喷灌机械的使用与常见故障排除分析

许岩岩

（黑龙江农垦职业学院，黑龙江 哈尔滨 150431）

0 引言

农业灌溉对农业发展与提高农作物产量尤为重要。尤其是在干旱或者是争抢农时期间，灌溉能够为提高农作物产量提供保障。我国水资源一直处于紧缺状态，尤其是在大力发展农业的同时，各地社会基础建设增加，水资源消耗大。在水利灌溉中积极创新灌溉技术，科学应用喷灌机械，以此帮助水利灌溉降本增效。但是在实际使用中，灌溉设备维检不到位或者是操作不规范等现象时常出现，喷灌机械常见故障排除效果不理想，直接影响到喷灌机械设备功能的正常发挥，还会波及水资源的利用以及农作物产量。基于此，必须加大对喷灌机械使用的研究力度，寻找有效方法及时排除常见故障，从而保障水资源的合理利用与农业生产的经济效益。

1 剖析喷灌机械设计与运行原理

作为水利灌溉中的重要装备，喷灌机械的主体为喷洒器，喷灌机械借助灌溉管路规划与衔接，在压力作用下，用水泵及时抽水，随后按照管路情况将其输送至喷洒器，再结合农田实际情况展开灌溉。喷灌方式主要是将水喷出，类似于降雨的方式，扩大喷灌面积，将有限的水源最大化利用[1]。喷灌机械主要包括三部分，其一是供水部分，其二是输水管路，其三是喷洒器。供水部分的运行涉及水源、动力机，同时还包括水泵。在当前水利工程中，机井、沟渠等是主要水源输送形式。动力机包括两种类型，一种是电动机，一种是内燃机。自吸式离心泵属于常用水泵类型，水泵的主要功能是为水利输送提供动力，以满足管路供水需求。输水管路的组成比较多元化，包括闸阀、主管、快速接头与立管等，借助输水管路及时输送水泵抽取的水源，将其迅速传输至喷洒器[2]。喷洒器的主要作用是将水流及时分流喷洒。喷洒器包括两种类型，其一是旋转式，其二是固定式。

旋转式喷洒器在实际应用中，主要包括流道部分、水流粉碎机、转动组件等。该类型喷洒器的运行，以压力为动力，将水送入流道，随后汇集于喷嘴处，在设备运行推动下，水流喷射而出。因为有粉碎机的辅助，所以水流从集中水流转换为细小水滴，跟随喷洒器的换向转动均匀喷射[3]，确保旋转式喷洒器水流能够均匀喷洒至四周。旋转式喷洒器的应用，优势体现在喷洒均匀度比较高，喷射流量的范围大，并且水流射程远。在当前水利灌溉工程中，旋转式喷洒器是主要应用类型。参考应用频率最多的摇臂式旋转式喷洒器，其主要组成包括旋转密封机构、换向机构等。摇臂式喷洒器的驱动机构功能性突出，以射流作用为基础，摇臂以自轴为中心来回摆动，从而发出巨大碰撞冲击力，喷管在不断撞击下围绕喷洒器持续旋转。喷洒器所受到的力属于间歇式，时间虽然短，但是作用力比较大，均匀控制转速，并集中定向，这样一来喷灌的均匀度明显提高。摇臂式喷洒器的运行，喷灌作业主要包括五个方面，其一是启动阶段；其二是外摆运行阶段；其三是弹回处理阶段；其四是入水阶段；其五是撞击喷洒阶段。

固定式喷洒器在实际应用中，喷洒的组件等都属于固定形式。喷洒期间水会沿着部分圆周的形态散开。固定式喷洒器的设计原理简单，结构组成可靠性强，因为工作压力比较低，所以在喷洒期间射程不会太远，主要集中在喷洒器的四周，水量分布均匀性相对较差，雾化程度高[4]。

2 喷灌机械的科学使用

喷灌机械使用之前，必须做好准备工作，尤其是管路的布置以及组件的调节等。笔者从以下两个方面对喷灌设备应用进行了科学配置，为喷灌机械功能的正常发挥奠定基础。

2.1 喷灌管路布置

管路系统科学布置是喷灌机械应用的基本前提。要参考水利系统具体情况，尤其是水源位置以及地形等，还要提前调查耕作方向，在此基础上，全方面比较权衡喷灌技术与农业经济发展、农业作物生长等，随后制定管路系统布置方案。

1）布置泵站。以喷灌系统中心为基点进行布置，必须拉近与水源的距离，将水利系统输水过程中可能出现的损失降到最低[5]。

2）干管布置。集中于灌区中央，观察周围坡地情况，以主坡方向为引导方向，考虑主风方向，要求干管的布施掩埋深度必须≥地下60 cm，如果干管在埋设中遭遇冻土层，就要加深埋入的深度。

3）支管与竖管布置。参考耕作方向，设定等高线与支管间距。根据喷头形式设置竖管，以地面高度为基础，需高出地面1.5 m 左右，观察周围风力变化与作物情况，灵活调整高度[6]。

2.2 喷头配置与调节

喷灌系统设计与机械的应用中，喷头至关重要。喷洒质量与喷灌面积等都需要通过喷头配置得以实现，同时还需要预防喷灌机械出现漏喷。喷头配置中，喷洒可选择方式比较多，如全圆喷洒、定点喷洒、扇形喷洒等。其中全圆喷洒的特点主要体现在喷头的间距比较大，喷灌的强度比较低，经常受到风力影响[7]。扇形喷洒的特点主要体现在喷洒灵活性与移动性强。定点喷洒的特点主要体现在均匀度高与喷洒全面性。喷头经常以多种喷洒方式搭配，根据支管与喷头的间距，制定对应的喷头组合。再者还需要适当调节喷头，具体体现在以下三个方面。

1）喷孔的口径大小。通过对备用喷嘴的更换适当扩大与缩小喷孔口径。待喷孔口径科学调整后，喷水量与直径等都会发生变化，同时射程更符合灌溉需求。当然还需要参考水滴直径与喷灌射程，灵活调整喷孔口径，以满足喷灌要求[8]。

2）喷枪旋转速度方面。根据水利工程具体情况，及时对导流板、摇臂弹簧的上下、扭紧程度进行调整，同时加大对喷枪旋转速度的控制，认清导流板、摇臂弹簧、敲击力、旋转速度之间的变化规律。若不能有效管控旋转速度，必然会影响到喷枪射程，过快与过慢都会出现局部积水或者是径流等情况。旋转速度必须控制到适中范围，还要满足喷灌要求。

3）适当调节扇面角。依托轴套限位销位置的调整，对扇面角灵活调节，以此明确扇面喷灌方向，并且扩大喷灌面积，在此基础上，放大喷灌机械在农业灌溉中的作用[9-10]。

3 喷灌机械常见故障分析与科学排除

喷头常见故障形式比较多，不同的故障解决方法存在明显差异，表1 对喷头常见故障进行了整理归类，并科学梳理了故障排除思路，为解决喷灌机械故障提供参考。

表1 喷灌设施常见故障分析与排除思路

4 水泵常见故障

大量的实践表明，水泵常见故障主要体现在以下几个方面。

4.1 水泵出水受阻

水泵不出水是常见故障之一。通过研究发现，水泵出水受阻的原因，首先是充水不足，当然若空气没有及时排出，同样会影响到水泵出水。解决这种问题的主要措施是继续充水，并且及时将空气抽出。其次是进水管路异常，进气严重。解决此问题需及时堵严漏气部位。进水系统异常还涉及填料漏气与进水口堵塞，或者是底阀运行不够灵活甚至已经锈蚀，需要及时更换填料，并消除堵塞，检查底阀状态并适当修复。再次是水泵转向出现异常，水泵没有按照规定转动，需根据水泵安装位置，及时调整转向，并合理设置水泵吸程。

4.2 水泵出水量异常、突然停水

水泵出水量异常或者突然停水，都会影响到水泵的正常运行与喷灌机械运行。水泵进水管接头若处理不当，就会出现漏气现象，如此一来吸水力不足，必然会造成出水量异常。面对这种情况，需要及时处理漏气问题，重新安装进水管路接头，并适当调整进水管长度。还要清理水泵叶轮处水草，避免水泵动力功率受影响。水泵出水突然停止，主要原因是进水管吸入空气或者堵塞，面对这种情况，需要及时清除异物并调整进水管进入水中的深度。

5 结语

综上所述，喷灌机械作为灌溉工程节省水源的重要设备，在很大程度上帮助了灌溉工程实现降本增效的目的。但是在实际使用中，因为受影响因素多，所以存在一些常见故障。要解决这些常见故障，必须要深层次分析喷灌器械结构，还要针对性地研究故障出现的原因，梳理故障解决思路，及时排除喷灌故障，提高喷灌机械的运行效率。