离心隔膜泵

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关于Jason Deveau

Jason Deveau博士(@spray_guy)自2008年以来一直是OMAFRA应用技术专家。他研究和教授方法,以提高在特种作物、大田作物和受控环境中的农业投入的安全、有效和高效的应用。他是Sprayers101的联合管理员,Airblast10雷竞技app震中杯赞助商1教科书的合著者,一个慢骑者和一个慢跑者。雷竞技苹果app下载官方版

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调整喷雾机设置

我们鼓励营办商调整气流喷雾器设置以适应冠层大小、密度、间距和天气条件的变化。通过定期独立调整行程速度、喷嘴输出和空气设置,提高了应用的效率和准确性。

鼓风设计是高度可变的。

不灵活的喷雾器设计导致了设备与作物的次优匹配。例如,打算在一个单通道内吹过多行的喷雾器因其高生产率而得到提升,但通常会损害覆盖均匀性或漂移控制。在另一个例子中,低容积的喷雾鼓风机利用高速空气使喷雾雾化,并作为节约水和/或杀虫剂的一种手段得到推广。但是,对于许多这样的喷雾器,减缓空气速度以减少漂移可能会导致不希望的喷雾质量变化。

即使有齿轮旋转的风扇,安大略的许多气流喷雾器对于藤蔓、藤条、灌木浆果和高密度的果园来说也是超负荷的。出于安全原因,我不喜欢手动阻塞进气口或调整风扇叶片螺距。风扇齿轮和运行速度是调节空气能量的极佳手段。交替地,我们有成功地减少空气能量通过齿轮拖拉机上和节流下(GUTD).在这种情况下,旅行速度保持不变,而动力起飞(PTO) rpm下降,减慢风扇。喷嘴压力不受影响,操作人员可以通过压力调节器独立调整输出。事实证明,这种方法很简单,而且很受那些愿意根据时间、精力和成本做出改变的运营商的欢迎。

这是我的经验,离心泵轴向气流喷雾器破坏调整努力。在GUTD的情况下,减缓风扇减少喷嘴的压力。适度的压力调节可能是可行的,但通常操作人员必须更换较大的喷嘴以保持流量。空心锥喷嘴仅在大流量增量(平均0.5 gpm)时可用,而加速往往会导致过多的流量。运营商也许可以提高行驶速度来补偿,但这违背了最初的目的:现在必须重新考虑空中设置。

在这样的背景下,为什么安大略的一些气流操作人员仍然选择离心泵的气流喷雾器?让我们以安大略的乔治亚湾地区为例,这里被许多制造商、分销商和机械师称为“加拿大离心泵的最后堡垒”。

请记住,安大略的气流作物主要是小到中等大小的树冠-离心泵是一种常见的和适当的泵大的树冠,如树坚果和柑橘。

鼓风机(安大略)

安大略的乔治亚湾地区。

气流喷雾器的设计具有高度的多样性泵的风格.活塞式(或柱塞式)、蠕动式、拖拉机液压驱动的离心泵只是少数。历史上,John Bean和FMC喷雾器上的活塞泵和离心泵是加拿大的空气喷射标准。

在20世纪50年代,乔治亚湾是Swanson Sprayers的所在地,该公司生产了以迈尔斯离心泵为特色的空气喷射喷雾器。该喷雾器适用于该地区的标准苹果园。巨大的树冠需要大量的应用,粗糙粗糙的树皮上寄生着螨虫,这促使人们需要淋水喷雾。为了实现这一目标,喷雾器在7米(24英尺)间距下以5公里/小时(3.1英里/小时)的速度移动,在10 bar (150 psi)的条件下工作,可释放3750升/公顷(400 US加仑/ac)的能量。当时,隔膜泵无法做到这一点,即使以0.8公里/小时(0.5英里/小时)的速度运行。

斯旺森喷雾器(这一个可能来自美国乔治亚州)。

到了20世纪70年代,荷兰的Kinkelder空气剪切喷雾器(离心泵)被引进到安大略,并作为一种使用更少农药的方式推广。也许在他们的时代之前,它们从未真正起飞,因为果园对于它们的集中(即低产量)应用来说仍然太大。到了20世纪80年代,一波意大利制造的带有隔膜泵的喷雾器(如Good-Boy或GB)由里滕豪斯(Rittenhouse)等分销商进口到尼亚加拉地区。

与Kinkelder类似,这是安大略省最后的KWH空气剪切喷雾器之一。把2018。
意大利制造的Good-Boy(英式)。

由于不熟悉的操作人员没有给直接驱动隔膜轴上润滑油,没有将节流阀的转速超过540转/分钟,或者为了增加涌向臂架的流量而将水流改道,因此存在许多误用案例。在相对较大的储罐中,搅拌减少,留下浓缩的喷雾混合物堵塞吸入过滤器并破坏隔膜泵。这是一个不吉祥的开始,但隔膜泵反弹,今天我们估计,安大略90%的气流喷雾器有隔膜泵,而其余大部分是离心。安大略的一个气流经销商声称,每售出50个隔膜离心式,但不是在格鲁吉亚湾。

是地区历史还是隔膜“成长的烦恼”的长期记忆传播对离心泵的需求?也许维护、费用或易用性的考虑发挥了作用。经销商声称离心泵更便宜,但这些节省的费用都被定制安装成本抵消了。也许天气条件或作物形态使离心更适合?让我们考虑一下隔膜泵和离心泵的相对优点和局限性。

设计

离心泵

离心泵-爆炸视图。

大多数离心泵是通过重力进料的,这就是为什么它们位于喷雾器的底部。虽然在安大略不太常见,但也有自吸版本,在这种情况下保留液体,或采用聪明的管道,允许更容易接近的位置上的喷雾器。

在安大略,发动机驱动的离心喷雾器是人工制品。更常见的pto驱动的叶轮运行在高速,需要>1:4的速度上升机构(如变速箱,滑轮或液压马达),和隔膜不同,他们创造平滑的流动,不需要脉冲抑制。虽然在技术上不是必需的,但大多数在泵出口和喷嘴关闭阀之间有一个安全阀,以处理压力变化。

隔膜泵

隔膜泵-爆炸视图。

隔膜泵是自吸的,很容易接近,因为轴通过泵以540 RPM为风扇供电,不需要提升。流量与泵速成正比,而泵速又取决于牵引机的PTO速度。采用压力调节器控制旁通流量,方便对喷嘴输出进行调整。

泵流量和GUTD

离心泵能够在较低的喷嘴压力下获得较高的流量,需要更多的流量马力比隔膜泵。请注意离心泵在90和100 psi的工作压力(红色曲线阴影红色)与隔膜泵(蓝色曲线阴影蓝色)之间的巨大相对流量差异。

普通离心泵(红色)和隔膜泵(蓝色)在恒定转速下相对PSI的流量差异。阴影压力代表90到100psi。

离心泵

离心泵的流量曲线急剧下降;压力(不是RPM)决定流量。如果你要在pto驱动的离心泵上节流,流量的减少会降低建立喷嘴压力的能力。这意味着风扇速度不能与喷嘴压力分开,降低空气速度意味着重新喷嘴。

不同转速下的离心流量。阴影压力表示90-100 psi。

虽然在安大略仍然很少见,速率控制监控可以使用(无论泵类型)校准输出基于目标速率,速度和物料流量使用旅行速度和流量传感器。然而,如果离心泵被节流以降低空气速度,它们不能补偿上述喷嘴处的压力损失。

在任何情况下,离心泵的节流回调会导致吸入或再循环空化(又名ping)的情况。微小的高压气泡在叶轮的吸力侧形成,爆炸性地腐蚀叶轮。这种损害类似于腐蚀,它会引起振动,使泵过早磨损。

进口端的任何限制(例如,堵塞的吸入过滤器,坍塌/管道尺寸过小)都可能导致容积损失,从而损坏离心泵。“死角”(即关闭出口)在短时间内是可能的,但它很快会导致热量积聚,从而导致损坏。

隔膜泵

隔膜泵的流量曲线更平坦,效率更高;RPM(不是压力)决定流量。如果你通过节流PTO低于540转/分钟来减慢鼓风机的速度,流量会适度减少,但剩余的容量允许足够的流量进入喷嘴而不产生压降。只要拖拉机不拖曳,噪音就会降低,油耗也会降低,操作者无需更换喷嘴就可以调整空气。如果需要改变喷嘴流量,可以使用隔膜泵上的压力调节器来调节喷嘴的工作压力。

隔膜流量在不同转速。阴影压力表示90-100 psi。

隔膜泵能够承受高压,但在安大略很少运行在150psi以上。与喜欢压力的阀瓣型芯相比,模压空心锥在20-120 psi范围内工作良好。因此,虽然调整器和弹簧的大小是根据泵的最大设置,但它们并不反映使用模式。相对较重的弹簧过于僵硬,无法补偿压力变化(例如,在山坡上行驶或关闭一个吊杆),表现得更像一个固定的旁路,破坏了校准。文中对这一现象作了更详细的讨论这篇文章

维护

离心泵

具有自润滑轴承和优质密封(如碳化物)的离心泵,每隔一段时间维护一次,并在曲线的最佳效率点运行,将可靠运行多年。

离心泵的支持者声称他们是低维护(与隔膜泵相比)。这可能是轶事,因为泵的位置在喷雾器和他们的宽容忽视。误操作离心泵的故障是逐步发生的,通常会被遗忘,直到发现密封泄漏或压力下降。在后一种情况下,由于喷嘴磨损而增加的流量可以掩盖问题,因为喷雾器继续覆盖同样数量的公顷。经常被忽视的是,离心喷雾器上的滑轮/皮带的磨损或错位也会造成流量损失。操作人员可能会注意到,一股尾风将喷雾吹到传送带上,可能会导致打滑和降低喷嘴压力。

隔膜泵

对于隔膜泵的寿命和维护存在分歧。一些人声称,只要定期换油,它们就可靠,维护费用低。其他人则认为,复杂的连杆、o形环和阀门比简单的离心泵需要更多的维护。与仅仅失去压力的离心泵不同,容积泵的故障是完全的,需要立即维修

这在很大程度上取决于膜片材料和所喷涂的产品。例如,腐蚀性材料(如硫酸铜、尿素等)需要聚合物歧管,以尽量减少与金属的接触。金属歧管耐候性不好。

隔膜泵可以长时间地干运行。这会产生热量,但并不经常导致故障。由于暴露在真空中,可能会发生脏的吸入过滤器或长和/或大小不合适的吸入管道,甚至在压缩行程上缺乏油支持(由过度旋转引起)。

虽然三缸设计可能不需要脉动阻尼,但大多数都需要一个蓄能器来抑制每个冲程产生的脉动。不恰当的调整可能导致敲打裂纹安装和阀门,并可能加剧软管上的摩擦点。使用直接传动轴的隔膜泵(即携带PTO到风扇)在转动期间受到传动轴的推力。重要的是要让它们保持润滑。

总之,两种泵的寿命和维护要求似乎差不多。它们取决于所喷涂的产品,泵材料的质量,以及是否遵守制造商关于正确使用和预防性维护的说明。

结论

安大略的特殊气流作物变得更小,更近,密度更大。通常不需要高的液体量和空气速度。鼓励操作人员使用Crop-Adapted喷涂根据作物和天气调整风扇转速和喷嘴输出。在我看来,隔膜泵促进了这一点,从而降低了投入成本,减少漂移和改善覆盖均匀性。我认识到这需要操作人员的技能和努力,设置和忘记离心泵可能是有吸引力的,但如果它导致不必要的环境影响,这是不可接受的。

最后,喷雾器厂家在考虑安全性、有效性、可靠性和价格点的同时选择泵、雾化和空气处理系统。操作人员在选择最适合自己操作的喷雾器时,必须了解喷雾器设计的能力和局限性。

我仍然不知道为什么像乔治亚湾这样的地区似乎更喜欢一个泵而不是另一个。也许这只是从众心理。也许他们知道一些我不知道的事情。但是考虑一下:一个气流喷雾器的平均寿命是30年。这么久才做出决定。

做出明智的选择。

特别感谢许多经销商,制造商,工程师,机械师和最终用户帮助通知这篇文章。

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