农田灌溉机械

第七章农田灌溉机械第一节概述第二节喷灌机械第三节微灌设备第一节概述农田灌溉机械包括农田排灌机械和农田灌溉机械。农田灌溉机械主要有喷灌和微灌两种类型。

第二节喷灌机械一、喷灌系统的组成和分类二、农用水泵三、喷头的种类和性能指标四、喷头的工作原理一、喷灌系统的组成和分类1．喷灌系统的组成（1）水源工程（2）水泵及配套动力机（3）管道系统（4）喷头（5）田间工程2．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。二、农用水泵（一）农用水泵的类型（二）水泵的一般构造（三）农用水泵的构造和特点（四）农用水泵的工作原理（五）水泵的工作性能（六）水泵的选型（一）农用水泵的类型离心泵井泵（长轴井泵、深井潜水电泵）微型泵直空泵（二）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ａ.封闭式ｂ.半封闭式ｃ.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（三）农用水泵的构造和特点1．离心泵2．轴流泵3．混流泵4．水轮泵5．井用泵5．潜水泵

1．离心泵（1）单级单吸悬臂式离心泵（BA型泵）（2）单级双吸式离心泵（Sh型泵）

（1）单级级单吸悬臂臂式离心泵泵（BA型型泵）由泵壳、泵泵盖、叶轮轮、泵轴、、轴承、托托架、减漏漏环及填料料函等部件件组成（见见图）。其其特点是扬扬程较高，，流量较小小，结构简简单，使用用方便，水水泵出水口口方向可以以根据需要要作左右、、上下的调调整。这种种水泵的体体积小、重重量轻，固固定安装及及流动使用用均甚方便便。也可作作为喷灌的的工作泵。。BA型离心心泵的构造造泵盖2.真空表表螺孔3.减漏漏环4.叶轮5.冲冲水放气螺螺孔6.泵壳7.水水封管8.水封封环9.填料10.泵轴轴11.轴承12.托架13.联联轴器14.防防水螺塞15.压力表螺螺孔（2）单级级双吸式离离心泵（Sh型泵））ZLB型轴轴流泵进水喇叭2.叶叶轮3.导水叶叶4.泵轴5.出水水弯管6.橡胶胶轴承7.注润润滑水管8.填料料盒9.填料10.填料压盖盖11.联轴器器3．混流泵泵是介于离心心泵和轴流流泵之间的的一种泵型型。具有离离心泵较高高扬程和轴轴流泵较大大流量的特特点，适合合于平原河河网地区和和丘陵灌区区使用。4．水轮泵是利用自然然水进行抽抽水的农田田灌溉机械械。由作为为动力用的的水轮机和和离心泵组组成。5．井用泵它从井下抽抽水灌溉。。6．潜水泵它由水泵、、电动机、、进水部分分和密封装装置等四部部分连成整整体。（四）农用用水泵的工工作原理1．离心泵泵的工作原原理2．轴流泵泵的工作原原理3．混流泵泵的工作原原理1．离心泵泵的工作原原理离心泵是借借离心力的的作用来抽抽水的。图图7－14所示为单单级离心泵泵。当其叶叶轮高速旋旋转时，流流道中的水水在离心力力的作用下下，从叶轮轮中部以高高速被甩离离叶轮，射射向四周。。水流经过过断面逐渐渐扩大的泵泵壳流道，，流速逐渐渐变慢而水水压增加，，压向出水水管。此时时叶轮的中中心部分形形成真空，，而水源水水面在大气气压力的作作用下，通通过进水管管进入泵内内，称为吸吸水。如果果叶轮连续续转动，水水就源源不不断地由低低处抽送到到高处。单级离心泵泵1.进水管管2.叶片3.叶轮轮4.泵壳5.出水水管2．轴流泵泵的工作原原理轴流泵是利利用叶轮旋旋转所产生生的推升力力来抽水的的。它的叶叶轮浸没在在水里。当当叶轮旋转转时，叶片片对水产生生升力作用用，把水往往上推送。。但同时还还使水产生生旋转运动动，须用导导水叶来消消除，使泵泵内水流沿沿着泵轴方方向流动。。轴流泵1．进水喇喇叭2.出水水弯管3.联轴轴器4.导水叶叶5.叶轮3．混流泵泵的工作原原理混流泵的构构造介于离离心泵和轴轴流泵之间间。因此叶叶轮在水中中旋转时，，既使水流流产生离心心力，又对对水流有升升力。混流流泵的工作作原理就是是靠这两种种力的作用用而抽水的的。（五）水泵泵的工作性性能1．水泵性性能的主要要参数2．水泵性性能曲线1．水泵性性能的主要要参数（1）流量量（2）扬程程吸水扬程由水源水面面至水泵轴轴线基准面面的垂直高高度Hd.x压水扬程由水泵轴线线至出水池池水面的垂垂直高度Hd.y实际扬程Hd（或或称为地形形高度）Hd=Hd.x+Hd.y（3）功率率a．有效功率Nx（又叫叫水功率））b．轴功功率Nz（（又叫水泵泵的输入功功率）c．．配套功率率Np（4）水泵泵效率η（5）水泵泵转速（6）允许许吸上真空空高度（或或汽蚀余量量）（7）比转转数2．水泵性性能曲线（1）离心心泵性能曲曲线（2）轴流流泵性能曲曲线（3）混流流泵性能曲曲线（1）离心心泵和轴流流泵性能曲曲线a．流量－－扬程曲线线（Q－H）b．流量－－功率曲线线（Q－N）c．流量－－效率曲线线（Q－ηη）d．流量－－允许吸上上真空高度度曲线（Q－Hs））离心泵性能能曲线轴流泵性能能（3）混流流泵性能曲曲线混流泵的性性能曲线形形状介于离离心泵和轴轴流泵之间间，比转数数ns低的的混流泵，，曲线接近近于离心泵泵；比转数数ns高的的混流泵，，曲线形状状接近于轴轴流泵。3．水泵工工作点的确确定（1）管路路阻力曲线线损失扬程与与流量的平平方成正比比，管路阻阻力曲线Q－Hxu为一通过过原点O的的抛物线（2）确定定水泵工作作点图中两曲线线相交点A，即为水水泵机组的的工作点。。A点表明明：图水泵泵机组工作作点a．水水泵供给的的扬程应等等于管路需需要的扬程程Hxub．水泵供供给的流量量QA应等等于消耗在在管路上扬扬程为Hxu时所能能通过的流流量Qxu。图水泵泵机组工作作点5．水泵性性能调节（1）变速速调节（2）变径径调节（3）变角角调节（4）水泵泵的串联和和并联工作作（六）水泵泵的选型选用水泵的的原则为：：满足农业生生产所提出出流量和扬程的要求1．流量设设计（1）灌溉溉设计流量量（2）排水水设计流量量Qp.s2．排水设设计扬程的的确定（1）灌溉溉设计扬程程（2）排水水设计扬程程3．水泵型型号的确定定根据设计流流量和设计计扬程，就就可以在《《水泵样本本》中的““水泵综合合性能型谱谱图”或““水泵规格格性能表””等技术资资料中初步步选择所需需的水泵型型号三、喷头的的种类和性性能指标（一）喷头头的种类（二）喷头头的性能指指标（一）喷头头的种类（1）旋转转式喷头（2）固定定式喷头折射式缝隙式漫射式（3）喷洒洒孔管（二）喷头头的性能指指标1．压力2．流量3．射程4．喷灌强强度5．水滴的的打击强度度6．喷洒水水量分布特特性四、喷头的的工作原理理（一）摇臂臂式喷头1．摇臂式式喷头的结结构与工作作原理（1）摇臂臂式喷头的的结构（2）摇臂臂式喷头的的工作原理理（1）摇臂臂式喷头的的结构a．旋转密密封机构b．流道c．驱动机机构d．扇形换换向机构e．连接件件（2）摇臂臂式喷头的的工作原理理相互传递和和转化的运运动过程，，它可以分分为以下五五个阶段a．启动阶阶段b．外摆阶阶段c．弹回阶阶段d．入水阶阶段e．撞击阶阶段垂直摇臂式式喷头结构构图1.空心轴轴套2.换向架3.喷体体4.喷喷管5.反向摇臂臂6.摇摇臂7.喷嘴8.配重铁铁9.压压力表10.挡挡块2．垂直摇摇臂式喷头头（1）结构构（2）工作作原理垂直摇臂式式喷头结构构分为流道（（包括空心心轴、喷体体、喷管、、稳流器、、喷嘴等零零件）、旋旋转密封机机构（包括括轴承座、、轴承、密密封圈等零零件）、驱驱动机构（（包括摇臂臂、反向摇摇臂、摇臂臂轴等零件件）、换向向机构（包包括挡块、、滚轮、换换向架、拉拉杆、弹簧簧等零件））和限速机机构（包括括摩擦垫、、压插、压压簧等零件件）五个部部分垂直摇臂式式喷头工作作原理高速射流从从喷孔（多多数为环形形）射出，，冲击导流流器（摇臂臂）摇臂获获得能量。。冲击力分分成向下、、向左的两两个分力，，在向下分分力的作用用下，摇臂臂克服平衡衡锤的重量量和摇臂轴轴的轴承摩摩擦阻力向向下运动；；在向左分分力的作用用下，克服服旋转密封封机构的摩摩擦阻力和和限速机构构的制动摩摩擦阻力，，使喷头向向右旋转一一个小角度度。摇臂向向下运动时时，其平衡衡重块升高高，得到重重力势能，，然后在其其与摇臂轴轴平衡重块块（有的喷喷头没有））重力矩的的联合作用用下，摇臂臂返回，重重力势能转转变为转动动动能，再再次切入射射流。同时时，在摇臂臂轴处的摇摇臂橡胶块块与该处的的配重橡胶胶块碰撞，，使摇臂转转速为零。。重复以上上过程，在在间歇性驱驱动力矩作作用下，喷喷头不断做做间歇性正正转（向右右转动）。。当换向架架（轭架、、滚轮、啮啮合限位器器合称为换换向架）上上的滚轴和和啮合限位位器相接触触时，轭架架通过反转转传动杆，，拉动反转转臂，使其其切水板切切入射流得得到能量，，产生向左左的反作用用驱动力矩矩，使喷头头迅速向左左旋转，直直至轭架滚滚轮接触脱脱开限位器器，传动杆杆推动反转转臂的切水水板离开水水舌，喷头头重新又开开始正转。。3．．固固定定式式喷喷头头（1））折折射射式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理（2））缝缝隙隙式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理（3））离离心心式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理（1））折折射射式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理当喷喷头头工工作作时时，，有有压压水水流流由由喷喷嘴嘴直直接接垂垂直直射射出出后后，，遇遇到到折折射射锥锥的的阻阻拦拦，，形形成成薄薄水水层层而而向向四四周周射射出出，，在在空空气气阻阻力力作作用用下下，，伞伞形形的的薄薄水水层层就就散散裂裂为为小小水水滴滴而而降降落落到到地地面面。。折射射式式喷喷头头结结构构图图内支支架架式式;(b)外外支支架架式式;(c)整整体体式式1——折折射射锥锥；；2——喷喷嘴嘴；；3——支支架架；；4——管管接接头头（2））缝缝隙隙式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理其有有压压水水流流经经过过固固定定不不动动的的缝缝隙隙喷喷嘴嘴喷喷出出，，形形成成一一个个扇扇形形的的薄薄水水层层，，然然后后在在空空气气阻阻力力的的作作用用下下逐逐渐渐裂裂散散成成水水滴滴，，降降落落到到地地面面两种种缝缝隙隙式式喷喷头头结结构构图图1——缝缝隙隙；；2——喷喷头头；；3——管管接接头头（3））离离心心式式喷喷头头的的结结构构及及工工作作原原理理离心心式式喷喷头头的的工工作作原原理理是是喷喷头头开开始始工工作作时时，，经经过过竖竖管管的的有有压压水水流流沿沿切切线线方方向向或或沿沿螺螺旋旋孔孔道道进进入入喷喷体体，，使使水水流流绕绕垂垂直直的的锥锥形形轴轴或或壁壁面面产产生生涡涡流流运运动动，，这这样样水水从从喷喷孔孔中中呈呈中中空空的的环环状状锥锥形形薄薄水水层层，，并并同同时时具具有有沿沿径径向向外外的的离离心心速速度度和和沿沿切切向向旋旋转转的的圆圆周周速速度度向向外外喷喷出出，，甩甩出出的的薄薄水水层层水水流流在在空空气气阻阻力力作作用用下下，，被被裂裂散散成成细细小小的的水水滴滴而而降降落落在在喷喷头头四四周周的的地地面面上上。。五、、喷喷灌灌机机的的工工作作原原理理和和主主要要性性能能参参数数（一一））定定喷喷式式喷喷灌灌机机（二二））行行喷喷式式喷喷灌灌机机（一一））定定喷喷式式喷喷灌灌机机1．．手手推推（（抬抬））式式喷喷灌灌机机2．．拖拖拉拉机机悬悬挂挂式式喷喷灌灌机机3．．滚滚移移式式喷喷灌灌机机1．．手手推推（（抬抬））式式喷喷灌灌机机（1））结结构构特特点点（2））使使用用特特点点（3））主主要要性性能能指指标标手推推管管引引式式喷喷灌灌机机（（柴柴油油机机配配套套））1．．喷喷头头2。。出出水水管管3。。水水泵泵4。。进进水水管管5。。底底阀阀6。。柴柴油油机机2．．拖拖拉拉机机悬悬挂挂式式喷喷灌灌机机（1））结结构构特特点点（2））主主要要性性能能技技术术图手手扶扶拖拖拉拉机机配配套套的的悬悬挂挂式式喷喷灌灌机机1-水水源源；；2-吸吸水水管管；；3-水水泵泵；；4-手手扶扶拖拖拉拉机机；；5-皮皮带带传传动动系系统统；；6-输输水水管管；；7-竖竖管管及及支支架架；；8-喷喷头头3．．滚滚移移式式喷喷灌灌机机（1））滚滚移移式式喷喷灌灌机机的的特特点点及及组组成成（2））滚滚移移式式喷喷灌灌机机的的主主要要技技术术性性能能图滚滚移移式式喷喷灌灌机机1-水水源源；；2-抽抽水水机机组组；；3-输输水水干干管管；；4-给给水水栓栓；；5-连连接接软软管管；；6-钢钢圈圈式式轮轮；；7-喷喷头头；；8-喷喷洒洒支支管管；；9-驱驱动动车车（二二））行行喷喷式式喷喷灌灌机机1．．卷卷盘盘式式喷喷灌灌机机（1））特特点点及及适适用用条条件件（2））构构造造与与技技术术性性能能2．．电电力力驱驱动动中中心心支支轴式式全全自自动动喷喷灌灌机机软管管卷卷盘盘式式自自动动喷喷灌灌机机1-喷喷头头车车；；2-PE软软管管；；3-喷喷头头车车收收取取吊吊架架；；4-PE软软管管；；5-卷卷盘盘；；6-卷卷盘盘车车；；7-伸伸缩缩支支囊囊式式水水动动力力机机；；8-进进水水管管；；9-可可调调支支腿腿；；10-旋旋转转底底盘盘；；11-泄泄水水孔孔管管；；12-自自动动排排管管器器；；13-支支腿腿平移移式式喷喷灌灌机机结结构构示示意意图图1-中中心心跨跨架架；；2-刚刚性性跨跨架架；；3-柔柔性性接接头头；；4-柔柔性性跨跨架架；；5-渠渠道道第三三节节微微灌灌设设备备一、、微微灌灌的的种种类类和和微微灌灌系系统统组组成成二、、微微灌灌设设备备配配套套系系统统一、、微微灌灌的的种种类类和和微微灌灌系系统统组组成成1．．微微灌灌的的种种类类滴灌灌微喷喷灌灌小管管出出流流灌灌渗灌灌2．．微微灌灌系系统统的的组组成成3．．微微灌灌系系统统的的种种类类2．．微微灌灌系系统统的的组组成成微灌系统由水源、首部枢纽、输配水管网和灌水器以及流量、压力控制