滾移式噴灌設(shè)備應(yīng)用探析

李保明　劉超越　李宗林　薛國(guó)超　邢洪磊

摘要? ? 滾移式噴灌機(jī)是一種半自動(dòng)化的噴灌機(jī)組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作及維護(hù)。該機(jī)具有高傳動(dòng)效率，能節(jié)省能源，降低運(yùn)行成本。該機(jī)適用于方形或長(zhǎng)方形地塊類(lèi)型，適用于多種矮莖作物，具有實(shí)用、先進(jìn)、噴灑均勻、節(jié)能、節(jié)水等特點(diǎn)。滾移式噴灌機(jī)可以降低勞動(dòng)力需求，提高作業(yè)效率和灌溉均勻度，最終達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。本文介紹了滾移式噴灌機(jī)的主要特點(diǎn)、主要組成部件及作用、田間作業(yè)方式、設(shè)計(jì)說(shuō)明等方面內(nèi)容，以期為該設(shè)備的推廣提供參考。

關(guān)鍵詞? ? 滾移式噴灌機(jī);特點(diǎn);部件;技術(shù)參數(shù);田間作業(yè)

中圖分類(lèi)號(hào)? ? S277.9? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼? ? A

文章編號(hào)? ?1007-5739（2019）15-0178-02

Analysis? on? Application? of? Roll? Wheel? Line? Move? Sprinkling? Irrigation? Device

LI Bao-ming? ? LIU Chao-yue? ? LI Zong-lin? ? XUE Guo-chao? ? XING Hong-lei

（Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences，Beijing 100083）

Abstract? ? The roll wheel line move sprinkling irrigation machine is a semi-automatic sprinkler unit with the characteristics of simple structure，easy operation and maintenance，high transmission efficiency，which can save energy and reduces operating costs.The machine is suitable for square or rectangular block types and is suitable for a variety of short stem crops.It has characteristics of practical，advanced，uniform spray，energy saving and water saving.The roll wheel line move sprinkling irrigation machine can reduce labor demand，improve work efficiency and irrigation uniformity，and ultimately achieve the effect of increasing production and income.This paper introduced the main characteristic，main components and functions，field operation methods，design instructions of the roll wheel line move sprinkling irrigation machine，in order to provide reference for the promotion of the device.

Key words? ? roll wheel line move sprinkling irrigation machine;characteristic;component;technical parameter;field operation

滾移式噴灌特別適合地塊平整、方形或長(zhǎng)方形且通電不方便的地塊。其對(duì)作物的要求是高度低于1 m，比如牧草、棉花、草坪、中藥材、甜菜、油菜籽、草圃、大豆、小麥、紫花苜蓿、胡蘿卜等。現(xiàn)對(duì)滾移式噴灌機(jī)進(jìn)行介紹，以期為作物噴灌提供參考。

1? ? 主要特點(diǎn)

一是整條輸水支管機(jī)動(dòng)滾移，每臺(tái)機(jī)組運(yùn)行1 d，只需投工1 h。二是液壓馬達(dá)傳遞動(dòng)力，無(wú)級(jí)變速。低速時(shí)仍可保持大功率，扭矩大，田間通過(guò)能力強(qiáng)。三是利用1個(gè)手柄即可完成前進(jìn)、后退、加速、減速等全部操作，不需要調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)油門(mén)，操作簡(jiǎn)單。四是四輪雙梁加長(zhǎng)型中央驅(qū)動(dòng)車(chē)，保證管道滾移的直線性。五是關(guān)斷水源后，管接頭和自動(dòng)泄水閥同時(shí)自動(dòng)泄水，泄水速度快。六是爬坡能力強(qiáng)，可用于較陡的坡地，省去平整土地的高昂費(fèi)用。七是管接頭為快速拆裝式，裝拆方便。采取加裝或拆掉幾節(jié)管道的方式，可灌溉不規(guī)則形狀地塊。八是噴頭矯正器使噴頭在作業(yè)位置處于豎直向上狀態(tài)，可保證灌溉質(zhì)量。九是配有中小射程旋轉(zhuǎn)式噴頭，雨滴小，不損傷作物，灌水均勻（圖1）。

2? ? 主要組成部件及作用

滾移式噴灌機(jī)也稱(chēng)滾輪式噴灌機(jī)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作，是一種大型半自動(dòng)化噴灌機(jī)組。與機(jī)組配套的泵站和輸水干管是固定的，它們屬于田間工程，不是機(jī)組的組成部分。因此，典型的滾移式噴灌機(jī)由驅(qū)動(dòng)車(chē)、輸水支管（兼作輪軸）、從動(dòng)輪、引水軟管、噴頭、噴頭矯正器、自動(dòng)泄水閥、制動(dòng)支桿等組成[1]。

驅(qū)動(dòng)車(chē)是滾移式噴灌機(jī)的關(guān)鍵部件，主要由動(dòng)力機(jī)、動(dòng)力傳輸裝置、車(chē)輪車(chē)架組件、操縱機(jī)構(gòu)、操作人員站立架等部分組成。一般情況下，驅(qū)動(dòng)車(chē)位于輸水支管的對(duì)稱(chēng)中心，故也稱(chēng)中央驅(qū)動(dòng)車(chē)（圖2）。當(dāng)?shù)貕K形狀不規(guī)則時(shí)，驅(qū)動(dòng)車(chē)也可以偏置。驅(qū)動(dòng)車(chē)的作用是把機(jī)組從一個(gè)位置滾移到另一個(gè)位置。

輸水支管（輪軸）由多很薄壁優(yōu)質(zhì)鋁合金管組成，管道之間用快速接頭連接，便于拆裝。接頭為柔性，接頭中的密封膠圈具有壓力密封和失壓自泄水功能[2]。

從動(dòng)輪用鍍鋅鋼材制造，一般安裝在每根輸水支管的中間。從動(dòng)輪的作用是支撐輸水支管并帶動(dòng)它向前滾動(dòng)。

引水軟管為柔性橡膠管，兩端裝有快速接頭。機(jī)組進(jìn)行噴灑作業(yè)時(shí)，其連接輸水支管與干管的給水栓。機(jī)組轉(zhuǎn)移時(shí)，將其從輸水支管上取下。

噴頭是決定機(jī)組灌水質(zhì)量的關(guān)鍵部件。該機(jī)組采用中小射程搖臂式旋轉(zhuǎn)噴頭，其優(yōu)點(diǎn)是工作壓力低、水滴尺寸小、灌水均勻。

噴頭矯正器實(shí)際上是一種裝有配重的鉸接接頭。其作用是當(dāng)機(jī)組滾移到新作業(yè)位置時(shí)，保證噴頭處于豎直向上的狀態(tài)。

自動(dòng)泄水閥和輸水支管接頭為一體。機(jī)組滾移時(shí)，必須排空管道內(nèi)的水，因而自動(dòng)泄水閥是否靈活可靠對(duì)機(jī)組轉(zhuǎn)移時(shí)的可靠性至關(guān)重要。

制動(dòng)支桿是一個(gè)桿狀構(gòu)件。其一端固定在輸水支管上，另一端拖在地上。當(dāng)機(jī)組轉(zhuǎn)移時(shí)，其隨機(jī)組共同行走;當(dāng)機(jī)組停下來(lái)時(shí)，其起到輪船“錨”的作用[3]。

3? ? 主要技術(shù)參數(shù)

（1）管道直徑。DN 125 mm（5″）、DN 100 mm（4″）2種，以DN 125 mm（5″）為主。

（2）機(jī)組長(zhǎng)度。每節(jié)管長(zhǎng)11.6 m（38′）;機(jī)組長(zhǎng)度通常為302 m（26節(jié)）～440 m（38節(jié)），一般不超過(guò)603 m（52節(jié)）。

（3）輪子直徑。輪子直徑有1.45、1.63、1.93 m等3種，以1.93 m為主。

（4）中央驅(qū)動(dòng)車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)功率。發(fā)動(dòng)機(jī)的功率有3種，分別為4.4、5.2、5.9 kW，以5.9 kW為主。

（5）主要材料。管道為優(yōu)質(zhì)防銹鋁合金;輪子為熱浸鍍鋅鋼;接頭（泄水閥）為優(yōu)質(zhì)鑄造鋁合金。

（6）行進(jìn)速度。行進(jìn)速度為0.3～20.0 m/min，無(wú)級(jí)變速，任意選擇。

（7）泄水時(shí)間。DN 100 mm（4″）管，不超過(guò)5 min;DN 125 mm（5″）管，不超過(guò)8 min。

（8）噴頭間距。噴頭間距為11.6 m（每節(jié)管道1個(gè)噴頭）×18.0 m（每次移動(dòng)的距離）。

（9）配套噴頭。美國(guó)雨鳥(niǎo)公司30IBH型。

（10）入機(jī)壓力。一般壓力為0.3～0.5 MPa，最佳壓力0.40～0.45 MPa。

4? ? 田間作業(yè)方式

滾移式噴灌機(jī)采取分區(qū)作業(yè)的田間作業(yè)方式，可表示為定點(diǎn)噴灑—滾移—定點(diǎn)噴灑，循環(huán)往復(fù)。

（1）在一個(gè)位置噴灑一段時(shí)間，達(dá)到灌水定額后，關(guān)閉干管上的給水閥，將引水軟管與給水閥脫開(kāi)。

（2）輸水支管里的水通過(guò)自動(dòng)泄水閥和快速接頭密封膠圈排泄干凈。同時(shí)，將輸水軟管從主管路和進(jìn)水口接頭上卸下，移至下一個(gè)給水閥，并與該給水閥連接。

（3）待輸水支管里的水完全排泄干凈后，操作人員啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)，操縱驅(qū)動(dòng)車(chē)將整條支管向前滾移18 m。至下一個(gè)作業(yè)點(diǎn)，關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。

（4）將輸水軟管與該位置的給水閥相連，開(kāi)啟給水閥，開(kāi)始第2個(gè)位置定點(diǎn)噴灑。如此循環(huán)，直到完成1個(gè)灌溉周期[4]。

5? ? 設(shè)計(jì)說(shuō)明

（1）機(jī)長(zhǎng)（管長(zhǎng)）。根據(jù)地塊寬度確定機(jī)長(zhǎng)，實(shí)際長(zhǎng)度應(yīng)是每節(jié)管長(zhǎng)（11.6 m）的倍數(shù)。

（2）管道直徑。考慮管道的沿程水頭損失和抗扭強(qiáng)度，機(jī)長(zhǎng)<400 m，建議采用DN 100 mm（4″）管;機(jī)長(zhǎng)≥400 m，建議采用DN 125 mm（5″）管。

（3）噴頭的噴嘴直徑。一是根據(jù)土壤質(zhì)地選擇噴嘴直徑，組合噴灌強(qiáng)度應(yīng)小于土壤的允許噴灌強(qiáng)度，并應(yīng)考慮地面坡度和植被的影響，以避免產(chǎn)生徑流;二是為保證灌水均勻度，入機(jī)壓力高時(shí)應(yīng)選用大噴嘴;反之，選用小噴嘴[5-6]。

（4）首端和末端噴頭的壓力差應(yīng)不大于設(shè)計(jì)工作壓力的20%。建議按《噴灌工程技術(shù)規(guī)范》（GBJ 85—85）第4.2.1條和4.2.2條計(jì)算沿程水頭損失。

（5）田間的支干管應(yīng)盡可能同時(shí)給兩側(cè)機(jī)組供水，給水栓兩側(cè)共用，以減少設(shè)備投資。

（6）在機(jī)組前進(jìn)的過(guò)程中，由于機(jī)組的兩端較中間有一定程度的落后，導(dǎo)致中間的部分噴頭已經(jīng)位于支管的正上方，但兩端的部分噴頭還沒(méi)有位于支管的正上方。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)首先使兩端的噴頭處于正確位置，此時(shí)，中間的部分噴頭必然已經(jīng)越過(guò)了支管的正上方。待兩端的噴頭處于正上方后，操作控制桿，使機(jī)組后退，直到中間的噴頭也位于支管的正上方為止。

（7）不論機(jī)組向前滾移還是向后滾移時(shí)，制動(dòng)支桿必須位于機(jī)組前進(jìn)方向的相反側(cè)。制動(dòng)支桿上的卡鉤必須與卡箍脫開(kāi)，以便制動(dòng)支桿能在支管上旋轉(zhuǎn)[7]。機(jī)組在灌溉過(guò)程中或停機(jī)不用時(shí)，制動(dòng)支桿應(yīng)旋轉(zhuǎn)到機(jī)組輸水支管的被風(fēng)側(cè)，并將卡鉤卡在卡箍上。當(dāng)風(fēng)速大于5.4m/s時(shí)應(yīng)另加攬樁固定。

6? ? 結(jié)語(yǔ)

滾移式噴灌機(jī)是一種半自動(dòng)化的噴灌機(jī)組，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于操作及維護(hù)，一般可以灌溉6.7～30.0 hm2土地。該機(jī)采用靜力液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，傳動(dòng)效率為95%。高傳動(dòng)效率能節(jié)省能源，降低運(yùn)行成本。該機(jī)適于噴灌牧草、棉花、草坪、中藥材、甜菜、油菜籽、草圃、大豆、小麥、紫花苜蓿、胡蘿卜等作物，具有實(shí)用、先進(jìn)、噴灑均勻、節(jié)能、節(jié)水等特點(diǎn)[8]。滾移式噴灌機(jī)對(duì)作物和地形的適應(yīng)性強(qiáng)、單機(jī)控制面積大，在不規(guī)則的地塊上要使用易拆卸的滾移式噴灌機(jī)，通常隨著噴灌機(jī)的移動(dòng)，需要增加或減少?lài)姽鄼C(jī)的輸水管來(lái)適應(yīng)不規(guī)則地形，以提高灌溉覆蓋率。

通過(guò)使用滾移式噴灌機(jī)，可以降低勞動(dòng)力需求，提高作業(yè)效率和灌溉均勻度，最終達(dá)到增產(chǎn)增收的效果。

7? ? 參考文獻(xiàn)

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