張?jiān)A 賈煉 李小宇 劉莉莉 王禹森

達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站，四川達(dá)州

1 噴灌自吸泵現(xiàn)狀

目前，國(guó)內(nèi)不少蔬菜大棚噴水、噴藥以及葉面施肥等過(guò)程中用的噴灌自吸泵大多選用旋渦式自吸泵或者離心式自吸泵，如果只在一個(gè)泵能達(dá)到的固定流量揚(yáng)程工況點(diǎn)使用還是可以的，但在實(shí)際生產(chǎn)中大棚需要的流量往往是變化的。旋渦式自吸泵輕巧一些，但流量太小，且流量揚(yáng)程曲線是陡降的直線，在大流量時(shí)使用，會(huì)因壓力不足導(dǎo)致噴頭噴霧效果差，而在小流量時(shí)使用，壓力過(guò)大易導(dǎo)致噴頭脫落；使用離心式自吸泵時(shí)，泵體積大、笨重不便于移動(dòng)，而其流量揚(yáng)程曲線的恒壓特性差。

2 新型高效恒壓噴灌泵的主要設(shè)計(jì)

鑒于國(guó)內(nèi)噴灌自吸泵的現(xiàn)狀，筆者在借鑒高速部分流泵設(shè)計(jì)機(jī)理的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出HYZX12.5-50-4新型高效恒壓噴灌自吸泵。

2.1 設(shè)計(jì)性能參數(shù)

HYZX12.5-50-4新型高效恒壓噴灌自吸泵的設(shè)計(jì)性能參數(shù)如下。

流量Q：12.5 m3/h=0.003 5 m3/s；

揚(yáng)程H：50 m；

轉(zhuǎn)速n：2 900 r/min；

電機(jī)功率：4 kW。

2.2 主要水力特征尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算［1-5］

屬于超低比轉(zhuǎn)速離心泵范圍，葉輪、泵體的主要水力尺寸計(jì)算按照高速部分流泵的設(shè)計(jì)方法并結(jié)合達(dá)州市農(nóng)業(yè)機(jī)械研究推廣站已有的實(shí)用新型專利技術(shù)（一種自吸泵，專利號(hào)ZL 201120043452.X）的成功經(jīng)驗(yàn)來(lái)計(jì)算，如下。

2.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)［1-5］

新型高效恒壓噴灌自吸泵的結(jié)構(gòu)圖見圖1。它由泵體、葉輪、泵蓋、懸架等零部件組成，其結(jié)構(gòu)的新穎性在于泵體與葉輪設(shè)計(jì)，泵體結(jié)構(gòu)圖見圖2，葉輪結(jié)構(gòu)圖見圖3。

泵體在螺旋形排出流道中靠近泵舌處設(shè)置有一附加的隔壁，泵舌與隔壁一起組成排出噴嘴，在泵內(nèi)灌滿水并開始首次啟動(dòng)后，泵體和葉輪內(nèi)液體開始循環(huán)，葉輪葉間流道內(nèi)形成空氣和水的混合物，這一混合物流過(guò)排出噴嘴，液體流速降低，空氣逸出而送往壓出短管，但液體又流回再循環(huán)。抽除吸入管中的空氣后，泵開始正常運(yùn)行。排出噴嘴并不影響泵的正常運(yùn)行使用。泵體體積小，且輕巧。

圖 1 泵結(jié)構(gòu)圖

圖 2 泵體結(jié)構(gòu)圖

圖 3 葉輪結(jié)構(gòu)圖

同時(shí)，葉輪的葉片前段3/5～4/5長(zhǎng)度為直葉片或扭曲葉片，葉片后段1/5～2/5長(zhǎng)度為出口安放角90°的直葉片，葉片前后兩段之間用R10～15過(guò)渡連接，葉輪出口寬度是常規(guī)設(shè)計(jì)值的1.2～1.4倍。這就使得泵流量揚(yáng)程曲線理論上是平直的，即泵具有恒壓特性，葉輪出口比較寬，系低比轉(zhuǎn)速離心泵加大流量設(shè)計(jì)，泵效率比較高。

3 新型泵性能對(duì)比

HYZX12.5-50-4新型高效恒壓噴灌自吸泵同目前市場(chǎng)上銷售使用的離心式自吸泵性能對(duì)比見表1，流量揚(yáng)程性能曲線的恒壓特性對(duì)比見圖4。

從表1與圖4的對(duì)比中可得，新型高效恒壓噴灌自吸泵具有體積小，大流量不降壓，小流量不超壓（即恒壓），能耗低等特點(diǎn)。

表 1 自吸泵性能對(duì)比表

圖 4 流量揚(yáng)程曲線對(duì)比

4 節(jié)能性對(duì)比

與同電機(jī)功率、近似參數(shù)的ZB17-55-4型離心自吸泵相比較，HYZX12.5-50-4新型高效恒壓噴灌自吸泵的效率高7%。其節(jié)電效果計(jì)算如下，在泵效率47%時(shí)，泵軸功率為12.5×50/（3.6×102×0.47）=3.62 kW；在泵效率40%時(shí)，泵軸功率為12.5×50/（3.6×102×0.40） =4.26 kW，軸功率相差0.64 kW/h，若按照每年累計(jì)50 d連續(xù)運(yùn)行使用來(lái)計(jì)算的話，每年可以節(jié)約用電0.64×24×50=768 kW/h，具有明顯的節(jié)能特性。

5 結(jié)束語(yǔ)

HYZX12.5-50-4新型高效恒壓噴灌自吸泵主要用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技園中的蔬菜大棚、林業(yè)花卉的噴水、噴藥以及葉面施肥等，它輕便實(shí)用、恒壓、能耗低，是節(jié)水灌溉泵中較為理想的噴灌自吸泵，具有較大的推廣應(yīng)用價(jià)值。