6排灌机械-现代农业机械与装备

第六章排灌机械第一节概况第二节主要农用水泵构造特点与工作原理第三节水泵的工作性能第四节农用水泵的选型 安装和使用 1 地面灌 沟灌 畦灌 漫灌 特点 简单 耗能低 投资少 费水50 只改变土壤湿度 不改变小气候 组成 进水管 水泵 排 压 水管2 喷灌将高压水通过喷头与空气雾化成细小水滴洒在田间 特点 可省水30 50 增产10 30 水土流失降低 能调节小气候 对地形适应性好 机械化程度高 3 4级风影响小 水中有泥沙时不适合 设备费高 组成 进水管 水泵 排 压 水管 主管 支管 喷头 农业生产上采用的排灌方式有 地面灌 沟灌 畦灌 漫灌 地下灌 喷灌 滴灌等 漫灌淹灌水浪费大尽量少用 沟灌畦灌费工费水渗漏严重 喷头喷灌现场 喷头喷灌现场 摇臂式喷头 喷灌系统的分类 按运行方式可分定喷式 行喷式根据喷灌系统各组成部分可移动的程度 分成固定式 移动式和半固定式三种 3 滴灌将高压水毛细管从滴头中逐滴滴到各作物根部 滴头一般在地表 能看到滴水 特点 更省水 50 70 更增产 粮增产20 50 菜增产50 100 不受风力影响 适合缺水地区 高坡山区 但对水源洁净要求高 盐分多地区不宜采用 投资大 组成 进水管 水泵 排 压 水管 总阀 过滤器 压力表 流量计 主管 支管 毛管 滴头4 地下灌 渗灌 特点 与滴灌相似 渗头一般在作物根部土中埋 地表看不到渗管与渗头 渗头不堵 水不蒸发 最省水 增产 不受地形 环境影响 对水要求最严格 管子在土壤中影响中耕 投资大 滴灌系统基本组成 温室蔬菜 花卉微喷灌现场 各种微喷头悬挂 插地 各种滴头 渗头 2水泵的分类与特点2 1离心泵 普通 自吸式 靠叶轮旋转产生的离心力泵水 特点 流量小 扬程高 应用广 属井用泵 2 2轴流泵靠叶轮旋转时产生的轴向推力而工作 特点 流量大 扬程低 河网用泵 排涝用 2 3混流泵靠叶轮旋转时产生的离心力 轴向推力工作 性能特点介于轴流泵与离心泵之间 有井用泵 潜水泵 水轮泵 轴流泵1 进水喇叭2 出水弯管3 联轴器4 导水叶5 叶轮 ZLB型轴流泵1 进水喇叭2 叶轮3 导水叶4 泵轴5 出水弯管6 橡胶轴承7 注润滑水管8 填料盒9 填料10 填料压盖11 联轴器 水泵是重要的灌溉设备 电机直联离心水泵效率高 各种单体离心水泵 具有自吸功能 各种型号自吸离心水泵 都具有自吸功能 离心水泵的类型离心泵按吸水方式分为 单吸泵 双吸泵 水从叶轮一侧进入为单吸泵 两侧同时进入为双吸泵 按叶轮数目分为 单级泵 多级泵 只有一个叶轮的离心泵称单级泵 若几个串联称多级泵 扬程等于各个叶轮同一流量下扬程之和 单吸离心泵 水流沿轴向单侧吸入 双吸离心泵 水流沿轴向双侧吸入 按泵轴的位置分为 立式泵 卧式泵 1离心水泵的构造1 1叶轮有封闭式 半封闭式 敞开式 功用 将动力机的机械能传给水 使水具有一定的流量和扬程 只有一个叶轮的离心泵称单级泵 若几个串联称多级泵 扬程等于各个叶轮同一流量下扬程之和 单吸离心泵 水流沿轴向单侧吸入 双吸离心泵 水流沿轴向双侧吸入 第二节离心水泵的构造与原理 离心泵叶轮 水流方向 1 2泵壳 蜗壳作用 收集来自叶轮的高压水 汇向出口 1 3进出水管滤网 单向阀 进水管 叶轮 出水管 接喷头或其它管道 1 4填料密封装置密封泵轴 防止空气进入叶轮 水泵的一般构造 1 叶轮2 泵壳3 填料函密封装置 混流泵叶轮 离心泵叶轮 封闭式 半封闭式 敞开式 轴流泵叶轮 蜗壳形泵壳1 蜗道2 叶轮3 出水口 填料函示意图1 填料盒2 填料座3 填料4 水封管5 水封环6 压盖 单级 多级离心泵 单吸双吸离心泵例如 单级单吸悬臂式离心泵 BA型泵 单级双吸式离心泵 Sh型泵 单吸 双吸 混流泵 轴流泵水泵叶轮水流方向 普通离心泵的构造 单级离心泵1 进水管2 叶片3 叶轮4 泵壳5 出水管 2离心泵工作原理 普通离心泵 叶轮高速转动 叶道中的水离心甩出 射向四周 汇集泵壳 速度降低 压力增高 压向出水管 叶轮中心负压吸水 水源水面在大气压力作用下 由进水管进入泵内 叶轮不断转动 水源不断地从低处抽送到高处 自吸离心泵的构造 自吸离心泵1 泵舌进水管2 涡 泵 壳3 叶轮4 内通道5 外通道6 隔板7 气液分离室8 排液口 自吸离心泵的工作原理 先加满引水 叶轮高速转动 叶道中的水和空气混合后形成泡沫水 离心甩出 大部分通过内通道 汇入气液分离室 流度降低 气 液分离 气体排出 液体通过外通道流回叶轮进口处 再次形成泡沫水循环 可将吸液管中的空气逐渐排出 液面在大气压力作用下逐步上升 当吸液管中的空气排净后 内外通道均变为排液通过到道 工作过程同普通离心泵 3离心水泵的主要参数3 1流量 水泵单位时间内的出水量 m3 h 3 2总扬程 总指水泵从吸水平面到压水管口中心线之间的距离 加上各损失扬程之和 扬程 水泵能够扬水的高度 总 实 h损 吸实 压实 h吸损 h压损 实 吸实 压实 h损 h吸损 h压损吸水扬程 吸 吸实 h吸损压水扬程 压 压实 h压损压水扬程 h损 10 20 3 3功率 效率轴功率 轴水泵从动力机获得的功率 输入功率 有效功率 效指水泵中水得到的净功率 输出功率 配套功率 配选用动力机的功率 效率 1 3 4转速n水泵叶轮每分钟转数 r min 3 5允许吸上的真空高度HsHs 10m 实际上只有5 5 8 5m 其余为损失扬程 水泵的最大吸水高度 即水泵不产生汽蚀现象的吸水性能 理论上等于实际吸水扬程与实际吸水损失扬程之和 汽蚀现象 叶轮真空度达到某一数值 等于或小于汽化压力 时 水汽化 气泡 随水到高压区 气泡受压 冲击叶轮 高频冲击 使叶轮金属表面疲劳 剥落 呈蜂窝状 3 6比转数ns 表示水泵的特性用以水泵分类 与水泵转速是两个不同的概念 比转数是一个假想的叶轮转数 这个假想叶轮与该水泵叶轮完全相似 它的扬程为1m 有效功率为1马力 流量为0 075m3 s时所具有的叶轮转速 比转数ns是水泵设计的一个重要参数 ns大的泵 Q大 H小 轴流泵 ns 500 ns小的泵 Q小 H大 离心泵 ns 300 混流泵 ns 300 500 H3 4 1水泵的性能曲线1 1 曲线 增大 降低 降低 增大 变化平坦 可采用降低 来增加 关小阀门 提高 1 2 曲线有一最高 点 离心水泵要求在90 max工作 因此有一工作范围 a A b 第三节水泵的性能与调节 1 3 曲线 min最小 可采用关闭闸阀起动 额定 下有一额定功率 但不宜过载 1 4 s曲线 s随 增加而下降 降低 s增大 2水泵的性能调节2 1变速调节优点是基本无附加损失 当n变化不大时 变速后水泵的效率基本不变 一般只降速调节 Q2 Q1 n2 n1 H2 H1 n2 n1 2N2 N1 n2 n1 3HS2 10 HS1 n2 n1 2n2不得小于n1的50 2 2变径调节将叶轮外径车削变小 来改变水泵性能 车削后水泵的Q H N随之改变 车削叶轮只适用于ns 350的离心泵 混流泵 Q2 Q1 D2 D1 H2 H1 D2 D1 2N2 N1 D2 D1 3 2 3变角调节改变轴流泵叶轮叶片安装角来改变水泵性能 使水泵保持在高效率下工作 对轴流泵 安装角减小 其Q H N均降低 反之增加 2 4水泵的串并联工作水泵串联 两台或多台相同性能水泵头尾相接 在相同流量下 扬程等于多台水泵扬程之和 水泵并联 两台或多台相同水泵接到同一出水管 在扬程相同条件下 流量是多台水泵流量之和 3水泵的选择3 1选择原则 满足生产中提出的 水泵效率高 常年工作稳定 且在高效区工作 价格尽量低 台数不宜太多 尽量选用同一型号的泵 充分利用水源 尽可能选用水轮泵 3 2计算实际需要的 3 3确定型号3 4安装 使用 单嘴带换向机构的摇臂式喷头结构图1 空心轴套2 减磨密封圈 空心轴4 防沙弹簧5 喷体7 换向器8 反转钩9 摇臂调位螺钉10 弹簧座11 摇臂轴12 摇臂弹簧13 摇臂14 打击块15 喷嘴16 稳流器17 喷管18 限位环 摇臂式喷头的工作原理 喷头的工作过程 可分为5个阶段 a 启动b 外摆c 弹回d 入水e 撞击 垂直摇臂式喷头结构图1 空心轴套2 换向架3 喷体4 喷管5 反向摇臂6 摇臂7 喷嘴8 配重铁9 压力表10 挡块 缝隙式喷头的结构及工作原理 其有压水流经过固定不动的缝隙喷嘴喷出 形成一个扇形的薄水层 然后在空气阻力的作用下逐渐裂散成水滴 降落到地面 两种缝隙式喷头结构图1 缝隙2 喷头3 管接头 折射式喷头的结构及工作原理 当喷头工作时 有压水流由喷嘴直接垂直射出后 遇到折射锥的阻拦 形成薄水层而向四周射出 在空气阻力作用下 伞形的薄水层就散裂为小水滴而降落到地面 折射式喷头结构图 a 内支架式 b 外支架式 c 整体式1 折射锥 2 喷嘴 3 支架 4 管接头 水泵机组1 底阀2 吸水管3 弯头4 变径接管5 真空表6 水泵7 压力表8 逆止筏9 闸阀10 压水管 手推直连式喷灌机1 喷头 2 竖管 3 水泵 4 电动机 5 开关 6 电缆 7 吸水管 8 底阀 9 机架 10 车轮 手推 抬 式喷灌机 手推管引式喷灌机 柴油机配套 1 喷头2 出水管3 水泵4 进水管5 底阀6 柴油机 拖拉机悬挂式喷灌机 手扶拖拉机配套的悬挂式喷灌机1 水源2 吸水管3 水泵4 手扶拖拉机5 皮带传动系统6 输水管7 竖管及支架8 喷头 行喷式喷灌机 软管卷盘式自动喷灌