HÀ NỘI – 2013 Người hướng dẫn khoa học: 1. TS. LÊ VŨ QUÂN
2. PGS.TS. HOÀNG ĐỨC LIÊN
Mã số: 60.52.01.03
Chuyên ngành: Kỹ thuật cơ khí

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Nguyễn Văn Hưng
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

iLỜI CẢM ƠN
Lời cảm ơn chân thành đầu tiên tác giả xin được gửi đến người thầy
TS. Lê Vũ Quân, PGS.TS Hoàng Đức Liên người trực tiếp hướng dẫn đã
dành nhiều thời gian, công sức để chỉ dẫn, giúp đỡ tác giả hoàn thành luận
văn này.
Với tình cảm chân thành, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới Ban
Giám hiệu, Ban Quản lý đào tạo, Khoa Cơ - Điên, Bộ môn Máy nông nghiệp,
cùng toàn thể các thầy, cô tham gia giảng dạy lớp Cao học cơ khí nông
nghiệp khóa 2010 - 2012, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi được học tập,
nghiên cứu và thực hiện đề tài.
Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Cao đẳng Nghề
Kinh tế - Kỹ thuật Bắc Ninh, các đồng nghiệp, bạn bè, gia đình và người thân
đã tạo mọi điều kiện giúp đỡ tác giả hoàn thành luận văn này.
Một lần nữa tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới
tất cả những tập thể và cá nhân đã dành cho tác giả mọi sự giúp đỡ quý báu

1.1.1. Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật trên thế giới 3
1.1.2. Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật ở trong nước 20
Kết luận:……………………………………………………………………25
1.2. Mục tiêu, cách tiếp cận, phương pháp, đối tượng nghiên cứu 26
1.2.1. Mục tiêu nghiên cứu 26
1.2.2. Cách tiếp cận 26
1.2.3. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 26
1.2.4. Phạm vi, đối tượng nghiên cứu 27
1.2.5. Nội dung nghiên cứu 27
Chương 2 NGHIÊN CỨU MỘT SỐ LOẠI VÒI PHUN
KHUYẾCH TÁN ỨNG DỤNG TRONG MỘT SỐ THIẾT
BỊ PHUN THUỐC BẢO VỆ THỰC VẬT THÔNG DỤNG 28
2.1. Khái niệm, phân loại máy phun, vòi phun khuyếch tán đang sử
dụng trong và ngoài nước 28
2.1.1. Máy phun kiểu giàn phun 28
2.1.2. Khái niệm, phân loại, cấu tạo một số loại vòi phun 31
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

iii2.2. Ứng dụng của vòi phun khuyếch tán trong thiết bị phun kiểu giàn
phun 33
2.2.1. Hệ thống giàn phun và vòi phun 33
2.2.2. Dạng giàn phun có trợ gió 37
2.2.3. Hệ thống chỉ thị bề rộng phun 39
2.2.4. Phun thuốc có chọn lọc 40
2.3. Một số vòi phun thuốc BVTV đang sử dụng phổ biến 41
2.3.1. Một số dạng cơ bản của vòi phun 41
2.3.2. Cấu tạo một số loại vòi phun đang sử dụng phổ biến 43

4.2. Thí nghiệm xác định phân bố thuốc phun 70
4.2.1. Mật độ phân bố của giọt thuốc phun 70
4.2.2. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng của áp lực tới phân bố thuốc phun 72
4.3. Thí nghiệm xác định góc phun của vòi phun. 77
KẾT LUẬN 79
Chương 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80
A. KẾT LUẬN 80
B. KIẾN NGHỊ 80
TÀI LIỆU THAM KHẢO 81
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

vDANH MỤC BẢNG
STT Tên bảng Trang

Bảng 2.1. Khoảng cách tối thiểu của vòi phun so với đối tượng phun 33

Hình 1.4. Hệ thống phun trên máy kéo 9
Hình 1.5. Kết cấu bộ phận hòa trộn thuốc sâu 9
Hình 1.6. Hệ thống hòa trộn thuốc sâu. 11
Hình 1.7. Kết cấu bộ phận hòa trộn dung môi (nước) và hỗn hợp thuốc 11
Hình 1.8. Hệ thống phun cơ động cầm tay Fisher 13
Hình 1.9. Hệ thống cắt cỏ, phun thuốc trừ sâu 15
Hình 1.10. Kết cấu bộ phận phun kiểu ly tâm 15
Hình 1.11. Hệ thống phun thuốc sâu kéo tay 16
Hình 1.12. Thiết phun thuốc trừ sâu tĩnh điện 19
Hình 1.13. Máy phun tự hành MPT260 21
Hình 1.14. Máy phun thuốc kéo tay Hoàng Thắng 22
Hình 1.15. Máy phun có động cơ sử dụng ở Đồng bằng Sông Cửu Long 22
Hình 1.16. Máy phun thuốc trừ sâu OVTA1 23
Hình 1.17. Một số máy phun dùng cho lúa 23
Hình 1.18. Sử dụng vòi phun tự chế cho cây công nghiệp 24
Hình 1.19. Một số hình ảnh máy phun do nông dân cải tiến, chế tạo 24
Hình 2.1. Máy phun dạng giàn phun đeo vai 29
Hình 2.2. Máy phun dạng giàn phun tự đẩy 29
Hình 2.3. Máy phun dạng giàn phun kiểu treo 29
Hình 2.4. Máy phun dạng giàn phun kiểu kéo 29
Hình 2.5. Máy phun dạng giàn phun tự hành 30
Hình 2.6. Máy phun dạng giàn phun cho cây trồng có chiều cao tương
đối lớn 30
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

viiHình 2.7. Vòi khuếch tán 32
Hình 2.8. Vòi phun tia 32


Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ………………………

ix
Hình 4.3 Lưu lượng phun của vòi phun TEEJET-TP11002 68
Hình 4.4. Lưu lượng phun của vòi phun XR-TEEJET-11002 69
Hình 4.5. Ảnh hưởng của độ mòn của vòi phun tới mật độ phân bố của
thuốc phun 71
Hình 4.6. Bố trí thí nghiệm đo mật độ phân bố thuốc phun của 3 vòi
phun 73
Hình 4.7. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi
phun XR-TEEJET-11003 74
Hình 4.8. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi
phun XR-TEEJET-11002………………………………………….75
Hình 4.9. Ảnh hưởng của áp lực tới sự phân bố của thuốc phun ở vòi
phun TEEJET-TP11002……………………………………………76
Hình 4.10. Ảnh hưởng của áp lực phun tới góc phun vòi phun của vòi
phun XR-TEEJET11002 78 LỜI NÓI ĐẦU
Sâu bệnh hại chính là một trong các nguyên nhân làm giảm năng suất
và chất lượng sản phẩm nông nghiệp. Để ổn định sản xuất nông nghiệp, nâng
cao năng suất, chất lượng sản phẩm nông nghiệp thì công tác phòng trừ sâu
bệnh là một trong các nhiệm vụ hàng đầu. Đã có nhiều biện pháp phòng trừ
dịch hại tuy nhiên cho tới hiện nay, kết quả mang lại của các biện pháp thay
thế vẫn chưa được như mong muốn, nên việc phun các loại thuốc bảo vệ thực
vật trực tiếp vào cây trồng để tiêu diệt và phòng chống sâu bệnh vẫn được sử
dụng là chủ yếu, đặc biệt khi phát sinh dịch hại thì biện pháp này vẫn mang
lại hiệu quả cao nhất.

cây trồng khác nhau là một công việc hết sức cần thiết.
Nhằm đáp ứng được yêu cầu trên, trong luận văn thạc sỹ của mình, tôi sẽ
thực hiện đề tài “Nghiên cứu các thông số ảnh hưởng đến chất lượng làm
việc của vòi phun thuốc bảo vệ thực vật thông dụng hiện nay ”.

Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 2Chương 1
TỔNG QUAN VỀ THIẾT BỊ PHUN THUỐC
TRONG BẢO VỆ THỰC VẬT
1.1. ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1.1. Tình hình nghiên cứu về cơ giới hóa bảo vệ thực vật trên thế giới
Hiện nay, ở các nước phát triển, trang thiết bị máy móc bảo và kỹ thuật
sử dụng thuốc bảo vệ thực vật đã đạt tới trình độ rất hiện đại, được thể hiện
qua tính chuyên nghiệp hóa cao, tất cả công tác bảo vệ thực vật đều được luật
hóa thông qua hệ thống văn bản quy phạm pháp luật, trang bị các thiết bị luôn
được cải tiến theo hướng hiện đại hóa, áp dụng các tiêu chuẩn quốc tế. Các

(ESS), kỹ thuật kiểm soát giọt thuốc phun (CDA), kích thước hạt thuốc phù
hợp với đối tượng sinh vật phun (BODS), công nghệ phun chính xác vào đối
tượng mục tiêu
• Một số kết quả nghiên cứu theo hướng ứng dụng tự động hóa trong thiết
bị phun
Hệ thống phun chính xác vận hành bằng cảm biến được thiết kế để
ngăn chặn việc phát tán thừa thuốc trừ sâu, trừ khi mái che được phát hiện
trong khu vực phun tương ứng. Khi mà thường xuyên có khoảng cách giữa
các hàng cây, sử dụng máy phun vườn cây ăn quả với các hệ thống này có khả
năng giảm chi phí thuốc trừ sâu và giảm lắng đọng ngoài vùng phun. Trong
báo cáo của Ed Stover [13], người ta đã thử nghiệm việc tiết kiệm thuốc trừ
sâu bằng sử dụng của một hệ thống chính xác phun vận hành bằng cảm biến
được đánh giá trong 27 khu vực trồng cây ăn quả được lựa chọn mà không
biết trước các đặc điểm khu vực phun. Với ba nhóm tuổi, mỗi nhóm có 9
khối: 5 - 6 năm, 10 - 12 năm và trên 20 năm. Máy phun đã được tối ưu cho
mỗi khối bằng cách mở những vòi phun thích hợp với kích thước cây và độ
sâu rãnh, để phun không được cung cấp dưới hoặc trên các tán lá của hầu hết
các cây. Lựa chọn ngẫu nhiên các vùng có diện tích 3,0 đến 4,7 mẫu Anh (1,2
đến 1,9 ha) sau đó phun trong mỗi khối, có và không có kích hoạt của hệ
thống phun chính xác. Trong mỗi khối, hệ thống máy tính phun chính xác
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 4cũng tính toán tiết kiệm phun dựa trên việc sử dụng độ chính xác máy phun
mà không điều chỉnh vòi phun. Mức độ tiết kiệm vật liệu phun trung bình từ
sử dụng máy phun chính xác là 6,6% tổng lượng phun thông thường khi so
sánh đã được thực hiện với vòi phun tối ưu phun trong mỗi khu vực so với
vòi phun đến khu vực muốn phun ở hai bên robot khi nó di chuyển qua. Các
van này được bằng điều khiển bằng CPU nhận tín hiệu từ cảm biến hồng
ngoại trên thân robot. Khi robot đi qua các khu vực được đánh dấu, bơm sẽ
bật/tắt để kích hoạt việc phun thuốc.

Hình 1.1. Robot phun thuốc trừ sâu trong nhà kính

Việc thử nghiệm được tiến hành tại trung tâm nghiên cứu quốc gia Úc
về trồng cây trong nhà kính tại Gosford cho kết quả rất khả quan. Robot thử
nghiệm đạt được yêu cầu về kinh tế và thời gian thực thi. Lượng thuốc phun
đồng đều về liều lượng và vùng bao phủ.
• Kết quả nghiên cứu tăng hiệu quả sử dụng thuốc bằng cách giảm lượng
thuốc trôi nổi sau khi phun
Phun thuốc trừ sâu có vòm che được sử dụng khi phun chất lỏng trên
mặt đất khi muốn hạn chế dư lượng thuốc bị trôi đi khi phun ở dạng sương.
House đã phát minh hệ thống phun gồm một xe rơ-moóc gắn với xe kéo dùng
để kéo rơ-moóc trên mặt đất [15], sau đuôi nó gắn với các thành phần trợ giúp
vòm che nằm ngang, kéo dài đối diện (hình 1.2). Các vòm che mỗi cái đều có
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 6tấm chắn che trước và sau hai bên gắn với mái. Một hệ thống phân phối chất
lỏng bao gồm các vòi phun trong vòm che trực tiếp phun chất lỏng lên mặt đất,
trong khi đó vách bên và nóc hạn chế thuốc trừ sâu trôi ra ngoài khi phun dạng
sương (hình 1.3). Các tấm chắn này thường làm bằng chất liệu polymer treo

Quá trình xử lý, đong đo, pha thuốc trừ sâu và chất kích thích sinh
trưởng, do đặc tính độc hại của các loại hóa chất này, nên những mối nguy
hiểm cho người sử dụng, vận hành thường xuyên xuất hiện.
Những thao tác thủ công này có độ chính xác không cao, gây ảnh
hưởng đến khả năng tối ưu dung dịch phun cho cây trồng, ngoài ra do tâm lý
của người sử dụng thường xảy ra hiện tượng pha thuốc quá liều.
Hơn nữa, do kích thước bình thuốc phun lớn, nên một phần dung dịch
thuốc trừ sâu vẫn còn lại sau khi phun và người vận hành phải tự đổ đi, nếu
sau đó định phun loại thuốc khác.
Việc vứt bỏ các vỏ chai lọ chứa thuốc sau khi pha, cũng như đổ thuốc
thừa sau khi phun được thực hiện ngay tại đồng ruộng xuống các nguồn nước tự
nhiên, chứa đựng những mối nguy hiểm lớn với người vận hành và môi trường.
Để hạn chế các mối nguy hiểm này, Ghate và cộng sự đã phát minh một
thiết bị phun thuốc trừ sâu có khả năng tự động hòa trộn hóa chất với chất
lỏng có hiệu suất cao [17].
Thiết bị này bao gồm hai thùng, một thùng chứa dung dịch thuốc trừ
sâu đậm đặc và một thùng chứa dung môi pha thuốc (nước), một thiết bị tự
động hòa trộn các thành phần của dung dịch phun ở đầu ra trong quá trình
phun (hình 1.4).
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 8
Hình 1.4. Hệ thống phun trên máy kéo
1. Máy kéo; 2. Van ngắt; 3,9,11. Áp kế; 4. Thùng lớn; 5. Máy nén khí; 6. Máy phun;
7. Bình nén khí;10. Thùng nhỏ; 8. Vòi phun; 12. Thiết bị bơm.


từ các thùng khác nhau mà không ảnh hưởng đến các thùng thuốc khác,
không làm mất đi tính kín của hệ thống và giảm thiểu khả năng người sử dụng
phải tiếp xúc với hóa chất.
Nguyên lý cấu trúc của thiết bị được thể hiện trên hình 1.6: dung môi
pha thuốc (nước) được hút vào nhờ bơm 2, thông qua qua ống 8 đến vùng ống
vào 7, tại vùng ống vào 7 dung môi được hòa trộn với hồn hợp dung dịch
thuốc từ buồng hòa trộn 11 đưa sang qua ống 10, dung dịch phun tiếp tục
được hòa trộn đều nhờ ống bao 6 và ống xả 5 (hình 1.7), sau đó được chứa
trong thùng chứa dung dịch thuốc phun 1. Dung dịch thuốc đậm đặc từ các
thùng chứa A, B, C, D sẽ được điều chỉnh hút vào buồng hòa trộn 11 do sự
chênh lệch áp suất chân không giữa buồng 11 và các thùng, khi lượng thuốc
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 10từ thùng vào buồng đã đủ theo tỷ lệ pha lựa chọn, các van sẽ đóng để ngắt kết
nối giữa thùng với buồng 11. Sau khi tất cả các van đều ngắt, hồn hợp thuốc
sẽ được chuyển sang ống vào 7 qua ống 10. Khi các thùng A, B, C, D hết, cần
làm sạch thì mở van nối ống 9 với thùng để xả nước vào.

Hình 1.6. Hệ thống hòa trộn thuốc sâu.
1.Thùng phun; 2.Bơm; 3,8,9,10.Ống; 4.Ống chỉnh lưu; 5.Khu vực ống xả; 6.Ống bao; 7.
Vùng ống vào; 11.Buồng hòa trộn hốn hợp thuốc; 13. Van đóng-mở.

Hình 1.7. Kết cấu bộ phận hòa trộn dung môi (nước) và hỗn hợp thuốc
1. Ống; 2. Ống chỉnh lưu; 3. Ống xả; 4. Khoảng không hình khuyên; 5. Đầu thu;
6,8. Vị trí thu hẹp; 7. Khoang trộn; 9. Ống vào; 10. Ống nối ra bình D; 11.Ống nối từ
buồng hòa trộn.

kích thước hạt thuốc lớn, mật độ thuốc phân bố không đều, hướng phun xác
định nên có thể sảy ra trường hợp thuốc không phun được vào các khe kẽ và
khu vực ẩn chứa sâu bọ.
Fisher đã phát minh ra một thiết bị phun cầm tay có khả năng phun
chính xác và hiệu quả khu vực cần phun, giảm thiểu lượng thuốc phun vào
khu vực không mong muốn [19]. Đây là dạng thiết bị phun sương sử dụng
trong các công trình dân sinh, thương mại, viện nghiên cứu, nhà máy chế
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 12biến thực phẩm, nhà kính và các công trình kiến trúc, địa điểm khác. Hệ thống
phun này được sử dụng để lắng đọng thuốc trừ sâu (hiệu quả lâu dài) lên các
dạng bề mặt khác nhau cho các ứng dụng tương đối khô, toàn diện. Ví dụ như
ứng dụng phun kiểm soát bọ chét trên thảm, hoặc loại thuốc khác trên vữa, gỗ
để kiểm soát nhện và các loại côn trùng khác. Nói ngắn gọn, hệ thống thiết bị
này cũng cấp giải pháp phun thuốc trừ sâu nhanh đến những khu vực mà các
loại thiết bị thông thường không tới được. Hệ thống này bao gồm súng phun 9
nối với máy nén khí 6 bằng ống 8. Máy nén khí 6 được đặt trên bệ máy 1 có
các hốc đựng thuốc trừ sâu 2,3 và tay xách 7 (Hình 1.8). Tay xách này giúp
cho việc vận chuyện hệ thống được thuận tiện. Súng phun 9 có thân làm bằng
nhựa với cò súng 10 để điều chỉnh dòng khí từ máy nén khí tới vòi phun 12.

Hình 1.8. Hệ thống phun cơ động cầm tay Fisher
1. Bệ máy; 2,3. Hốc đựng; 4,11.Lọ thuốc trừ sâu; 5. Bình tích áp; 6.Máy nén khí;
7.Tay xách; 8.Ống dẫn; 9. Súng phun; 10. Cò súng; 12.Vòi phun.
Khi bóp cò, súng sẽ phun hỗn hợp thuốc trừ sâu dạng bụi sương, giúp
thấm sâu vào các khu vực mà sâu bỏ ẩn mình. Bụi sương này đậu lên các bề

các đăng 5 và hộp số 4, để quay dao cắt cỏ và đồng thời tiến hành phun thuốc.
Thuốc bảo vệ thực vật sẽ thùng chứa thuốc 11, đưa tới bộ phận phun kết hợp
cắt cỏ 3 là thành phần hình tròn quay đặt trên trục quay trung tâm. Nguyên lý
cấu tạo của bộ phận phun kết hợp cắt cỏ 3 được thể hiện trên hình 1.10. Tấm
chắn trên của bộ phận phun kết hợp cắt cỏ được giới hạn bởi đường bao hình
tròn 9 có chu vi bằng chu vi của của thành phần quay, một rãnh 17 được hình
thành dọc theo chu vi ngoài của thành phần quay với các cửa ra 11 để phân
phối dung dịch thuốc từ ống cung cấp 16. Dung dịch thuốc sẽ được cung cấp
cho thành phần quay thông qua cụm phân phối 15 và van 18. Tấm chắn 5 gắn
Trường Đại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ kỹ thuật……………… ……………………… 14ở phía dưới tấm chắn có tác dụng làm chuyển hướng dòng dung dịch bắn từ
cạnh của thành phần quay, đưa thuốc rơi xuống khu vực cỏ dại bên dưới.

Hình 1.9. Hệ thống cắt cỏ, phun thuốc trừ sâu
1. Bánh xe; 2. Khung gầm; 3. Thiết bị phun/cắt; 4. Cụm truyền động; 5. Trục truyền động;
6. Cần nối; 7. Hệ thống; 8. Máy kéo; 9. Động cơ; 10. Thuốc trừ sâu; 11. Thùng chứa. Hình 1.10. Kết cấu bộ phận phun kiểu ly tâm
1.Tấm chắn; 2. Vách trên; 3. Thành phần hình tròn; 4. Đầu ren liên kết nắp và dao cắt;
5. Tấm chắn; 6. Dao cắt; 7. Trục; 8. Mặt dưới; 9. Đường bao chắn; 10. Hướng ra; 11. Cửa
ra; 12. Phần bên ngoài; 13. Gờ; 14. Tấm tăng cứng; 15. Công cụ phân phối; 16. Kênh phân
phối; 17. Kênh; 18. Van chặn điện từ
• Thiết bị phun cỡ nhỏ sử dụng cho vườn cây
Để khắc phục nhược điểm của các máy phun vườn cây như phun