴直径,除草剂雾滴要大一些,120-200μm,甚至 500μm 都有可能;如果是杀虫,建议是 100-120μm,真菌或者果树则在 90-100μm 左右。