卷盤式噴灌機03

1、卷盤式噴灌機使用設(shè)計問題初探1.概況 噴灌是一種先進的灌溉技術(shù)，它具有省水、省工、省地、增產(chǎn)和適應(yīng)性強等優(yōu)點，在我國水資源日益緊缺的形勢下，推廣噴灌是實現(xiàn)水利化，促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要措施之一，因此具有廣闊的發(fā)展前景。噴灌自1976年起列入中國科學(xué)院10年科技攻關(guān)計劃，1978年開始推廣應(yīng)用，在20多年的科學(xué)研究和生產(chǎn)實踐中，積累了不少成果和經(jīng)驗。 噴灌系統(tǒng)的分類方法很多，如按噴灑特征分，有定噴式和行噴式。定噴式中又分管道式和機組式。行噴式又分中心支軸式、平移式和卷盤式，其中卷盤式噴灌機是灌溉機械中的佼佼者，它可提供經(jīng)濟可靠的服務(wù)，是灌溉大田作物的最優(yōu)選擇。1.1卷盤式噴灌機的特點 卷盤式噴灌機是

2、指由軟管供水，用卷盤繞軟管，牽引1個遠射程噴頭，使噴頭在噴灌過程中沿作業(yè)路線移動的噴灌機。 卷盤式噴灌機是一種已廣泛使用的機型，采用的國家很多，如德國、奧地利、美國等，有的國家這種噴灌機噴灌的面積占噴灌總面積的比重很大，如聯(lián)邦德國已達到20%。 卷盤式噴灌機的優(yōu)點是：(1)噴頭車在噴灑過程中能自走、自停，管理簡便，操作容易，省工（基本上一人可管理一臺），勞動強度較低。(2)結(jié)構(gòu)緊湊，成本較低。材料消耗較少，田間工程量少。(3)機動性好，供水可用壓力干管，也可用抽水機組。(4)適應(yīng)性強，不受地塊中障礙物限制。 它的缺點是： 耗能大,大型機組一般工作壓力要求600700kpa，管道水頭損

3、失較大，運行費用較高。 機行道較寬，一般要3-4m，占地較多。 軟管工作條件差，道路不光滑時，帶水的管道很容易磨損。 噴灌強度較大，受風(fēng)影響大。 卷盤式噴灌機適應(yīng)各種大小、形狀和地形坡度起伏的地塊；適應(yīng)灌溉各種高桿和矮桿作物（如玉米、大豆、小麥、土豆、牧草等），以及某些果樹及經(jīng)濟作物(如甘蔗、茶葉、香蕉等)。要求土質(zhì)不要太粘重。1.2卷盤機主要規(guī)格組成及作業(yè)方式 目前我省使用的卷盤機的主要規(guī)格有美國產(chǎn)T23A,奧地利產(chǎn)75×300，75×250，50×160，50×125，以及部分法國產(chǎn)或國產(chǎn)設(shè)備，它們雖然工作壓力大小不同，

4、但結(jié)構(gòu)一般都相似，一般由噴頭車（炮車）和卷盤車兩部分組成，壓力水由供水系統(tǒng)的壓力干管或移動式抽水機組供給。卷盤車包括卷盤、輸水半軟管、底盤、驅(qū)動卷盤的動力機(如水蝸輪、水壓缸等)、調(diào)速裝置、軟管纏繞導(dǎo)向裝置和安全機構(gòu)等(詳見使用說明書)。卷盤機的作業(yè)方式隨絞盤安裝在底盤(機架)上的位置而不同，最常見的是噴灌機牽引方向與噴頭車作業(yè)方向垂直，如T23A使用說明書所示。作業(yè)具體方式如下： （1）用拖拉機將噴灌機牽引到地邊第一條噴灌帶的給水栓處（一般給水栓布置在條帶長方向的中間），將卷盤車調(diào)轉(zhuǎn)90°，接上水源。 （2）用拖拉機將噴頭車和半軟管牽引到地頭。 （3）打開給水栓供給壓力水，開始噴灌

5、，卷盤機利用水壓力通過水力蝸輪纏繞半軟管，使噴頭車邊噴灑邊倒退（噴頭約成300o以內(nèi)的扇形噴灑），直退至卷盤車處即自動停車。 （4）將噴灌機轉(zhuǎn)動180°，將噴頭車及管道牽引至該條帶的另一側(cè)，重復(fù)上述步驟。（5）該條帶兩側(cè)全部噴完后，用拖拉機將噴灌機牽引到另一條帶，繼續(xù)以上順序進行噴灌。1.3卷盤式適應(yīng)性與使用性能的評定世界上有多種多樣的噴灌機，如用拖拉機牽引支管一端移動的端拖式；帶噴頭拖管的滾移式；多塔車長軸驅(qū)動平移式；折疊桁架雙懸臂式及用程序控制實現(xiàn)高度自動化的降雨機器人等，這些噴灌機因各具特點，適應(yīng)著不同條件而得到保持和發(fā)展，對我省而言，由于條件復(fù)雜，僅靠少數(shù)幾種噴灌機不能適應(yīng)需

6、要，必須根據(jù)各地具體情況，進行詳細的技術(shù)經(jīng)濟可行性分析，然后決定當(dāng)?shù)貞?yīng)選何種噴灌機或以哪一種噴灌機為主。當(dāng)然，對同一地區(qū)，噴灌機的種類應(yīng)盡可能的少些，以便于運用管理。噴灌機的適應(yīng)性主要看所選擇的噴灌機是否符合當(dāng)?shù)氐臈l件，其中較重要的是水源（水量、水質(zhì)、保證率），土壤（組成，土壤水、鹽磧化），作物（種類組成，行、壟向），地塊大小及坡度，風(fēng)情（主風(fēng)向、風(fēng)速），經(jīng)濟結(jié)構(gòu)與水平，技術(shù)水平及農(nóng)業(yè)現(xiàn)代規(guī)劃等，但最主要的還是反映在它的使用性能上。評定噴灌機的使用性能的定性指標(biāo)主要有以下方面：（一） 適用性能適用性能是指噴灌機是否適應(yīng)本地區(qū)的農(nóng)業(yè)自然條件。 （1） 水力性能a. 水力性能(

7、包括噴灌強度，組合均勻系數(shù)和霧化指標(biāo))是否適應(yīng)當(dāng)?shù)刈魑锱c土壤要求。b.水力性能是否可調(diào)以及可調(diào)的范圍多大，是否能適應(yīng)本地區(qū)不同作物，不同土壤的噴灌要求，是否能兼用于噴藥、噴液態(tài)肥等綜合用途。（2） 操作性能 a.操作是否靈活、輕巧、勞動強度小。 b.安全自動保護設(shè)備是否完善可靠。 c.拆裝、維修保養(yǎng)是否方便，可以用零部件拆裝工時來衡量。（3） 行走性能 a. 田間道路上的通過性，在田間道路特別是在噴濕后的道路上行走，輪子的附著力是否能夠避免打滑。 b. 作物行間的通過性，用噴灌機的離地高度以及輪子兩側(cè)保護帶寬度來衡量其在作物行間的通過性能。 c.

8、0;田間轉(zhuǎn)移時的通過性，用最小間隙，最小轉(zhuǎn)變半徑，最大越障高度或越溝深度以及機組外形尺寸等來衡量其轉(zhuǎn)移時的通過性。 （二） 經(jīng)濟性能 經(jīng)濟性能是指噴灌機經(jīng)濟效果的評價。 （1） 運行可靠性及耐用性 a. 運行可靠性可以用一定運行時間內(nèi)發(fā)生的故障及零部件損壞的性質(zhì)、嚴(yán)重程度、次數(shù)等來考核。 b. 耐用性可用主要(或關(guān)鍵)零部件需要更換或修理以前的使用時間來考核。 （2） 配套合理性及生產(chǎn)效率。 a. 配套合理性一般指在滿足較好的水力性能的前提下，管路壓力損失適當(dāng)，泵和動力均在高效范圍內(nèi)工作，可以用實際工作點效率對于性能曲線上最高效率的降低值為衡量

9、。 b. 生產(chǎn)效率是指實際生產(chǎn)率與純生產(chǎn)率之比，實際生產(chǎn)率是指噴灌機在實際工作時間內(nèi)的生產(chǎn)率，純生產(chǎn)率是指扣除了轉(zhuǎn)移地點，正常的停水維修時間后的生產(chǎn)率。噴灌機的生產(chǎn)率可用每小時完成的工作量（噴水量或在一定的灌水定額下完成的噴灌面積）來表示。 （3）實際單位油耗或電耗以及額定操作人員數(shù)目。在噴灌機實際工作時間內(nèi)，完成單位工作量（如澆1立水或在一定灌水定額下澆1畝地）所消耗的燃油量（kg）或電量（kwh），機油消耗量以占燃油消耗量的百分?jǐn)?shù)表示。 （4） 綜合利用性能及機組的售價。用噴灌機附帶進行的其它作業(yè)項目（如施液肥、農(nóng)藥等）的多少，以及由于綜合利用而使機組售價的加價大小來衡

10、量其綜合利用性能。（三）、勞保性能 勞保性能是指操作人員的安全和健康不受損害，是否有保障。a. 安全性能。行駛是否平衡，制動是否良好，自動安全保護是否齊全，開式傳動部件是否設(shè)有防護罩等。b. 保健性能。運行時噪聲和振動情況如何，操作是否靈便舒適，操作人員視野是否清晰，機組外形是否美觀等。2、噴灌系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計卷盤式噴灌機的設(shè)計與半固定式噴灌基本一致，需要收集各種資料，如自然條件、土壤特性、水源特征、風(fēng)向、風(fēng)速等，它們之間的主要差別在地面之上，一個是多噴頭同時噴灑，射程小，壓力低；一個是單噴頭(也有衍架式)噴灑，射程大，壓力高。這就決定了卷盤式噴灌機設(shè)計的特別之處，下面詳細介紹

11、。2.1規(guī)劃設(shè)計原則及內(nèi)容規(guī)劃是設(shè)計的前提,它關(guān)系到整個噴灌溉系統(tǒng)工程的全局，必須充分重視，只有在合理的切實可行的規(guī)劃基礎(chǔ)上，才能做出技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的設(shè)計。規(guī)劃中必須全面了解和掌握灌區(qū)基本情況，并遵循以下原則：（1） 噴灌系統(tǒng)規(guī)劃應(yīng)納入農(nóng)業(yè)區(qū)劃及水利規(guī)劃，三者必須統(tǒng)一考慮。（2） 噴灌系統(tǒng)規(guī)劃必須進行充分地經(jīng)濟論證，進行可行性分析。（3） 規(guī)劃中注意節(jié)約能源，可自壓噴灌的地方應(yīng)盡量搞自壓噴灌。（4） 盡量使噴灌設(shè)備綜合利用，發(fā)揮其最大效益。（5） 實事求是，從實際出發(fā)。設(shè)計主要包括以下內(nèi)容： 基本資料包括自然條件：地理位置、地形、農(nóng)業(yè)氣

12、象(氣溫、濕度、降水量、蒸發(fā)量、無霜期、地溫、風(fēng)力、風(fēng)向等),水源(流量、水位、水質(zhì))，土壤(質(zhì)地、田間持水量、容量、入滲速度、凍土層深度等)，作物（種類、種植面積等）。社會經(jīng)濟條件：農(nóng)村經(jīng)濟狀況、管理體制、勞動力狀況、能源、噴灌設(shè)備和建筑材料的供應(yīng)與價格以及交通條件等。系統(tǒng)選型根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件，擬定多種方案，從技術(shù)和經(jīng)濟上論證所選系統(tǒng)型式的合理性。擬定作物灌溉制度及計算灌溉用水量，用水過程。水源分析及水源工程規(guī)劃，根據(jù)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)列出水源流量、水位等特征值并分析水質(zhì)。擬定水源工程規(guī)劃及水質(zhì)處理方案。系統(tǒng)平面布置，根據(jù)系統(tǒng)布置原則，確定管(渠)分級并布置、統(tǒng)計各級管(渠)道的長度。噴灌機選擇，在滿

13、足噴灌強度，均勻度及雨滴打擊強度要求的前提下，選定卷盤機的型號規(guī)格，性能參數(shù)。確定噴灌工作制度及輪灌方式。管材及管徑選擇，選擇管材并根據(jù)各級管道流量進行水力計算，確定各級管道的經(jīng)濟管徑。管道縱斷面設(shè)計及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。確定各級固定管道在立面上的位置,并說明管道埋深、坡度、閘閥、節(jié)制閥、排氣閥、泄水閥以及鎮(zhèn)墩的位置。水泵及動力選配。確定系統(tǒng)設(shè)計流量及揚程，選定水泵及配套動力規(guī)格型號及各項性能參數(shù)，校核水泵安裝高程，確定泵站的結(jié)構(gòu)形式。設(shè)備材料用量及投資預(yù)算。列出各種設(shè)備和建筑材料的規(guī)格型號和用量的明細表，計算設(shè)備材料費、設(shè)計費、施工費等投資預(yù)算。噴灌效益，年費用，還本年限及各項經(jīng)濟指標(biāo)的計算。提出施工

14、安排，包括施工方法、施工期限及進度安排，提出驗收標(biāo)準(zhǔn)。提出建立管理組織，運行管理制度和技術(shù)要求。設(shè)計圖紙要求。（1） 系統(tǒng)平面布置圖，一般要求繪在1/1000-1/2000比例尺的地形圖上，圖中應(yīng)畫出灌區(qū)邊界及內(nèi)部分區(qū)線，水源及各極管（渠），標(biāo)明管（渠）名稱及編號，標(biāo)明各類閘閥及其他附屬設(shè)施的位置。（2） 管灌的縱剖面圖，地形平坦時固定支管可只繪一二條作典型，管道縱剖面圖上應(yīng)繪出地面線、管底線，標(biāo)出各種管件和鎮(zhèn)墩的位置，底欄應(yīng)用數(shù)字寫明樁號，地面高程、坑深、縱坡、管徑等，縱斷面上的縱橫比例尺一般應(yīng)不相同，以圖幅大小適當(dāng)，圖面清晰為度。（3） 管道結(jié)構(gòu)示意圖，以透視圖的形式繪出固定管道系統(tǒng)的示意圖，標(biāo)出各級管道段的材質(zhì)、長度、管徑以及各種管件的規(guī)格型號。（4） 工程建筑物的設(shè)計圖，包括泵站平面圖、立面圖、蓄水池、工作池、閥門井、泄水井、鎮(zhèn)墩等。2.2工程設(shè)計及施工中應(yīng)注意的幾個問題 2.21供水管線應(yīng)注意的幾個問題。由于卷盤機所需的工作壓力高，造成了供水管線長時間處于高壓運行，如設(shè)計施工中不給予充分重視，極易造成工程事故。首先，在設(shè)計時，應(yīng)選擇技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)的優(yōu)質(zhì)高壓PVC管材及管件，特別是給水栓三通,應(yīng)采用整體三法蘭或單法蘭雙承三通