CN101234368A - 可变弧的喷头 - Google Patents

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CN101234368A CNA2008100856986A CN200810085698A CN101234368A CN 101234368 A CN101234368 A CN 101234368A CN A2008100856986 A CNA2008100856986 A CN A2008100856986A CN 200810085698 A CN200810085698 A CN 200810085698A CN 101234368 A CN101234368 A CN 101234368A
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Abstract

本发明涉及一种可变弧的洒水喷头，通过任何可变弧形间距来分布水流。喷头包括由导流器螺旋表面和本体所形成的螺旋啮合而构成的一个或多个弧形槽。使用者可以转动本体的一部分来选择一个或多个槽的弧形间距。根据弧形间距的范围，可调节匹配的降水率特征以将适当水量引导到导流器。进一步地，在导流器和本体上的边翅片在分布弧形的两边引导水流来增加射程并且在弧形边上提供非常均匀的水流分布。

Description

可变弧的喷头
技术领域
本发明涉及灌溉喷灌机，特别是，具有可变弧的喷头以调节水流分布弧间距的喷灌机。
背景技术
喷灌机的使用是灌溉草地，树木，花卉，作物，和其它种类植物区域的一种常用方法。在典型的灌溉系统中，很多不同类型的喷灌机可以用于在需要的区域上方喷洒水流。一种常用的灌溉喷灌机是喷头喷灌机，具有在喷灌机的周围产生以弧形模式向外喷射的扇形喷水的喷头。典型地，这种喷头安装在固定升降器或可动地安装在埋于土里的壳体中的地埋式升降器上。对于地埋式升降器，当喷灌机不工作时，该升降器被收回到壳体中，当喷灌机工作时，从壳体中伸出到地面上。然而，当使用这种可变弧的洒水喷头时，出现几个问题：(1)水流分布的弧间距没有足够的适应性；(2)没有足够的水分布到相对接近喷灌机的地带；(3)在不同间距的弧形之间缺少均匀的降水率；和(4)在分布图的边缘缺少均匀的水流分布。
第一，在很多实例中，需要控制灌溉机分布水流的弧形区域。在这点上，经常需要使用如下一种喷头，这种喷头通过在全圆形模式和非常小的(大约5°或更小的)弧形模式之间任意弧形设置的可调模式来喷布水流。
第二，需要具有分布在喷灌机附近的喷布部分来避免在喷灌机的周围产生圆环形的浇灌图形。许多商业上可买到的可变弧的洒水喷头倾向于以圆环形图形喷布水流，只有少量水喷布在接近喷灌机的区域。因此，远离喷灌机的区域大致比接近喷灌机的区域接受更多的水。因而，存在用于可变弧的洒水喷头的提供包括在喷灌机附近适当浇灌的水流喷布模式的需要。
第三，可变弧的洒水喷头大致根据使用者选择的水流分布弧形间距的大小来产生不同的降水率。一般地，较小的弧形设置倾向产生较高的降水率，因为给定的水量分布在更小的区域上。例如，当弧形尺寸减小(如从全圆形到半圆形)，如果流速也没有减小，最终的降水率将相对于作用范围升高。在大多数情况下，非常需要系统中的每一个喷灌机对选择浇灌的区域提供均匀的水量，在给定的时间里不管水流分布的弧形间距使所有的植物接受相同的水量。因此，对可变弧的洒水喷头存在如下需求，当使用者调节水流分布的弧形间距时能通过喷头适当地调节流速。
典型地，沿着分布半径，传统的喷头喷灌机的降水率大致不均匀。降水率取决于离开喷灌机的距离的平方。因而，在多数情况，制造者根据喷头的射程将喷头的流速特别地设置成不同的值。为较近作用范围(如4，6或8英尺)设计的喷头的流速，因此小于为较远距离作用范围(如10，12，或15英尺)设计的喷头。
减小流速的一个方法是通过使用相对窄的弧形水流出口喷洒槽，如，约0.02英寸。对于倾向提供相对近距离的作用范围(如4，6，或8英尺)的扇形喷头，这些相对窄的槽的使用特别普遍。然而，这些窄的槽，容易被脏物或其它的碎屑阻塞。因此，对可变弧的洒水喷头存在如下需求，通过喷头正比例地调节流速来避免使用会被阻塞的窄弧形出口缝。
第四，存在在水流分布弧形的边缘改善浇灌的界定性和均匀性的需求。在弧形边缘经常是不规则并有缺口的。例如，在弧形分布图形的中心部分的水，大致从喷头喷出均匀的距离，然而在弧形的边缘的水没有喷出同样远。而且，即使对于沿着相对接近喷头的边缘地带，也有不均匀的水喷布。多种喷灌机被用于给定的喷灌地带时，这种在边缘的不均衡导致作用范围缺口和不均匀的作用范围，特别是在从一个喷灌机的喷洒范围到另一个喷灌机的喷洒范围的过渡区域和在接近各个喷灌机的区域。
这种由可变弧的洒水喷头的组件产生的在边缘的不规则和缺口称为边“翅片”，其用于设定水流分布弧形的大小。在水流分布弧形边缘出现的缺口和不规则大致来自于与这些边翅片相关的三个因素。第一，翅片对图形边缘的水流分布产生摩擦阻力，而在没有翅片的图形中心不产生这种阻力。这种阻力，依次地，减小在弧形分布图形边缘水流的喷出距离。第二，在边翅片上存在相当大的切线分量的水流。一些切线水流来自于喷头的配合零件之间的泄漏，引起部分的向外喷射的水流偏移并产生水流分布缺口和不均匀。第三，传统的边翅片不能充分引导沿弧形边缘向外喷射的水流，再一次产生水流的切线分量和不均匀的水流分布。
因此，人们需要具有这样的可变弧的洒水喷头：(1)调节到任何所需要的水流分布的弧形间距；(2)对喷灌机的附近地带提供增加的水流分布；(3)不管使用者所选择的水流分布弧形间距的大小提供相对均匀的降水率；和(4)提供均匀的水流分布弧形，甚至是在在所述弧形边缘的水流分布。根据使用者的特殊需求，可以适当的结合上述一个或多个特征到给定的可变弧的洒水喷头。本发明实现了这些需求并提供其他的相关优点。
附图说明
图1是根据本发明可变弧的洒水喷头第一实施例的横截面图，用于在喷头附近增加水流分布可变弧的洒水喷头；
图2是图1的可变弧的洒水喷头的分解立体图；
图3是图1的可变弧的洒水喷头的支座的俯视图；
图4是图1的可变弧的洒水喷头的外壳的前视图；
图5是图1的可变弧的洒水喷头的导流器的前视图；
图6是根据本发明可变弧的洒水喷头第二实施例的部分剖切立体图，用于在喷头附近增加水流分布可变弧的洒水喷头；
图7是图6的可变弧的洒水喷头的轴环的立体图；
图8是根据本发明可变弧的洒水喷头第三实施例的横截面视图，用于改善均匀的降水率可变弧的洒水喷头；
图9是图8的可变弧的洒水喷头的分解立体图；
图10是图8的可变弧的洒水喷头的轴环的立体图；
图11是根据本发明可变弧的洒水喷头第四实施例的分解立体图，用于改善均匀的降水率可变弧的洒水喷头；
图12是图11的可变弧的洒水喷头的横截面图；
图13是根据本发明可变弧的洒水喷头第五实施例的横截面图，用于改善在水流分布弧形边缘的水流分布可变弧的洒水喷头；
图14是图13的可变弧的洒水喷头的导流器的立体图；
图15是图13的可变弧的洒水喷头的支座的立体图；
图16是图13的可变弧的洒水喷头的轴环的俯视立体图；和
图17是图13的可变弧的洒水喷头的轴环的俯视图。
具体实施方式
图1-17所示为改进的可变弧的洒水喷头的五个优选的实施例，可以调节成灌溉所需的任何弧形间距水流分布。第一和第二实施例还阐明了具有改进的围绕喷头附近地带浇灌的喷头(图1-7)。第三和第四实施例阐明了与水流分布的弧形间距无关就可提供相对恒定降水率的喷头(图8-12)。第五实施例显示了在水流分布弧形边缘提供改进的水流分布的喷头(图13-17)。
参考图1-5，可变弧的洒水喷头10第一实施例包括喷头单元或头部，其具有适用于方便地螺纹安装到固定式或地埋式管状升降器(未显示)的上端部的本体16。喷头10设有上弧形槽90和下弧形槽92。工作时，水在压力下通过升降器被输送到喷头本体16并且通过上弧形槽90和下弧形槽92喷洒用于灌溉。这两个弧形槽90和92的弧度可在0°(关闭)到360°(全开)之间的任何位置随意地调节。下槽92大致提供围绕喷头10附近的浇灌，上槽90提供超过该附近区域上的水流图形的浇灌。
更特别地，可变弧的洒水喷头10包括多个具有互补表面的组件，所述互补表面形状为360度螺旋或螺旋旋转或与轴向偏移端部旋转。这些互补表面相互作用以形成上下弧形槽90和92，具有相同弧形间距的水流分布并且实际上可以调节到所需灌溉的任何弧形间距。上弧形槽90从主出口喷射出水来浇灌大部分的分布图形，其超过由下槽92浇灌的。下弧形槽92从第二出口喷射出水来浇灌相对接近喷头10的区域。该上下弧形槽90和92各自位于第一和第二流道上。
如图2所示，设有互补表面的组件包括支座20，轴环40，外壳60和导流器80。这些组件中的每一个优选具有互补的螺旋状表面，也就是，大致表面形状为单个360度螺旋圈或具有轴向偏移端部的回旋，这样彼此组合形成上下弧形槽90和92。该上弧形槽90由轴环40和导流器80的螺旋啮合形成并且位于第一水流道内。下弧形槽92由轴环40和外壳60的螺旋啮合形成并且位于第二水流道内。组件的特征和喷头10的操作将在下文全面阐述。
支座20为一般的圆柱形，包括具有内螺纹24的下端部22，用于快速且方便螺纹安装到升降器(未显示)的带互补外螺纹的上端部。该下端部22还具有可抓握的外表面26(如许多垂直延伸的凸纹)，有助于握住并转动支座20来安装到升降器上。外壁28从支座20的下端部22向上延伸。该外壁28具有多个从其上向外突出的锁定翼片30。这四个翼片30优选地沿外壁28的周边等间距隔开。该翼片30可互锁地与外壳60啮合，使外壳60连接到支座20上。
如图2和3所示，支座20包括一组互相连接外壁28到中心毂34的轮辐状的肋32。该肋32设有允许水流通过支座20到轴环40的流道36。外壁28的上边缘38设有用于啮合轴环40的螺旋或螺旋圈或绕轴向偏移端部的回转。
轴环40包括径向延伸的环状凸缘42，其也具有螺旋或螺旋圈或绕轴向偏移端部的回转的轮廓。该凸缘42优选地设在支座20和外壳60互相配合的部分。更特别地，如下所述，凸缘42设在支座20的边缘38的上部和外壳60的螺旋面的底部。轴环40也包括中心毂44，其从凸缘42的内圆边向上延伸。该中心毂44具有形状为螺旋或螺旋圈或旋转的上边缘48，其啮合位于如下所述的导流器80的下侧的互补螺旋面。
参考图2和4，外壳60具有带有若干孔64的外壁62。优选地设有四个孔64，使每个接收翼片30中的一个以连接外壳60和支座20，必须清楚的，其它方式也可以用于将外壳60固定到支座20上，如螺纹配合或通过声波焊接。
外壳60也优选地包括设定有螺旋或螺旋圈或回转的环状中心毂66。当支座20和外壳60互锁啮合时，支座20的互补螺旋边38表面，轴环40的凸缘42，和外壳60的下侧面，垂直地一个叠着另一个(图1)。更特别地，外壳60的环状中心轮毂66的下侧优选垂直设在轴环40的环状凸缘42的顶部，其依次，垂直设在支座20的螺旋上边缘38的顶部。
参考图2和5，导流器80具有一般的截头圆锥形，用于折射和改变水流的放大头部81，以及分成两插脚82的下管部83。导流器80的头部81的下侧84设为螺旋，或螺旋圈或回转。组装时，管部83的下端部分别插入到支座20，轴环40和外壳60各自的轮毂34，44和66。管部83的下端部的插脚82与支座20的中心轮毂34互锁(图1)。外壳60也相应的与支座20和导流器80通过如上所述的翼片30和孔64固定。然而，轴环40可相对于支座20、外壳60和导流器80转动。轴环40的转动允许槽90和92的弧形范围或增加或减小，从而控制所需的水流分布的弧形间距。
轴环40的转动较佳地通过使用调节环100来控制。该调节环100具有用于抓握的滚花外表面102和用于操作啮合轴环40的键槽内表面104。更特别地，键槽内表面104可互锁地啮合在轴环40的中心轮毂44上的相应的键槽表面50。调节环100的转动由此引起轴环40相应转动。调节环100可旋转大约一周并且控制上下槽90和92的弧形范围，对于远距浇灌和近距浇灌其范围较佳的是相同的。
工作时，水进入喷头10，沿着第一流道和第二流道流动。第一流道供应水到上弧形槽90以用于离喷头10相对远距离地带的水流分布，同时，第二流道供应水到下弧形槽92以用于相对接近喷头10的地带的水流分布。
在第一流道中，受压的供给水经过支座20的流道36，接着流过被轴环40的中心轮毂44外部限定和被导流器80的下管部83内部限定的水流管道，如图1所示。穿过这个水流道后，水流过上弧形槽90并且撞击导流器80的下侧84。导流器80使水流方向向上并向外改变以达到喷头10周围的预定距离的所需地带。
轴环40的螺旋上边缘48和导流器80的螺旋下侧面84彼此啮合来限定上弧形槽90的弧形范围，其决定了水流分布的弧形间距。更特别地，水流分布的弧形间距通过轴环40的上螺旋边缘48相对于互补的导流器80的螺旋下侧面84的位置来决定。例如，如图1所示，上槽90左边开而右边关。轴环40可以相对于导流器80转动任意量来扩大或减小弧形槽90尺寸。由此，槽90的大小不限于不连续的弧，如四分之一圆和半圆。
当喷头10设成完全关闭时，轴环40的螺旋边缘48和导流器80的互补螺旋下侧面84在一周上彼此完全啮合，从而不存在弧形槽90，第一流道因此被阻塞。当轴环40随后通过利用调节环100顺时针转动，轴环40的上螺旋边缘48开始移动导流器80的螺旋下侧面84。当它开始移动螺旋圈时，轴环40开始离开导流器80，上弧形槽90开始在轴环40和导流器80之间形成。上槽90的弧形范围随着调节环100的进一步顺时针转动而增加直到引起轴环40持续移动螺旋圈。该调节环100可以顺时针转动直到在轴环40上的止动件52与导流器80上的止动件86啮合，阻止了进一步的转动。在这点上，轴环40已经转过全部的螺旋圈，上槽90的弧形范围接近了360度。在这个全开的位置，水基本上沿喷头10的整个圆周分布。
当轴环40通过利用调节环100逆时针转动时，上槽90的弧形范围减小。轴环40的上螺旋边缘48在相反方向上转过螺旋圈，逐渐地减小上槽90尺寸。当上螺旋边缘48已经完全转过螺旋圈，轴环40的止动件52与导流器80的止动件86啮合并且阻止进一步的转动。在这点上，上槽90关闭并且通过轴环40的第一流道再次阻止另外的水流。
在第二流道中，受压的供给水穿过支座20的流道36，接着流过由轴环40和外壳60配合所形成的下弧形槽92，下面将更全面的进行描述。如图2所示，流过下弧形槽92之前，水优选通过径向延伸的齿54过滤，齿54优选长度大约为0.01英寸，沿轴环40的环状凸缘42的外边圆周间隔开。
轴环40的螺旋凸缘42和外壳60的螺旋下侧面彼此配合形成下弧形槽92。更特别地，轴环40的螺旋环状凸缘42啮合外壳60的螺旋中心轮毂66的下侧面。这两者之间的相互作用使下弧形槽92开和关。例如，如图1所示，下槽92在左边开、在右边关。通过转动轴环40经过调节环100来调节上弧形槽90的弧形范围，而调节下槽92的弧形范围。
轴环40、外壳60和导流器80的螺旋表面优选地对齐，从而使下弧形槽92的角度与上弧形槽90的角度相同。因此，对于远距离和近距离浇灌，藉由调节环100的轴环40转动将优选地产生相同的水流分布的弧形间距。
下弧形槽92的关开与上弧形槽90的操作相似。当在关闭位置时，轴环40和外壳60的互补螺旋表面彼此啮合来阻塞第二流道。当轴环40通过使用调节环100被顺时针转动时，轴环40的环状凸缘42转过外壳60的中心轮毂66的下侧面。当开始转过螺旋圈，轴环40开始离开外壳60，同时下弧形槽92开始在轴环40和导流器80之间形成。调节环100可以转动，直到轴环40上的止动件52啮合导流器80的止动件86，阻止了所述上下弧形槽90和92的进一步的旋转。在这个位置，上下弧形槽90和92都全开并且以全圆形分布水流到各自远离和接近喷头10的地带。调节环100在逆时针方向上的旋转使得下弧形槽92关闭。
当水流通过下弧形槽92时，其大致改变方向垂直地通过沿外壳60的内侧圆周间隔开的一个或多个槽68。如图2和4所示，外壳60，优选地包括12个这种每间隔30度的槽68。由此，如果下弧形槽92打开大约90度，水流通过下弧形槽92将会通过3个槽68改变方向。
水流通过槽68撞击并且通过调节环100的下侧面改变方向。调节环100改变水的方向沿径向向外通过三角形流道70，流道70沿外壳60的中心轮毂66圆周间隔开。外壳60优选包含12个这种沿中心轮毂66周围每间隔30度的三角形流道70，因此，如果下弧形槽92开到约90度，通过槽92的水流将通过3个流道70改变方向。给定影响外壳60和调节环100的角度，水流改变方向并且三角形流道70变宽，部分流速和能量在第二流道将被分散，流出三角形流道70的水将被分布到相对接近喷头10的地带。
喷头10也优选包括容纳调节螺杆196(如图6的第二实施例所示)或者类似的调节元件的孔94。孔94延伸穿过导流器80到水流调节轴环，或定位在支座20的下方上的类似流速调节装置。这种流速调节轴环如美国专利6,814,304中所示，应用到本发明作为代替，其所公开的在此处结合作为参考。调节螺杆196能够用于可选择的设置喷头10的射程。通过利用调节元件的射程的调节独立于弧形槽90和92的调节运动，弧形槽90和92决定水流分布弧形间距。
图6示出喷头110的第二实施例。第二实施例的功能基本上与上述的第一实施例相同。第二实施例包括一般的本体116(其包括轴环140)，导流器180和调节环200。在第二实施例中，本体116包括两个声波焊接部件，而不是第一实施例中的支座20和外壳60。第二实施例节约了加工和安装的成本。
如图6所示，本体116具有带安装到升降器上的外螺纹124的下端部122。本体116也具有环状的中心轮毂166，包括沿中心轮毂166的内侧圆周间隔开的槽168，和大致垂直延伸为与沿中心轮毂166的圆周间隔开的三角形流道170。三角形流道170优选用位于沿水流道170之间的橡胶密封部分172来加强，以防止泄漏。
图7示出轴环140的第二实施例。轴环140包括具有上边缘148的中心轮毂144，其设有轴向地偏移端的螺旋，并且包括设有轴向的偏移端的螺旋的环状轮缘142。上边缘148螺旋地啮合导流器180的下侧面来形成上弧形槽190，环状轮缘142螺旋地啮合本体116来形成下弧形槽192。轴环140也包括止动件152来阻止轴环140的过度旋转，并包括键槽面150以互锁地啮合调节环200。
如图7所示，轴环140开有多个小孔154，优选直径大约为0.01英寸，用于在第二流道过滤水流穿过下弧形槽192。该过滤机构可替换为第一实施例中的齿54，如图2所示，并且也可以用于其它实施例。
第二实施例的螺旋表面提供了穿过上下弧形槽190和192的两个流道用于相对远离和相对接近喷头110的分布水流。例如，在图6中，上下弧形槽190和192显示在图的左侧打开，在右侧关闭。第二实施例也优选地包括用于转动轴环140的调节环200和用于调节喷头110射程的调节螺杆196。
图8和9示出喷头210的第三实施例。喷头210优选地维持相对恒定的喷水量，而与弧形间距无关。更特别的，对于给定的喷头设计和固有射程，喷头210维持相当均匀的降水率，也就是说，每单位面积的浇水量，而与水流分布的弧形间距无关。因此，当弧形间距大时，流速相对高，而当弧形间距减小时，流速变小。“匹配的降水率”特征允许维持相对恒定的降水率，而与使用者选择的弧形间距无关。
喷头210优选的包括支座220，轴环240，开口环260和导流器280。每个组件优选的包括用于啮合一个或多个其它组件的螺旋表面，使允许弧形间距的可调节性。匹配的降水率通过在开口环260上的一个或多个到喷头210的流道出口的凹槽262来提供。每个凹槽262向下且径向向外开口。
如图9所示，支座220大致为圆柱形，并具有用于安装到升降器(未显示)的内螺纹。支座220包括用于辅助安装的可抓握外表面226。支座220也包括用于螺纹啮合轴环240的外螺纹233。如图9所示，支座220包括一组轮辐状的肋232，互相连接支座220的外壁228和中心轮毂234。这些轮辐状的肋232设有允许水流通过支座220的流道236。
如图9和10所示，轴环240也大致为圆柱形并具有互补的内螺纹以允许轴环240螺纹连接到支座220上。轴环240包括中心轮毂244，其设有从中穿过的开口。轴环240和导流器280彼此配合，如下面进一步的描述，来允许喷头210的可变弧形水流分布。进一步地，轴环240和开口环260优选地彼此啮合来控制到导流器280的水流，如下进一步的描述。轴环240具有可抓握的外壁250，其可以被使用者旋转来调节水流分布的弧形间距。
如图10所示，轴环240的中心轮毂244具有内螺旋轮缘256，其设有一个约360度的螺旋圈，或具有轴向偏移端部的回转。内螺旋轮缘256优选地啮合螺旋环260。中心轮毂244向上延伸来形成提升的螺旋边254，这也设有一个约360度的螺旋圈，或具有轴向偏移端部的回转。升高的螺旋边254相应的位于导流器280下侧面284的螺旋啮合。
如图9所示，导流器280大致呈截头锥形，具有大致放大头部281和延伸成两插脚282的下管部283，类似于如图2所示的上述导流器80。在组装时，导流器280的插脚282插入到轴环240的中心轮毂244并且与支座220的中心轮毂234互锁。喷头支座220和导流器280由此被彼此固定。然而，轴环240可相对支座220和导流器280旋转。
如图9所示，导流器280具有螺旋下侧面284，轴环240的升高的螺旋边254啮合。螺旋下侧面284设有一个大约360度的螺旋圈或回转，在螺旋圈的端部轴向偏移并且通过止动件286联接。轴环240相对于导流器280可以转动过一个大约360度的螺旋圈，随着轴环240的止动件252啮合导流器280的止动件286来阻止进一步转动。进一步地，喷头210优选的包括孔294来允许利用调节元件控制流速调节装置。
弧形间距的调节类似于上述的第一和第二实施例。轴环240的升高的螺旋边254和导流器280的下侧面284彼此啮合来限定槽290的弧形范围，其决定了水流分布的弧形间距。更特别地，弧形间距由轴环240升高的螺旋边254相对于导流器280的下侧面284的互补螺旋位置决定。图8显示了弧形槽290在图的左边关闭，右边开。不同于图1-7中原先的两个实施例所示，喷头210，如图8和9所示，不包括下弧形槽，而可以修改为包括用于关闭水流分布的下弧形槽。
藉由开口环260形成匹配的降水率，其与轴环240和导流器280互相配合。更特别的，如图8所示，开口环260在弧形槽290下面的流道中啮合导流器280的螺旋边288。螺旋边288和开口环260设有大约360度的螺旋，或螺旋圈或回转。如图8的左侧所示，导流器280的螺旋边288接触凹槽262顶部上面的轴环240内螺旋轮缘256，因此阻挡流道。相反地，如图8的右侧所示，内螺旋轮缘256在凹槽262顶部下面隔开，因而允许水流通过开口环260的暴露凹槽262(下面更详细的描述)达到弧形槽290。
如图9所示，开口环260包括多个沿其长度设置的凹槽262，并且通过它水必须从轴环240到导流器280流动来分布到所选择的弧形区域。当轴环240被转动到选择的弧形，改变了在流道上的凹槽262数量。当弧形增加，更多的凹槽262被设在流道上，相反地，如果弧形减小，较少的凹槽262位于流道内。以这种方式，相应于弧形间距的范围，可以通过适当配给流过导流器280的水来实现匹配的降水率。
凹槽262的宽度和数量可以根据过滤的需要和水流的要求而改变。凹槽262的宽度优选的尺寸大于过滤器尺寸，其优选地约为0.02英寸，来避免凹槽262的阻塞。凹槽262的数量优选地变化来适应喷头的水流要求，设计成当想要的射程增加，随着凹槽262的数量增加用于不同的射程。例如，喷头210用于8英尺的射程可以有10个凹槽，用于10英尺的射程有15个凹槽，用于12英尺的射程有22个凹槽，和用于15英尺的射程有连续的槽。
刚开始，受压的水流流出源头并且穿过支座220的流道236。接着水流过开口环260的暴露凹槽262，暴露凹槽262的数量取决于所选择的弧形间距范围。随后，水流过弧形槽290并冲击导流器280的下侧面284，其改变水到喷头210周围预定距离的所需地带的方向。
图11和12显示了可变弧的洒水喷头310的第四实施例，其也提供了匹配的降水率。第四实施例没有使用独立的开口环260。作为替换，导流器380具有模制到导流器380内的整个系列间隔凹槽362，凹槽362设在导流器380的螺旋边388下面的螺旋内。这种模制不需要单独和额外的构件而节省了成本并简化了组装。必须清楚的是，第三和第四实施例的匹配降水率的特征，如开口环260和槽362，也可以用于本文所述的其它实施例。
第四实施例基本上以与上述的第三实施例相同的方式工作来限制水流并且维持相对恒定的降水率。本体316包括用于安装到支座的内螺纹333，如图9所示的支座220。本体316相对于导流器380可转动直到在本体316上的止动件352啮合导流器380上的止动件386。本体316包括升高的螺旋边354，其啮合导流器380的螺旋下侧面384来限定弧形槽390。本体316也包括用于螺旋啮合凹槽362的内螺纹凸缘356来适当配置通过导流器380的水流。另外，如图11所示，导流器380优选的包括孔394以容纳设置流速调节装置的调节元件。
来自源头的受压水流通过本体316。接着，水流过暴露凹槽362，暴露凹槽362的数量取决于使用者选择的弧形间距范围。当转动本体316以选择弧形间距时，暴露凹槽362的数量或增加或减少，由此适当地配置水流。水流通过凹槽362后，流过弧形槽390并且冲击导流器380的下侧面384，这样改变水流到喷头310周围的预定距离地带的方向。在第四实施例中，本体316和导流器380被设计成当水流过流道时最小化流速和能量的损失。更特别地，导流器380和喷头316具有倒圆的表面364以减少当水撞击并被这些表面364改变方向时的速度和能量分散。
图13显示了喷头410的第五优选实施例。喷头410采用改善的边“翅片”以在弧形间距的边缘增强并产生均匀的水流分布。喷头410包括支座420，轴环440，和导流器480。如其它实施例所示，轴环440和导流器480具有螺旋表面，其彼此啮合用于调节设置喷头410的弧形间距。
支座420，轴环440，和导流器480也每个均包括边翅片，其导致在弧形边缘更均匀的水流分布。边翅片共同地限定了弧形间距的两边缘。更特别地，在支座420和导流器480上的边翅片共同限定了用于水流分布弧形一边的流道，即在图13的左侧，而在轴环440上的边翅片限定了第二边的流道，即在图13的右侧。
一组边翅片(如图13的左侧显示的一组)定位并被限定在导流器480和支座420上。如图14所示，导流器480具有螺旋下侧面484，其折射水流方向相对其从喷头410向外并且到喷头410周围所需的地带。导流器480也具有两个基本上同心的从螺旋下侧面484的中心连续纵向延伸的管片482和486。末端管片482优选的具有两个弧形指，其能彼此相向折转以插入到支座420中，并且一旦插入，它们在其静态位置向外偏置以保持导流器480与支座420固定配合。近管片486的直径大于末端管片482的，并位于螺旋下侧面484和末端管片482之间，而且与可旋转的轴环440配合以限定水流分布的弧形间距范围。
导流器480具有设在螺旋下侧面484的上边翅片488和设在近管片486的下边翅片490。如图14所示，导流器上部的边翅片488在螺旋下侧面484的内圆周和外圆周之间延伸。导流器下部的边翅片490从底部垂直延伸到近管片486。
上边翅片488和下边翅片490一起从导流器480径向向外突出，以限定弧形间距的一个边界部分。这些边翅片488和490尾对尾对齐从而限定相对长的轴向边界来引导流出喷头410的水流。更特别地，边翅片488和490沿支座420(图15)上的流道436向螺旋下侧面484外圆周上部延伸。该长的轴向边界减小了沿着由边翅片488和490所形成边界的切线分量，对弧形间距产生了很好的限定边。另外，螺旋下侧面484和近管片486优选地设有沿边翅片488和490的长度并在其附近延伸的流道492。该流道492进一步增强并通过圆柱状水流和允许沿第一边缘的其它水流来限定第一边缘。
长的轴向边界通过从支座420的肋496向上突起的支座边翅片494而进一步加长(图13和15)。该支座边翅片494优选地为L形并且与导流器下部的边翅片490和轴环440的下侧面相配合，如图13所示。支座边翅片494使肋496和近管片486之间的切线水流最小化。结果，支座边翅片494使肋496延伸并且使从肋496到螺旋下侧面484的外圆周轴向的边界延伸。
且如图13-15所示，下导流器边翅片490与支座边翅片494配合以在径向方向上(除轴向方向之外)使边界延伸。如图14所示，下导流器边翅片490从近管片486径向向外延伸。如图15所示，支座边翅片494从支座420的中心轮毂434向轴环440的外壁450径向向外延伸。导流器下部的翅片490径向向外延伸使其优选地啮合轴环440的外螺旋轮缘456并且使其优选地啮合支座边翅片494(图13)。通过导流器下部的边翅片490的径向延伸使其啮合轴环440和支座边翅片494，水不能泄漏到会另外在支座420，轴环440，和导流器480之间存在的间隙中。水泄漏到这些间隙中则会产生切线分量，这将干涉流出喷头410的水流。导流器下部的边翅片490和支座边翅片494因此可使这种切线分量最小化。
第二组边翅片设在轴环440上。第二组边翅片设有用于沿第二边流出喷头410的水流流道，也就是说，沿如图13右侧所示的边界。在轴环440上的边翅片减少了水流的切线分量，该水流干涉沿第二边流出喷头410的水流。
如图16和17所示，轴环440包括具有通孔的环形中心带444，。环形带444被外壁450包围，其可以被使用者手动的转动而配合以调节弧形间距范围。轴环440的内凸缘456设有用于啮合导流器480的螺旋。
轴环边翅片包括主要设在轴环带444下侧并围绕包围环形带444的第一轴环边翅片500，第一轴环边翅片500并且延伸到设在带444顶部的第二轴环边翅片502。也就是说，如图13和16所示，第一轴环边翅片500从带444的下侧向下突出，从接近轴环440的外壁450的点径向向内延伸以啮合接近导流器480的管片486，并且沿近管片486向上延伸。该第二轴环边翅片502从带444顶部向上突起并且从外壁450径向向内的延伸以与第一轴环边翅片500汇合。该第二轴环边翅片502具有倾斜的上表面504以啮合导流器480的螺旋下侧面484。
第一和第二轴环边翅片500和502使第二边界在轴向和径向延伸，使水流沿轴环边向上。在轴向方向上，第二边界正好从支座420的肋432上面延伸到第二轴环边翅片502的外端部。在径向上，第一轴环边翅片500使第二边界从导流器480的近管片486到轴环440外壁450的附近点延伸。以这种方式，第一和第二轴环边翅片500和502减少了在喷头410轴环边的轴向和径向旁流。
在工作时，支座420和导流器480相对于转动的轴环440固定。如图13所示，支座，轴环，和导流器的边翅片的大小不会干涉用于设定弧形间距范围的轴环440的可转动调节动作。同样地，支座、轴环和导流器的边翅片可以用于本文中描述的其它喷头实施例。
喷头410优选组装成过盈配合以避免径向旁流。更特别地，喷头410组装为在导流器下部的边翅片490和轴环440的外螺旋凸缘456之间存在过盈配合。同样地，喷头410组装为在第一轴环边翅片500和导流器480的近管片486之间存在过盈配合。
这些过盈配合优选地通过采用导流器下部的边翅片490附近的通道492(图14)和采用轴环440的内螺旋凸缘456上的凹槽506(图16和17)来完成。组装时，通道492提供了足够的间隙用于第一轴环边翅片500向内突起。相似的，组装时，凹槽506提供了足够的间隙用于导流器下部的边翅片490向外突起。转动时，通道492和凹槽500允许导流器480和轴环440逐渐地变形各自的翅片500和490而进入其密封位置。
上文涉及本发明的优选典型实施例。可以理解，根据本发明的构思还可能做出其它实施例和变型，这些都落入所附权利要求书的范围内。

Claims (48)

1、一种可变弧的洒水喷头，包括：
导流器，具有下侧面，所述下侧面构造成用于输送液体并设有部分螺旋；
本体，具有带部分螺旋的上侧面以用于转动地啮合所述导流器的螺旋下侧面而形成可调节尺寸的第一弧形槽，所述本体设有进口、第一出口和第二出口，其中所述进口能够接受来自液源的液流，所述第一出口能够将液体输送到所述导流器的所述下侧面，所述第二出口能够将液体从所述本体大致大致径向向外输送；
第一液体流道，从所述进口延伸到所述第一弧形槽以及所述导流器的所述下侧面以从所述导流器将液体以第一弧形间距大致径向向外输送；和
第二液体流道，在所述进口和所述第二出口之间延伸以从所述第二出口将液体以第二弧形间距大致径向向外输送。
2、如权利要求1所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述第二弧形间距基本上与所述第一弧形间距同心。
3、如权利要求1所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述第一出口包括所述第一弧形槽。
4、如权利要求1所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，当所述本体与所述导流器螺纹啮合时，至少一部分所述本体可转动约360度，转动引起所述本体的上表面跨过所述导流器的螺旋下侧表面。
5、如权利要求4所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，至少部分本体可顺时针或逆时针方向转动以增加或减小所述弧形槽的尺寸从而允许液体在大约0度到360度的范围内以所需的弧形分布。
6、如权利要求5所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体设有位于所述第二液体流道的第二弧形槽，所述第二弧形槽的尺寸可调节液体以第二弧形间距分布。
7、如权利要求6所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述第二弧形槽通过所述本体的可转动部分连接到所述第一弧形槽上使所述第一弧形间距与所述第二弧形间距基本上相同。
8、如权利要求7所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，还包括连接到所述本体的所述可转动部分的调节环，所述调节环能产生转动以增加或减小所述第一和第二弧形槽的尺寸。
9、如权利要求5所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，还包括在所述第一液体流道中的匹配降水率装置，根据所述第一弧形槽的尺寸可调节引导到所述导流器的液体量。
10、如权利要求9所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述匹配降水率装置包括设在所述第一液体流道内的开口环并且具有多个沿其长度设置的一系列凹槽，当所述第一弧形间距增加或减小时，转动所述本体的可转动部分在所述第一液体流道内暴露较多或较少量的凹槽。
11、如权利要求9所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括大致圆柱形的管部，匹配降水率装置包括多个在管部附近沿圆周间隔开的一系列凹槽，当所述第一弧形间距增加或减小时，转动所述本体的可转动部分在所述第一液体流道内暴露较多或较少量的凹槽。
12、如权利要求1所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括中心轮毂，设有用于流速调节元件从其中插入的孔。
13、如权利要求1所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括一个或多个位于所述第一液体流道的边缘面，所述边缘面引导水流到设定所述第一弧形间距的一边或两边。
14、如权利要求13所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括从所述下侧面延伸的管部，所述管部和所述导流器的下侧面设有从其上向外突起的导流器边缘面，所述导流器边缘面引导液流以设定所述第一弧形间距的所述第一边。
15、如权利要求14所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括支座，所述支座包括多个限定流道的肋，所述支座进一步包括从多个所述肋之一向上突起的支座边缘面，所述支座边缘面结合导所述流器边缘面来引导液流并且限定所述第一弧形间距的所述第一边。
16、如权利要求14所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括可相对所述导流器可转动的轴环，所述轴环包括从所述轴环向上并且径向向内延伸的轴环边缘面以引导液流到设定所述第一弧形间距的所述第二边。
17、一种可变弧的洒水喷头，包括：
导流器，具有下侧面，所述下侧面构造成用于输送液体并且设有部分螺旋；
本体，包括
支座，设有进口；
轴环，包括设有部分螺旋的上表面和设有部分螺旋的下表面，所述上表面用于可转动的啮合所述导流器的下侧面来形成可调节尺寸的第一弧形槽；
外壳，包括设有部分螺旋的中心轮毂，所述外壳的所述中心轮毂螺旋地啮合所述轴环的下表面来形成可调节尺寸的第二弧形槽；
第一液体流道，从所述进口延伸到所述第一弧形槽以及所述导流器的所述下侧面以从所述导流器将液体以第一弧形间距大致径向向外输送；和
第二液体流道，在所述进口和所述第二出口之间延伸以从所述第二出口将液体以第二弧形间距大致径向向外输送。
18、如权利要求17所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述支座大致为圆柱形，包括设有通孔的中心轮毂，并且具有一个或多个沿所述中心轮毂周围的流道。
19、如权利要求18所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括用于插入到所述支座的通孔的端部中以保持所述导流器相对固定安装到所述支座上。
20、如权利要求17所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述轴环的下侧面包括过滤器。
21、如权利要求19所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述外壳大致为圆柱形并且与所述支座啮合以保持所述外壳相对固定安装到所述支座和所述导流器上。
22、如权利要求21所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述外壳的中心轮毂形状为环状并且具有上表面，所述中心轮毂具有沿所述中心轮毂的内侧圆周间隔开的槽，和设有沿所述中心轮毂的上表面圆周间隔开的水流通道的凹部。
23、如权利要求22所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述第二液体流道从所述支座的所述进口延伸，穿过所述支座的一个或多个所述流道，穿过所述第二弧形凹槽，穿过所述外壳的所述槽，并大致径向向外地穿过所述外壳的流道。
24、如权利要求17所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括调节环，所述调节环具有与所述轴环互锁啮合的开口内圆周并且能使所述轴环转动以增加或减小所述第一和第二弧形槽的尺寸。
25、如权利要求17所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括在第一流道的匹配降水率装置，其根据第一弧形槽的大小可调节引导到导流器的降水率。
26、如权利要求25所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述匹配降水率装置包括设在所述第一液体流道内的开口环并且具有多个沿其长度设置的一系列凹槽，当所述第一弧形间距增加或减小时，转动本体的可转动部分在所述第一液体流道内暴露较多或较少量的凹槽。
27、如权利要求25所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括大致圆柱形的管部，所述匹配降水率装置包括多个在所述管部附近沿圆周间隔开的一系列凹槽，当所述第一弧形间距增加或减小时，转动本体的可转动部分在第一液体流道内暴露较多或较少量的凹槽。
28、如权利要求17所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括一个或多个位于所述第一液体流道的边缘面以引导水流而设定所述第一弧形间距的一边或两边。
29、如权利要求28所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括从下侧表面延伸的管部，所述管部和所述导流器的下侧表面设有从其上向外突起的导流器边缘面，所述导流器边缘面引导液流以设定所述第一弧形间距的所述第一边。
30、如权利要求29所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述支座包括多个限定流道的肋，所述支座进一步包括从多个肋之一向上突起的支座边缘面，所述支座边缘面结合所述导流器边缘面来引导液流并且限定所述第一弧形间距的所述第一边。
31、如权利要求29所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述轴环包括从轴环向上并且径向向内延伸的轴环边缘面以引导液流以设定所述第一弧形间距的所述第二边。
32、一种可变弧的洒水喷头，包括：
导流器，构造成用于输送液体并且设有部分螺旋的；
本体，具有带部分螺旋的上侧面以用于转动啮合导流器的螺旋下侧面而形成可调节尺寸的弧形槽，所述本体设有进口和出口，其中所述进口能够接受来自液源的液流，所述出口能够通过所述弧形槽将液体输送到所述导流器，所述弧形槽能够设定弧形间距；以及
一流道，经过所述开口、所述本体和所述弧形槽而到达所述导流器的的下侧面。；
33、如权利要求32所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，当所述本体与所述导流器螺纹啮合时，所述本体至少一部分可转动约360度，转动使所述本体的上表面跨过所述导流器的螺旋下侧面。
34、如权利要求33所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述至少一部分本体可顺时针或逆时针方向转动以增加或减小弧形槽的尺寸从而允许液流在约0度至约360度的范围内以所需的弧形分布。
35、如权利要求34所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括大致为圆柱形的管部和设有螺旋下侧面的截头圆锥部分。
36、如权利要求35所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括在所述流道内的匹配降水率装置，根据所述弧形槽的所述弧形间距的尺寸可调节引导到所述导流器的液量。
37、如权利要求36所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述匹配降水率装置包括开口环并且具有多个沿其长度设置的一系列凹槽，当所述弧形间距增加或减小时，转动本体的可转动部分在所述流道内暴露较多或较少量的凹槽。
38、如权利要求37所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器进一步包括在所述管部和所述截头圆锥部分之间的升高边，所述升高边设有部分螺旋并连接且啮合所述开口环。
39、如权利要求38所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括形状为环状的中心轮毂并且具有沿所述中心轮毂的内侧圆周的内凸缘，所述内凸缘设有用于转动地啮合所述开口环的部分螺旋。
40、如权利要求36所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述匹配降水率装置包括多个在所述导流器的管部附近沿圆周间隔开的一系列凹槽，当所述弧形间距增加或减小时，转动本体的可转动部分在所述流道内暴露较多或较少量的凹槽。
41、如权利要求32所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器包括中心轮毂，设有用于使流速调节元件插入其中的孔。
42、如权利要求32所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括用螺纹啮合可转动轴环的支座，所述支座和所述轴环大致为圆柱形并且各自都包括具有通孔的中心轮毂。
43、如权利要求42所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述导流器能够插入到所述支座的所述通孔以保持所述导流器相对所述支座固定。
44、如权利要求42所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述轴环包括设有部分螺旋以啮合所述导流器的下侧面来形成弧形槽的上表面，当在与所述导流器螺纹啮合时，所述轴环可以大约360度的调节。
45、如权利要求32所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括一个或多个位于第一流道的边缘面，以引导液流而设定所述弧形间距的一边或两边。
46、如权利要求45所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，进一步包括从下侧表面延伸的管部，所述管部和所述导流器的下侧面设有从其上向外突起的导流器边缘面，所述导流器边缘面引导液流以设定所述弧形间距的第一边。
47、如权利要求46所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括支座，所述支座包括多个限定流道的肋，所述支座进一步包括从多个所述肋之一向上突起的支座边缘面，所述支座边缘面结合所述导流器边缘面来引导液流并且限定所述弧形间距的第一边。
48、如权利要求46所述的可变弧的洒水喷头，其特征在于，所述本体包括可相对所述导流器转动的轴环，所述轴环包括从轴环向上并且径向向内延伸的轴环边缘面以引导液流以设定所述弧形间距的第二边。
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