全塑化节水补灌设备

1.全塑化多功能自流节水灌溉机主要部件组成

机具主要设计部件由储运罐、输水装置、稳定架、折叠托架、控水装置五部分组成。储运罐上端开有进水口，尾部开有3个出水口，水位显示管和吸水泵;稳定架由3个构件组成，通过螺栓进行连接，起到稳定储运罐、承载输水装置和固定灌溉机与农用车的作用;输水装置主要由不同口径的UPVC塑料管、软管、三通、弯头、接头、控水球阀等组成;折叠托架与稳定架相连接;控水装置由开关、钢丝、滑轮等组成。

2.机具的工作原理

通过滚塑成型法制作1.6 t的塑料储运罐，注塑成型法制作稳定架主要构件、可调喷头，制作折叠托架，选取坚固耐用的UPVC管，将不同口径的UPVC塑料管、软管、三通、弯头、接头进行粘接，制作出输水装置主体部分。利用井、窖、塘、坝等蓄积的有限雨水资源，采用节水灌溉技术和农业机械手段相结合的行走式节水灌溉设备，在作物生长发育需水临界期进行补充灌溉。

机具设计的工作原理:该机具与四轮农用机动车相配套，灌溉机安装在农用车车厢里，水由人工或吸水泵注入储运罐，运至灌溉田间，打开控水开关，储运罐中的水靠高度落差自行由分流总管流出，经平均分布的分水总管流入分流支管，在平衡装置的作用下，均匀的经可调喷头分别流到作物根基部(图5－17)。

图5－17　全塑化多功能自流节水灌溉机研制基本流程图

3.设计中的若干问题

(1)储运罐容积的测定全塑化平翼多功能移动式可自流节水灌溉灌机选择配套动力为12－18 kW的四轮农用车，根据滚动摩擦力学原理可按下式计算水箱容积:

计算可得，V=2.2 m3。

(2)施水均匀性施水均匀性主要通过3个环节进行调节。首先是3个分流总管单独与储运罐相接，保证单位面积灌溉均匀，其次由于田间作业时路面不平整，可能发生水回流现象，通过止回阀可以控制回水现象，避免断水现象发生，最后，通过分流平衡装置保证每个分流总管一端的2个可调喷头出水均匀一致。该节水灌溉机依据覆膜宽度，通过可调喷头，能基本上保证灌溉水送到作物根吸水的有效部位，可确保补水的均匀性，通过田间测试，该机施水均匀性达98%。

(3)稳定性稳定性测试主要针对该机械在坡耕地作业时，需要行程坡面路段，机组重心后移，应对稳定性进行校验。根据机组在坡面的受力分析，按下式计算机组可行驶的极限坡面角度:

式中α——坡面角度;

P——农用车驱动轮的切向力，取2942 N;

G1——农用车重量，6000 N;

G2——储水箱注水后重量，1620 N;

G3——补水器重量，180 N。

计算可得，sinα=0.421，α=24°。

在试验地15°和18°坡耕地反复试验，机组纵向稳定性良好。根据旱区农业生产的客观要求，一般在15°以下的坡耕地种植农作物，15°～18°的坡耕地种植牧草。从样机性能测试看，在18°以下坡耕地上进行农作物补充灌溉，稳定性良好。

4.田间指标测试

(1)四轮农用车前后轮压地镇压试验农用车自重加储运罐、补水器等节水机具的总重量为2.6 t，分布在四轮农用车的前后轮上，其中后轮的载重约为2.0 t，后轮每一轮承受约为1.0～1.1 t。经连续3年的田间试验发现，在每年秋季有降雨30mm/次后，用犁深翻后同无镇压土地用犁深翻效果一样，同时，比照每年收获季节农用车都要到田间运输农产品，其镇压后用犁深翻，也同无镇压土地用犁深翻效果一样，可见四轮农用车进地进行节水灌溉对土地无显著镇压影响。

(2)西瓜等5种经济作物补水经济效益结果比较2004年和2005年连续2年使用本机对西瓜、甜瓜、南瓜、玉米、马铃薯5种经济作物进行补灌试验。2004年试验结果表明每公顷净增值分别为压砂地膜甜瓜8 547元，压砂地膜西瓜8 685元，地膜南瓜7 560元，地膜玉米3 015元，地膜马铃薯3 070元;2005年净增值分别为压砂地膜甜瓜8 570元，压砂地膜西瓜9 000元，地膜南瓜5 781元，地膜玉米3 429元，地膜马铃薯8 532元。试验结果表明使用本机节水增产效果十分明显。

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