三段管式非圆形域喷头驱动系统的结构设计及优化

针对研制的一种由三段端面为圆且相邻轴线存在夹角的管体组成的三段管式非圆形喷洒域喷头,该文采用具有高精度、低空回、无需润滑、结构紧凑特点的精密钢丝绳传动方式,采取"葫芦"型的缠绕方式分别控制三段管式非圆形喷洒域喷头的旋转速率和喷射仰角变化,通过拓扑结构优化、正交实验、参数优化设计相结合的方法设计并得到了最优参数,结果表明,三段管式非圆形喷洒域喷头驱动系统采用精密钢丝绳传动方式具有较高的传动精度,高集成的结构设计减少了一个驱动源的需求,减少了安装空间,降低了经济成本及复杂程度,同时优化后的喷头驱动系统部件在满足强度、刚度等前提下,大部分静、动态等性能得到了不同程度的提高,质量得到大幅减轻。     

摇臂式喷头非圆形喷洒域实现方法和途径

随着喷灌技术快速发展，非圆形喷洒域问题引起人们重视。本文指出了传统全圆或扇形喷洒域喷头存在的问题，讨论了非圆形喷洒域喷头实现意义，并对国内外非圆形喷洒域喷头实现方法及其优缺点进行了归纳总结；在此基础上，通过分析喷头射程的影响因素，给出了非圆形喷洒域喷头实现的理论途径，为以后摇臂式喷头非圆形喷洒域实现方法的研究提供了依据。     

非圆形喷洒域变量施水精确灌溉喷头综述

在分析传统圆形和扇形喷洒域喷头存在主要问题和总结国内外非圆形喷洒域变量施水精确灌溉喷头研究进展及实现方法的基础上，指出了国内研究和应用中存在的主要问题，并提出了在今后发展中应尽快开发园林景观用地埋式非圆形喷洒域变量施水喷头的建议。     

全射流喷头实现非圆形喷洒域的可行性分析

为了解决节水灌溉中重喷、超喷、界外喷等问题,研究喷头的非圆形喷洒域喷洒的途径有很重要的意义。主要介绍了目前实现非圆形喷洒域喷洒的理论及实现方法。通过改变喷头仰角、进口压力和进口过流面积等因素改变射程,并将其应用于全射流喷头以实现非圆形喷洒域的可行性研究中;结合其工作原理与特点,提出了通过改变全射流喷头的信号水强弱、附壁切换形式等方法来实现非圆形喷洒域的途径。     

全圆旋转摇臂式喷头的非圆形域喷洒

喷头的射程及其变化规律决定喷洒域的大小和形状,而喷嘴前的水流压力和喷嘴直径则是影响喷头射程的主要因素。在分析喷嘴前水流压力与喷头出流量关系、喷头射程与喷头出水流量之间的关系的基础上,提出了在喷头座的下端增加一个流量调节附加装置可实现全圆旋转摇臂式喷头的非圆形域喷洒方案。采用具有“十”字孔结构的流量调节器,十字孔的宽度为πd嘴/4,长度为5πd嘴/8,可实现方形喷洒。     

一款新型非圆形喷洒域喷头的开发

摇臂式喷头存在喷洒域与地块形状不匹配的缺陷,已有的非圆形喷洒域喷头适应能力有限。需要开发一种既能实现不规则形状喷洒,又能扫面覆盖轮廓内所有面积;既能调节最大射程,还要便于批量生产的喷头。采用改变仰角、叶轮驱动的方式开发了一种能满足上述要求的新型非圆形喷洒域喷头。试验结果显示,单个使用时,该新型非圆形喷洒域喷头在节水性能和喷洒均匀性等方面明显优于摇臂式喷头。     

旋转喷头的水压周期控制与非圆形灌域的实现

为了实现旋转喷头的任意形状喷灌域．本文将圆形域等分为n个扇形，然后分别控制各扇形的半径ri，可得到n个半径大小不同的扇形域．由这些大小不同的扇形域构成任意形状喷灌域。为此，在不同的扇形域内，采用不同的水泵转速ω实现各扇形域内的不同水压P和不同的喷射半径ri。为了实现喷灌精度的控制．采用了负反馈闭环控制技术．通过对喷射距离L检测来调节水泵转速ω以改变水压Pi最终获得较精确的喷射半径ri或喷灌域。     

圆形喷灌机喷头选型及配置

圆形喷灌机作为典型的节水灌溉装备,具有自动化程度高、喷洒效果好、工作效率高等优点,近年来在我国得到很好的推广应用。圆形喷灌机的灌溉质量主要取决于使用的喷头类型及配置方式。分析了圆形喷灌机喷头从中压向低压方向发展演化过程,对各种类型喷头主要性能与参数特征进行了梳理与归纳。综述了各类喷头的结构特征与性能、配置方式等方面研究与应用现状。对圆形喷灌机喷头和配置方式的研究现状分析表明,目前圆形喷灌机使用的喷头普遍为低压旋转折射式喷头,且国内外对于该类喷头的设计与性能等方面的研究尚不完善,亟待展开相关领域研究,促进该类型喷头的国产化,以满足日益增长的规模化农业对大型喷灌机的巨大市场需求。      

旋转喷头变压节能供水变域喷洒控制策略与试验

针对目前变域喷洒喷头能耗高,喷洒形状不理想等问题,通过深入分析水泵变压运行和喷头变域喷洒机理,〖JP2〗得到了喷头实现变域喷洒时两种调节方法的运行规律。推导了变频器频率fv与喷头旋转α角度所用时间t之间的关系方程,提出了一种实现喷头变域喷洒的开环控制策略和通过试验设定控制规律的方法。通过水力能耗的计算发现,采用变频调速方法实现变域喷洒比采用动静片方法节约27%的能量。     

涡轮式旋转喷头实现变域喷洒的仿真试验

针对涡轮式草坪喷头变域喷洒的要求,根据正方形喷洒域的旋转角度－射程以及工作压力－射程边界方程,得出了变域喷洒系统所需提供的时间－工作压力模型。应用变频调速技术,建立了变域喷洒系统供水的控制结构和系统传递函数,采用MATLAB进行了模拟仿真,利用临界比例度法确定PID控制参数,从得到的系统响应特性可以看出：响应时间约30s,超调量很小,调节效果较好,为今后进一步开展变域喷洒喷头的试验验证研究提供了理论基础。     

反馈式PSF型全射流喷头综述

全射流喷头是利用水流的附壁原理完成喷头的步进与反向的功能,与其它喷头相比,具有结构简单、制造成本低、雾化程度高和喷洒均匀性好等优点。为此,分析了摇臂式喷头、非圆形喷洒域喷头和全射流喷头的发展概况,指出了国内喷头行业研究和应用中存在的问题,并提出了在今后发展中应尽快地开发国内首创的全射流喷头的建议。     

方形喷洒域摇臂式喷头喷洒机理分析

对方形喷洒域摇臂式喷头的喷洒机理进行了深入分析。应用有关射程公式得出了方形喷洒域摇臂式喷头的理论和修正压力-转角关系曲线,将该关系曲线应用于ZY-1型方形喷洒域摇臂式喷头的设计中,进行了实际场地喷洒试验。结果表明,该方形喷洒域摇臂式喷头的实际压力-转角关系曲线与修正压力-转角关系曲线吻合得较好。     

基于开环控制的变量喷头组合喷灌试验

构建了基于开环控制策略的方形域喷灌系统,以喷头转速一致为评价指标,采用逐级计算方法对管路进行水力计算,以优化方形域喷头组合喷灌配置模式。试验研究了单喷头的水力性能,依据单喷头水量分布对喷头组合喷灌均匀性进行了仿真。通过与2喷头组合喷灌试验对比获得以下结论:在实验室条件下对方形域喷头进行仿真计算获得的均匀度数据与组合试验结果基本一致,因此可通过仿真试验研究变量喷头组合喷灌均匀性;基于S800喷头的方形域组合喷灌,其平均喷灌强度为2.8mm/h,组合喷灌均匀度达77%,达到《喷灌工程技术规范》规定的定喷系统均匀系数不低于75%的要求。     

单片机控制的草坪喷头变域喷洒系统

以变频调速变域喷洒系统和喷洒域边界方程为基础,总结了实现变域喷洒开环控制的统一方法。研制了变域喷洒单片机开环控制系统,并进行了正方形喷洒域室内喷洒试验,结果表明,单片机控制系统的开环控制效果良好,喷头射程最大误差约为5.6%,平均误差约为1.5%;采用分水针改善低压时喷头的径向水量分布,喷洒均匀度达到了0.77,符合喷灌工程技术规范的要求。     

圆形喷灌机低压阻尼喷头水力性能试验

随着圆形喷灌机在我国的快速发展,其配套喷头也经历了从中压向低压方向发展的过程。对不同工作压力和不同喷嘴直径的阻尼旋转低压喷头进行水量分布的影响试验,为圆形喷灌机的后续推广应用提供参考。      

旋转式微喷头的研制和性能测试

采用组合双曲面折射,研制了一系列旋转式微喷头,由插杆、接头、微管和喷头4个部件组成,采用标准尺寸联接,各个部件均可更替和改装;通过改变喷嘴的尺寸可生成多种流量、规格的系列产品;变换转轮的流道设计,可生成多种型号的旋转微喷头。解决了微喷头品种单一、产品配套性差的问题。新研制的旋转式微喷头具有喷洒均匀度高、可扩展性强、耐久可靠等优点。通过27组单喷头喷洒试验和14组组合喷洒试验,初步建立了压力、流量、安装高度、组合间距与射程及喷洒均匀度的关系。     

四喷嘴非圆形喷洒域喷头的试验研究(一)

城市化进程的迅速推进，使得非圆形喷洒域喷头有很好的应用前景。介绍一种新型四喷嘴非圆形喷洒域喷头的结构特征，以及它的喷洒机理。并在此基础上指出了该种喷头以后需要改进的方面。     

圆形喷灌机非旋转喷头流量系数的研究

分析推导了圆形喷灌机非旋转喷头圆锥形喷嘴流量系数的影响因素和理论公式,并分别对国外D3000喷头和国产PZ喷头的流量系数进行了测试。结果表明:D3000和PZ喷头流量系数的理论计算平均值为0.9377,D3000喷头流量系数测试平均值为0.969,因PZ喷头加工制造精度差,其流量系数测试平均值为0.9121。喷头流量系数的测试平均值高于理论计算平均值3.3%。当圆锥形喷嘴锥角为10.01°～23.18°时,流量系数的合理范围为0.93～0.98,取建议值0.95时,喷头流量的理论计算值与测试值的相对误差均值小于2%,完全可以满足圆形喷灌机喷头配置精度的要求。     

喷头工作中常见故障及排除方法

喷头是将压力喷射到空中，形成水滴，进行喷洒灌溉的设备。喷头与动力机、水泵、管道等组成一个完整的喷灌机组或喷灌系统。喷灌时，灌溉用水最后都由喷头喷洒到田间，所以喷头性能的好坏，运用是否得当，对整个喷灌机组和喷灌系统的技术状态起着重要的作用。由于喷头的种类很多，鉴于其较为精密，出水孔很小，