一、微灌系统主管
与多孔式滴灌带或喷水带直接连接的配水管常称为微灌系统的主管。多孔微灌系统的主管可以采用低密度聚乙烯管、改性聚乙烯薄壁软管、涂塑软管等。
低密度聚乙烯管(LDPE管、PE管)是利用低密度聚乙烯树脂添加一定辅料挤出成型,盘绕成卷,具有质量轻、韧性好、耐低温性能强、强度好、使用寿命长、易于打孔和连接等特点,其抗冲击能力、抗老化能力比聚乙烯管好,是各种温室大棚微灌系统中最常用的输配水主管。其缺点是投资较高、耐高温性能较差、抗张强度低。
改性聚乙烯薄壁软管(PE薄壁软管)是利用低密度聚乙烯树脂添加一定辅料吹至成型,管壁薄(一般壁厚在1mm以下),可压扁后卷成盘,具有用料省、投资少、耐腐蚀、体积小、质量轻、易收藏等特点,缺点是强度低、易被刺破、使用寿命短。通过向低密度聚乙烯中加入适量的EVA、线性低密度聚乙烯(LIDPE)或其他辅料,用以改善聚乙烯薄壁塑料软管的韧性、塑性、耐拉性和耐磨性,在一定程度上提高其强度和使用寿命,所以称之为改性聚乙烯薄壁软管。由于薄壁多孔管微灌系统的工作压力较低,对主管的强度要求不高,因此日光温室中的多孔管滴灌系统已广泛采用特制的改性聚乙烯薄壁软管作为主管。
大田滴灌系统和采用喷水带的微灌系统中,也有采用涂塑软管作为主管的。涂塑软管以合成纤维为管胚,内外壁涂以聚氯乙烯树脂支撑,管壁较薄,可压扁后卷成盘,具有质地强、耐酸碱、耐腐蚀、耐穿刺、耐摩擦、使用寿命长等特点,且投资较低,在我国农业灌溉系统中应用较为广泛。此外,消防带具有耐压力能力高、耐穿刺、耐摩擦等特点,也可以做主管,缺点是抗太阳辐射而老化的能力较低,使用时应设法避免阳光直接照射在消防带管上。
为了防止光线透过管壁进入管内,引起藻类等微生物在管道内繁殖而堵塞出水小孔,同时也为了减少紫外线对管道老化的影响,增强抗老化性能,微灌系统中的主管一般应选择黑色或不透光线的有色管。
二、专用配套接头
将多孔式滴灌带和喷水带连接到主管上需要专用的配套接头,下图所示为几种典型的多孔管配套接头。
主管为可压扁的薄壁软管时,采用上图(1)所示的内接式旁通接头,安装时将旁通的内接头从主管两端塞入管道中,从事先用冲子或打孔器加工的旁通安装孔中取出,连接在旁通外接头上,然后与滴灌带或喷水带连接。主管
为聚乙烯管等有一定弹性的厚壁塑料管时,采用上图(2)所示的外接式旁通,安装时将旁通直接挤入钻头或打孔器加工的旁通安装孔中锁紧,然后与滴灌带连接。主管为PVC管或其他硬质管时,一般在需要安装滴灌带或喷水带的地方安装三通接头,然后通过上图(3)所示的螺纹软管接头与薄壁多孔管连接。
三、供水管道与管件
温室大棚实施薄壁多孔管微灌工程,配套设备主要有供水设备、过滤设备、施肥装置、流量与压力调节控制、保护与测量装置等。这里仅对供水管道与管件选择做些扼要说明。
1、供水管道
适合灌溉使用的各种铸铁管、钢管、塑料管都可以作为温室大棚微灌工程的供水管道。
铸铁管和钢管承受工作压力大,工作可靠,使用寿命长。缺点是单位长度质量较大,每根管的长度短,接头多,施工量大。由于这类管道不耐腐蚀,所产生的铁絮物会堵塞微灌系统,因此微灌工程中,铸铁管和钢管一般只用在主过滤器以前,作为引水干管用,而不用于田间微灌的输配水管网系统。
各种塑料管由于具有良好的性价比,是温室大棚微灌工程中最常使用的输配水管道。聚氯乙烯管(PVC管)、低密度聚乙烯管(LDPE管、PE管)、聚丙烯管(PP管)的应用最为普遍,它们的承压能力因材质、管壁厚度和管径不同而异,额定工作压力一般可以达到0.4—0.6MPa。这类塑料的共同优点是内壁光滑,水力性能好,有一定韧性,能适应一定的不均匀沉陷,质量小,搬运容易,成本低,耐腐蚀,使用寿命长,一般可用20年以上。缺点是材质受温度影响大,高温发生变形,低温变脆,受光和热影响容易产生老化,材料强度降低。为减少高温和光照对塑料管的影响,在可能的条件下,在温室大棚建设中室内微灌系统中的塑料管道一般埋入地面0.3m以下,以避免塑料管因阳光直射产生老化,从而可延长其使用寿命。温室大棚外的塑料管和其他输配水管要埋入冻土层以下,以避免管道冻裂损坏。
PVC管是以聚氯乙烯树脂为主要原料,与稳定剂、润滑剂等配合后经挤压成型的,具有承压能力强、安装连接方便、外观漂亮等特点,但材质较脆,需要注意避免剧烈撞击。聚氯乙烯管属硬质管,刚性强,难以压延和拉伸,对地形的适应性和耐高温能力不如PE管,因此,在温室大棚建设中一般将PVC管埋入地下作为微灌系统中的输配水管道使用。
PE管对地形的适应性强,综合性能较好,广泛用于微灌系统的田间输配水管和毛管。PE管目前流行的有两种标准,一种是以外径作为公称尺寸,一种是以内径作为公称尺寸,目前国内生产的多数PE管均以内径为公称尺寸,但将逐渐转向以外径作为公称尺寸的国际通用标准。温室大棚微灌工程中应使用黑色不透明的聚乙烯管,且管道应光滑平整、无气泡、无裂口、沟纹、凹陷和杂质等。
PP管耐高温性能较好,但管道的线性膨胀系数大,一般仅用作温室大棚微灌工程的地下供水管道。
薄壁多孔管微灌系统的工作压力相对较低,为降低管道系统的投资,还可以根据实际情况考虑选用薄壁塑料软管作为输配水管,如涂塑软管、消防带、改性聚乙烯薄壁软管等。还可以用PVC排水管代替PVC给水管埋在地面以下作为输配水管,以降低温室大棚建设工程造价。
2、连接管件
管件是连接管道的各种接头,由于温室大棚建设中经常遇到几种管材在同一个微灌系统中,需要对管道之间的连接有一定认识和了解。管道的连接方式有焊接、粘接、插接、螺纹连接和法兰连接等几种方法。根据连接目的不同,管件被分成直接头、弯头、三通、四通、堵头、旁通等几类。根据连接位置的不同,管件又分为内接式、外接式、对接式、混合式四种。
管件的连接方式与管道材料有关。钢管之间可通过焊接、螺纹连接、法兰连接等多种方式连接,钢管与塑料管之间连接可采用螺纹连接、法兰连接、插接。
PVC管容易粘接,由于以外径作为标准尺寸,PVC管之间的连接一般用外接式管件插接,同时采用专用的PVC胶将管件与管道固定并密封牢固。PVC管与钢管、PE管之间的连接则可以采用法兰对接或螺纹连接,一般管径小于40mm时采用螺纹管件连接,大于40mm时采用法兰管件连接。
PE管可粘接性差,相互之间的连接在温室大棚建设安装中一般采用机械方式连接和密封。以外径为标准的PE管用外接式管件,用管件上的锁紧套和橡胶密封圈进行连接和密封[下图(1)所示]。以内径为标准的PE管用内接式管件,用管件上的倒刺式密封环配合管箍进行连接和密封[下图(2)所示]。PE管与钢管、PVC管之间的连接一般采用法兰对接或螺纹连接,管径小于40mm时采用螺纹管件连接,大于40mm时采用法兰管件连接。
(作者:王学友 河南 北方温室大棚建设)
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