一种喷嘴以及用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置的制作方法

本发明涉及一种喷嘴以及用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置，主要应用在。

背景技术：

杂草防治是保证我国水稻产量及稻米质量的关键环节。杂草可与水稻争肥、争水、争光、争空间、根系释放化感物质，抑制水稻正常生长，使水稻严重减产甚至绝收，杂草也是传播水稻病虫害的中间宿主，严重影响稻米质量并危害水稻生产安全。目前，有业内人士提出了水稻田“播喷同步”封闭除草技术，精准化设计了喷雾设备及配件，并成功筛选到了适合机直播田的封闭除草剂产品。例如公开号cn203984920u公开了一种多功能农用设备，包括设备主体、插秧设备、犁地设备、喷药设备，设备主体包括基础传动系统、部件传动系统，部件传动系统后端设置有输出轴a，输出轴a伸出部件传动系统一部分，其截面为四角倒圆角的正方形；插秧设备、犁地设备、喷药设备都包括变速传动组件、固定架，变速传动组件前端设置有输入轴a，输入轴a为一空心轴，空心截面形状与输出轴a伸出部分相同；本实用新型集除草剂喷洒、水稻插秧、犁地功能于一体，插秧设备、犁地设备、喷药设备都设置有与设备主体对应的对接法兰板与固定板，可以方便的拆装切换，适于在农用领域大范围推广。

虽然该专利提出了插秧、除草剂喷洒同步的技术，但是其使用的除草剂喷洒装置是喷雾系统，这种喷雾系统存在一定缺陷：除草剂经雾化喷出，容易在空气中悬浮并扩散，遇到一定风力的情况下则会以不可预知的方向飘散，除草剂以这种不能精准地定点进行喷洒的输出，其作用率较低；若是使用现有类似喷枪的喷洒装置则除草剂以一定压强的水柱状喷射，容易对秧苗造成物理损伤，则不利于秧苗的生长。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题之一是提供一种喷嘴，可以将液体以细小的水滴粒滴落在插秧处，适宜于同步插秧。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种喷嘴，包括壳体，所述壳体具有通道，所述通道在壳体设有前端开口、后端开口，所述通道内置入可沿通道滑动并用以流通液体的过水柱，所述过水柱的后端连接出水机构，所述出水机构用于承受流经过水柱的液体的冲击，并与后端开口之间形成缝隙或增大缝隙，液体由所述缝隙喷出。

本发明的原理如下：液体（除草剂）由前端开口输入壳体，并且流经过水柱并且冲击出水机构，由于过水柱在壳体的通道内可以沿通道方向滑动，从而出水机构与后端开口之间形成缝隙将液体输出，输出的液体并非雾化状态，也并非由类似喷枪喷出的具有一定压强的水柱，本发明的输出口径即缝隙大小由输入壳体的液体输入强度而变化，因而由缝隙输出的液体其压强不会随液体总强度发生太大变化，而输出的液体以细小的水滴滴落在插秧处或土壤，输出精准性以及输出强度均紧密切合插秧的特点。

作为本发明的进一步改进，所述出水机构包括分流体、可匹配插设在后端开口的盖体，所述分流体的前端、后端分别连接过水柱、盖体，所述分流体的前端具有至少两个分流通道，将流经过水柱的液体由中部分流至侧部，以分流体前端的分流通道将液体由中部分流至侧部，从而优化液体的流动路径。

作为本发明的进一步改进，所述分流体的后端具有与盖体同轴的固定轴，所述盖体固定在所述固定轴，分流体与盖体之间设有转盘，所述转盘可转动套设在固定轴，其前端面绕圆周设有多个偏斜于经线的导流片，导流片分割空间的特点可将沿转盘圆周外沿的液体平均化，即使得由转盘圆周外沿喷洒出的液体较为平均；由于导流片偏斜于经线，经分流后的液体冲击导流片会带动转盘旋转，液体由相邻导流片之间呈360°旋转喷洒出喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述通道内设置与壳体连接的定位环件，所述过水柱穿过所述定位环件，所述过水柱套设有压簧并且所述压簧的两端分别连接定位环件以及过水柱的前端，压簧随过水柱以及出水机构向后端开口移动产生弹力，并与液体冲击出水机构的作用力相互平衡从而控制缝隙大小。

作为本发明的进一步改进，所述过水柱以及所述压簧之外套设有固定在定位环件的第一套筒、固定在过水柱前端的第二套筒，所述第一套筒滑动套于或被套于所述第二套筒，并且两者滑动接触的面均设有多个o型圈，第一套筒、第二套筒以及过水柱构成了一个前端开口后端闭合的筒状结构，使得压簧处于密封空间不会受到液体腐蚀，由于第一套筒、第二套筒的相互套设关系，该筒状结构可随过水柱与出水机构的移动而相应变形，o型圈则可起到加强密封效果的作用，另外，第一套筒的o型圈与第二套筒的o型圈会产生摩擦力，当液体输入强度偶尔会出现小幅度的波动，并非主动增大或减小液体输入强度，因此第一套筒与第二套筒的o型圈产生的摩擦力即可避免过水柱与出水机构出现位移，只有当主动且明显增大或减小液体输入强度时，过水柱与出水机构才会相应地产生位移，因此具有维持正产喷洒的作用效果。

作为本发明的进一步改进，所述通道内设有套于第一套筒、第二套筒之外的过滤桶，所述过滤桶后端开口且固定在所述定位环件，所述过滤桶的前端盖容液体流入桶内，所述过滤桶的内壁设置多个杂质吸附件，杂质吸附件可选用活性炭，用以吸附液体中的固体颗粒杂质、大部分有机杂质，净化过滤液体，减少杂质对其性能的干扰。

作为本发明的进一步改进，所述过滤桶与所述通道的内壁之间具有间隙并构成环形空间，所述环形空间内设有多个强磁件，强磁件形成磁力线，将流经过水柱的液体磁化，磁化过程中，可使液体中的杂质带上电荷产生电位，使其变成有极性的物质，这样改变了杂质原来的静电引力状态，有利于阻止液体中钙、镁等的沉积，形成松软的结晶物达到防水垢作用，配合杂质吸附件能更好地去除液体中的各类杂质。

作为本发明的进一步改进，所述过滤桶的前端盖中部为实心区，所述过滤桶的实心区与外沿之间的部分设有多个容液体通过的通孔，经导向的液体进入过水柱后可充分与过滤桶进行接触，从而可以增强杂质的过滤效果。

作为本发明的进一步改进，所述过滤桶前端盖的后端面位于实心区设有与过水柱同轴的导向筒，所述导向筒的外壁设有呈螺旋状的凸起部分，设置导向筒可进一步提高液体与过滤桶的接触率，呈螺旋状的凸起部分，可以延长液体在过水柱的流动路径，增加与过滤桶的接触时间。

本发明要解决的技术问题之二是提供一种用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置。

本发明是通过以下技术方案来实现的。

一种用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置，包括盛有除草剂的水箱、水管、多个等间距并联安装在水管的喷嘴、通过管道将水箱内的除草剂泵至水管的水泵，所述水箱安装在插秧机，所述水管水平置于插秧机的插秧通道下方，所述喷嘴与插秧通道交错设置，相邻喷嘴的最大喷洒范围不重叠，并且喷嘴的最大喷洒范围覆盖相邻插秧通道的插秧点。

本发明的有益效果：

（1）相比于现有技术雾化喷出容易在空气中扩散或受风力影响大，以及现有技术类似喷枪喷射出具有一定压强的水柱，对秧苗造成损伤，本发明的喷嘴将液体以细小的水滴状喷洒出，则可避免上述存在的缺陷；

（2）本发明通过分流体以及转盘，可将液体由中部分流至侧部便于由缝隙处喷洒出，并且转盘的导向片一方面可将液体均匀化，另一方面将液体以“甩出”的方式360°旋转喷洒出，其喷洒效果适宜于同步插秧；

（3）本发明的第一套筒、第二套筒以及o型圈，不仅可以起到对压簧的密封作用，避免其受到腐蚀影响性能，还能够产生摩擦效果，阻止液体输入强度出现小幅度波动时，过水柱与出水机构对应地相对滑动，提高喷洒的稳定性；

（4）本发明的过滤桶可以吸附液体中的固体颗粒杂质以及大部分有机杂质，并且在过滤桶外配置强磁件，通过磁化流经过水柱的液体以滤除金属等其他杂质，具有较好的过滤性能；

（5）本发明过滤桶前端盖的通孔、导向筒以及螺旋状凸起部分，可使得液体充分接触过滤桶，进一步提高过滤效果。

附图说明

图1为实施案例1喷嘴的剖视示意图；

图2为实施案例1转盘的结构示意图；

图3为实施案例1盖体与后端开口形成缝隙的剖视示意图；

图4为实施案例1第一套筒、第二套筒的局部剖视示意图；

图5为实施案例2用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置的结构示意图；

图6为实施案例3插喷同步”药后15天水稻株高和杂草防效示意图；

图7为实施案例3“插喷同步”药后35天杂草防效及水稻产量示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本发明作进一步详细说明。

实施案例1：

参照图1-图4，喷嘴，其包括壳体1，壳体1由壳体前部11以及壳体后部12两部分构成，所述壳体前部11与所述壳体后部12螺纹配合连接，所述壳体1具有通道2，所述通道2在壳体1设有前端开口1-a、后端开口1-b，所述通道2由通道前部21、通道中部22以及通道后部23组成，所述通道前部21与所述通道中部22位于壳体前部11，而通道后部23位于壳体后部12。通道前部21与通道中部22均呈圆柱状，并且通道中部22的口径大于通道前部21，通道后部23呈前口小、后口大的喇叭状，并且其前口的大小与通道前部21的口径大致相同，更为具体的，壳体后部12的内部具有一截筒状结构12-a伸入至壳体前部11的空间内以构成通道后部23的前口，该筒状结构前口小、后口大，其形状匹配通道后部23的喇叭状，该筒状结构的前端设有一圈环状结构作为定位环件12-b，并且定位环件12-b的前端面设有一圈凹槽。

所述通道中部22设置有过滤桶3，所述过滤桶3前端设有前端盖31，后端开口1-b，所述前端盖31紧贴通道中部22前端凸出通道前部21后端的凸缘处，所述过滤桶3的后端套于所述定位环件12-b的外圈并且紧密贴合，因此所述过滤桶3并非固定在壳体1内，可通过壳体前部11、壳体后部12拆卸时自由安装拆卸过滤桶3。在所述通道中部22并且在所述过滤桶3内置入过水柱4，所述过水柱4可沿通道2滑动，所述过水柱4用以流通液体，所述过水柱4的后端连接出水机构，所述出水机构位于通道后部23，所述出水机构用于承受流经过水柱4的液体的冲击，并与后端开口1-b之间形成缝隙1-c或增大缝隙1-c，液体流经通道后部23并且由所述缝隙1-c喷洒出。

该喷嘴的主要原理如下：液体（除草剂）由前端开口1-a输入壳体1，并且流经过水柱4并且冲击出水机构，由于过水柱4在壳体1的通道2内可以沿通道2方向滑动，过水柱4以及出水机构则向后端开口1-b方向移动，从而出水机构与后端开口1-b之间形成缝隙1-c将液体输出，输出的液体并非雾化状态，不会分散成微小的雾滴或颗粒悬浮于空气中，并无规则在空气中扩散或由于风力向不可预知的方向飘散，也并非由类似喷枪喷出的具有一定压强的水柱，直接冲击秧苗从而可能对秧苗造成一定损伤，本发明的输出口径即缝隙1-c大小由输入壳体1的液体输入强度而变化，因而由缝隙1-c输出的液体其压强不会随液体总强度发生太大变化，而输出的液体即非雾化也非高压水柱，而是以细小的水滴滴落在插秧处或土壤，液体（除草剂）的输出精准性以及输出强度均紧密切合插秧的特点。

所述出水机构包括分流体51、盖体52、转盘53、分流体安装件54，所述分流体51的前端固定连接分流体安装件54，所述分流体安装件54固定连接过水柱4的后端，分流体安装件54的作用是为了加强分流体51与过水柱4之间的固定强度，并且可以避免过水柱4出现径向窜动。所述分流体51的前端具有两个分流通道51-a，将流经过水柱4的液体由中部分流至侧部，因为本发明的喷嘴其输出液体的方式是通过出水机构与后端开口1-b的缝隙1-c输出，因此设置分流体51，以分流体51前端中部承受流经过水柱4液体的冲击作为动力源而带动过水柱4以及出水机构的移动，以分流体51前端的分流通道51-a将液体由中部分流至侧部，从而优化液体的流动路径，所述盖体52的形状匹配壳体1的后端开口1-b，所述分流体51的后端具有固定轴511，并且所述固定轴511与所述盖体52同轴，所述盖体52固定安装在所述固定轴511。所述转盘53位于分流体51与盖体52之间，并且可转动套设在固定轴511，其前端面绕圆周设有多个偏斜于经线的导流片531，偏斜角度为10-30°，导流片531具有两个作用，首先，导流片531分割空间的特点可将沿转盘53圆周外沿的液体平均化，即使得由转盘53圆周外沿喷洒出的液体较为平均，避免出现局部输出量过大；其次，由于导流片531偏斜于经线，经分流后的液体冲击导流片531会带动转盘53旋转，液体由相邻导流片531之间呈360°旋转喷洒出喷嘴，相比于直线喷出，这种喷出方式类似于“甩出”。

所述过水柱4的前端径向突出，其宽度大致与过滤桶3的内径相同，所述过水柱4套设有压簧4-a，所述压簧4-a的前端固定连接过水柱4的前端，所述压簧4-a的后端伸入所述定位环件12-b的凹槽并且与定位环件12-b固定连接，压簧4-a作为过水柱4以及出水机构的复位部件，随过水柱4以及出水机构向后端开口1-b移动产生弹力，并与液体冲击出水机构的作用力相互平衡从而控制喷洒液体的缝隙1-c大小，当喷嘴输入的液体输入强度变小时，压簧4-a则带动过水柱4以及出水机构复位一定距离以减小缝隙1-c大小，当喷嘴完全停止输入液体时则完全复位以关闭缝隙1-c。

所述过水柱4以及所述压簧4-a之外套设有固定在定位环件12-b的第一套筒61、固定在过水柱4前端的第二套筒62，所述第一套筒61滑动套于所述第二套筒62，并且两者滑动接触的面均设有多个o型圈6-a，第一套筒61、第二套筒62以及过水柱4构成了一个前端开口1-a后端闭合的筒状结构，使得压簧4-a处于密封空间不会受到液体（除草剂）的腐蚀而影响其性能，由于第一套筒61、第二套筒62的相互套设关系，该筒状结构可随过水柱4与出水机构的移动而相应变形，o型圈6-a则可起到加强密封效果的作用，o型圈6-a还有一个重要的作用，第一套筒61的o型圈6-a与第二套筒62的o型圈6-a会产生摩擦力，当该摩擦力不超过最大静滑动摩擦力之前，第一套筒61与第二套筒62不会发生相对位移，值得注意的是，实际上喷嘴在持续喷洒液体过程中，液体输入强度偶尔会出现小幅度的波动，该波动是客观因素造成的（例如出现晃动），并非主动增大或减小液体输入强度，在此情况下若导向柱以及出水机构发生移动则会增大或减小缝隙1-c宽度，从而影响到正常的液体喷洒，因此第一套筒61与第二套筒62的o型圈6-a产生的摩擦力即可避免过水柱4与出水机构出现位移，只有当主动且明显增大或减小液体输入强度时，过水柱4与出水机构才会相应地产生位移，因此第一套筒61、第二套筒以及o型圈6-a的设置具有维持正产喷洒的作用效果。

所述过滤桶3的内壁设置多个杂质吸附件32，杂质吸附件32可选用活性炭，最好选用椰壳活性炭，可以吸附液体中的固体颗粒杂质、大部分有机杂质，一方面可以净化过滤液体（除草剂），减少杂质对其性能的干扰，另一方面将固体颗粒杂质滤除，也可避免长期淤积导致的喷嘴堵塞的问题，而第一套筒61、第二套筒62以及o型圈6-a的设置，可将过压簧4-a密封。所述过滤桶3与所述通道2的内壁之间具有间隙并构成环形空间，所述环形空间内设有多个强磁件33，强磁件33选用磁场强度大于5000高斯的高矫顽力永磁材料，强磁件33形成磁力线，将流经过水柱4的液体磁化，磁化过程中，可使液体中的杂质带上电荷产生电位，使其变成有极性的物质，这样改变了杂质原来的静电引力状态，有利于阻止液体中钙、镁等的沉积，形成松软的结晶物达到防水垢作用，配合杂质吸附件32能更好地去除液体中的各类杂质。

所述过滤桶3的前端盖31中部为实心区31-a，所述过滤桶3的实心区31-a与外沿之间的部分设有多个容液体通过的通孔31-b，所述通孔31-b的轴向可由前至后向过滤桶3的内壁倾斜设置，经导向的液体进入过水柱4后可充分与过滤桶3进行接触，从而可以增强杂质的过滤效果。所述过滤桶3前端盖31的后端面位于实心区31-a设有与过水柱4同轴的导向筒34，所述导向筒34的外壁设有呈螺旋状的凸起部分341，设置导向筒34可进一步提高液体与过滤桶3的接触率，而设置的呈螺旋状的凸起部分341，可以延长液体在过水柱4的流动路径，增加与过滤桶3的接触时间，两者结合进一步提高过滤效果。

实施案例2：

参照图5，用于插秧机同步插秧的除草剂喷洒装置，包括盛有除草剂的水箱101、水管102、多个等间距并联安装在水管101的喷嘴103、通过管道将水箱101内的除草剂泵至水管102的水泵104，所述喷嘴103为实施案例1的喷嘴，所述水箱101安装在插秧机105，所述水管101水平置于插秧机105的插秧通道106下方，所述喷嘴103与插秧通道106交错设置，相邻喷嘴103的最大喷洒范围不重叠，并且喷嘴103的最大喷洒范围覆盖相邻插秧通道106的插秧点。

在本实施案例中，插秧机选用型号为vp6d的洋马插秧机（6行，行距30cm，株距25cm），喷嘴距离地面高度20-25cm，每个喷嘴固定在每两行水稻中间（喷头间距为30cm）施药，减少水稻植株受药量。水泵型号为12v抽气式隔膜泵，压力1.2-1.6mpa，电源为12v，可直接连接在插秧机电瓶上，避免了大量复杂繁琐的线路，本实施案例条件下喷液量为0.5l·min^-1，安装完成后检查气密性，准备开展试验。

实施案例3：

试验点以及处理方法

分别在中国水稻研究所试验场（a点，e119°93′，n30°08′）、浙江省富阳市长山村（b点，e119°92′，n30°09′）、浙江省嘉兴市海盐县华星农场（c点，e120°87′，n30°50′）3点开展大田试验。a和b试验点为砂性黏壤土，ph5.98，有机质含量3.10%，c试验田土壤为沙壤黏土，ph7.10，有机质含量3.40％。三个试验点均是课题组多年用于开展杂草试验的田块，稗草、异型莎草、碎米莎草、耳叶水苋、丁香蓼、水蓼等杂草种类多、密度大、危害较严重，各试验田前茬作物为上年单季稻，冬季闲田。a点和b点采用水稻品种嘉58，于2019年3月25日浸种，常规水肥管理秧盘，4月25日整地使田块平整，4月28日进行“插喷同步”试验；c点采用常规粳稻品种嘉67，于2019年5月20日浸种，6月8日将地整平，6月10日进行“插喷同步”试验，机械移栽前稻田保水0-2cm，移栽后正常水肥、病虫害管理。

“插喷同步”选用的除草剂如表1所示，施药量均采用推荐中等剂量，根据插秧机的工作效率，每亩地所需要的时间为8分钟，换算用药量为4kg，因此每亩除草剂兑水量为4kg•666.7m-2。a和b试验点施药当天为阴天，风力2级，气温16-24℃，药后7天内未出现暴雨，偶尔有小雨，c试验点施药当天为多云，风力3级，气温20-29℃，药后7天内未出现暴雨，偶尔有小雨。

表1.选用除草剂及处理面积

分别在药后7天、15天目测调查水稻药害症状，15天测量水稻株高，水稻完熟后收割机全田收割测定产量。分别在药后15天、30天目测杂草防效。采用sas9.1软件进行数据分析和处理。anova显著性方差分析，不同小写字母代表处理间差异显著（p＜0.05），相同字母代表处理间差异不显著。

如图6所示，药后7天和15天，目测水稻药害症状，各试验点各处理水稻正常生长，未出现可见药害。药后15天测定株高，在a和b试验点，处理1-5的株高差异统计不显著，未有生长抑制现象，在c试验点，处理2和4与对照相比无显著差异，处理1和3株高显著高于对照处理，表明采用“插喷同步”技术精量均匀用药条件下，供试除草剂产品对水稻生长无不良影响。

如图6所示，药后15天目测稻田杂草防效，与对照（t5）处理相比，稻田杂草得到有效控制，t1-t4总草防效均在97.7%及以上，防效优秀。在a、b和c试验点，仅发现极个别稗草，对照稻田中稗草和鸭舌草大量发生。

如图7所示，药后35天目测稻田杂草防效，与对照处理相比，稻田杂草得到有效控制，t1-t4总草防效均在95.0%及以上，防效优秀。在a和b试验点，t1-t4仅发现极个别稗草，在c试验点，t1-t4仅发现个别稗草和水苋菜，对照（t5）稻田中稗草、鸭舌草、莎草、水苋菜大量发生。

机插秧水稻药后40天左右封行，保证了水稻生长优势，杂草生长受到了抑制，即使发生也不会影响水稻后期生长及产量形成。水稻完熟期测定水稻产量，全田测产后结果表明，各试验点受自然杂草发生影响不同，其中c试验点对照（t5）处理影响最为严重，产量仅为240kg·667m²，与t1-t4均产量相比，产量损失高达42.7%，b试验点产量损失最少，达到了12.5%，a试验点水稻产量损失介于b和c之间。所选用的4种除草剂之间相比，无显著差异性，例如，t3在a和b试验点产量最高，而在c试验点产量最低，相反，t4在a试验点最低，却在c试验点产量最高。因此，水稻产量大田试验受环境影响多，无法断定各除草剂产品间的优劣。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。