背負式機動噴霧噴粉機
背負式機動噴霧噴粉機
背負式機動噴霧噴粉機（背負機）是採用氣流輸粉、氣壓輸液、氣力噴霧原理，由汽油機驅動的機動植保機具。
早在60年代中期，我國有少數植保機械生產企業參考日本樣機，開始自行研製生產我國第一代背負機--WFB--18AC型背負機。到70年代末國內又相繼出現三四家背負機生產廠，各自研製背負機產品。全國年產銷量一直維持在幾萬台。進入90年代后，在國家政策的扶持下，1991～1992年出現了背負機需求第一個高峰年。生產廠家由五六家迅速發展到10多家。后發展的企業主要為鄉鎮集體企業，產品以WBF--18AC型背負機為主。在背負機良好的發展形勢下，科研院所積極與生產企業合作，從減輕操作者作業強度出發，對WFB～18AC型背負機的風機結構和材質加以改進，研製生產了新一代18型背負機--以前彎式風機取代后彎式風機，以工程塑料取代部分鐵 質材料，減小結構尺寸，減輕整機重量，提高耐腐性能。另外，一些規模較大的背負機生產廠，在穩步提高產品質量和產量的同時，不斷引進、開發新型背負機產品。目前，全國背負機生產廠有20家左右，品種有10多種，年產量達幾十萬台。
背負機由於具有操縱輕便、靈活、生產效率高等特點，廣泛用於較大面積的農林作物的病蟲害防治工作，以及化學除草、葉面施肥、噴灑植物生長調節劑、城市衛生防疫、消滅倉儲害蟲及家畜體外寄生蟲、噴灑顆粒等工作。它不受地理條件限制，在山區、丘陵地區及零散地塊上都很適用。
（一）背負機的種類
目前我國產背負機產品品種約有10多種，主要差別在於：
1．風機工作轉速有5000、5500、6000、6500、7000、7500、8000轉/分等幾種，目前5500轉/分以下的背負機的年產量佔全部產量的75%以上。工作轉速低，對發動機零部件精度要求低，可靠性易保證。但提高工作轉速可減小風機結構尺寸，降低整機重量。因此目前國外背負機都在向高轉速方向發展。
2．功率有0．8、1．18、1．29、1．47、1．70、2．1、2．94千瓦等幾種。0.8千瓦的小功率背負機主要用於庭院小塊地的噴灑；1．18～2．1千瓦的背負機主要用於農作物的病蟲害防治；而2．94千瓦以上的大功率背負機，由於其垂直射程較高，用於樹木、果樹等的病蟲害防治。
3．風機的結構形式採用的離心風機有如下幾種：
4．輸粉結構有外流道式--藥粉由藥箱到噴管的輸粉管在風機外側；內流道式--藥粉由藥箱到噴管的輸粉管在風機內部。外流道式結構簡單，維修方便。內流道式可減少藥粉的泄漏，且外部整潔美觀。
（二）主要結構
背負機主要由機架、離心風機、汽油機、油箱、藥箱和噴灑裝置等部件組成。
1.機架總成機架總成是安裝汽油機、風機、藥箱等部件的基礎部件。它主要包括機架、操縱機構、減振裝置、背帶和背墊等部件。
2．離心風機風機是背負機的重要部件之一。它的功用是產生高速氣流，將藥液破碎霧化或將藥粉吹散，並將之送向遠方。
按目前背負機的機型，其風機結構的主要形式有：
圖24為前彎式短葉片和后彎式長葉片風機的性能曲線。由圖24a可看出，前彎式風機（葉片出口角β2>90°）的全壓性能曲線變化平緩，並呈馬鞍形。功率--流量曲線近似一條直線，較陡峭。
前彎式風機的優點是：比相同葉輪外徑的后彎式風機的全壓高，風量大。也就是，在相同風壓、風量的情況下前彎式風機的葉輪直徑較小，結構緊湊。這種風機在效率最高處，全壓往往也接近最大值。它的缺點是功率曲線陡峭，可能造成動力過載。另外在風壓性能曲線的駝峰區段，風機的工作不穩定。
后彎式風機（葉片出口角<90°）的性能曲線見圖24b，與前彎式風機相比有如下特點：
①風壓--風量性能曲線上沒有駝峰區段，整個曲線較陡。所以，當管路阻力變化時，風量變化不大。
②風量增大時，風壓下降快，因此功率變化緩慢。
③效率較高。
④風機產生的風壓低，因此在同樣的風量、風壓下，后彎式風機的尺寸較大。
當然，風機性能與葉片的形狀、葉片寬度、出口角大小、進風口直徑與葉輪外徑之比（d2/d1）等參數有直接的關係，相互間干擾因素多。設計時合理選擇各參數，通過優化設計可兼顧兩者優點。
風機部件主要包括風機前、后殼和葉輪。風機殼的材料有鑄鋁、鐵皮和工程塑料。葉輪材料有鑄鋁、鋁板鉚結、工程塑料。各種材質風機的優缺點見表10。
背負機的風機工作轉速較高，在風機進風口最好裝有進風網罩，以防異物吸入風機內，造成零件損壞和人員傷害。風機圖例見圖25。
藥箱的形狀應有利於排凈藥液（粉），減少箱內的藥液（粉）殘留。藥箱的壁厚應均勻，表面平整光滑，強度好。藥箱總成各連結部分應具有良好、可靠的密封。在10千帕的氣壓下，不得有泄漏，以保證正常輸液（粉）。背負機既可噴霧，又可噴粉，藥箱只需更換少許零件就能勝任兩種作業要求。下面以WFB--18AC型背負機藥箱總成為例，按兩種作業狀態介紹藥箱總成各零件的功用。
（1）噴霧作業噴霧作業時的藥箱總成見圖26。藥液經濾網加至藥箱容積的4/5左右。作業時，由風機引風管引出的少量高速氣流，由進氣塞經進氣管到出氣塞，進入藥箱，並在藥液上部形成一定的壓力，迫使藥液經開關流出。
藥箱內氣壓大小直接影響噴霧量的大小。因此藥箱蓋處應密封可靠。藥箱口應平整，無裂痕、飛邊。藥箱蓋膠圈用發泡橡膠製成，有一定的壓縮余量，保證密封可靠。
濾網的作用是過濾藥液中的雜質，以防堵塞開關、噴頭等。
（2）噴粉作業藥箱總成見圖27。藥箱內加入藥粉。作業時，由引風管引出的少量高速氣流從吹粉管上的小孔吹出，使藥箱中的藥粉鬆散，以粉氣混合狀態吹向粉門體。
粉門體組件的作用是控制輸粉量的大小。它由粉門操縱桿、粉門拉杆、粉門軸、擋風板、粉門體、粉門壓緊螺母、密封墊等部件組成。上下拉動粉門操縱桿，帶動粉門拉杆上下位移，引起粉門體上粉門軸和軸上的擋風板轉動，改變粉門體處流通截面的大小，即改變輸粉量。
裝配時，扳動粉門操縱桿，觀察擋風板的位置。當粉門操縱桿處於最下位置時，擋風板應封閉粉門體截面，防止在轉移地塊機具高速工作時藥粉漏出。而當粉門操縱桿在最高位置時，擋風板應與粉門體下粉方向平行，以獲得最大流通截面。否則應通過調節粉門拉杆長短來凋整。
4，噴灑裝置噴灑裝置的功用是輸風、輸粉流和藥液。主要包括彎頭、軟管、直管、彎管、噴頭、藥液開關和輸液管等（圖28）。
（1）彎頭功用是改變風機出口氣流的方向，併產生一定的負壓（吸力）以利於輸粉。有部分機型為不破壞風機內部完整流道，在彎頭處開有引風口，引出少量高速氣流進入藥箱。少數機型粉門開關也設計在彎頭上。
（3）直管和彎管主要是為增加整個噴管的長度。一般從彎頭至噴頭出口整個噴管長度應大於1米，以減輕作業時藥液（粉）對作業人員的人身侵害。彎管另一作用是藥液（粉）從噴口噴出時，出口方向略向上斜，霧流呈拋物線狀，有利於霧滴落入植物中、下部。
（4）噴頭功用是在噴霧作業時起霧化作用。即利用高速氣流將藥箱輸送至噴頭的藥液吹散成細小霧滴。噴頭有彌霧噴頭和超低量噴頭兩種。兩者差別在於所產生的霧滴大小不同。
1）彌霧噴頭的霧滴體積中徑（VMD）在100微米左右。其噴嘴形式有許多種，下面舉兩種典型實例。
①固定葉輪式彌霧噴嘴（圖29a）。在噴嘴體的外圈均布著8個葉片，葉片扭曲一定的角度。在每一葉片前端有一直徑為3～4毫米的噴孔。
②阻流板式噴嘴（圖29b）。它由噴嘴座和噴嘴蓋等組成，用螺釘固定在一起。
兩種彌霧噴頭，結構雖然不相同，但霧化原理基本一致。由風機出口流出的高速氣流經噴管至噴頭。由於噴頭處截面積變小，使得流經的氣流速度增加，並在噴嘴周圍形成負壓。藥液在藥箱內壓力和噴嘴處的負壓共同作用下，由噴孔流出，與高速氣流相撞，彌散成細小的霧滴，並隨風一起吹向遠方。
超低量噴頭的霧滴體積中徑在70微米左右。結構見圖30。
2）超低量噴頭的工作原理是由風機產生的高速氣流，從噴管流到噴頭后遇到分流錐，從噴口以環狀噴出，噴出的高速氣流驅動葉輪，使齒盤組裝高速旋轉，同時藥液由藥箱經輸液管進入空心軸，從空心軸上的孔流出，進入前、后齒盤之間的縫隙，於是藥液就在高速旋轉的齒盤離心力作用下，沿齒盤外圓拋出，破碎成細小的霧滴。這些小霧滴又被噴口內噴出的氣流吹向遠處。
部分機型的噴頭上有一流量調節旋鈕，可調節4檔流量。噴口長度也可以調整（圖31），以滿足不同的噴灑要求。
5．配套動力背負機的配套動力都是結構緊湊、體積小、轉速高的二衝程汽油機。
目前國內背負機配套汽油機的轉速5000～7500轉/分，功率1．18～2．94千瓦。汽油機質量的好壞直接影響背負機使用可靠性。
（三）工作原理
背負式噴霧噴粉機是由汽油機帶動離心風機高速旋轉，產生高速氣流，實現氣流輸粉、氣壓輸液和氣力霧化。由於背負機種類較多，結構略有不同，但其工作原理基本相似。下面以產量較多的WFB--18AC型背負機為例，介紹其工作原理。
1．噴霧如圖32所示，離心風機與汽油機輸出軸直連，汽油機帶動風機葉輪旋轉，產生高速氣流，並在風機出口處形成一定壓力，其中大部分高速氣流經風機出口流經噴管10，而少量氣流經出風筒3、進氣塞4、進氣管5、過濾網組合6流進藥箱內，使藥箱中形成一定的氣壓。藥液在壓力的作用下，經粉門7、出水塞8、輸液管9、開關11流到噴頭12，從噴嘴周圍的小孔以一定的流量流出，先與噴嘴葉片相撞，初步霧化，再與高速氣流在噴口中衝擊相遇，進一步霧化，彌散成細小霧粒，並隨氣流吹到很遠的前方。
2．噴粉如圖33所示，和噴霧一樣，汽油機帶動風機葉輪旋轉，大部分高速氣流經風機出口流經噴管8而少量氣流經出風筒3進入吹粉管4，然後由吹粉管上的小孔吹出，使藥箱中的藥粉鬆散，以粉氣混合狀態吹向粉門體。由於彎頭7下粉口處有負壓，將粉劑吸到彎頭內。這時粉劑被從風機出來的高速氣流，通過噴管8吹向遠方。
（四）典型機型的結構
目前國內背負機品種有10種左右。其相互間除功率、風機型式不同外，某些局部結構也存在一定的差異。這裡就幾種具有代表性的典型機型分別介紹其結構原理和使用方法。
1．WFB--18AC型背負機WFB--18AC背負機是我國60年代開始生產的第一代背負機。配套動力為1E40F型汽油機，標定功率為1．18千瓦/5000轉/分。風機型式為後彎式長葉片，葉輪直徑為190毫米。
（1）結構特點體積大，重量重，且鐵皮風機殼耐腐蝕性差。
（2）性能特點噴幅較寬，霧滴直徑100～130微米。
（3）結構原理在風機殼上開有一引風口，引出少量氣流至藥箱，噴液時使藥箱內增壓，噴粉時吹動粉劑。工作原理見圖32和圖33。
（4）使用方法
噴霧作業時藥箱裝配方式見圖26，噴管裝配方式見圖28。
噴粉作業時藥箱裝配方式見圖27，噴管裝配方式見圖34。
此圖為短管噴粉作業狀態。若採用薄膜噴粉管（圖35）噴撤粉劑時，旋下彎頭與風機連接的四個螺釘，將彎頭旋轉90°再裝好。並將直管從大軟管的一端卸下，再將薄膜噴粉管一端接管插入大軟管內箍緊。注意薄膜噴粉管上的小孔應朝向地面，或斜向後方。
WFB--18AC型背負機生產廠家多，產量大，其社會保有量和年產量佔市場份額的75%以上。生產廠家針對這種背負機存在的缺點，從材質和結構上作不斷改進。目前一種方法是在不改變風機結構和性能的條件下，風機殼和葉輪改用工程塑料製作，提高風機耐腐蝕能力。整機質量也減少了1～1．5千克。這種型式目前正逐步被用戶所接受。第二種方法是改風機結構型式為緊湊、體積小的前彎式短葉片。葉輪直徑由290毫米縮小為210毫米，質量減少1．5～2千克。
2．蜻蜓牌3MF--26型背負機3MF--26型背負機配套動力1E40FAP型汽油機，標定功率為1．47千瓦/6000轉/分。風機型式為前彎長葉片，葉輪直徑∮220毫米。
（1）結構特點結構緊湊，重量輕，採用鑄鋁的風機殼和葉輪，強度高，耐腐蝕。
（2）性能特點射程遠，霧滴細，分佈均勻。霧滴直徑85～100微米。
（3）結構原理在風機出口處的彎管上插有一引風管，小部分高速氣流經進氣軟管、管接頭進入藥箱，噴液時使藥箱內增壓及噴粉時吹粉。另外在後半風機殼上開有數個小孔，引出部分氣流，冷卻發動機。
該種結構的優點是風機流道完整，結構簡單。風雷--Ⅱ型、3MF--2A型背負機等均採用該種結構。
（4）使用方法
噴霧作業時藥箱及噴管裝配方式見圖36。
噴粉作業時藥箱及噴管裝配方式見圖37。
3MF--26型背負機啟動后，油門在最低位置時為高速工作狀態。最高位置為額定工作狀態。停車需撳發動機旁的紅色停車按鈕。
3．泰山牌3WF--3型背負機該機是臨沂農業葯械廠於80年代末引進日本小松公司的技術生產的。配套動力為1E40FP--3Z型汽油機，標定功率為2．1千瓦/7500轉/分，風機型式為半開式葉輪。
（1）結構特點採用全塑結構，重量輕，耐腐濁；葉輪為半開式鑄鋁結構，製造工藝簡單；輸粉管為內置式，整機外形整潔美觀；噴管與風機殼採用旋轉方式連接，操作靈活方便。
（2）性能特點風量大、霧滴分佈均勻。但半開式風機的效率低，與同等功率的機型相比，射程較近。
（3）結構在藥箱下面的風機殼流道上水平地切去一小部分。風機殼與藥箱底部間有一連接體（也稱閘閥體），部分高速氣流經閘閥體至噴霧蓋板經進氣膠管到藥箱上部，起增壓輸液作用。另外，在後半風機殼上，開有兩個進風口，引出部分氣流冷卻發動機和磁電機。
噴霧狀態和噴粉狀態藥箱的不同處在於：①要更換藥箱下的蓋板（圖38）；②用接管壓蓋和接管（圖39）換下藥箱下蓋（圖40）。
4．泰山牌3WF--2．6型背負機1995年農業部利用棉花生產基金加強施藥機械項目在國內公開招標，開發研製新背負式噴霧噴粉機。由農業部南京農業機械化研究所牽頭，聯合臨沂農業葯械廠、中國農業機械化科學研究院，組成的聯合課題組中標。在不到兩年的時間，研製生產出3WF--2．6型背負機。
該機是在泰山牌3WF--3型背負機的基礎上，利用農業部南京農業機械化研究所近年來對高效節能系列風機的研究成果，研製成功的我國最新一代背負機。除風機結構外，其餘零部件結構與3WF--3型背負機基本相同。配套動力為1E40FP--3Z型；採用內流道輸粉結構；彎頭可360°旋轉，噴管採用快速連接方式。
（1）主要特點
①風機效率高，風壓、風量及整機雜訊、射程等性能指標優於日本90年代同類產品和3WF--3型背負機。
②機具功率大，功率調節範圍寬。設計1．3千瓦/6000轉/分（噴霧作業檔）和1.92千瓦/6500轉/分（強力穿透噴粉作業檔）兩種作業工況，既保證滿足多種防治要求，又提高了各種作業工況下的經濟性。在1．3千瓦/6000轉/分噴霧作業檔工作時，其油耗較噴粉工況低50%左右，較18型背負機作業工況低10%～20%。
（2）噴粉量控制除粉門操縱手柄外，在閘閥體搖臂上有三個孔（圖43），變換孔的位置可以改變噴量大小。
（3）配有多種噴灑部件3WF--2．6型背負機配有多種噴灑（撒）部件，用戶可根據作業要求選用。
①噴粉噴粒用薄膜噴管：除薄膜噴粉管外，還配有帶擋板結構的薄膜噴管，適用於噴灑顆粒劑和粉劑，有20、30和40米長度三種規格。
②顆粒噴管：有Ⅰ型和T型兩種。Ⅰ型噴管長3．5米，用於向單側噴撒；T型噴管長7米，用於向兩側噴撒（圖44）。
③扇形噴管（圖45）：適應於高效率的噴撒顆粒狀化肥、農藥，大田或零星地塊都很適宜，最遠噴撒距離達17米。
④圓型噴頭（圖46a）：適用於農林作物根部噴撤顆粒狀化肥和農藥。
⑤扇形噴頭（圖46b）：適用於不同地形、地塊，噴撒顆粒狀化肥、農藥，噴撤幅面寬，效率高。 5．峰林牌3MF--4型背負機該機是由西北林機廠生產的，配套動力為1E52F型汽油機，額定功率2．94千瓦/7000轉/分，風機型式為前彎式不等距短葉片。
（1）結構特點採用鑄鋁風機殼和葉輪，強度高、耐腐蝕性能好。化油器為泵膜式，機具在傾斜位置能正常工作。適合山地林區工作。
（2）性能特點功率大，射程遠，霧化好。可用於防治高喬木林、果樹林等。但雜訊略高。
（3）結構原理與18型背負機基本一致。
（4）使用方法噴霧及噴粉作業狀態裝配圖見圖47、圖48。與其它機型不同，3MF--4型背負機的粉門安裝在藥箱底部，為兩片開數條矩形槽口的鋼板。槽口相對為粉門最大開度，槽口完全錯開為全閉。安裝時要端正可靠，開閉靈活。
（五）背負機操作步驟及使用注意事項
機具作業前應先按汽油機有關操作方法，檢查其油路系統和電路系統後進行啟動。確保汽油機工作正常。
1．噴霧作業步驟機具處於噴霧作業狀態。加藥前先用清水試噴一次，保證各連結處無滲漏；加藥時不要過急過滿，以免從過濾網出氣口溢進風機殼裡；藥液必須乾淨，以免噴嘴堵塞；加藥后要蓋緊藥箱蓋。
啟動發動機，使之處於怠速運轉。背起機具后，調整油門開關使汽油機穩定在額定轉速左右，開啟藥液手把開關即可開始作業。
噴葯時應注意：
①開關開啟后，嚴禁停留在一處噴灑，以防對植物產生藥害。
②背負機噴灑屬飄移性噴灑，應採用側向噴灑方式，以免人身受藥液侵害。
③噴葯前首先校正背機人的行走速度，並按行進速度和噴量大小，核算施液量。噴葯時嚴格按預定的噴量大小和行走速度進行。前進速度應基本一致，以保證噴灑均勻。
④大田作業噴灑可變換彎管方剛噴灑灌木叢時可將彎管口朝下，防止霧粒向上飛揚。
2．噴粉作業步驟機具處於噴粉作業狀態。關好粉門后加粉。粉劑應乾燥，不得含有雜草、雜物和結塊。加粉后旋緊藥箱蓋。
啟動發動機，使之處於怠速運轉。背起機具后，調整油門開關使汽油機穩定在額定轉速左右。然後調整粉門操縱手柄進行噴撤。使用薄膜噴粉管進行噴粉時，應先將噴粉管從搖把絞車上放出，再加大油門，使薄膜噴粉管吹起來。然後調整粉門噴撒。為防止噴管末端存粉，前進中應隨時抖動噴管。
在背負機使用過程中，必須注意防毒、防火、防機器事故發生，尤其防毒應十分重視。因噴灑的藥劑，濃度較手動噴霧器大，霧粒極細，田間作業時，機具周圍形成一片霧雲，很易吸進人體內引起中毒。因此必須從思想上引起重視，確保人身安全。作業時應注意：
①背機時間不要過長，應以3～4人組成一組，輪流背負，相互交替，避免背機人長期處於葯霧中吸不到新鮮空氣。
③避免頂風作業，禁止噴管在作業者前方以八字形交叉方式噴灑。
④發現有中毒癥狀時，應立即停止背機，求醫診治。
本機工作藥液濃度大，噴灑霧粒細，除人身要安全外，還應注意植物中毒，產生藥害。
背負機用汽油作燃料，應注意防火。
（六）背負機的調整
WFB--18AC和WFB--18BC型背負機可按下列方法調整。
1．汽油機轉速的調整機具經修理或拆卸后需要重新調整汽油機轉速。
（1）油門為硬聯接的汽油機
①安正並緊固化油器卡箍。
②啟動汽油機，低速運轉3～5分鐘，逐漸提升油門操縱桿至上限位置。若轉速過高，旋松油門拉杆上面的螺母，擰緊拉杆下面的螺母；若轉速過低，則反向調整。
（2）油門為軟聯接的汽油機當油門操縱桿置於調量殼上端位置，汽油機仍達不到標定轉速或超過標定轉速時，應按以下方法進行調整（圖49）：
①鬆開鎖緊螺母。
②向下旋調整螺釘，轉速下降；向上旋，轉速上升。
③調整完畢，擰緊鎖緊螺母。
2．粉門調整當粉門操縱手柄處於最低位置，粉門關不嚴，有漏粉現象時，按以下方法調整粉門：
①拔出粉門軸與粉門拉杆連接的開口銷，使拉杆與粉門軸脫離。
②用手扳動粉門軸搖臂，迫使粉門擋粉板與粉門體內壁貼實。
③粉門操縱桿置於調量殼的下限，調節拉杆長度（順時針轉動拉杆，拉杆即縮短；反之拉杆伸長），使拉杆頂端橫軸插入粉門軸搖臂上的孔中，用開口銷銷住。
其它機型可參照進行。