[发明专利]一种风动-储能农用航空喷洒装置在审

专利信息
申请号: 201810280165.7 申请日: 2018-04-02
公开(公告)号: CN108669035A 公开(公告)日: 2018-10-19
发明(设计)人: 鲁力群;兰玉彬;赵静;方刚;崔欣;尹永芳 申请(专利权)人: 山东理工大学
主分类号: A01M7/00 分类号: A01M7/00;B64D1/18;F03D9/17;F03D9/32
代理公司: 暂无信息 代理人: 暂无信息
地址: 255000 山东省淄博*** 国省代码: 山东;37
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摘要:
搜索关键词: 气动隔膜泵 喷洒装置 实时调节 储能筒 储能 风动 航空 喷头 流量传感器 压力传感器 药液输送管 储能模块 电力驱动 风动叶片 工作原理 航空植保 空气压力 控制模块 势能储存 旋涡风机 直接转化 势能 持续性 药液箱 集风 喷杆 喷雾 风能 喷洒 输出 压缩
【说明书】:

发明涉及高效航空植保喷雾技术领域,提供一种以风为动力可实时调节的风动‑储能农用航空喷洒装置,包括风动叶片、旋涡风机、主轴、储能筒、药液箱、气动隔膜泵、药液输送管、喷杆、航空喷头、压力传感器、流量传感器、PLC控制系统。集风‑储能模块可将空气进行压缩实现风能向空气势能的直接转化,并将空气势能储存起来;喷洒模块充分利用气动隔膜泵的工作原理,实现不经由电力驱动而达到药液以一定压力输出的功能,这是一种新型的实现方式;控制模块采用PLC控制系统能够实现对储能筒内的空气压力、药液的流量和压力的实时调节、自动控制,持续性好易于实现。

技术领域

本发明提供一种以风为动力可实时调节的风动-储能农用航空喷洒装置,属于高效航空植保喷雾技术领域。

背景技术

农用航空植保具有作业效率高、质量好、适用性广、成本低以及应对突发危害能力强的特点,是目前植保领域的研究热点。随着精准农业技术的应用,农业航空植保技术的发展空间将更为广阔,以有人驾驶飞机为施药载体的航空喷施系统具有防控面积大、突击能力强、作业效率高等地面机械不可比拟的优势。有人驾驶农用航空飞机喷施系统一般由由药箱、液泵、喷杆、喷头、加药设备(过滤器、胶管及支架)、流量控制系统等部分组成。一般的农业航空喷施系统工作原理为:由电机驱动的隔膜泵(或离心泵)输送药液通过隔膜泵(或离心泵)将药液从药箱持续不断地输送至喷杆、喷头,作为动力部件的电机需要外部电源输入才能保持持续运转。由此有人驾驶农用航空飞机喷施系统大都采用了直流电机来驱动液泵的工作模式,这就要求飞机上要配置专门的直流电源系统,不但增加了能量的消耗,而且由于直流电源和直流电机严苛的工作环境要求,大大增加了维护成本也降低了喷施系统的可靠性,同时增加了航空飞行器的电气系统的复杂程度。

发明内容

本发明所解决的技术问题:为解决喷洒系统采用直流电机驱动液泵带来的能量消耗、可靠性差、维护成本高的缺点,本发明充分利用飞机在飞行过程中的高速气流作为动力源,采用风动叶片、旋涡风机、气动储能筒做为集风-储能装置,将该装置产生的压缩气体来驱动气动隔膜泵,进而使喷洒系统高效作业。该装置结构紧凑,适用性好,可实时调节、自动控制,具有较高的经济性和稳定性,可用于大面积的农用飞机航空喷洒。

本发明的目的在于提供一种以风为动力可实时调节的风动-储能高效、节能的农用航空喷洒装置,以解决上述目前航空喷洒装置中存在的技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现:本发明是一种新型的农业喷洒装置,整个装置包括集风-储能模块、控制模块、喷洒模块等结构。集风-储能模块将风能收集后压缩空气至储能筒中成为空气势能,在需要时集风-储能模块释放空气势能带动气动隔膜泵将药液提高至一定压力,最后喷洒输出。控制模块在整个运行过程中对储能装置的压力、药液流量和压力进行实时调节、按需分配。

集风-储能模块包括:风动叶片、旋涡风机、主轴、储能筒等结构。在飞机运行过程中,风动叶片在风场的作用下高速旋转,通过主轴带动旋涡风机快速转动,将空气进行压缩实现风能向空气势能的转化;气动储能筒将旋涡风机压缩完成的空气作为空气势能储存起来,在需要时为气动隔膜泵提供动力。

喷洒模块的结构主要为:气动隔膜泵、药液输送管、药液箱、喷杆、航空喷头等。该模块的工作过程是气动隔膜泵在空气势能的作用下,从药液箱中抽取药液并将其提高至某一压力,该压力由控制模块决定,最后药液经由喷杆、航空喷头等机构输出。该模块充分利用气动隔膜泵的工作原理,实现不经由电力驱动而达到药液输出的功能,这是一种新型的实现方式。

控制模块是本装置重要的组成部分之一,它主要有:压力传感器、流量传感器、流量控制器及PLC控制单元组成。该模块主要实现以下功能:当储能筒内的压力过高或过低时,通过储能筒内的压力传感器反馈到PLC控制系统,从而决定集风装置的运行,以达到稳定储能筒内气体压力的效果;该模块与喷洒模块结合使用时,可达到对药液的流量、压力精确控制。

本发明与现有技术相比,具有如下优点:

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