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DYT指針式噴灌機/ Welcome to our website

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  1. 產品名稱:DYT指針式噴灌機
  2. 訂購電話: 400-017-8859
  3. 所屬系列: 噴灌機系列
  • 產品介紹
  • 使用條件
  • 型號說明

  中心支軸式噴灌機(Center pivot irrigation system),也稱時針式噴灌機,是將裝有噴頭的管道支撐在可自動行走的支架上,圍繞備有供水系統的中心點邊旋轉邊噴灌的大型噴灌機。
  ***節 噴灌機優缺點及使用條件
  中心支軸式噴灌機與其他噴灌設備和噴灌系統相比,中心支軸式噴灌機主要有以下優缺點。
  一、優點
  1、中心支軸式噴灌機是迄今為止自動化程度***高的噴灌設備,可節約大量勞動力。
  2、中心支軸式噴灌機機組進水口位于中心支座下部,由于中心支座是固定的,所以供水系統非常簡單。
  3、導向和同步控制系統僅與固定的中心支座有關,運行可靠,管理簡單。
  4、完成一次灌水循環(旋轉一圈)后,機組停留在起始位置,以備下一次灌水作業。
  5、可及時、精確地控制灌水量,管理方便,灌溉水利用率高。
  6、中心支軸式噴灌機能提高化肥和農藥的利用效率。
  7、灌水作業靈活性高,有利于編制切實可行的用電計劃。
  對于所有的灌溉設備,為了降低單位灌溉面積的投資,都應設法利用***小的設備投入,灌溉盡可能達的灌溉面積。采用中心支軸式噴灌機時,由于設備造價與機組長度成正比,而它所灌溉的面積與機組長度的平方成正比,因此灌溉面積應是一個盡可能大的圓形。
  二、缺點
  1、如果不采用地角裝置,中心支軸式噴灌機所灌溉地塊的圓形輪廓線外面留下了大約20%的為灌溉面積,如果采用地角裝置,會顯著增加設備造價和復雜性。
  2、所灌溉圓形面積外圓周處的灌溉強度非常高。如果不采取相應措施,通常會產生地表徑流。檔采用搖臂式噴頭時,該值通常大于100mm/h;采用射程較小的散射噴頭時,改值通常大于150mm/h。
  3、位了降低或排除高噴灌強度產生的地表徑流問題,機會都必須采用“潛水勤灌”的灌水模式。在極端情況下,為了避免出現地表徑流,甚至需要將中心支軸式噴灌機旋轉一圈所需的時間設置為不到***,由此一來,會增加政法損失和機組維護費用,并可能降低作物產量。
  4、由于機組長度沒增加一端,都會使灌溉面積增加一個相同寬度的同心圓條帶,所以必須將大量的灌溉水輸送到機組的遠端。因此,與其他灌溉設備(系統)相比,桁架輸水支管的沿程水頭損失較大。
  5、在坡地里,桁架輸出支管中的壓力降隨所處位置的高度變化而幻化。如果不采用壓力調節器或流量調節器,噴頭流量會發生很大變化,使機組噴灑均勻性明顯降低。
  6、從經濟角度考慮,中心支軸式噴灌機通常應灌溉較大的地塊。如果灌溉小地塊,采用中心支軸式噴灌機可能不經濟。
  三、適用條件
  中心支軸式噴灌機幾乎適用于灌溉各種質地的土壤,以及各種大田作物、蔬菜、經濟作物和牧草等。我國西北、東北、華北各地和廣東、廣西、云貴高原等地的廣大農牧業區,凡土地連片,作物種類統一、地面上吳電桿、排水溝等障礙物均可使用。
  第二章 中心支軸式噴灌機基本知識
  ***節 噴灌機工作原理和組成
  中心支軸式噴灌機由中心支座、塔架車、噴灑桁架、末端懸臂和電控同步系統等部分組成。裝有噴頭的若干跨桁架,支承在若干個塔架車上。桁架之間通過柔性接頭連接,以適應坡地等作業。每個塔架上配有1KM左右的電機作為行走動力,配套動力可用電網和柴油發電機組,還配有專門安全可靠的電控同步系統,用于啟閉塔架車上的電機。具有過雨量保護和故障自動報警功能。***晚出的塔架車先啟動,根據工況,逐個啟動相鄰的塔架車。所有的塔架車***一個跟一個的運轉起來,繞著中心支軸旋轉,從而實現圓形面積的自動噴灑作業。
  中心支軸式噴灌機的組成如圖2.1所示。從圖中可看出,典型配置的中心支軸式噴灌機主要由中心支座、桁架、塔架車、末端懸臂、控制系統和灌水器等6大部分組成。此外,有時中心支軸式噴灌機還配備末端噴槍或地角裝置。
  一、中心支座
  中心支座是噴灌機的回轉中心,也是出水口,它的外部是一個由立柱、橫梁和底板組成的寶塔形框架,中間部分是轉動套和支軸彎管。轉動套的上部置定在框架上,下部與水源相連。支軸彎管的豎直部分位于轉動套內,可在其中自由轉動;另一端與手跨桁架輸水支管以球鉸連接,以適應手跨桁架因地形變化在沿垂方向產生的上下位移。底板用地角螺栓固定在混泥土基礎上以保持穩定。主控制箱通暢安裝在中心支座的框架上。轉動套上設有定點停機裝置。集電環、照明燈和壓力表等安裝在支軸彎管的水平管上。
  二、桁架
  桁架主要由輸水支管、三角形弦架和拉筋等組成。桁架分首跨、中間跨和末跨三種,分別安裝在機組的不同部位,各跨之間的查遍不大。為了適應級組長度方向的地形變化,保證噴灌機行走的同步性,各跨桁架之間采用球鉸連接,其輸水支管采用柔性接頭或橡膠套筒連接。桁架跨距(長度)通常為30~60m,***常用的桁架跨距為40~50m。輸水支管公稱直徑通常為100~250mm,***常用的輸水支管公稱直徑為168(165)mm。
  由于各跨桁架之間采用柔性連接,所以中心支軸式噴灌機在機組長度方向課適應坡度達30%(16.7°)的地塊。在田間壟溝比較淺的條件下,大部分典型配置記性在機組行走方向課適應坡度達20%(11.3°)的地塊。但是,實踐經驗證明,檔壟溝深度大于0.15m時,機組可能年以在坡度大于15%(8.5°)的坡地里行走。對于輸水支管直徑大、桁架跨距長的機組,***大適應坡度可能還要稍微小一些。特別說明一點,那種認為中心支軸式噴灌機只適用于平地的觀點是錯誤的??梢赃@樣說,只要能夠采用大中型農業機械耕種的地塊,***可以采用中心支軸式噴灌機進行灌溉作業。
  桁架下部拉筋與地面之間的垂直距離稱為地隙高度,一般為2~4m,也有高達5m以上的。地隙高度根據所灌溉的作物高度和機組長度方向的地塊平整度確定。需要指出的是,如果灌溉的作物為馬鈴薯、牧草、小麥等矮稈作物,且地塊在機組長度方向比較平整,應選擇較小的地隙高度,以提高機組的穩定性。
  三、塔架車
  塔架車由立柱、橫梁和地梁組成的A字構架以及動力機、傳動裝置和橡膠車輪組成。A字型構架的上部與桁架項鏈;下部的地梁兩端各安裝一個車輪減速器,并連接橡膠車輪。動力機安裝在地梁中間,通過傳動裝置將動力傳遞給車輪,浦東塔架車向前行走。傳動裝置包括兩級減速器和中間的萬向節。動力機可以使電動機、汽油機或水馬達等,***常用的是電動機。當動力機為電動機時,常將其與一級減速器制成一體,所以也稱電機減速器;而車輪相連的減速器則稱為車輪減速減速器或二級減速器。一級減速器可以是齒輪減速器,也可以是渦輪減速器;但二級減速器必須是渦輪減速器,因為它需要具有自鎖功能,否則當車輪位于斜坡時會向下坡方向滾動。
  1、驅動電動機功率
  塔架車驅動電動機功率大小與一級減速器類型、桁架輸水支管直徑、桁架跨距以及灌溉田塊的圖紙、地壟高度和坡度大小有關。對于一級減速器為蝸輪減速器的機組,由于傳動效率較低,電動機功率通常為1.1~1.5kw;對于一級減速器為齒輪減速器的機組,由于傳動效率較高,電動機功率通常為0.55~0.75kw。
  2、噴灌機沒旋轉一圈所需的***短時間
  中心支軸式噴灌機每旋轉一圈所需的***短時間根據下式計算:
  T=2πL/(60πnD/i)
  將式2-1化簡得:
  T=L/(30nD/i)
  式中     T---中心支軸式噴灌機每旋轉一圈所需的***短時間,h;
  L--中心支座到末端塔架車之間的距離,m;
  n--動力機轉速,r/min;
  D--車輪外徑,m;
  i--兩級減速器的總速比,無量綱。
  列如,一臺配置8跨50m桁架的中心支軸式噴灌機,則中心支座到末端塔架車之間的距離為50×8=400m;配套動力機為電動機,額定轉速為1450r/min;車輪外徑為1.28m;兩級減速器的總速比為2500。
  將上述數據代入式2--2,得T=18h,即該機組每旋轉一圈所需的***短時間為18小時。
  大多數制造廠生產的典型配置中心支軸式噴灌機每旋轉一圈所需的***短時間都略小于24h.如果需要,可通過選配較大或較小速比的減速器,來改變中心支軸式噴灌機沒旋轉一圈所需的***短時間,通過調整安裝在主控制箱內的百分率計時器,可以降低末端塔架車的行走速度,加大每旋轉一圈所需的時間,這一點將在后面介紹。
  四、懸臂
  懸臂由輸水支管、三角支架和鋼絲繩組成。懸臂輸水支管采用法蘭與末跨桁架輸水支管的尾端相連,其公稱直徑通常比桁架輸水支管小,長度一般不大于20m。三角支架和鋼絲繩的作用是支撐、穩固懸臂輸水支管。
  懸臂有兩個作用,一是以較小的設備成本增加機組長度,擴大灌溉控制面積;二是通過調整其長度,來滿足各種地塊對機組長度的需求。
  五、控制系統
  控制系統由主控制箱、集電環、塔架盒、定點停機裝置和電纜等組成,這些組成部件互相配合,可實現中心支軸式噴灌機同步正反向運行、行走速度調整、運行監測、安全保護、故障報警等功能。
  1、主控制箱
  主控制箱安裝在中心支座上,是噴灌機的中樞控制,所以也稱中樞控制箱或中控箱。噴灌機的所有控制功能都要通過主控制箱接收信號、進行處理并發出指令來實現。
  主控制箱的主要功能如下:
  (1)經由集電環向各塔架盒供電,再由塔架盒根據各塔架車所在位置決定是否向電動機供電,以保證各桁架之間的同步性,使噴灌機正向或反向運行。
  (2)通過安裝在主控制箱面板上的百分率計時器,調整末端塔架車在1min內的走、停時間比例,達到調節噴灌機行走速度,控制灌水量(灌水深度)、滿足作物用水需求的目的。例如,將百分率計時器調節為70%,則表示在一分鐘內的前70%,即42s時間里,末端塔架車連續行走;在接下來的30%,即18s時間里,末端塔架車停止。
  (3)通過安裝在主控制箱內的電壓表、電流表、溫度計等,監測機組運行狀況。噴灌機運行中,當電壓、電流或環境溫度超過設定值時,發出報警信號。
  (4)接收定點停機裝置發出的信號,使噴灌機停留在預定位置,并使供水水泵停止運水。
  (5)當末端塔架車車輪打滑或受阻不能前行達到設定時限、任意倆跨桁架之間的夾角過大(例如超過1°)或供水泵停止運行,并顯示發生故障的塔架車位置。
  2、集電環
  集電環安裝在中心支座上,其內裝有相互絕緣的銅環以及與銅環華東接觸的碳刷。銅環固定不動,碳刷隨噴灌機轉動。集電環的作用是,當各跨桁架圍繞中心支座作旋轉運動時,防止安裝在中心支座上的主控制箱和各塔架盒之間的連接電纜纏繞在中心支座上,保證各條電氣線路暢通。
  3、塔架盒
  塔架盒安裝在各塔架車的上部,其背部安裝有同步控制角調節裝置、運行微動開關、安全微動開關、交流接觸器、熱繼電器和一套塔架車故障信號發生器。
  同步控制角調節裝置由調節桿和凸輪機構組成。同步控制角一般調節為不大于1°。當某一塔架車倆側桁架之間的夾角達到該角度時,運行微動開關常開觸點閉合,通過交流接觸器接通電動機的電源,該塔架車開始行走。當該塔架車倆側的桁架成一直線時,運行微動開關常開觸點斷開,電動機的電源被切斷,塔架車停止行走。各個塔架車均按此調整并運行,***保證了噴灌機的同步性。
  熱繼電器的作用是,當某一塔架車的電動機過載時切斷電源,防止該電動機因過載而損壞。近年來,由于電機減速器本身已經具備過載自動保護功能,塔架盒內通常已不再安裝熱繼電器。
  塔架車故障信號發生器與安全微動開關的常開觸點相連。當發生事故時,安全微動開關常開觸點閉合,信號發生器向主控制箱發送故障所在的塔架車信號。
  次末端跨塔架盒里除安裝有上述電氣元件外,還裝有一個時間繼電器,當末端塔架車車輪打滑或受阻不能前行達到設定時限時,時間繼電器常閉觸點斷開,通過交流接觸器使噴灌機和供水水泵停止運行。
  六、噴水器
  在灌溉行業里,灌水器是噴頭、滴頭、微噴頭、涌水頭等田間配水裝置的總稱。適用于中心支軸式噴灌機配套的灌水器主要是搖臂式噴頭和散射式噴頭。
  1、搖臂式噴頭
  搖臂式噴頭的規格型號很多,用于于中心支軸式噴灌機配套的主要是小型搖臂式噴頭。搖臂式噴頭都安裝在桁架輸水支管的上部,噴射出的水流射向與水平面成一定夾角(噴頭噴射仰角)的空中。
  與散射式噴頭相比,搖臂式噴頭的***大優點是射程遠。這一點對于坡地或入滲速度低的密實土壤特別重要,因為射程越大意味著單位面積上的受水量越小,即噴灌機強度越小。搖臂式噴頭有倆個缺點,一是工作壓力高,供水水泵運行費用高;二是噴射高度大,蒸發漂移損失大。為了降低噴射高度,已有廠家研制出低仰角搖臂式噴頭。
  大多數搖臂式噴頭的噴嘴都是直錐形。當機組壓力變化時,裝有流量調節噴嘴的噴頭流量基本上保持不變。當灌溉地塊的高程較大,或供水水源不止一個用戶,供水壓力可能會波動時,應考慮采用這種噴頭(噴嘴)。
  2、散射式噴頭
  目前,國內外已有許多種適用于中心支軸式噴灌機配套的散射式噴頭。散射式噴頭通常采用懸吊軟管安裝在桁架拉筋的下面,有的甚至伸到作物的冠層里。
  散射式噴頭的優缺點正好與搖臂式噴頭相反。存在的問題一是噴灌強度大,容易產生徑流;而是射程小,噴頭布置間距小,需要的噴頭數量多。
  目前,國內外的中心支軸式噴灌機大部分都采用美國盛傳的噴射式噴頭。需要提醒一點,美國散射式噴頭的噴嘴尺寸通常采用2種表示方式,即通常以1/64或1/128英寸單位,并且表示噴嘴尺寸為10/64英寸(4.00mm),也可能為10/128英寸(2.00)mm。
  七、末端噴槍
  末端噴槍安裝在懸掛的尾端。所謂末端噴槍,實際上***是一只中射程旋轉式噴頭。中心支軸式噴灌機桁架和懸臂段大都采用散射式噴頭,機組末端的壓力很低,因此需要在末端噴槍上游安裝一臺增壓泵,才能滿足中遠射程旋轉式噴頭工作壓力的需求。
  安裝末端噴槍有三個作用。一是增加機組灌溉半徑,擴大灌溉控制面積,末端噴槍在機組運行過程中一直運行,機組的灌溉面積是一個半徑增大的圓形。二是末端噴槍僅在正方形地塊的四個角附近運行,以彌補本來未澆灌到的區域,三是當田間靠近機組末端有電桿、樹木等障礙物時,可躲避障礙物。
  八、地角裝置
  地角裝置也成角臂、地角臂裝置或地角臂系統。所謂的地角裝置,可認為是在中心支軸是噴灌機基本桁架末端增加了一組柔性桁架,同時懸臂也轉移到了該柔性桁架的末端。
  該裝置于1973年首先由美國研制并應用。有了地角裝置,中心支軸式噴灌機機會可灌溉任何形狀的地塊,特別是正方形地塊。地角裝置的長度又長又短,一般情況下,典型配置(約400m場,灌溉控制面積750畝)中心支軸式噴灌機的地角裝置可增加灌溉面積100~135畝。
  地角裝置的出現,客服了中心支軸式噴灌機只能灌溉圓形面積的缺陷,是一件令人高興的事。但也必須意識到,地角裝置的行走和噴水控制系統很復雜,造價也比較高,目前在我國還不宜推廣應用。據一位美國同行介紹,對一臺約400m長的典型配置中心支軸式噴灌機,地角裝置的價格約為典型裝置的2/3;美國目前有三個州采用帶地角裝置的中心支軸是噴灌機比較多,但其使用量也僅占10%左右。
  第二節 噴灌機的噴頭布置
  設計中心支軸式噴灌機灌溉項目時應考慮的主要因素一是正確選擇噴頭組合。噴頭的間距以及類型或尺寸是兩個主要變量。
  灌溉的目標是盡可能提供***均勻的水量分布。中心支軸式噴灌機遠端桁架的覆蓋面積比近端桁架大。因此,噴嘴的密度和尺寸應沿著輸水支管從中心支軸向遠端逐漸增加。
  大多數中心支軸式噴灌機所用的噴嘴都具有固定尺寸的出水孔(安裝在輸水支管的特定位置),并根據噴嘴所在的位置壓力的大小噴灑除一定的水量。在中心支軸式噴灌機上,由于靠近中心支座處的覆蓋面積相對小,只需很小的水量,所以噴嘴尺寸也非常小。在許多情況下,由于所需的灌水強度大小,所以不可能制造出既能滿足適當水量,又不能發生堵塞的噴嘴。因此,***跨桁架有時可能會因噴嘴尺寸太大而出現過量灌水。這其中的一部分可通過加大噴頭間距的方式得到補償。但是噴頭必須足夠密,以獲得良好的交叉重疊。
  在中心支軸式噴灌機的遠端桁架中,所需的水量增加,噴頭的噴嘴需要加大,以滿足水量增加的需要。某些情況下,特別是機組相當長,或機組流量特別大的時候,***大尺寸的噴嘴也不符合要求。在這種情況下,可能必須在出水口上加一個三通,安裝倆個噴嘴。其他可能的解決方式是減小噴頭間距、降低機組流量或增加壓力。
  中心支軸式噴灌機***常用的三種噴頭間距組合方式如下:
 ?。?)統一噴頭間距。機組輸水支管上噴頭之間采用3~12m的任一相同間距,噴頭的流量隨著它們與中心支軸之間距離的增加成正比例增加,噴頭的濕潤直徑也隨之增加,但不與流量成正比。濕潤直徑為噴頭射程的2倍。
 ?。?)噴頭間距分段相同。機組輸水支管分成3個或4個區段,各個區段采用不同的噴頭間距,靠近中心支撐處的間距***大。
 ?。?)噴頭流量基本相同,變化很小。這***要求靠近中心支軸處的噴頭間距大約為12m,并在輸水支管末端減小為大約1.5m。輸水支管上的噴頭間距與該處噴頭到中心支軸的徑向距離成反比,所以間距與徑向距離的乘積為常數。
  采用統一噴頭間距的形式***常用。因這種方式,制造簡單,田間安裝方便。但是,采用統一噴頭間距時,如果間距很大,需要高工作壓力的大尺寸噴頭噴嘴能耗費用較高。另外,當灌溉沒有作物覆蓋的脆弱土壤時,大尺寸噴頭噴嘴產生的水滴可能會引起地表板結,從而降低土壤入滲能力,加大地表徑流。
  為了避免大尺寸噴嘴引起的上述問題,常常采用噴頭間距分段相同的布置方式。通常采用的方法是:靠近中心支座的三分之一輸水支管采用12m噴頭間距,中間的三分之一采用6m,遠端的三分之一采用3m。采取這種布置方式,整個輸水支管上可以采用相同的3m出水孔間距,不適用的出水孔可用堵頭堵上。例如,靠近中心支軸的三分之一輸水直觀上,每四個出水孔安裝一個噴頭;中間的三分之一,隔一個出水孔安裝一個噴頭;遠端的三分之一,每個出水孔都安裝噴頭。
  設備運行軌跡為圓形,設備中心支架固定在地塊中央,裝有電機和輪胎的機身相互連接,繞著中心點旋轉。水流從中心店經過機身上均勻分布的噴頭對地面進行噴灌,適合農場或大面積地塊的噴灌。

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