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喷灌喷头类型和工作原理过程!

作者:河北任丘华林灌溉设备有限公司   日期:2018/9/28 10:48:24 人气:0


       喷头是喷灌机最重要的组成部件,其作用和任务是将水流中的压能转变为动能,喷到空中形成雨滴,喷洒到灌溉面积上,对作物进等行灌溉。喷头的品种很多,一般都是按压力和喷洒特征进行分类。按压力分类时,喷头可分为低压喷头(近射程喷头),中压喷头(中射程喷头)和高压喷头(远射程喷头)三种,按喷洒特征分类,分为固定散水式和旋转射流式两大类。是喷灌系统使用最普遍的喷头型式。

        1、固定散水式喷头固定散水式喷头在整个喷洒过程中与竖管没有相对运动,其喷洒特点是喷出的水沿经向向外同时洒开,湿润面积是一个圆形(或扇形),湿润圆半径一般只有5~lOm,喷灌强度较高。固定散水式喷头具有结构简单,水滴对作物的打击强度小等优点,它要求的工作压力也比较低,所以在温室、菜地、花圃中常使用,这种喷头的缺点是喷孔易被堵塞。固定散水式喷头按结构和喷洒特点又可分为折射式、缝隙式和离心式三种。

      (1)  折射式喷头由喷嘴、折射锥和支架组成(图9—18),水流由喷嘴垂直射出后遇到折射锥阻挡,形成薄水层沿四周射出,在空气阻力作用下裂散为小水滴降落到地面。

       喷嘴多为5~15mm的圆孔,折射锥是一个锥角为120°(这样喷射仰角为30°可以喷射得最远),锥高为6~13mm的圆锥体。折射式喷头因其射出水流分散,故射程不远,一般为5~10m.喷灌强度为15~20mm/h以上。

      (2)  缝隙式喷头它是在封闭的管端附近开出一定形状的缝隙,大约3~6mm 。水流沿喷管自缝隙均匀射出散成水滴,散落到地面,缝隙与水平面多成30°夹角,目的是取得较大的喷洒半径。缝隙式喷头比折射式喷头更简单,但可靠性差,因其缝隙易被污物堵塞,故要求水源清洁,其结构简单,易于制作,一般用扇形喷洒。

      (3)  离心式喷头由喷嘴、锥形轴和蜗形外壳等组成。喷头工作时水流沿切线方向进入蜗壳,并绕铅直的锥形轴旋转。这样,经喷嘴射出的薄水层,同时具有沿半径向外的速度和转动速度,因此在空气阻力作用下,水层很快被粉碎成细小的水滴,散落在喷头周围。离心式喷头的优点是水滴对作物的打击强度很小,缺点是控制面积太小。离心式喷头均为全园喷洒,以安装在平行喷式喷灌机上使用好,因其可借机组行走弥补控制面积小的缺陷。

      2、旋转射流式喷头它是目前国内外使用得最普遍的一类喷头。喷头可具有单喷嘴、双喷嘴和三喷嘴三种。因之有压力水通过喷嘴形成一股、二股或三股集中射流。朝一个方向或两个方向射出,与此同时,驱动机构使喷头绕铅垂轴旋转,在空气阻力和粉碎机构的作用下,射流逐步裂散成细小水滴。喷洒在喷头四周,形成一个以射程为径的湿润圆,由于水流是以射流形式喷出,射程较远,所以旋转射流式喷头是属于中、高压型喷头。

     (1)  摇臂式喷头是我国目前使用较普遍的一种喷头,主要由喷体、摇臂转动机构、旋转密封装置和扇形机构等部分组成。压力水流通过喷嘴形成一股集中水舌射出,由于水舌内有涡流.又在空气阻力作用下,水舌被裂碎成细小的水滴,并且传动机构使喷头绕竖轴缓慢旋转,这样水滴就均匀喷洒在喷头四周,形成一个半径等于喷头射程的扇形灌溉面积。

      ①  喷体包括空心轴、弯头、喷管、喷嘴和稳流器。空心轴在轴套内转动,因而要求它的摩擦阻力不大,弯头里面的流道要光滑平缓,以减少阻力损失。为了消除水流进入弯头后产生的涡流和流速分布的不均匀性,常在喷管内装上稳流器。

在喷管后装有一锥管与喷嘴相连,锥管内壁要求平滑。有的喷头整个喷管就是一个长锥管。要求喷嘴有最好的锥角和光洁度,喷嘴直径和锥角是影响射程、流量和雾化的重要因素。喷嘴的喷射仰角为28°~30°时射程最远,为了使从喷嘴射出的水柱集中而密实减小喷头内水力损失,一般喷头进口直径D≥2.5d(d为喷嘴直径)。

      ②  摇臂转动机构其结构包括导流器、摇臂轴、摇臂弹簧和摇臂体等部件组成。在摇臂前端的导流器有一偏流板和勺形导水板,喷水前它置于喷嘴的正前方,当喷头工作时水柱通过偏流板冲到导水板上,并从侧面转向射出。摇臂导水器获得水流的反作用力,使摇臂外摆转动,并把摇臂弹簧扭紧,但在弹簧力作用下摇臂又回位使导水器进入水柱,偏流板先受水,使水柱偏流。一部分水被拍击细碎落于近处,另一部分水则由偏流板与导水板的间隔中射出,落于稍远处。与此同时,水流对偏流板的反作力则继续对摇臂加速,使摇臂具有很大的角速度,摇臂撞击喷体,使喷管转动3°~5°,如此周而复始,便使喷头绕铅垂轴线旋转。

      ③  扇形机构(又称换向机构)其作用是使喷头作扇形运动。其结构类型很多,有转钓、转块、卧沟、挺杆、摆块等五种。摆块式换向机构突出构件的受力情况优于其它形式,结构也比较简单,工作时拨杆工作角度小。因此,我国的摇臂喷头多采用这种形式。如摇臂式喷头PY1系列全部采用摆块式扇形机构。它包括摆块、换向弹簧、拨杆和限位销等部件。扇形机构装在喷管后面。摆块由于换向弹簧的控制,只有两个稳定位置。在一个位置时,摆块突起挡住摇臂的后部,限制了摇臂的摆幅,摇臂在水力作用下直接撞击摆块,使喷体作反向转动。在另一位置时,摆块收缩挡不住摇臂,摇臂可以自由转动使喷头作正向旋转。这突变摆块是由两个装在轴套上的限位销通过拨杆来控制的。这样,只要调节限位销的相对位置,就可以使喷头作任意角度的扇形喷灌。

      ④  旋转密封装置由于喷体空心轴在套轴内转动,因而既要保证其转动灵活,又要密封水。因此,喷头内设置有旋转密封装置,一般采用三层密封圈(O型密封圈、防沙密封圈、减磨密封圈)。旋转密封机构是保证正常工作的一个关键,所以要求各零部件必须有足够的强度和合理结构尺寸,在相对运动部件间要有适应的动力配合。

      摇臂式喷头的另一种型式是垂直摇臂式,它由改变射流方向产生的反作用力推动其间歇旋转的。它的主要优点是:受力情况较摇臂式喷头好,这是因为摆臂不直接撞击喷管.振动很小。和其它反作用式喷头相比,它没有很复杂的限速机构和易损件。这种喷头国外用得较多,它是一种适用于中、高压型的喷头,在各种喷灌机上都可适用,它还可喷洒污水或粪液等含杂质的混合液体。典型垂直摇臂式喷头的主要结构部件。

      (2)  叶轮式喷头它由射流冲击叶轮并通过传动机构带动喷体旋转。由于射流速度大,所以叶轮的转速很快,但是喷体只要求每分钟0.2~0.35转,同时需要较大驱动力矩,因此必须大幅度降速。叶轮式喷头的降速是通过两级蜗轮蜗杆实现的,所以这种头也称为蜗轮蜗杆式喷头。叶轮式喷头的优点是转速稳定,并且不会因振动引起旋转失灵,其主要缺点是结构复杂,制造工艺要求较高,成本大,因此,这种喷头使用不够广泛。

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