1、第七章 農(nóng)田灌溉機(jī)械,第一節(jié) 概述 第二節(jié) 噴灌機(jī)械 第三節(jié) 微灌設(shè)備,第一節(jié) 概述,農(nóng)田灌溉機(jī)械包括農(nóng)田排灌機(jī)械和農(nóng)田灌溉機(jī)械。 農(nóng)田灌溉機(jī)械主要有噴灌和微灌兩種類型。,第二節(jié) 噴灌機(jī)械,一、噴灌系統(tǒng)的組成和分類 二、農(nóng)用水泵 三、噴頭的種類和性能指標(biāo) 四、噴頭的工作原理,一、噴灌系統(tǒng)的組成和分類,1噴灌系統(tǒng)的組成 （1）水源工程 （2）水泵及配套動(dòng)力機(jī) （3）管道系統(tǒng) （4）噴頭 （5）田間工程,2噴灌系統(tǒng)的分類,按運(yùn)行方式可分定噴式、行噴式 根據(jù)噴灌系統(tǒng)各組成部分可移動(dòng)的程度，分成固定式、移動(dòng)式和半固定式三種。,二、農(nóng)用水泵,（一）農(nóng)用水泵的類型 （二）水泵的一般構(gòu)造 （三）農(nóng)用水泵的構(gòu)

2、造和特點(diǎn) （四）農(nóng)用水泵的工作原理 （五）水泵的工作性能 （六）水泵的選型,（一）農(nóng)用水泵的類型,離心泵 井泵（長(zhǎng)軸井泵、深井潛水電泵） 微型泵 直空泵,（二）水泵的一般構(gòu)造,1葉輪 2泵殼 3填料函密封裝置,混流泵葉輪,離心泵葉輪 .封閉式 .半封閉式 .敞開式,軸流泵葉輪,蝸殼形泵殼 1.蝸道 2.葉輪 3.出水口,填料函示意圖 1.填料盒 2.填料座 3.填料 4.水封管 5.水封環(huán) 6.壓蓋,（三）農(nóng)用水泵的構(gòu)造和特點(diǎn),1離心泵 2軸流泵 3混流泵 4水輪泵 5井用泵 5潛水泵,1離心泵,（1）單級(jí)單吸懸臂式離心泵（BA型泵） （2）單級(jí)雙吸式離心泵（Sh型泵）,（1）單級(jí)單吸懸臂式離

3、心泵（BA型泵）,由泵殼、泵蓋、葉輪、泵軸、軸承、托架、減漏環(huán)及填料函等部件組成（見圖）。其特點(diǎn)是揚(yáng)程較高，流量較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，水泵出水口方向可以根據(jù)需要作左右、上下的調(diào)整。這種水泵的體積小、重量輕，固定安裝及流動(dòng)使用均甚方便。也可作為噴灌的工作泵。,BA型離心泵的構(gòu)造 泵蓋 2.真空表螺孔 3.減漏環(huán) 4.葉輪 5.沖水放氣螺孔 6.泵殼 7.水封管 8.水封環(huán) 9.填料10.泵軸 11.軸承 12.托架 13.聯(lián)軸器 14.防水螺塞 15.壓力表螺孔,（2）單級(jí)雙吸式離心泵（Sh型泵）,ZLB型軸流泵 進(jìn)水喇叭 2.葉輪 3.導(dǎo)水葉 4.泵軸 5.出水彎管 6.橡膠軸承 7.注潤(rùn)

4、滑水管 8.填料盒 9.填料 10.填料壓蓋 11.聯(lián)軸器,3混流泵,是介于離心泵和軸流泵之間的一種泵型。具有離心泵較高揚(yáng)程和軸流泵較大流量的特點(diǎn)，適合于平原河網(wǎng)地區(qū)和丘陵灌區(qū)使用。,4水輪泵 是利用自然水進(jìn)行抽水的農(nóng)田灌溉機(jī)械。由作為動(dòng)力用的水輪機(jī)和離心泵組成。 5井用泵 它從井下抽水灌溉。 6潛水泵 它由水泵、電動(dòng)機(jī)、進(jìn)水部分和密封裝置等四部分連成整體。,（四）農(nóng)用水泵的工作原理,1離心泵的工作原理 2軸流泵的工作原理 3混流泵的工作原理,1離心泵的工作原理,離心泵是借離心力的作用來抽水的。圖714所示為單級(jí)離心泵。當(dāng)其葉輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，流道中的水在離心力的作用下，從葉輪中部以高速被甩離葉輪

5、，射向四周。水流經(jīng)過斷面逐漸擴(kuò)大的泵殼流道，流速逐漸變慢而水壓增加，壓向出水管。此時(shí)葉輪的中心部分形成真空，而水源水面在大氣壓力的作用下，通過進(jìn)水管進(jìn)入泵內(nèi)，稱為吸水。如果葉輪連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，水就源源不斷地由低處抽送到高處。,單級(jí)離心泵 1.進(jìn)水管 2.葉片 3.葉輪 4.泵殼 5.出水管,2軸流泵的工作原理,軸流泵是利用葉輪旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的推升力來抽水的。它的葉輪浸沒在水里。當(dāng)葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，葉片對(duì)水產(chǎn)生升力作用，把水往上推送。但同時(shí)還使水產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，須用導(dǎo)水葉來消除，使泵內(nèi)水流沿著泵軸方向流動(dòng)。,軸流泵 1進(jìn)水喇叭 2. 出水彎管 3. 聯(lián)軸器 4. 導(dǎo)水葉 5. 葉輪,3混流泵的工作原理,混流泵的構(gòu)

6、造介于離心泵和軸流泵之間。因此葉輪在水中旋轉(zhuǎn)時(shí)，既使水流產(chǎn)生離心力，又對(duì)水流有升力?；炝鞅玫墓ぷ髟砭褪强窟@兩種力的作用而抽水的。,（五）水泵的工作性能,1水泵性能的主要參數(shù) 2水泵性能曲線,1水泵性能的主要參數(shù),（1）流量 （2）揚(yáng)程 吸水揚(yáng)程 由水源水面至水泵軸線基準(zhǔn)面的垂直高度Hd.x 壓水揚(yáng)程 由水泵軸線至出水池水面的垂直高度Hd.y 實(shí)際揚(yáng)程Hd （或稱為地形高度） Hd=Hd.x+Hd.y （3）功率 a有效功率Nx（又叫水功率）b軸功率Nz（又叫水泵的輸入功率）c配套功率Np （4）水泵效率 （5）水泵轉(zhuǎn)速 （6）允許吸上真空高度（或汽蝕余量） （7）比轉(zhuǎn)數(shù),2水泵性能曲線,（1

7、）離心泵性能曲線 （2）軸流泵性能曲線 （3）混流泵性能曲線,（1）離心泵和軸流泵性能曲線,a流量揚(yáng)程曲線（QH） b流量功率曲線（QN） c流量效率曲線（Q） d流量允許吸上真空高度曲線（QHs）,離心泵性能曲線,軸流泵性能,（3）混流泵性能曲線,混流泵的性能曲線形狀介于離心泵和軸流泵之間，比轉(zhuǎn)數(shù)ns低的混流泵，曲線接近于離心泵；比轉(zhuǎn)數(shù)ns高的混流泵，曲線形狀接近于軸流泵。,3水泵工作點(diǎn)的確定,（1）管路阻力曲線 損失揚(yáng)程與流量的平方成正比，管路阻力曲線QHxu為一通過原點(diǎn)O的拋物線 （2）確定水泵工作點(diǎn) 圖中兩曲線相交點(diǎn)A，即為水泵機(jī)組的工作點(diǎn)。A點(diǎn)表明：圖水泵機(jī)組工作點(diǎn)a水泵供給的揚(yáng)程應(yīng)

8、等于管路需要的揚(yáng)程Hxub水泵供給的流量QA應(yīng)等于消耗在管路上揚(yáng)程為Hxu時(shí)所能通過的流量Qxu。,圖 水泵機(jī)組工作點(diǎn),5水泵性能調(diào)節(jié),（1）變速調(diào)節(jié) （2）變徑調(diào)節(jié) （3）變角調(diào)節(jié) （4）水泵的串聯(lián)和并聯(lián)工作,（六）水泵的選型,選用水泵的原則為： 滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)所提出流量和揚(yáng)程的要求 1流量設(shè)計(jì) （1）灌溉設(shè)計(jì)流量 （2）排水設(shè)計(jì)流量Qp.s 2排水設(shè)計(jì)揚(yáng)程的確定 （1）灌溉設(shè)計(jì)揚(yáng)程 （2）排水設(shè)計(jì)揚(yáng)程 3水泵型號(hào)的確定 根據(jù)設(shè)計(jì)流量和設(shè)計(jì)揚(yáng)程，就可以在水泵樣本中的“水泵綜合性能型譜圖”或“水泵規(guī)格性能表”等技術(shù)資料中初步選擇所需的水泵型號(hào),三、噴頭的種類和性能指標(biāo),（一）噴頭的種類 （二）噴

9、頭的性能指標(biāo),（一）噴頭的種類,（1）旋轉(zhuǎn)式噴頭 （2）固定式噴頭 折射式 縫隙式 漫射式 （3）噴灑孔管,（二）噴頭的性能指標(biāo),1壓力 2流量 3射程 4噴灌強(qiáng)度 5水滴的打擊強(qiáng)度 6噴灑水量分布特性,四、噴頭的工作原理,（一）搖臂式噴頭 1搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)與工作原理 （1）搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu) （2）搖臂式噴頭的工作原理,（1）搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu),a旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu) b流道 c驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) d扇形換向機(jī)構(gòu) e連接件,（2）搖臂式噴頭的工作原理,相互傳遞和轉(zhuǎn)化的運(yùn)動(dòng)過程，它可以分為以下五個(gè)階段 a啟動(dòng)階段 b外擺階段 c彈回階段 d入水階段 e撞擊階段,垂直搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)圖 1.空心軸套 2.換向架 3.

10、噴體 4.噴管 5.反向搖臂 6.搖臂 7.噴嘴 8.配重鐵 9. 壓力表 10.擋塊,2垂直搖臂式噴頭,（1）結(jié)構(gòu) （2）工作原理,垂直搖臂式噴頭結(jié)構(gòu),分為流道（包括空心軸、噴體、噴管、穩(wěn)流器、噴嘴等零件）、旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)（包括軸承座、軸承、密封圈等零件）、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)（包括搖臂、反向搖臂、搖臂軸等零件）、換向機(jī)構(gòu)（包括擋塊、滾輪、換向架、拉桿、彈簧等零件）和限速機(jī)構(gòu)（包括摩擦墊、壓插、壓簧等零件）五個(gè)部分,垂直搖臂式噴頭工作原理,高速射流從噴孔（多數(shù)為環(huán)形）射出，沖擊導(dǎo)流器（搖臂）搖臂獲得能量。沖擊力分成向下、向左的兩個(gè)分力，在向下分力的作用下，搖臂克服平衡錘的重量和搖臂軸的軸承摩擦阻力向下運(yùn)動(dòng)

11、；在向左分力的作用下，克服旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)的摩擦阻力和限速機(jī)構(gòu)的制動(dòng)摩擦阻力，使噴頭向右旋轉(zhuǎn)一個(gè)小角度。搖臂向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，其平衡重塊升高，得到重力勢(shì)能，然后在其與搖臂軸平衡重塊（有的噴頭沒有）重力矩的聯(lián)合作用下，搖臂返回，重力勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能，再次切入射流。同時(shí)，在搖臂軸處的搖臂橡膠塊與該處的配重橡膠塊碰撞，使搖臂轉(zhuǎn)速為零。重復(fù)以上過程，在間歇性驅(qū)動(dòng)力矩作用下，噴頭不斷做間歇性正轉(zhuǎn)（向右轉(zhuǎn)動(dòng)）。當(dāng)換向架（軛架、滾輪、嚙合限位器合稱為換向架）上的滾軸和嚙合限位器相接觸時(shí)，軛架通過反轉(zhuǎn)傳動(dòng)桿，拉動(dòng)反轉(zhuǎn)臂，使其切水板切入射流得到能量，產(chǎn)生向左的反作用驅(qū)動(dòng)力矩，使噴頭迅速向左旋轉(zhuǎn)，直至軛架滾輪接觸脫開限位

12、器，傳動(dòng)桿推動(dòng)反轉(zhuǎn)臂的切水板離開水舌，噴頭重新又開始正轉(zhuǎn)。,3固定式噴頭,（1）折射式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理 （2）縫隙式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理 （3）離心式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理,（1）折射式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理,當(dāng)噴頭工作時(shí)，有壓水流由噴嘴直接垂直射出后，遇到折射錐的阻攔，形成薄水層而向四周射出，在空氣阻力作用下，傘形的薄水層就散裂為小水滴而降落到地面。,折射式噴頭結(jié)構(gòu)圖 內(nèi)支架式; (b) 外支架式; (c) 整體式 1折射錐； 2噴嘴； 3支架； 4管接頭,（2）縫隙式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理,其有壓水流經(jīng)過固定不動(dòng)的縫隙噴嘴噴出，形成一個(gè)扇形的薄水層，然后在空氣阻力的作用下逐漸裂散成水滴，降落

13、到地面,兩種縫隙式噴頭結(jié)構(gòu)圖 1縫隙； 2噴頭； 3管接頭,（3）離心式噴頭的結(jié)構(gòu)及工作原理,離心式噴頭的工作原理是噴頭開始工作時(shí)，經(jīng)過豎管的有壓水流沿切線方向或沿螺旋孔道進(jìn)入噴體，使水流繞垂直的錐形軸或壁面產(chǎn)生渦流運(yùn)動(dòng)，這樣水從噴孔中呈中空的環(huán)狀錐形薄水層，并同時(shí)具有沿徑向外的離心速度和沿切向旋轉(zhuǎn)的圓周速度向外噴出，甩出的薄水層水流在空氣阻力作用下，被裂散成細(xì)小的水滴而降落在噴頭四周的地面上。,五、噴灌機(jī)的工作原理和主要性能參數(shù),（一）定噴式噴灌機(jī) （二）行噴式噴灌機(jī),（一）定噴式噴灌機(jī),1手推（抬）式噴灌機(jī) 2拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī) 3滾移式噴灌機(jī),1手推（抬）式噴灌機(jī),（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （2）

14、使用特點(diǎn) （3）主要性能指標(biāo),手推管引式噴灌機(jī)（柴油機(jī)配套） 1噴頭 2。出水管 3。水泵 4。進(jìn)水管 5。底閥 6。柴油機(jī),2拖拉機(jī)懸掛式噴灌機(jī),（1）結(jié)構(gòu)特點(diǎn) （2）主要性能技術(shù),圖手扶拖拉機(jī)配套的懸掛式噴灌機(jī) 1-水源；2-吸水管；3-水泵；4-手扶拖拉機(jī)；5-皮帶傳動(dòng)系統(tǒng)；6-輸水管；7-豎管及支架；8-噴頭,3滾移式噴灌機(jī),（1）滾移式噴灌機(jī)的特點(diǎn)及組成 （2）滾移式噴灌機(jī)的主要技術(shù)性能,圖 滾移式噴灌機(jī) 1-水源；2-抽水機(jī)組；3-輸水干管；4-給水栓；5-連接軟管；6-鋼圈式輪；7-噴頭；8-噴灑支管；9-驅(qū)動(dòng)車,（二）行噴式噴灌機(jī),1卷盤式噴灌機(jī) （1）特點(diǎn)及適用條件 （2）構(gòu)

15、造與技術(shù)性能 2電力驅(qū)動(dòng)中心支 軸式全自動(dòng)噴灌機(jī),軟管卷盤式自動(dòng)噴灌機(jī) 1-噴頭車；2-PE軟管；3-噴頭車收取吊架；4-PE軟管；5-卷盤；6-卷盤車；7-伸縮支囊式水動(dòng)力機(jī)； 8-進(jìn)水管；9-可調(diào)支腿；10-旋轉(zhuǎn)底盤；11-泄水孔管；12-自動(dòng)排管器；13-支腿,平移式噴灌機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖 1-中心跨架； 2-剛性跨架； 3-柔性接頭； 4-柔性跨架； 5-渠道,第三節(jié) 微灌設(shè)備,一、微灌的種類和微灌系統(tǒng)組成 二、微灌設(shè)備配套系統(tǒng),一、微灌的種類和微灌系統(tǒng)組成,1微灌的種類 滴灌 微噴灌 小管出流灌 滲灌 2微灌系統(tǒng)的組成 3微灌系統(tǒng)的種類,2微灌系統(tǒng)的組成,微灌系統(tǒng)由 水源、首部樞紐、輸配水

16、管網(wǎng)和灌水器以及流量、壓力 控制部件和量測(cè) 儀表等組成,圖 微灌系統(tǒng)組成示意圖 1-水源； 2-水泵； 3-流量計(jì)； 4-壓力表； 5-化肥罐；6-閥門；7-沖洗閥；8-過濾器；9-干管；10-流量調(diào)節(jié)器；11-支管；12-滴頭；13-分水毛管；14-毛管；15-果樹；16-微噴頭；17-條播作物；18-水阻管；19-滴罐管,3微灌系統(tǒng)的種類,根據(jù)組成微灌系統(tǒng)的灌水器不同微灌系統(tǒng)也分為滴灌系統(tǒng)、微噴灌系統(tǒng)、小管出流灌系統(tǒng)以及滲灌系統(tǒng)四類。 根據(jù)配水管道在灌水季節(jié)中是否移動(dòng)，每一類微灌系統(tǒng)可分為固定式、半固定式和移動(dòng)式。,二、微灌設(shè)備配套系統(tǒng),1滴灌系統(tǒng)的組成 2滲灌系統(tǒng)的組成 3脈沖式微灌系統(tǒng)的組成,3脈沖式微灌系統(tǒng)的組成,（1）脈沖式微灌系統(tǒng)的組成 （2）脈沖式微灌系統(tǒng)工作原理 （3）脈沖式微灌系統(tǒng)的功能特點(diǎn),（1）脈沖式微灌系統(tǒng)的組成,脈沖式微灌系統(tǒng)由脈沖