摘要：阻力型风力提水灌溉系统是利用风力拖动提水机具提水浇灌作物的灌溉机组。为了能够达到更好的提水效果，对风力提水机的提水装置部件进行改进，将平胶皮垫改为碗式胶皮结构。为进一步提高机具在未来市场中的竞争力，进行大胆创新，在变速机构中增加了离合器，使机组能够充分利用微风工作。

0前言
    阻力型风力提水滴灌系统主要由风力提水机、贮水装置、滴灌系统三部分组成。系统启动风速低，风速2. 5 m/s即可工作，滴灌效率达3-6t/h，适用于农田、草原以及膜下滴灌作业。通过查阅相关文献，了解到风力提水灌溉系统节约资源，市场前景好。为了使该机组更好地发挥作用，创造出更大的价值，在近6个月的运行试验和生产考核中，发现：
    (1)提水机运行中，活塞胶垫密封不严，漏水严重，机具没有达到实际生产能力。
    (2)提水机运行中，在活塞上行提水过程中一旦停止，再启动时，需要的启动风速远远大于活塞下行时需要的启动风速，致使机具在微风时，不能运行提水。为此，我们以科学实验为基础，大胆寻求创新，将提水装置部件进行了改进，从而提高了提水效率。同时，通过阅读相关文献，在原机型基础上添加离合器装置，使提水装置在运转时摆脱了风速较小时，风轮转速低、动能小的问题。改进后该系统能充分有效地利用低风速风能进行提水作业。

1提水装置部分
    在原样机的基础上，我们对水泵部件进行部分更换及改进，将提水装置的平胶皮垫进行更换，改用碗状胶皮结构进行实验，结果如图1。

    通过实验测试，发现更改装置之后：
    （1）碗状胶皮与泵体的接触面更大，而且密封性能得到了显著的提高。提水能力大幅度增强，据统计，通过此项改进，机具提水能力达到设计提水能力的90％以上。

    （2）由于碗状胶皮的侧壁是一体的，不存在原形式大小胶皮垫之间含有间隙的问题，在活塞运动过程中不会发生上下弯曲，从而胶皮的磨损率也有了明显减少。

    改良后，我们对实验结果进行整理，得到表1。改良后的风力提水机完全满足滴灌系统要求的各项参数。

2变速装置部分
2.1存在问题

    提水机起动时，系统需要克服一定的阻力，在风速较小时，风轮转速低、动能小，不能一次完成一个上升行程的提水动作，而在活塞上行的区段停止，再启动需要克服较大阻力。此时，要求的启动风速要比下行程时要求的启动风速大得多。因此，该系统不能充分有效利用低风速风能进行提水作业。

2.2改进意见
    在风轮与变速装置之间，安装离合装置。当风速低时了风轮与变速装置分离，由于不受提水阻力的影响，风轮转速逐渐增大，动能增加，当风轮转速达到一定程度时，离合装置自动使风轮与变速机构结合，由于有足够的动能，可以拉动活塞提水。当风轮由于阻力转速降低到一定程度时，离合装置使风轮与变速机构分离，风轮脱离负荷，在环境风力作用下风轮转速又逐渐增大，直到再次与变速机构偶合，其结构如下图2。

    通过增加离心式离合装置，机组能够充分利用微风进行工作，尽管一个上升行程可能要经过几次离合。此时，机组运转更加流畅，避免了微风时提水装置运动至上行程时面临的“刹车”现象，并且减少了碗状胶皮的磨损，起到保护组件及节约成本的效果。

3结论
    经过以上改良，阻力型风力提水系统的工作效率将有大幅度的提升，生产效率提高约30％；有效地利用微风工作，运行试验表明，通过增加离合装置，风车启动风速由2. 5 m/s降低到1. 9 m/s，且运行更加平稳。