JP75/200型卷盤式移動噴灌機(jī)的研制

1、秦皇島市農(nóng)機(jī)監(jiān)理所 徐海航 2、河北省農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所有限公司 袁興茂

引言

針對我國水資源日益緊缺，干旱半干旱地區(qū)受干旱少雨及水資源緊缺，傳統(tǒng)的地面灌溉方式（溝渠、畦灌、淹灌等）耗水量大、水分利用率較低、土地浪費(fèi)嚴(yán)重等現(xiàn)狀，研制新型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)灌溉機(jī)械日益成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中最重要的一部分，是取得農(nóng)業(yè)豐收必不可少的有力保障。

1 結(jié)構(gòu)及工作原理

JP75/200型卷盤式移動噴灌機(jī)主要由機(jī)架、卷盤、水渦輪驅(qū)動裝置、導(dǎo)向排管裝置、特性PE輸水管、自動調(diào)速裝置、多功能齒輪減速箱、行走裝置、噴水行車裝置等組成，結(jié)構(gòu)示意圖如圖1-1所示。

圖1-1 結(jié)構(gòu)示意圖

JP75-200型卷盤式移動噴灌機(jī)是一種由水渦輪驅(qū)動的自動行走式灌溉機(jī)械，它的工作原理是通過壓力水進(jìn)入水渦輪，利用水的動能驅(qū)動水渦輪旋轉(zhuǎn)，經(jīng)多功能變速箱傳動裝置帶動絞盤旋轉(zhuǎn)，拖動PE輸水管、實(shí)現(xiàn)噴水行車勻速回收，同時壓力水進(jìn)入PE管傳送到噴槍，實(shí)現(xiàn)噴槍正常噴灑。

2 主要性能參數(shù)

表2-1 主要性能參數(shù)

3 機(jī)具試驗(yàn)及參數(shù)校核

3.1 機(jī)具試驗(yàn)

機(jī)具研制完成后，根據(jù)當(dāng)?shù)毓┧畻l件及水壓，配備11kW增壓泵一臺，30馬力以上拖拉機(jī)一臺，高壓軟水帶100米及其它備用零件及工具等對60畝樹苗地、20畝小麥地及20畝白茬地進(jìn)行了噴灌作業(yè)。

試驗(yàn)過程中對各個型號噴嘴進(jìn)行了測試，包括噴嘴壓力、噴槍射程、灌溉帶寬度、灌溉深度及PE管回收速度等。

3.2 參數(shù)校核

3.2.1 霧化指標(biāo)

以噴灌作業(yè)記錄數(shù)據(jù)中的一組為例，JP75-200型卷盤式移動噴灌機(jī)性能參數(shù)如表3-1所示。

表3-1 噴灌機(jī)工作性能表

霧化指標(biāo)用噴頭設(shè)計(jì)工作壓力和主噴嘴直徑的比值計(jì)算，公式如下：

式中：Wh-霧化指標(biāo)；

hp-噴頭設(shè)計(jì)工作壓力，m；

d-噴頭主嘴直徑，m；

查《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，糧食作物、經(jīng)濟(jì)作物的霧化指標(biāo)為3000～4000。經(jīng)計(jì)算Wh=72/0.018=4000，滿足作物對噴頭霧化指標(biāo)的要求。

3.2.2 噴灌均勻度

噴灌機(jī)作業(yè)時隨機(jī)在不同點(diǎn)進(jìn)行水量收集并進(jìn)行記錄，如下表3-2所示。

表3-2 不同點(diǎn)噴灑水深表

按照《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，噴灌機(jī)設(shè)計(jì)噴灌均勻系數(shù)不應(yīng)低于0.85。根據(jù)噴灌均勻系數(shù)計(jì)算公式：

式中：Cu-噴灌均勻系數(shù)；

△h-噴灑水深的平均離差，mm；

h-噴灑水深的平均值，m。

3.2.3 噴灌強(qiáng)度

噴灌機(jī)平均噴灌強(qiáng)度可由下式計(jì)算：

式中：ρp-平均噴灌強(qiáng)度，mm/h；

q-噴頭噴水量，m3/h；

R-噴頭射程，m；

β-扇形噴灑角；

K-重疊系數(shù)，K=1.1～1.5，按運(yùn)行速度的快慢選取。

查《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》，各類土壤的允許噴灌強(qiáng)度中壤土為12mm/h。β取240°，K取1.1，帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得ρp=11.5mm/h，滿足要求。

4 結(jié)論

JP75-200型卷盤式移動噴灌機(jī)噴灌效果良好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》中的要求。該機(jī)的研制為農(nóng)民提供了一種移動方便、操作簡單、省工省時、節(jié)水效果好、自動化程度高、適應(yīng)性強(qiáng)的理想的節(jié)水灌溉機(jī)具。同時可有效減少土地浪費(fèi)，提高水資源利用率，在保持水土良好狀態(tài)的同時，實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增收，有效促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，具有良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，推廣應(yīng)用前景廣闊。