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第九章 排灌机械 第一节概述 发展机电排灌机械，是实现农业机械化的重要方面，是发展社会主义现代化农业的重要措施之一。它对改变农业生产的自然条件，抵御自然条件，确保农作物的高产，稳产具有十分重要的作用。 排灌机械中的主要设备是水泵，它能把动力机的机械能转变为所抽送水的水力能，可以把水输送到高处或远处。 水泵的用途很广。除农田排灌应用外，在国民经济的许多部门如石油、化工、水利、煤矿、电力、基建工程、环保、城镇给水等等都需要水泵。因此，水泵是现代化设备不可缺少的一种通用机械。 农田排灌用的水泵机组包括水泵、动力机、输水管路及管路附件等(图9—1)。 农田灌溉的目的是补充自然供水的不足，能调节农田水分状况，使土壤中的养料、温度、水分与通气等状况得到合理的调节，以满足作物生长发育对水的适时适量的需要，达到作物的稳产、高产、高质的目的。 沟灌、畦灌和淹灌我国沿用已久，其优点是简便易行、耗能少、投资小。其主要缺点为用水浪费大、田间水利用率只有50％左右，地面工程量大、只改变土壤湿度，不改变田间小气候，生产率低等。 图9一l水泵机组 1．底阀2．吸水管3．弯管4．变径接管5．真空表6．水泵7．压力表8．逆止阀9．闸阀10．出水管 近几年来，我国已开始推广使用喷、滴灌等先进的灌溉方法。喷灌和滴灌具有省水、省工、省地、保土、保肥，适应性强及便于实现灌溉机械化、自动化等优点。与地面灌溉相比，一般可以省水30％～50％，作物可增产10％～30％，工效可提高20～30倍，节省沟渠占地7％～13％等，是农田灌溉的发展趋向。 第二节农用水泵类型构造和特点 目前农田排灌中使用最多的是离心泵、混流泵和轴流泵。在北方地区，还广泛采用井泵、潜水泵等抽地下水来灌溉。而在南方的丘陵山区，水力资源丰富，有时则利用水轮泵来提水灌溉。 图9—2离心泵的构造 1．水泵轴2．轴承体3．泵体 4．叶轮5．密封圈6．填料7．支架 一、离心泵 1．离心泵的构造离心泵的结构主要由泵体、泵盖、叶轮、泵轴、轴承、支架及填料等部件组成(图9—2)。现将其主要部件的构造和作用分述如下： (1)叶轮叶轮是水泵重要的工作部件。其作用是将动力机的机械能传递给水体，使被抽送的水获得能量，使具有一定的流量和扬程。因此，叶轮的形状、尺寸材料和加工工艺对水泵性能有决定性的影响。 根据水泵使用的场合和要求，离心泵的叶轮分为封闭式、半封闭式和开敞式三种(图9—3)。封闭式叶轮两侧有盖板，里面有6～8个叶片，构成弯曲的流道，轮盖中部有吸入口。这种叶轮适合抽送清水。半封闭式叶轮只有后盖板和叶片，叶片数较少，叶槽较宽，这种叶轮适合抽送含杂质较多的水。开敞式叶轮只有叶片，没有轮盖，叶片较少，叶槽开敞大，这种叶轮适用抽送桨粒体和污水。 图9-3离心泵叶轮 (a)封闭式(b)半封闭式(c)开敞式 图9—4离心泵叶轮水流方向 (a)单吸泵(b)双吸泵 图9-5离心泵泵壳 1．蜗道2．隔舌3．扩散管 只有一个叶轮的离心泵，叫单级泵。具有若干个串联的叶轮称为多级泵。多级泵的扬程等于同一流量下各个叶轮所产生的扬程之和。 工作时，单级离心泵的水流沿轴向单侧吸入。双吸离心泵的水流沿轴向双侧吸入(图9—4)。它们的进、出水方向互成90°角。 (2)泵壳离心泵的泵壳(图9—5)似蜗壳形。其作用是以最小的阻力损失，将从叶轮甩出的水汇集起来，借助蜗壳形过水断面由大到小的变化，将水流在蜗道内实现能量的转换。在泵壳的顶部与下部各有一个螺孔，用螺栓堵塞，分别用于充水和排水之用。 (3)填料函密封装置填料函设在泵轴穿过后泵盖的轴孔处，用以减小压力水流出泵外和防止空气进入泵内。起密封作用，同时还可以起到支承，冷却等作用。 填料函由填料座、填料(油浸棉纱或棉绳)、水封环、压盖和填料盒组成(图9—6)。用螺栓改变压盖位置可调整填料松紧度。通常可在试运转进行调整。 2．离心泵的特点对单级离心泵：扬程较高、流量较小，水泵出水口方向可以根据需要作上、下、左、右的调整。这种水泵结构简单、体积小，使用方便。 对单级双吸式离心泵：泵体与泵盖内部构成双向进水流道。特点是扬程较高，流量较单吸泵大。因为泵盖可以方便掀开，所以检修比较方便。适合于丘陵和较大灌区使用。但是其体积较大，所以固定使用比较合适。 图9—6填料函示意图 1．填料盒2．填料座3．填料4．水封管5．水封环6．压盖 图9—7立式轴流泵 1．喇叭管2．叶轮3．导水体4．泵轴5．出水弯管6．橡胶轴承7．填料盒8．填料 9．填料压盖10．联轴器 二、轴流泵 轴流泵的结构由进水喇叭管、叶轮、导水体、出水弯管、泵轴、橡胶轴承、出水弯管、填料函等组成(图9-7)。 泵壳、导水叶和下轴承座铸为一体。叶轮正装在导水叶的下方，在水面以下运转。泵轴在上下两个用水润滑的橡胶轴承内旋转。 轴流泵叶轮由2～6片扭曲型叶片、轮毂、导水锥