农用阀门发展现状及建议

□杨昌敏 徐 一 彭晓琴/四川省农业机械研究设计院

农用阀门发展现状及建议

□杨昌敏 徐 一 彭晓琴/四川省农业机械研究设计院

农用阀门不是阀门的一个类别，而是指应用于农业生产中的阀门。我国用水量的70％消耗在农业方面，而大部分农业用水又用于农田灌溉，农用阀门作为农田灌溉系统中必需的装置，对控制和确保灌溉系统正常运行起着关键作用。本文主要从灌溉系统中阀门的应用及发展现状进行论述，就存在的问题提出几点建议。

我国地域辽阔，但是水资源十分短缺，不仅人均占有量少，而且时空分布不均匀，水资源区域分布与生产力布局极不匹配。据资料显示，我国用水量的70％消耗在农业方面，而大部分农业用水又用于农田灌溉。在农田灌溉方面绝大部分农田采用的是效率极差的漫灌方式，使我国农业用水系数仅为0.45左右，而一般发达国家达0.70～0.80；我国的农业用水效率是0.87，而发达国家达1.80，所以农田灌溉是节约用水的主要方面。农用阀门作为灌溉系统中必须安装的控制装置，对控制和确保灌溉系统正常运行起着关键作用。

1 灌溉系统传统阀门及特点

阀门是大型成套装置中的重要组成部分，主要用于工艺管道介质（液体、气体、粉末）的切断、节流、调压和改变流向等。阀门广泛应用于国民经济的各个重要领域，是农业、能源、石化、冶金、电力等行业装备中的关键设备之一。阀门种类繁多，可根据公称通径、压力等级、管道连接方式、阀体材料等分成不同类型。按国际、国内最常用的分类法，一般可分为闸阀、截止阀、球阀、隔膜阀、旋塞阀、蝶阀、止回阀、减压阀、安全阀、疏水阀、底阀、排污阀等。

灌溉系统中常用的阀门包括：蝶阀、球阀、闸阀、进排气一体阀等，根据各自特点，适用于不同场合。

1）蝶阀，又叫翻板阀，用于低压管道介质的开关控制、启闭管道中的水流流动。特点：启闭方便迅速、省力，流体阻力小，可以经常操作；结构简单，体积小，重量轻，调节性能好；但密封性较差，泄漏量较大。

2）球阀，主要用于截断或接通管路中的介质，也可用于流体的调节与控制。特点：结构简单，体积小，重量轻，密封性好，但因开启程度难以控制，故不宜用于精量流量调节，同时因启闭速度不易控制，可能会使管内产生较大的水锤压力。

3）闸阀，截断和接通管道中的水流，不能作调节和节流。特点：水可以从两个方向流动，占用空间较小，但结构复杂，密封面容易被擦伤而影响止水功能，启闭高度较大。

4）进排气一体阀，能够自动排气和进气，当有压力水时能够自动关闭的一种安全保护设备。特点：管道内有高压空气时排气，防止水锤产生；管内有真空时防止进气，避免因真空产生的虹吸现象将杂质吸入管道系统。

2 灌溉系统阀门的发展应用

2.1 自动控制阀

随着机电一体化技术和计算机控制技术的发展，数字化、智能化和网络化的自动控制阀应运而生，采用自动控制系统实现对阀门的操作、监控和系统安全保护。

1）自动控制电动阀。由电路控制和机械传动组成的电动阀门，具有耐高压、寿命长、维护简单等特点，与信息传输技术、计算机自动控制技术相结合，组成自动控制阀门，解决农田灌溉中用水计量、用水控制和定额管理等问题，满足了农田灌溉中经济性、可靠性的要求。

2）自动控制调节阀。调节阀根据调节部位信号自动控制阀门的开度，实现流量、压力和液位的调节。调节阀主要应用在喷灌系统，在固定式喷灌系统中，还可采用空气调节阀结构，通过空气的流通来调节输水管道内的气体及真空，使管道在启动和关闭时，不易产生气锤、水锤。调节阀在农业生产自动化中有着广阔应用前景。

3）低功耗智能灌溉控制阀。低功耗智能灌溉控制阀主要应用于基于物联网技术的节水灌溉系统。控制阀由阀门控制器与灌溉控制阀两部分组成，具有无线控制、低功耗、不易堵塞、智能状态反馈等特点，解决了现有的灌溉控制阀在实际应用中存在堵塞及动作不可靠等问题，提高了灌溉系统运行的稳定性，在物联网灌溉系统中潜力巨大。

2.2 新型快捷柱形回转阀

新型快捷柱形回转阀是针对田间低压供水平板闸阀开启速度慢和球阀开启阻力大等问题而产生的。回转阀采用圆柱形内外壳体间隙配合、J型无骨架橡胶密封圈密封和可快速拆装式启闭手柄等关键技术，结构简单，操作方便，成本低，效率高。回转阀与大型灌区的管渠构成节水灌溉系统，实现管渠和阀一体化，保证灌区系统高效运行，为大型灌区节水增粮提供了新方法。

2.3 从国外进口的阀门

国外阀门在控制技术及可靠性方面具有一定优势，因此我国从德国、日本等国直接进口阀门用于农业生产。农业灌溉系统中以色列阀门使用较多，以Bermad为首，Bermad是以色列从事阀门生产的厂家，中文翻译为伯尔梅特，其生产的水动控制阀非常有名，广泛应用于园林和农业，其先进的阀门及控制方案贯穿于灌溉领域各环节，应用于滴灌、喷灌、微喷灌、中枢灌溉等系统。

3 建议

3.1 大处着眼，提高整个行业的水平

阀门作为典型的机械产品，应用于国民经济的各行各业，整个阀门行业的技术水平提高，必将带动其涉及的各个领域发展。我国农用阀门需要从国外进口，究其原因就是阀门的稳定性、可靠性、安全性达不到某些工况使用的要求。从整个行业来看，近年来我国阀门产品的结构不断变化，市场竞争力不断提高，但整体水平偏低，质量不够稳定，内、外漏现象时有发生，与发达国家相比，技术上还存在一定差距。因此，必须加大研发投入，重视技术人才的培养，调整产品结构，实施技术创新；注重分析借鉴国外先进技术，广泛参与国际技术交流，扫除提高产品质量的障碍；同时要兼顾新材料、新技术、新工艺在阀门上的应用，开发出技术含量高、质量稳定、具有自主知识产权的阀门产品。

3.2 建立农用阀门的标准体系

标准是产品的生命，一个产品从设计、制造、检验到使用每个环节都离不开相应的规范和标准。农用阀门虽从属阀门大类，但因其使用环境而具有其特殊性。然纵观整个行业，并没有相应的标准与之配套，致使产品本身产生质量缺陷进而影响整个系统的有序运行。因此，要研究农用阀门标准体系，综合考量其使用地理环境、气候条件、使用频率等相关因素的影响，制订出恰当适用的标准。标准制订后还应建立执行监督机制，加大标准的执行力度。只有产品本身设计制造和使用过程中按标准执行，整个灌溉系统的稳定运行才有基础保障。

3.3 重视选型、安装、使用与维护

农业灌溉是一个大系统，农用阀门作为其组成之一，作用关键。设计灌溉系统时，要充分认识农用阀门的重要性，按工况条件科学选型。

安装不正和维护不力都会导致阀门的密封工作不正常，阀门带病运转，将过早地损坏密封面，严重影响阀门的使用。安装施工时必须小心，安装前应检查阀门，鉴定有无损坏；对于阀门所连接的管路，要清扫干净以免擦伤阀门的密封面，尤其是大颗粒杂物能堵死小阀门，使阀门失效；安装螺口阀门时，应将密封填料清除以免存积于阀内，影响介质流通。

正确地选择、安装、使用和维护阀门能保证其密封性、可靠性以及动作灵敏度，延长其使用寿命，保证其在灌溉系统中的稳定性。

3.4 因地制宜，有效利用新能源

进入新世纪后，人类生活和工业发展对能源的需求越来越多，而传统能源却在不断萎缩。灌溉系统农用阀一般由电能驱动，这在丘陵地区或者大灌区极不适用。丘陵地区灌溉系统管网延伸距离长，敷设阀门电源线工程投资大，还会产生诸多安全隐患。与之对应的是丘陵地区阳光充足，太阳能丰富，风能也可加以利用。因此，需因地制宜，积极探索新能源驱动方式，利用新能源解决远距离分散安装阀门的能源供给问题。

3.5 落实政策，确保系统稳定有序

水是农业的命脉，农业是国民经济的基础，节水灌溉是农业发展的保障。近年来，国家高度重视发展节水农业，并从政策上给予大力支持。灌溉系统高效运行必须坚持从政府决策到生产实践的每一环节都认真落实。灌溉系统的科学研究、规划设计需要专业人才，系统的管理维护也需要具备相关知识的人员。实践中要大力培养专业人才，保证灌溉系统建设能够顺利推进。