背负式机动喷雾喷粉机

（一）背负机的种类

目前我国产背负机产品品种约有10多种，主要差别在于：

1．风机工作转速有5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000转/分等几种，目前5500转/分以下的背负机的年产量占全部产量的75%以上。工作转速低，对发动机零部件精度要求低，可靠性易保证。但提高工作转速可减小风机结构尺寸，降低整机重量。因此目前国外背负机都在向高转速方向发展。

2．功率有0．8、1．18、1．29、1．47、1．70、2．1、2．94千瓦等几种。0.8千瓦的小功率背负机主要用于庭院小块地的喷洒；1．18～2．1千瓦的背负机主要用于农作物的病虫害防治；而2．94千瓦以上的大功率背负机，由于其垂直射程较高，用于树木、果树等的病虫害防治。

3．风机的结构形式采用的离心风机有如下几种：

4．输粉结构有外流道式--药粉由药箱到喷管的输粉管在风机外侧；内流道式--药粉由药箱到喷管的输粉管在风机内部。外流道式结构简单，维修方便。内流道式可减少药粉的泄漏，且外部整洁美观。

（二）主要结构

背负机主要由机架、离心风机、汽油机、油箱、药箱和喷洒装置等部件组成。

1.机架总成机架总成是安装汽油机、风机、药箱等部件的基础部件。它主要包括机架、操纵机构、减振装置、背带和背垫等部件。

机架一般由钢管弯制而成。目前也有工程塑料机架，以减轻整机重量。机架的结构形式及其刚度、强度直接影响背负机整机可靠性、振动等性能指标。18型背负机机架总成见图23。

2．离心风机风机是背负机的重要部件之一。它的功用是产生高速气流，将药液破碎雾化或将药粉吹散，并将之送向远方。

背负机上所使用的风机均为小型高速离心风机。气流由叶轮轴向进入风机，获得能量后的高速气流沿叶轮圆周切线方向流出。

按目前背负机的机型，其风机结构的主要形式有：

图24为前弯式短叶片和后弯式长叶片风机的性能曲线。由图24a可看出，前弯式风机（叶片出口角β2>90°）的全压性能曲线变化平缓，并呈马鞍形。功率--流量曲线近似一条直线，较陡峭。

前弯式风机的优点是：比相同叶轮外径的后弯式风机的全压高，风量大。也就是，在相同风压、风量的情况下前弯式风机的叶轮直径较小，结构紧凑。这种风机在效率最高处，全压往往也接近最大值。它的缺点是功率曲线陡峭，可能造成动力过载。另外在风压性能曲线的驼峰区段，风机的工作不稳定。

后弯式风机（叶片出口角<90°）的性能曲线见图24b，与前弯式风机相比有如下特点：

①风压--风量性能曲线上没有驼峰区段，整个曲线较陡。所以，当管路阻力变化时，风量变化不大。

②风量增大时，风压下降快，因此功率变化缓慢。

③效率较高。

④风机产生的风压低，因此在同样的风量、风压下，后弯式风机的尺寸较大。

当然，风机性能与叶片的形状、叶片宽度、出口角大小、进风口直径与叶轮外径之比（d2/d1）等参数有直接的关系，相互间干扰因素多。设计时合理选择各参数，通过优化设计可兼顾两者优点。

风机部件主要包括风机前、后壳和叶轮。风机壳的材料有铸铝、铁皮和工程塑料。叶轮材料有铸铝、铝板铆结、工程塑料。各种材质风机的优缺点见表10。

背负机的风机工作转速较高，在风机进风口最好装有进风网罩，以防异物吸入风机内，造成零件损坏和人员伤害。风机图例见图25。

3．药箱总成药箱总成的功用是盛放药液（粉），并借助引进高速气流进行输药。主要部件有：药箱盖、滤例、进气管、药箱、粉门体、吹粉管、输粉管及密封件等。为了防腐，其材料主要为耐腐蚀的塑料和橡胶。

药箱的形状应有利于排净药液（粉），减少箱内的药液（粉）残留。药箱的壁厚应均匀，表面平整光滑，强度好。药箱总成各连结部分应具有良好、可靠的密封。在10千帕的气压下，不得有泄漏，以保证正常输液（粉）。 　背负机既可喷雾，又可喷粉，药箱只需更换少许零件就能胜任两种作业要求。下面以WFB--18AC型背负机药箱总成为例，按两种作业状态介绍药箱总成各零件的功用。

（1）喷雾作业喷雾作业时的药箱总成见图26。药液经滤网加至药箱容积的4/5左右。作业时，由风机引风管引出的少量高速气流，由进气塞经进气管到出气塞，进入药箱，并在药液上部形成一定的压力，迫使药液经开关流出。

药箱内气压大小直接影响喷雾量的大小。因此药箱盖处应密封可靠。药箱口应平整，无裂痕、飞边。药箱盖胶圈用发泡橡胶制成，有一定的压缩余量，保证密封可靠。

滤网的作用是过滤药液中的杂质，以防堵塞开关、喷头等。

（2）喷粉作业药箱总成见图27。药箱内加入药粉。作业时，由引风管引出的少量高速气流从吹粉管上的小孔吹出，使药箱中的药粉松散，以粉气混合状态吹向粉门体。

粉门体组件的作用是控制输粉量的大小。它由粉门操纵杆、粉门拉杆、粉门轴、挡风板、粉门体、粉门压紧螺母、密封垫等部件组成。上下拉动粉门操纵杆，带动粉门拉杆上下位移，引起粉门体上粉门轴和轴上的挡风板转动，改变粉门体处流通截面的大小，即改变输粉量。

装配时，扳动粉门操纵杆，观察挡风板的位置。当粉门操纵杆处于最下位置时，挡风板应封闭粉门体截面，防止在转移地块机具高速工作时药粉漏出。而当粉门操纵杆在最高位置时，挡风板应与粉门体下粉方向平行，以获得最大流通截面。否则应通过调节粉门拉杆长短来凋整。

4，喷洒装置喷洒装置的功用是输风、输粉流和药液。主要包括弯头、软管、直管、弯管、喷头、药液开关和输液管等（图28）。

（1）弯头功用是改变风机出口气流的方向，并产生一定的负压（吸力）以利于输粉。有部分机型为不破坏风机内部完整流道，在弯头处开有引风口，引出少量高速气流进入药箱。少数机型粉门开关也设计在弯头上。

（2）软管（也称蛇形管）功用是在作业时可任意改变喷洒方向。软管材质一般为塑料，目前也有橡胶制造的，以提高其抗老化性和低温作业时弯曲能力。

（3）直管和弯管主要是为增加整个喷管的长度。一般从弯头至喷头出口整个喷管长度应大于1米，以减轻作业时药液（粉）对作业人员的人身侵害。弯管另一作用是药液（粉）从喷口喷出时，出口方向略向上斜，雾流呈抛物线状，有利于雾滴落入植物中、下部。

（4）喷头功用是在喷雾作业时起雾化作用。即利用高速气流将药箱输送至喷头的药液吹散成细小雾滴。 　喷头有弥雾喷头和超低量喷头两种。两者差别在于所产生的雾滴大小不同。

1）弥雾喷头的雾滴体积中径（VMD）在100微米左右。其喷嘴形式有许多种，下面举两种典型实例。

①固定叶轮式弥雾喷嘴（图29a）。在喷嘴体的外圈均布着8个叶片，叶片扭曲一定的角度。在每一叶片前端有一直径为3～4毫米的喷孔。

②阻流板式喷嘴（图29b）。它由喷嘴座和喷嘴盖等组成，用螺钉固定在一起。

两种弥雾喷头，结构虽然不相同，但雾化原理基本一致。由风机出口流出的高速气流经喷管至喷头。由于喷头处截面积变小，使得流经的气流速度增加，并在喷嘴周围形成负压。药液在药箱内压力和喷嘴处的负压共同作用下，由喷孔流出，与高速气流相撞，弥散成细小的雾滴，并随风一起吹向远方。

超低量喷头的雾滴体积中径在70微米左右。结构见图30。

2）超低量喷头的工作原理是由风机产生的高速气流，从喷管流到喷头后遇到分流锥，从喷口以环状喷出，喷出的高速气流驱动叶轮，使齿盘组装高速旋转，同时药液由药箱经输液管进入空心轴，从空心轴上的孔流出，进入前、后齿盘之间的缝隙，于是药液就在高速旋转的齿盘离心力作用下，沿齿盘外圆抛出，破碎成细小的雾滴。这些小雾滴又被喷口内喷出的气流吹向远处。

部分机型的喷头上有一流量调节旋钮，可调节4档流量。喷口长度也可以调整（图31），以满足不同的喷洒要求。

5．配套动力背负机的配套动力都是结构紧凑、体积小、转速高的二冲程汽油机。

目前国内背负机配套汽油机的转速5000～7500转/分，功率1．18～2．94千瓦。汽油机质量的好坏直接影响背负机使用可靠性。

6．油箱油箱的功用是存放汽油机所用的燃油。容量一般为1升。在油箱的进油口和出油口，配置滤网，进行二级过滤，确保流入化油器主量孔的燃油清洁，无杂质。在出油口处装有一个油开关。

（三）工作原理

背负式喷雾喷粉机是由汽油机带动离心风机高速旋转，产生高速气流，实现气流输粉、气压输液和气力雾化。由于背负机种类较多，结构略有不同，但其工作原理基本相似。下面以产量较多的WFB--18AC型背负机为例，介绍其工作原理。

1．喷雾如图32所示，离心风机与汽油机输出轴直连，汽油机带动风机叶轮旋转，产生高速气流，并在风机出口处形成一定压力，其中大部分高速气流经风机出口流经喷管10，而少量气流经出风筒3、进气塞4、进气管5、过滤网组合6流进药箱内，使药箱中形成一定的气压。药液在压力的作用下，经粉门7、出水塞8、输液管9、开关11流到喷头12，从喷嘴周围的小孔以一定的流量流出，先与喷嘴叶片相撞，初步雾化，再与高速气流在喷口中冲击相遇，进一步雾化，弥散成细小雾粒，并随气流吹到很远的前方。

2．喷粉如图33所示，和喷雾一样，汽油机带动风机叶轮旋转，大部分高速气流经风机出口流经喷管8而少量气流经出风筒3进入吹粉管4，然后由吹粉管上的小孔吹出，使药箱中的药粉松散，以粉气混合状态吹向粉门体。由于弯头7下粉口处有负压，将粉剂吸到弯头内。这时粉剂被从风机出来的高速气流，通过喷管8吹向远方。

（四）典型机型的结构

目前国内背负机品种有10种左右。其相互间除功率、风机型式不同外，某些局部结构也存在一定的差异。这里就几种具有代表性的典型机型分别介绍其结构原理和使用方法。

1．WFB--18AC型背负机WFB--18AC背负机是我国60年代开始生产的第一代背负机。配套动力为1E40F型汽油机，标定功率为1．18千瓦/5000转/分。风机型式为后弯式长叶片，叶轮直径为190毫米。

（1）结构特点体积大，重量重，且铁皮风机壳耐腐蚀性差。

（2）性能特点喷幅较宽，雾滴直径100～130微米。

（3）结构原理在风机壳上开有一引风口，引出少量气流至药箱，喷液时使药箱内增压，喷粉时吹动粉剂。工作原理见图32和图33。

（4）使用方法

喷雾作业时药箱装配方式见图26，喷管装配方式见图28。

喷粉作业时药箱装配方式见图27，喷管装配方式见图34。

此图为短管喷粉作业状态。若采用薄膜喷粉管（图35）喷撤粉剂时，旋下弯头与风机连接的四个螺钉，将弯头旋转90°再装好。并将直管从大软管的一端卸下，再将薄膜喷粉管一端接管插入大软管内箍紧。注意薄膜喷粉管上的小孔应朝向地面，或斜向后方。

WFB--18AC型背负机生产厂家多，产量大，其社会保有量和年产量占市场份额的75%以上。生产厂家针对这种背负机存在的缺点，从材质和结构上作不断改进。目前一种方法是在不改变风机结构和性能的条件下，风机壳和叶轮改用工程塑料制作，提高风机耐腐蚀能力。整机质量也减少了1～1．5千克。这种型式目前正逐步被用户所接受。第二种方法是改风机结构型式为紧凑、体积小的前弯式短叶片。叶轮直径由290毫米缩小为210毫米，质量减少1．5～2千克。

2．蜻蜓牌3MF--26型背负机3MF--26型背负机配套动力1E40FAP型汽油机，标定功率为1．47千瓦/6000转/分。风机型式为前弯长叶片，叶轮直径∮220毫米。

（1）结构特点结构紧凑，重量轻，采用铸铝的风机壳和叶轮，强度高，耐腐蚀。

（2）性能特点射程远，雾滴细，分布均匀。雾滴直径85～100微米。

（3）结构原理在风机出口处的弯管上插有一引风管，小部分高速气流经进气软管、管接头进入药箱，喷液时使药箱内增压及喷粉时吹粉。另外在后半风机壳上开有数个小孔，引出部分气流，冷却发动机。

该种结构的优点是风机流道完整，结构简单。风雷--Ⅱ型、3MF--2A型背负机等均采用该种结构。

（4）使用方法

喷雾作业时药箱及喷管装配方式见图36。

喷粉作业时药箱及喷管装配方式见图37。

3MF--26型背负机启动后，油门在最低位置时为高速工作状态。最高位置为额定工作状态。停车需揿发动机旁的红色停车按钮。

3．泰山牌3WF--3型背负机该机是临沂农业药械厂于80年代末引进日本小松公司的技术生产的。配套动力为1E40FP--3Z型汽油机，标定功率为2．1千瓦/7500转/分，风机型式为半开式叶轮。

（1）结构特点采用全塑结构，重量轻，耐腐浊；叶轮为半开式铸铝结构，制造工艺简单；输粉管为内置式，整机外形整洁美观；喷管与风机壳采用旋转方式连接，操作灵活方便。

（2）性能特点风量大、雾滴分布均匀。但半开式风机的效率低，与同等功率的机型相比，射程较近。

（3）结构在药箱下面的风机壳流道上水平地切去一小部分。风机壳与药箱底部间有一连接体（也称闸阀体），部分高速气流经闸阀体至喷雾盖板经进气胶管到药箱上部，起增压输液作用。另外，在后半风机壳上，开有两个进风口，引出部分气流冷却发动机和磁电机。

喷雾状态和喷粉状态药箱的不同处在于：①要更换药箱下的盖板（图38）；②用接管压盖和接管（图39）换下药箱下盖（图40）。

4．泰山牌3WF--2．6型背负机1995年农业部利用棉花生产基金加强施药机械项目在国内公开招标，开发研制新背负式喷雾喷粉机。由农业部南京农业机械化研究所牵头，联合临沂农业药械厂、中国农业机械化科学研究院，组成的联合课题组中标。在不到两年的时间，研制生产出3WF--2．6型背负机。

该机是在泰山牌3WF--3型背负机的基础上，利用农业部南京农业机械化研究所近年来对高效节能系列风机的研究成果，研制成功的我国最新一代背负机。除风机结构外，其余零部件结构与3WF--3型背负机基本相同。配套动力为1E40FP--3Z型；采用内流道输粉结构；弯头可360°旋转，喷管采用快速连接方式。