一种脉冲燃烧的弥漫喷雾装置和飞行农药弥漫喷雾器的制作方法

本实用新型涉及农药喷洒设备领域，具体涉及一种脉冲燃烧的弥漫喷雾装置，以及含有上述脉冲燃烧的弥漫喷雾装置的飞行农药弥漫喷雾器。

背景技术：

对于大面积的农林作物而言，农药喷洒需要将药液尽可能的化为细小的雾液，并形成大范围覆盖的药液弥漫区，对农林作物进行大面积的施药，目前采用的飞行器带动脉冲燃烧器作为药液的加热源与雾化作用源，使药液经燃烧器加热后形成细小汽化液滴并被爆炸气流带出形成弥漫性烟雾团，在此过程中，需要控制药液的加热时间避免被过度加热为失效，另需要控制弥漫烟雾团的指向运行以及爆炸气流对飞行器飞行控制的影响。

申请号为201110089183.5的实用新型专利公开了“脉动燃烧驱动的热细水雾生成方法及装置”，其通过将液态物质如水或者药液通向拉瓦尔喷管内，进行二次相变生成细水雾并加速喷出，该装置由于将液态物质直接通向燃烧室与尾管形成的环形通道，以高热量对液态物质瞬间汽化，而后在拉瓦尔管夹套内以较低温度形成细液滴（温度较低的拉瓦尔管夹套内已达到120℃~130℃），该方式容易使药液中的有效成分被破坏，故该设备较为适合作为灭火装置使用；且采用该装置安装至旋翼飞行器时，需要将喷管以朝向下方的方式进行安装，以避免喷出的高速气流对飞行方向产生影响，故在工作仅能以指向正下方的形式安装，其喷出气流的指向性不明显。

申请号为0214777.4的实用新型专利公开了“脉冲喷气烟雾装置和脉冲烟雾杀虫机”，其同样采用拉瓦尔喷管结构作为喷管结构，且药路接口设置于拉瓦尔喷管结构的出口端，在避免药剂分子被破坏的情况下，以高速气流带动液态药物以雾化状态喷出，但由于药路接口设置于拉瓦尔喷管的尾端，经拉瓦尔喷管加速后喷出的尾气与药物接触时间过短，仅千分之一秒，液态药物受热不充分，一定程度上导致汽化不足而导致药物扩散不均匀，且同样的，安装至旋翼飞行器后其具备喷出气流指向性不明显的弊端。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种脉冲燃烧的弥漫喷雾装置，其在保证液态药物在充分加热汽化后形成细液滴，并被爆炸气流带动形成具有指向性的弥漫药液烟雾团，且在运作过程中，装置结构稳定，燃烧器形成的高热量爆炸气流不对装置稳定性造成影响。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段加以实施：

一种脉冲燃烧的弥漫喷雾装置，包括燃烧室、安装于燃烧室出口的排气管，还包括带间距地包裹燃烧室的降压减震外壳、设置于降压减震外壳出口且带间距地包裹排气管的外壳管，所述的喷雾装置形成三重分路，其中第一分路自燃烧室内经燃烧室出口通向具有迂回水平段的排气管；自燃烧室入口反向通至燃烧室外壁和降压减震外壳内壁围合区后，分流至排气管外壁和外壳管内壁围合区形成第二分路，与自燃烧室外壁上的排气孔水平排出形成第三分路；第一分路出口末端高于第二分路出口末端且两者形成出口朝向下方的混合区；药路接口通向外壳管内壁和排气管外壁之间迂回水平段。

上述技术方案中，所述的燃烧室呈水平设置的圆柱壳体状，燃烧室入口、出口分别位于圆柱两平面且均沿燃烧室轴线共心排布，燃烧室出口小于燃烧室入口；排气管呈自燃烧室出口水平延伸后回向折弯形成迂回水平段，而后向下方折弯状；所述的燃烧室与降压减震外壳同轴线设置并相互固定，排气管与外壳管同轴线设置并相互固定；降压减震外壳的排气孔沿燃烧室轴线呈圆周排布。

进一步的，所述的燃烧室入口外壁和降价减震外壳入口内壁之间设置有若干呈环状排布的环柱固定支架，使燃烧室与降压减震外壳相互固定；所述的排气管的水平段和外壳管的水平段之间通过若干排放管固定柱相互固定。

本实用新型的另一目的在于提供一种包含上述脉冲燃烧的弥漫喷雾装置的飞行农药弥漫喷雾器，上述脉冲燃烧的弥漫喷雾装置在安装至旋翼飞行器后，排气管排出的气流可为旋翼飞行器提供升力的同时，降压减震外壳排气孔排出的经降压后的指向性气流在带动弥漫燃烧烟雾形成指向性的弥漫药液烟雾团的同时，不对旋翼飞行器的正常飞行造成影响，适合对大面积区域的农林作物的指向性施药。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术手段加以实施：

一种飞行农药弥漫喷雾器，其包含上述的脉冲燃烧的弥漫喷雾装置外，还包括供油装置、供药装置、点火装置、机壳、支架、飞行器，其点火装置的点火喷管与降压减震外壳的入口通过刚性过渡管道连接，刚性过渡管道与供油装置的化油器通道出口之间设置有点火装置的火花塞，气泵与供油装置的节油器气动连接，并经过节油器向点火装置单向供气；节油器与化油器相互连接，油箱通过油路泵向化油器供油；供药装置的药箱通过药路泵向药路接口供液。

上述技术方案中，所述的药路泵为蠕动泵，蠕动泵经开关装置控制抽液速度。

进一步的，所述的供油装置还包括气阀，所述的气阀被开关装置控制启闭，使气泵实现通断气；气泵通过安装于节油器和点火装置之间的单向阀，向点火装置单向供气。

更进一步的，所述的节油器与化油器通过法兰结构相互连接，弹性振动阀片被固定于节油器法兰盘和化油器法兰盘之间。

进一步的，支架包括对称设置的第一、第二框状支架，药箱、油箱对称设置并通过固定板固定第一、第二框状支架的侧架；排放管固定柱至少有一向下延伸至第一框状支架的中央区并相互固定；减震支架自第二框状支架的中央区向上折弯延伸并固定刚性过渡管道，机壳与第二框状支架的中央区相互固定。

更进一步的，所述的开关装置经外部遥控系统控制气阀的启闭、药路泵的启闭与流速调节、点火装置的点火熄火。

再进一步的，所述的飞行器为旋翼飞行器，旋翼飞行器底部与第一、第二框状支架的顶架相互固定，并经外部控制装置控制飞行运动。

本实用新型具有以下有益之处：

1. 该脉冲燃烧的弥漫喷雾装置于燃烧室形成高热量爆炸气流，在经降压减震后向排气管、排气管和外壳管围合区、排出孔三重分路排出，此过程中降低了爆炸气流对装置本身的冲击，另对药液进行适当的加热与适当的增速、指向排出，使药液经汽化后随气流形成指向性的弥漫药液烟雾团排出；

2. 对包含上述的脉冲燃烧的弥漫喷雾装置的飞行农药弥漫喷雾器，相对现有技术适应性地改装化油器、点火装置、降压减震外壳的结构，使之更适合于本设备的应用，在点火后形成的爆炸气流能顺利经三重分路排放，并不对设备结构稳定性以及飞行过程造成影响；且采用独特的支架及设备结构，对于机壳及内外部设备、脉冲燃烧的弥漫喷雾装置、飞行器、支架之间的整体稳定性，具有良好的集约作用以及平衡性，对于飞行过程不造成操作影响，适合于各类不同规格旋翼飞行器的更换装配；

3. 采用蠕动泵作为供药装置，其可控性高，供液效果均匀且稳定，对于药液的输出量具有的稳定控制效果；

4. 本飞行农药弥漫喷雾器可采用普通固定翼飞行器作为飞行动力源外，还可以安装至旋翼飞行器，由于爆炸气流经降压减震后降低了爆炸气流对装置本身的冲击，爆炸气流自第三分路喷出时，与旋翼飞行器向下的气流一同形成指向斜下方的气流，对于弥漫药液烟雾团具有指向吹拂作用的同时，降压后的爆炸气流不影响旋翼飞行器自身的飞行动作。

附图说明

图1是本实用新型机壳展开状态示意图；

图2是本实用新型的局部剖面示意图；

图3是本实用新型化油器和节油器的结构示意图；

图4是本实用新型安装飞行器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的技术方案做进一步的说明。

实施例

如图1所示，展示了脉冲燃烧的弥漫喷雾装置1，包括燃烧室11、安装于燃烧室11出口的排气管12，燃烧室11呈水平设置的圆柱壳体状，直径为100mm，宽度为300mm，排气管直径为30mm，总长为500mm；燃烧室11入口、出口分别位于圆柱两平面且均沿燃烧室11轴线共心排布，且燃烧室11出口小于燃烧室11入口；排气管12呈自燃烧室11出口水平延伸后回向折弯形成迂回水平段，而后向下方折弯状；降压减震外壳13带间距地包裹燃烧室11，并且降压减震外壳13与燃烧室11同轴线设置并相互固定，在本实施例中，降压减震外壳13内壁与燃烧室11外壁之间的间距为15mm；外壳管14设置于降压减震外壳13出口且带间距地包裹排气管12，排气管12与外壳管14同轴线设置并相互固定，排气管12外壁与外壳管14内壁之前的间距为15mm，排气管12出口的高度高于外壳管14出口120mm且两者均垂直朝向下方；降压减震外壳13的排气孔131沿燃烧室11轴线呈圆周排布；药路接口33通向外壳管14内壁和排气管12外壁之间迂回水平段。

通过该设置，经燃烧的爆炸气流可在喷雾装置1形成三重分路排出，其中自燃烧室11内经燃烧室11出口通向排气管12出口为第一分路；自燃烧室11入口反向通至燃烧室11外壁和降压减震外壳13内壁围合区后，分流至排气管12外壁和外壳管14内壁围合区形成第二分路，与自燃烧室11外壁上的排气孔131水平排出形成第三分路；由于排气管12出口的高度高于外壳管14出口，即第一分路出口末端高于第二分路出口末端且两者形成出口朝向下方的混合区15；

在运行过程中，燃烧室11内的油气混合物在点火后形成爆炸气流，部分爆炸气流向燃烧室11入口反涌，分流至燃烧室11外壁和降压减震外壳13内壁围合区，降低爆炸气流对燃烧室11，以及对排气管12回向折弯区的冲击力，一定程度上降低了排气管12内的爆炸气流带来的气体压力，并使喷雾装置1获得减震效果，在此过程中，排气管12内的爆炸气流对排气管12，尤其是迂回水平段充分加热，使之形成热效应区，自药路接口33喷出的药物，可在迂回水平段形成的热效应区，获得间接地第一重加热效果；

分流至燃烧室11外壁和降压减震外壳13内壁围合区内的爆炸气流，再度分流形成第二、第三分路，爆炸气流经第三分路，即向排气孔131排气，降低了流向第二分路的气流流量与流速，使爆炸气流对喷雾装置1的冲击震动大幅下降，且为喷雾设备带来了指向性的爆炸气流；而部分流至第二分路的爆炸气流，经排气管12外壁和外壳管14内壁的围合区流至出口，在此过程中，经第三分路分流减速的爆炸气流，在外壳管14的回向折弯区进一步减速后，第二分路爆炸气流小于第一分路爆炸气流流速，但在此过程中，药路接口33喷出的药液与第二分路内的爆炸气流直接接触，获得了第二重加热效果，并获得第一重气流增速作用，药液在相对低速的爆炸气流作用下，获得直接和间接的二重加热效果，使药液被升温汽化后被第二分路的爆炸气流带出，在第一分路出口末端和第二分路出口末端形成的混合区15与第一分路的爆炸气流汇合，使药液获得进一步的增速以及加热作用，形成弥漫药液烟雾团喷出，并在第三分路指向性的爆炸气流的带动下，使弥漫药液烟雾团呈具有指向性的方式喷出。

为提高喷雾装置1运行过程中，喷雾装置1的结构稳定性，在燃烧室11入口外壁和降价减震外壳入口内壁之间设置有若干呈环状排布的环柱固定支架17，使燃烧室11与降压减震外壳13相互固定，燃烧室11燃烧过程中爆炸气流反涌，反向流向空间较小的燃烧室11外壁和降压减震外壳13内壁围合区时，爆炸气流对燃烧室11入口以及降价减震外壳入口处带来较大的冲击，设置环柱固定支架17，可有效使两者结构更为稳固；同样的，在排气管12的水平段和外壳管14的水平段之间通过若干排放管固定柱16相互固定，在爆炸气流冲击过程中，对于维持排气管12和外壳管14之间的结构稳定具有良好的效果。

如图1-3所示（隐去部分供油装置、供药装置的输送软管道），通过将上述的脉冲燃烧的弥漫喷雾装置1与供油装置、供药装置、点火装置、机壳2、支架、飞行器装配，形成飞行农药弥漫喷雾器，对于大面积的农林作物喷洒，具有良好的喷洒效果，在本实施例中，采用以下结构进行设置：

将化油器44、节油器45、点火装置、药路泵、油路泵42、气阀47、开关装置5集合设置于机壳2内部，并将供油装置的油箱41、供药装置的药箱31设置于机壳2外部，供油装置的点火装置的点火喷管49与降压减震外壳13的入口通过刚性过渡管道18连接，并作为交接部件设置于机壳2与喷雾装置1之间，刚性过渡管道18与供油装置的化油器44通道出口之间设置有点火装置的火花塞491，并通过高压包46向点火装置的火花塞491供电打火；气泵43与供油装置的节油器45气动连接，并经过节油器45向点火装置单向供气；节油器45与化油器44相互连接，油箱41通过油路泵42向化油器44供油；供药装置的药箱31通过药路泵向药路接口33供液。

采用蠕动泵32作为药路泵，并经开关装置5控制抽液速度，利用蠕动泵32由电机321转速调节供液流速的特点，实现运输稳定供液的特性，可实现通过开关装置5控制电机321转速，从而间接控制蠕动泵32的稳定供液流量，使药路接口33流出的药液流量在爆炸气流的加热增速过程维持稳定可控，能有效降低因药液流速变动造成药液加热效果不可控的状态。

供油装置还包括气阀47，所述的气阀47被开关装置5控制启闭，使气泵43实现通断气；气泵43通过安装于节油器45和点火装置之间的单向阀，向点火装置单向供气，通过该设置方案，可使气泵43向节油器45单向供气，且气阀47经开关装置5控制启闭，以通断气快速实现燃烧过程的进行与停止。

如图3所示，所述的节油器45与化油器44通过法兰结构相互连接，并将多孔式弹性振动阀片48被节油器45法兰盘和化油器44法兰盘固定，点火时产生的爆炸气流对于弹性振动阀片48的冲击力度过大，在振动过程中稳固的法兰结构可维持化油器44、节油器45、弹性振动阀片三者之间的结构稳定性，且配合油路泵42的稳定的调速供油，可实现汽油经多孔结构分散后均匀地进入化油器44、节油器45并形成油气混合烟雾，使油气混合烟雾在点火后于燃烧室11形成较为恒定的爆炸气流，使爆炸气流在更为稳定可控。

为提高支架、机壳2、油箱41、药箱31之间的重量平衡和结构稳定，本实施例中采用如下结构设置：如图1、4所示，采用第一、第二框状支架(61,62)呈前、后对称设置，并将药箱31、油箱41左、右对称设置，通过左侧固定板71固定第一框状支架61、油箱41和第二框状支架62的左侧架，通过右侧固定板72固定第一框状支架61、药箱31和第二框状支架62的右侧架，并使机壳2和喷气装置居中设置，后端通过最接近回向折弯区的排放管固定柱16向下延伸至第一框状支架61的中央区的连接片9并相互固定；减震支架82自第二框状支架62的中央区的连接片9向上折弯延伸并固定刚性过渡管道18，机壳2与第二框状支架62的中央区的连接片9相互固定，通过减震支架82的向上折弯结构，在点火过程中产生的爆炸气流喷出时产生的较大振幅，可由具有折弯结构的减震支架82大幅减震，可极大程度减少爆炸气流对机壳2及其内部部件的振动影响。

为实现飞行农药弥漫喷雾器飞行过程中，对燃烧过程的控制以及对供药过程的控制，所述的开关装置5经外部遥控系统控制气阀47的启闭、蠕动泵32的启闭与流速调节、点火装置的点火熄火，从而实现飞行过程中的施药过程的启闭以及进行性调节能够充分有效地控制。

将上述装置安装至固定翼飞机器，并使第三分路的指向性气流指向飞行方向的后端，可实现施药效果，但更优选的，如图4所示，采用可悬停的旋翼飞行器10作为飞行动力源，其能更好地利用第三分路喷出的指向性气流，爆炸气流自第三分路喷出时，与旋翼飞行器10向下的气流一同形成指向斜下方的气流，对于弥漫药液烟雾团具有指向吹拂作用的同时，降压后的爆炸气流不影响旋翼飞行器10自身的飞行动作，其操作效果达到最佳，经实际操作几乎与单独操作旋翼飞行器10无异，在实际运用过程中可实现旋翼飞行器10的快速更换，而省却了复杂的飞行出力参数的调节工作，且安装过程简单快捷，将旋翼飞行器10底部与第一、第二框状支架(61,62)的顶架相互固定即可；更优选的，将旋翼飞行器10自身的飞行遥控系统与外部控制装置进行集成，使外部控制装置完成对飞行操控以及施药过程操控，可大幅减少遥控过程的操作难度，大大提高操作飞行农药弥漫喷雾器的便利性。