摘 要

森林病虫害被称为“不冒烟的森林火灾”，给国家造成了巨大的经济损失，利用烟雾机为载体的烟雾载药技术是防治森林病虫害行之有效的化学防治方法。本文在了解国内外烟雾机研究现状和发展趋势的基础上，深入研究背负式脉冲烟雾机的组成结构、适用范围及工作原理，探讨背负式脉冲烟雾机设计的意义。采用AutoCAD、Pro\E等软件对背负式脉冲烟雾机的各个组成部分进行设计，包括起动、供油、燃烧室-喷管、冷却和供药系统的设计。根据要求设计出结构精巧合理，性能稳定可靠，造型优美简捷轻巧，线条流畅，操作方便的背负式脉冲烟雾机。综合运用机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、人机工程学等知识，对烟雾机的背带进行了改良设计；考虑到工作舒适性，增加了泡沫网垫；并对烟雾机噪声产生的原因进行了分析，在了解噪声来源的基础上提出了切实可行的降噪措施。

关键词：脉冲烟雾机；扩散弥漫；人机工程学

Knapsack Pulse Smoke Machine Overall Design

ABSTRACT

Forest diseases and insect pests is known as the "no smoking" forest fire caused huge economic loss to the country, the use of smoke machine as the carrier of drug-loading smoke technology is the prevention and control of forest diseases and insect pests effective chemical control methods. Based on understanding the status quo and development trend of smoke machine at home and abroad, based on the further study of knapsack pulse smoke machine structure, scope of application and working principle, discussing the meaning of knapsack pulse smoke machine design. Use the software such as AutoCAD, Pro/E to knapsack pulse by the various components of smoke machine, including starting, fuel supply, combustion chamber - nozzle, cooling and chick system design. Delicate design with reasonable according to the requirement, performance is stable and reliable, elegant simplicity and lighter, line is fluent,convenient operation of the knapsack pulse smoke machine. The integrated use of mechanical principle, mechanical design, theoretical mechanics, mechanics of materials, such as man-machine engineering knowledge, straps for the improved design of the smoke machine; Considering the work comfort, increased the bubble gauze pad. And analyses the causes of smoke machine noise, in the understanding of the noise sources on the basis of the practical noise reduction measures are put forward.

Key Words: Pulse fogger ；The spread of diffuse；Ergonomics

目 录

1 绪论 ………………………………………………………………………………………1

1.1 烟雾机的研究目的和意义………………………………………………………………1

1.2 国内外烟雾机的研究现状及应用情况…………………………………………………1

1.2.1 脉冲烟雾机的研究概况……………………….……………………………………1

1.2.2 国外脉冲烟雾机研究状况……………………………………………………………2

1.2.3 国内脉冲烟雾机研究状况……………………………………………………………3

1.2.4 国内外烟雾机发展情况比较…………………………………………………………5

1.2.5 背负式脉冲烟雾机的应用……………………………………………………………5

1.3 本文主要研究内容…..............……………………......……………………7

2 背负式脉冲烟雾机的构造和工作原理………………………………………………………………8

2.1 背负式脉冲烟雾机的构造……………………………………………………………………8

2.1.1 脉冲式喷气发动机………............................…………………………………………8

2.1.2 供药系统……….......................................…………………………….……………10

2.1.3 操作装置和机架………...............................…………………………….……………10

2.1.4 背负式脉冲烟雾机的性能特点……….................…………………….……………10

2.2 背负式脉冲烟雾机的工作原理…………………………………………………………………11

2.3 本章小结…………………..............................………………………………………………13

3 背负式脉冲烟雾机的重要组成部分设计……………………………………………………………14

3.1 燃烧室-喷管系统的设计……………………………………………………………………14

3.1.1 燃烧室尺寸结构计算…………...........………………………………………14

3.1.2 喷管结构分析设计…………...........………………………………………15

3.2 气泵起动方式…………………………………………………………………………17

3.2.1 气泵的尺寸外形设计………………………………………………………17

3.2.2 气泵的起动原理……………………….....…..……………………………17

3.3 供油系统设计…………………………………………………………………………17

3.3.1 油箱的设计……………………...............……...……………………………17

3.3.2 化油器的结构设计………………......…………...……………………………17

3.4 冷却系统的设计…………………………………………………………………………18

3.5 本章小结…………………………………………………………………………20

4 背负式脉冲烟雾机的改良设计……………………………………………………………21

4.1 背负式烟雾机的色彩搭配分析………………………………………………………………21

4.2 背带的改良设计……………………...............………………………………………………22

4.3 泡沫网垫的增加……………………...............………………………………………………22

4.4 背负式烟雾机的噪声控制……………………...............………………………………………23

4.4.1 噪声产生的危害……………………………...….......………………………23

4.4.2 背负式烟雾机产生噪声的原因分析……………………………….......………………25

4.4.3 降噪措施分析…………………………...................…….......………………25

4.5 本章小结…………………….................................………………………………………25

结论 ………………………………………......…………………...............……26

致谢 .......………………………………………………………................……27

参考文献 ......…………………............………………………….......…………28

1 绪论

1.1烟雾机研究的目的和意义

当前，我国森林病虫害爆发种类繁多,形势严峻，解决这一问题迫在眉睫^[1]。森林病虫害已经成为制约中国林业可持续发展的重要因素之一^[2]。目前，森林病虫害的防治方法主要有：物理防治、化学防治、生物防治、农业防治、植物检疫和综合防治等。由于化学防治具有效率高、防治及时等特点，特别是对那些突发性、大面积爆发的森林病虫害，能够做到及时的控制与防治。因此，化学防治仍是现阶段乃至今后相当长时间内世界各国对森林进行病虫害防治的主要方法^[3]。化学防治的三要素由植保机械、防治方法及施药技术和农药三方面构成^[4]。在中国，植保机械的设计和制造水平相比于其他发达国家还存在着很大程度上的不足，农药的施药技术也落后于发达的工业国家，随之产生了植保机械技术含量低，农药的利用效率低，环境污染严重，施药过程存在安全隐患等实际问题，从而严重阻碍了森林病虫害的预防和治理。植保机械不同于其他农业机械，由于本身的特殊性，植保机械质量的好坏直接影响施药人员的自身安全以及产品中的农药残留程度^[5]。烟雾载药技术是防治森林病虫害行之有效的方法^[6]。它通过烟雾发生装置，将油性烟雾剂在高温条件下裂解成为带有药性的烟雾粒子，这种烟雾粒子直径通常小于50μm，可充满在一定空间内，能够较长久的悬浮在防治林地的树冠层，在空气上升气流的作用下，能够非常均匀地弥漫、扩散到防治区域，可以深入到喷雾施药法的雾滴或喷粉施药法的粉粒所不能达到的防治空间。背负式脉冲烟雾机因体积小、重量轻、携带方便、操作简单灵活，填补了车载式防治机械的防治盲区。背负式脉冲烟雾机以脉冲喷气发动机施放烟雾，所施放的烟雾粒径小，有较强的穿透力和附着力。尤其适合情况复杂的林地，该机体重量轻，便于操作，一个人即可开展防治工作，不受作业地条件的限制^[7]。同时，背负式脉冲烟雾机不仅仅可以应用于于林业树木、农业橡胶树病虫害防治，在卫生防疫方面也扮演着越来越重要的角色，应用前景十分广阔^[8]。

1.2 国内外烟雾机的研究现状及应用情况