關于微灌系統離心過濾器的結構改進分析

摘要：針對農業灌溉中微灌系統的應用和當前微灌系統的離心過濾器故障進行分析，找到原因并探討改進措施，以改善微灌系統在農業灌溉中的應用效益。以下本篇就對微灌系統離心過濾器結構的改進技術進行分析。

關鍵詞：微灌系統；離心過濾器；結構改進

引言

微灌系統在農業中的應用，不僅提升了農業生產效率，同時也為農業經濟現代化發展做出了進步，對于實際使用中微灌系統內離心過濾器的故障問題，本文針對目前國內離心過濾器的結構特征進行分析，并探討如何改進離心過濾器結構，以開發出具有更好分離效果的離心過濾器。

1.微灌系統介紹

1.1.微灌系統的組成

微灌系統中，主要由水源、水泵、閥門、水流過濾凈化裝置、首部系統（含離心過濾器）、滴頭、微噴頭、施肥裝置、測控保護裝置、管線系統等組成【1】，不僅可以有效調控系統運行，還可以為農業提供自然輸水能力，將水流以適當形式供應給相應的農業作物。

1.2.離心過濾器結構

離心式過濾器主要結構由離心過濾器本體和儲砂罐兩部分組成；本體采用椎體結構，能有效解決銹蝕問題，提高機器的耐磨性。并使其內部旋流發生改變，有效分離井水中的顆粒物。

2.當前離心過濾器研究現狀

當前，應用于農業灌溉微灌系統的離心過濾器，多數為鋼制，在當前研究中，主要就是優化工藝結構，針對結構方面進行改進設計，改變離心過濾器的端蓋結構，這樣就可以提升離心過濾器的承壓性能；并且還可以通過改變椎體的直端以及椎體下端結構，以此來提高離心分離效率，減小機器磨損，提高離心過濾器的使用壽命和分離效率，以擴大離心過濾器的適用范圍【2】。還有就是從離心過濾器實際運行過程中，改進設備結構，降低安全隱患，增強承壓能力，減小離心過濾器的生產成本。

3.產生離心過濾器故障原因

在農業灌溉中應用于微灌系統的離心過濾器，其故障主要包括以下幾個方面：首先，就是由于農業灌溉用水，多屬于井水，然而由于井水中固體雜質的含量較多，容易導致離心過濾器在使用中形成磨損，當固體顆粒物進入滴灌系統，就會將滴頭等灌水器堵塞，從而使微灌系統癱瘓；再者常規離心過濾器的水沙分離效率不高，進入下一級過濾系統中的固體雜質較多，致使設備負荷加重，容易導致設備損壞，此時不僅需要整體更換離心過濾器，還會增加成本費用，從而影響灌水效率；最后，就是離心過濾器的防腐、耐磨工藝不夠，降低了微灌系統的使用年限，影響了整個滴灌系統的正常運行【4】。因此，在實際中應該改進離心過濾器生產工藝，提高離心過濾器的強度以及耐磨性，改變其進水方式，優化設計椎體角度，降低離心過濾器銹蝕、磨損、水沙分離效率低的弊端，提高離心過濾器的性能。

4.改進微灌系統離心過濾器結構的措施

為保護農業微灌系統，針對目前的離心過濾器結構，為擴大適用范圍，以便在離心過濾器不同壓力、不同粒徑的水質中都能正常工作；降低離心過濾器故障的發生，改進離心過濾器結構，減少系統堵塞的發生，提高滴灌系統的使用年限。以下就來介紹改進措施：

4.1.改進離心過濾器的進水結構

為了降低進口湍流與擾動程度，將進水口結構做成螺旋曲面進水結構，還可以降低離心過濾器的能量損失，采用漸近式曲線型代替傳統設備中的切線型進水方式，有效降低壓力，減少進水口的能量損失。

4.2.改進出水口的結構

離心過濾器的出水口的尺寸、結構及插入深度等，也都會影響設備的工作情況，對于常見系統的離心過濾器出水口，大多是采用的直圓型出口，在使用中會出現溢流跑粗現象，從而影響離心過濾器性能指標，降低分離效率。產品設計中需要對出水口插入深度以及離心效率進行對比，從而確定最佳的出口管插入深度，降低能耗，提高離心過濾器的壽命。

4.3.改進椎體內壁結構及椎體角度

改進離心過濾器的內壁結構，確保內表面保持光滑，使其保持連續性無突變的錐表面。實際生產中，椎體焊接完畢，用模具對椎體進行沖壓矯形，去除應變力，保證椎體的錐面圓度。同時需要通過實驗驗證，確定合理的離心過濾器椎體角度，提高離心過濾器的分離效率，椎體角度控制在22°-25°時，離心效果比較理想，同時將大大減輕椎體末端的磨損程度。

4.4.改進椎體末端與儲砂罐的連接方式

農業灌溉中離心過濾器椎體末端與儲砂罐的連接型式，多采用法蘭式連接或者卡扣式卡箍連接。離心過濾器椎體末端是最容易磨損的地方，磨穿就會導致整套離心過濾器報廢。改進連接方式，將離心過濾器末端和儲砂罐進砂口改成絲口，采用管箍連接，管箍磨穿后更換管箍即可，無需更換整套過濾器，提高微灌系統的使用壽命，降低了微灌系統的使用成本

5.結論

綜上所述，在現代農業灌溉中，應用首部過濾系統，這對整個微灌系統的使用效率乃至使用壽命都具有重要的意義，降低首部系統配件更換頻率，提高首部過濾系統的使用效率對現代農業的發展意義重大。因此為提高微灌系統的使用效率，改進微灌系統中離心過濾器的結構，有效降低微灌系統堵塞的發生，具有實際的應用價值。

參考文獻：

[1] 宗全利；劉煥芳；鄭鐵剛；劉飛；鄭華平；；微灌用網式新型自清洗過濾器的設計與試驗研究[J]；灌溉排水學報，2012，07（18）：41-42.

[2] 裴冬，張喜英，陳素英，孫宏勇，劉孟雨；局部灌水方式對冬小麥產量與水分利用的影響[J]；干旱地區農業研究，2011，14（12）：76-77.

[3] 顏翠平；王成端；游清紅；王曉燕；；旋轉流污水預處理器處理小城鎮生活污水穩定性的試驗研究[J]；安全與環境學報，2010，21（14）：56-57.