噴灌機械的使用與常見故障排除分析

許巖巖

（黑龍江農墾職業學院，黑龍江 哈爾濱 150431）

0 引言

農業灌溉對農業發展與提高農作物產量尤為重要。尤其是在干旱或者是爭搶農時期間，灌溉能夠為提高農作物產量提供保障。我國水資源一直處于緊缺狀態，尤其是在大力發展農業的同時，各地社會基礎建設增加，水資源消耗大。在水利灌溉中積極創新灌溉技術，科學應用噴灌機械，以此幫助水利灌溉降本增效。但是在實際使用中，灌溉設備維檢不到位或者是操作不規范等現象時常出現，噴灌機械常見故障排除效果不理想，直接影響到噴灌機械設備功能的正常發揮，還會波及水資源的利用以及農作物產量。基于此，必須加大對噴灌機械使用的研究力度，尋找有效方法及時排除常見故障，從而保障水資源的合理利用與農業生產的經濟效益。

1 剖析噴灌機械設計與運行原理

作為水利灌溉中的重要裝備，噴灌機械的主體為噴灑器，噴灌機械借助灌溉管路規劃與銜接，在壓力作用下，用水泵及時抽水，隨后按照管路情況將其輸送至噴灑器，再結合農田實際情況展開灌溉。噴灌方式主要是將水噴出，類似于降雨的方式，擴大噴灌面積，將有限的水源最大化利用[1]。噴灌機械主要包括三部分，其一是供水部分，其二是輸水管路，其三是噴灑器。供水部分的運行涉及水源、動力機，同時還包括水泵。在當前水利工程中，機井、溝渠等是主要水源輸送形式。動力機包括兩種類型，一種是電動機，一種是內燃機。自吸式離心泵屬于常用水泵類型，水泵的主要功能是為水利輸送提供動力，以滿足管路供水需求。輸水管路的組成比較多元化，包括閘閥、主管、快速接頭與立管等，借助輸水管路及時輸送水泵抽取的水源，將其迅速傳輸至噴灑器[2]。噴灑器的主要作用是將水流及時分流噴灑。噴灑器包括兩種類型，其一是旋轉式，其二是固定式。

旋轉式噴灑器在實際應用中，主要包括流道部分、水流粉碎機、轉動組件等。該類型噴灑器的運行，以壓力為動力，將水送入流道，隨后匯集于噴嘴處，在設備運行推動下，水流噴射而出。因為有粉碎機的輔助，所以水流從集中水流轉換為細小水滴，跟隨噴灑器的換向轉動均勻噴射[3]，確保旋轉式噴灑器水流能夠均勻噴灑至四周。旋轉式噴灑器的應用，優勢體現在噴灑均勻度比較高，噴射流量的范圍大，并且水流射程遠。在當前水利灌溉工程中，旋轉式噴灑器是主要應用類型。參考應用頻率最多的搖臂式旋轉式噴灑器，其主要組成包括旋轉密封機構、換向機構等。搖臂式噴灑器的驅動機構功能性突出，以射流作用為基礎，搖臂以自軸為中心來回擺動，從而發出巨大碰撞沖擊力，噴管在不斷撞擊下圍繞噴灑器持續旋轉。噴灑器所受到的力屬于間歇式，時間雖然短，但是作用力比較大，均勻控制轉速，并集中定向，這樣一來噴灌的均勻度明顯提高。搖臂式噴灑器的運行，噴灌作業主要包括五個方面，其一是啟動階段；其二是外擺運行階段；其三是彈回處理階段；其四是入水階段；其五是撞擊噴灑階段。

固定式噴灑器在實際應用中，噴灑的組件等都屬于固定形式。噴灑期間水會沿著部分圓周的形態散開。固定式噴灑器的設計原理簡單，結構組成可靠性強，因為工作壓力比較低，所以在噴灑期間射程不會太遠，主要集中在噴灑器的四周，水量分布均勻性相對較差，霧化程度高[4]。

2 噴灌機械的科學使用

噴灌機械使用之前，必須做好準備工作，尤其是管路的布置以及組件的調節等。筆者從以下兩個方面對噴灌設備應用進行了科學配置，為噴灌機械功能的正常發揮奠定基礎。

2.1 噴灌管路布置

管路系統科學布置是噴灌機械應用的基本前提。要參考水利系統具體情況，尤其是水源位置以及地形等，還要提前調查耕作方向，在此基礎上，全方面比較權衡噴灌技術與農業經濟發展、農業作物生長等，隨后制定管路系統布置方案。

1）布置泵站。以噴灌系統中心為基點進行布置，必須拉近與水源的距離，將水利系統輸水過程中可能出現的損失降到最低[5]。

2）干管布置。集中于灌區中央，觀察周圍坡地情況，以主坡方向為引導方向，考慮主風方向，要求干管的布施掩埋深度必須≥地下60 cm，如果干管在埋設中遭遇凍土層，就要加深埋入的深度。

3）支管與豎管布置。參考耕作方向，設定等高線與支管間距。根據噴頭形式設置豎管，以地面高度為基礎，需高出地面1.5 m 左右，觀察周圍風力變化與作物情況，靈活調整高度[6]。

2.2 噴頭配置與調節

噴灌系統設計與機械的應用中，噴頭至關重要。噴灑質量與噴灌面積等都需要通過噴頭配置得以實現，同時還需要預防噴灌機械出現漏噴。噴頭配置中，噴灑可選擇方式比較多，如全圓噴灑、定點噴灑、扇形噴灑等。其中全圓噴灑的特點主要體現在噴頭的間距比較大，噴灌的強度比較低，經常受到風力影響[7]。扇形噴灑的特點主要體現在噴灑靈活性與移動性強。定點噴灑的特點主要體現在均勻度高與噴灑全面性。噴頭經常以多種噴灑方式搭配，根據支管與噴頭的間距，制定對應的噴頭組合。再者還需要適當調節噴頭，具體體現在以下三個方面。

1）噴孔的口徑大小。通過對備用噴嘴的更換適當擴大與縮小噴孔口徑。待噴孔口徑科學調整后，噴水量與直徑等都會發生變化，同時射程更符合灌溉需求。當然還需要參考水滴直徑與噴灌射程，靈活調整噴孔口徑，以滿足噴灌要求[8]。

2）噴槍旋轉速度方面。根據水利工程具體情況，及時對導流板、搖臂彈簧的上下、扭緊程度進行調整，同時加大對噴槍旋轉速度的控制，認清導流板、搖臂彈簧、敲擊力、旋轉速度之間的變化規律。若不能有效管控旋轉速度，必然會影響到噴槍射程，過快與過慢都會出現局部積水或者是徑流等情況。旋轉速度必須控制到適中范圍，還要滿足噴灌要求。

3）適當調節扇面角。依托軸套限位銷位置的調整，對扇面角靈活調節，以此明確扇面噴灌方向，并且擴大噴灌面積，在此基礎上，放大噴灌機械在農業灌溉中的作用[9-10]。

3 噴灌機械常見故障分析與科學排除

噴頭常見故障形式比較多，不同的故障解決方法存在明顯差異，表1 對噴頭常見故障進行了整理歸類，并科學梳理了故障排除思路，為解決噴灌機械故障提供參考。

表1 噴灌設施常見故障分析與排除思路

4 水泵常見故障

大量的實踐表明，水泵常見故障主要體現在以下幾個方面。

4.1 水泵出水受阻

水泵不出水是常見故障之一。通過研究發現，水泵出水受阻的原因，首先是充水不足，當然若空氣沒有及時排出，同樣會影響到水泵出水。解決這種問題的主要措施是繼續充水，并且及時將空氣抽出。其次是進水管路異常，進氣嚴重。解決此問題需及時堵嚴漏氣部位。進水系統異常還涉及填料漏氣與進水口堵塞，或者是底閥運行不夠靈活甚至已經銹蝕，需要及時更換填料，并消除堵塞，檢查底閥狀態并適當修復。再次是水泵轉向出現異常，水泵沒有按照規定轉動，需根據水泵安裝位置，及時調整轉向，并合理設置水泵吸程。

4.2 水泵出水量異常、突然停水

水泵出水量異常或者突然停水，都會影響到水泵的正常運行與噴灌機械運行。水泵進水管接頭若處理不當，就會出現漏氣現象，如此一來吸水力不足，必然會造成出水量異常。面對這種情況，需要及時處理漏氣問題，重新安裝進水管路接頭，并適當調整進水管長度。還要清理水泵葉輪處水草，避免水泵動力功率受影響。水泵出水突然停止，主要原因是進水管吸入空氣或者堵塞，面對這種情況，需要及時清除異物并調整進水管進入水中的深度。

5 結語

綜上所述，噴灌機械作為灌溉工程節省水源的重要設備，在很大程度上幫助了灌溉工程實現降本增效的目的。但是在實際使用中，因為受影響因素多，所以存在一些常見故障。要解決這些常見故障，必須要深層次分析噴灌器械結構，還要針對性地研究故障出現的原因，梳理故障解決思路，及時排除噴灌故障，提高噴灌機械的運行效率。