CN101583432B - 旋转式喷洒器 - Google Patents

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Abstract

一种喷洒器(10)，该喷洒器用于将液体排出到具有预定几何形状周界的区域，同时在所述区域上保持基本恒定的液体降落量。所述喷洒器包括配备有液流腔室(13)的壳体(12)，所述液流腔室容纳用于使安装在所述壳体上的喷洒器头(16)旋转的马达(50)，所述壳体包括与液流腔室的出口端流动连通的第一喷嘴(23)和第二喷嘴(33)。所述第一喷嘴适于以相当短的射程排出液体。所述喷洒器还包括与第二喷嘴关联且被偏压元件(74)的阵列偏压的动态液体偏转器(60)，每个偏压元件都适合于将所述液体偏转器动态地偏压到预定角度，由此确定其偏转角度。

Description

旋转式喷洒器
技术领域
本发明总体上属于灌溉喷洒器领域，更具体地说，本发明涉及适用于灌溉各种图案(样式)区域的旋转式喷洒器。
背景技术
在现有技术中公知使用喷洒器向期望区域(例如田地、草坪等)提供灌溉。然而，经常需要对具有不规则图案的区域进行灌溉。一种解决方案是以重叠方式设置充分覆盖该区域的喷洒器阵列。然而，这会产生由于喷洒器之间的重叠区域而使某些区域被过度浇灌或其他区域灌溉不足的问题。该解决方案的成本也相当高。
另一种解决方案是设置能够以预定形状喷射水的喷洒器。这种喷洒器的一个示例是适合于在狭窄地段上喷射水的所谓的“条带灌溉器”。
也已经公开了若干用于灌溉具有不定形周界形状的区域的解决方案。
例如，Schwartzman的GB2150862公开了一种水分配装置，其包括：喷嘴；将水输送到喷嘴的装置；围绕所述喷嘴的旋转轴线同心地布置的凸轮表面；用于改变所述凸轮表面高度的凸轮设定装置；以及凸轮随动件，其在一端接触所述凸轮表面而在另一端接触所述喷洒喷嘴，以根据凸轮表面的相对高度设置来改变从喷嘴射出的喷洒图案。响应于所述凸轮设置的阀装置与由所述凸轮表面设定的图案相关地改变被分散的水量。当应用于振动式喷水器时，凸轮随动件装置布置在飞溅板上并围绕凸轮表面旋转。设置了用于将水分配装置的基座姿势具体安装在固定姿势的装置，使得该基座可以被移除和更换，但仍保持相同的精确位置，从而先前设定的凸轮决定的喷洒图案仍适用于重新定位或重新安装的喷洒器或水分配装置。
以下在本说明书和权利要求书中，术语“喷洒器”在其宽广的意义下使用，并用于表示喷射不仅用于灌溉目的而且例如用于通过降雾对庄稼进行霜冻保护、润湿/增湿区域用途的任何液体和材料等的喷洒器。
发明内容
本发明的目的在于提供一种喷洒器，该喷洒器可以以可编程控制的方式将液体排出到具有不同几何形状周界的区域上，同时在所述区域上保持基本恒定的液体降落量。
该目的通过提供一种喷洒器来实现，在该喷洒器中，通过从所述喷洒器射出的可变液体流量、可变液体射出距离(从喷洒器测量，即灌溉半径)和可选的喷洒器可控速度来控制液体降落量。
根据本发明，提供了一种喷洒器，该喷洒器用于将液体排出到具有预定几何形状周界的区域，所述喷洒器包括配备有液流腔室的壳体，所述液流腔室容纳用于使安装在所述壳体上的喷洒器头旋转的液压马达，所述壳体包括与所述液流腔室的出口端流动连通的第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一喷嘴适合于以恒定流量排出液体，所述喷洒器还包括与所述第二喷嘴相关联且被偏压元件阵列偏压的动态液体偏转器，每个偏压元件都适合于将所述液体偏转器动态地偏压到预定角度，由此确定其偏转角度。
根据本发明的一个实施方式，所述液压马达是动态的并具有根据从所述第二喷嘴射出的流量来控制所述喷洒器头的旋转速度的速度调节器。根据该实施方式，所述动态液压马达与所述动态液体偏转器相联系，从而所述液体偏转器的偏转导致所述动态液体马达的旋转速度发生变化。
所述动态液压马达的可变速度可以通过联接器实现，该联接器在一端与所述液体偏转器相关联，而在其相对端与所述动态液压马达的可轴向移位的涡轮相关联，所述涡轮安装在形成有一个或多个切向延伸的液体射流孔口的腔室内，由此所述涡轮的轴向移位使其相对于所述一个或多个孔口轴向移位，该轴向移位又使所述涡轮及相关联的壳体的旋转速度降低/增加。
根据本发明的另一个实施方式，所述壳体配备有第一馈送线路和第二馈送线路，第一馈送线路和第二馈送线路都从所述液流腔室延伸出并均具有出口端，所述第一馈送线路延伸穿过所述液压马达以由此使所述喷洒器头以基本恒定的速度旋转，所述第一馈送线路在其出口端配备有所述第一喷嘴，该第一喷嘴适于以基本恒定的流量排出液体，所述第二馈送线路在其出口端配备有所述第二喷嘴。
根据本发明的特别设计，所述第二喷嘴配备有用于调节通过该第二喷嘴排出的液体流量的流量调节器，其中所述动态液体偏转器的偏转使得同时对所述流量调节器进行控制，由此以与通过相应的偏压元件设定的射程(灌溉半径)相对应的流量通过第二喷嘴射出液体。
根据本发明的实施方式，所述第一喷嘴适合于以相当短/近的射程排出恒定量的液体。通过特别设计，所述第一喷嘴适合以基本恒定的流量和固定的射程排出液体以在圆形图案或扇形图案上喷射液体。
另外，所述第二喷嘴适合以更长且可变的射程排出可变液体流量。
可以与本发明的喷洒器一起使用各种液压马达来使喷洒器头旋转。根据本发明的一个实施方式，所述液压马达是包括相对于所述壳体可旋转的分配构件以及与所述第二喷嘴活动连接的叶轮机构的类型，入口腔室与所述壳体的入口端口和所述喷洒器头流动连通。
根据具体实施方式，所述叶轮机构是球体驱动机构，其中，所述入口腔室形成有用于使所述球体进行旋转运动的切向指向的入水孔口，从而对所述球体和叶轮机构的冲击导致所述球体的动量传递至所述叶轮机构，从而导致叶轮元件及其相关的第二长射程喷嘴进行旋转移位。然而，根据另一实施方式，所述马达是电动马达。而且，所述马达配备有齿轮机构，该齿轮机构用于提供从高速到低速但更有力输出的速度动力转换。
根据本发明的实施方式，所述壳体形成为大致圆柱形的管，该管具有固定基座构件和活动连接至该固定基座构件上的可旋转分配构件。所述基座构件包括所述入口腔室并适合于连接至液体供给线路，所述第一和所述第二馈送线路从该入口腔室延伸出。所述排出端容纳所述第一喷嘴和第二喷嘴。所述可旋转分配构件配备有动态液体偏转器和包括径向偏压元件的喷洒器顶部。
所述喷洒器顶部与所述固定基座构件间隔开并配备有多个径向指向的偏压元件，所述偏压元件可独立地径向移位，从而形成在所述多个偏压元件之间延伸的假象路径，由此与所述动态液体偏转器相关联的凸轮/辊随动件在所述偏压元件上行进，以由此有角度地配置所述动态液体偏转器。
所述偏压元件径向指向所述喷洒器的纵向(竖直)轴线，各偏压元件能在所述喷洒器顶部内径向移位，从而调节每个偏压元件的近端(最内端)与所述纵向轴线之间的距离。可以通过沿着螺旋路径进行旋拧或压力配合等调节所述偏压元件的径向距离。
本发明布置成这样，即在所述多个偏压元件之间延伸的假想路径以相反的方式与灌溉区域的周界相对应，也就是说，与区域的最外位置相关联的偏压元件在径向上径向缩回最大(径向向内)，与区域的最内位置相关联的偏压元件在径向上径向缩回最小。
所述动态液体偏压器通过相对于喷洒器的纵向轴线枢转运动来进行角度配置。
所述喷洒器顶部由一个或多个支撑螺柱与所述固定基座构件间隔开，所述支撑螺柱具有流体动力学横截面，从而使得对所述第一喷嘴和第二喷嘴射出的液体射流的阻碍最小。
所述喷洒器顶部与固定基座构件固定间隔开，但是其可以在多个离散位置之间围绕固定基座构件可旋转地移位。
配备在所述第二出口喷嘴处的流量调节器适合于部分阻挡所述第二馈送线路，由此调节通过所述第二喷嘴排出的液体量。根据本发明的一个设计，所述流量调节器呈柱塞的形式，该柱塞至少部分地与所述第二馈送线路相撞，由此限制所述第二馈送线路的横截面并阻碍流体流动。
另外，所述柱塞的端部可以构造成各种横截面形式，因而可以对排出液体进行复杂调节。
根据本发明的实施方式，所述流量调节器的柱塞可以是可替换的。
另外，所述流量调节器可以配备有偏压弹簧，该偏压弹簧将其偏压至与第二馈送线路的干涉最小。
根据特别设计，所述动态液体偏转器呈枢转地活动连接至可旋转的喷洒器头的臂的形式，使得其偏转端在所述第二出口喷嘴的前方延伸以选择性偏转从第二喷嘴射出的液体。在所述动态液体偏转器上配备有凸轮随动件，以用于与径向偏压元件阵列进行接合。
所述偏转臂可以铰接至可旋转喷洒器头，使得所述臂在所述偏压元件的偏压作用下沿着基本径向方向的枢转移位使得所述偏转端沿着与所述第二出口喷嘴相反的弧形路径进行相应的枢转移位，从而改变液体射流的排出角度。所述偏转端可以形成有大致平坦的偏转部分，或者其可以形成有不同的形状，例如凹入形状，并且具有径向槽等，以便使射出的液体射流形成不同的期望图案，例如使射流分离或会聚，以由此对相关区域进行更好的覆盖。根据本发明的实施方式，所述偏转部分可以是可替换的。
根据本发明的具体设计，所述偏转臂的中间部分抵靠在从所述喷洒器头伸出的所述流量调节器的柱塞的远端上，由此所述动态液压偏转器的偏转控制所述流量调节器的所述柱塞与第二馈送线路的相撞量，以由此与期望排出角度(即射出的射流的距离)相关联地调节从所述第二喷嘴射出的液体流量，以确定恒定的降水量。
根据具体实施方式，所述流量调节器的所述柱塞在其远端形成有凹入表面，该凹入表面与流量偏转臂的底面相对应，从而所述臂的枢转移位使其在所述柱塞上基本纯滚动运动。然而，根据其他实施方式，所述柱塞的远端和所述流量偏转臂的底面还被设计成响应于偏转臂的枢转而使所述柱塞以非线性比率进行轴向移位。例如，在偏转臂的高度较小时(即偏转末端接近第二出口喷嘴时)，所述柱塞的轴向移位是非线性的，并且在偏转臂的高度较大(即偏转末端离开第二出口喷嘴时)时柱塞的轴向移位显著变大，由此改向对朝向第二喷嘴的液流的阻碍。
因而，当偏转角度变大(即偏转臂枢转而更多地与第二喷嘴干涉)时，流量调节器被进一步压入第二馈送线路，从而阻挡所述第二馈送线路的出口的更大部分。结果是更少量的液体从第二长射程喷嘴排出。然而，当偏转臂枢转较少时情况正好相反，即柱塞与第二馈送线路的干涉减少，允许通过第二喷嘴射出更大的流量，与长射程相对应，由此可以对所述区域进行更均匀的降水。
在操作时，如以下将更详细描述的那样，各偏压元件适合于决定所述动态液体偏压器的偏压端的枢转量。这又决定了其偏转端阻挡第二长射程喷嘴的程度，因而决定了液体排出角度，并且还决定了流量调节器与第二馈送线路的干涉程度，并因而决定了通过所述第二喷嘴的液体流量。
在操作中，来自所述入口腔室的液体流入所述第一馈送线路和所述第二馈送线路的入口端。流过所述第一馈送线路的液体经过所述液压马达，由此使所述液压马达操作并使所述喷洒器的排出端口进行恒定旋转运动(相对应给定的液体压力供应)。当离开所述液压马达时，水到达出口端口和第一短射程喷嘴并以恒定角度向灌溉区域提供恒定液体流量。
流过所述第二馈送线路的液体直接到达第二长射程喷嘴，在该长射程喷嘴处液体可以被动态液体偏转器的偏转端阻挡。在第二喷嘴旋转期间，所述动态液体偏转器的偏压端与不同的偏压元件交替接触，从而对通过第二馈送线路流向所述第二喷嘴的液流的阻挡程度根据各偏压元件的径向突出量而变化，并且所述流量调节器的远端同时被以相应的程度向下偏压，因而使从所述第二喷嘴射出的液体偏转。
因而，在所述第一和所述第二馈送线路的喷嘴指向的各个方向，排出角度可以不同，从而可以覆盖几乎任何平面几何形状的灌溉区域。而且，从所述第一馈送线路的第一短射程喷嘴排出恒定量的水，从所述第二长射程喷嘴排出调节量的液体，这可以使全部灌溉区域都得到均匀的液体降落量。更具体地说，第一馈送线路和第二馈送线路是独立的。因此，第二馈送线路的排水量的变化不会影响第二馈送线路的排水量，从而便于对整个区域进行均匀灌溉。
降低通过第二喷嘴分配的液体的偏转角可能会导致分配头的旋转速度降低，因而需要增加速度以使分配头的旋转速度保持基本恒定。
根据本发明的另一实施方式，所述喷洒器配备有流量调节器，以形成通向第一喷嘴和第二喷嘴的基本恒定液体流量。
附图说明
为了理解本发明并明了本发明在实践中可以如何实施，下面将参照附图以非限制性示例的方式描述一些实施方式，在附图中：
图1A是根据本发明的喷洒器的示意性侧视图；
图1B是沿着图1A中的线I-I的示意性剖面图，其中拆除了灌溉头；
图2是图1A的喷洒器的顶部的纵向剖面图，其中拆除了偏转机构；
图3A示出了喷洒器的排出端以及在该喷洒器中使用的偏转机构和偏压元件；
图3B是图3中标记III的偏转部分的放大图；
图4A和图4B分别示出了处于两个位置的偏转机构；
图5是液体偏转器和相关的偏压阵列的顶部等距视图；
图6是草坪周界和在图1A的喷洒器中使用的偏压元件的布置的示意图；
图7A至图7D示出了流量调节器的远端的式样；
图8是根据本发明另一实施例的喷洒器的纵向剖面图；以及
图9是根据本发明的修改例的喷洒器的部分纵向剖视图，其中拆除了喷洒器头。
具体实施方式
参照图1A，提供了总体上以附图标记10表示的喷洒器，该喷洒器具有：基本圆柱形的主体12，其具有纵向轴线X-X和固定基座构件14，该固定基座构件14适于联接至液体供给线路(未示出)；和用作排出端的可旋转喷洒器头(分配构件)16。喷洒器10适合于安装至位于待灌溉区域中或附近的供给端口(未示出)，使得例如水之类的灌溉液体可通过固定基座构件14引入并通过可旋转分配构件16排出，如下文将描述的那样。
转向图2，喷洒器10形成有液流腔室13，该液流腔室13与液体供给线路(未示出)流动连通并分成总体上以附图标记20表示的第一馈送线路和第二馈送线路30。第一馈送线路20具有呈入口端口21a形式的第一入口和出口22，第一入口与液流腔室13流动连通，出口22位于喷洒器的可旋转分配构件16处，终止于第一出口喷嘴23。
第二馈送线路30具有位于液流腔室13处的入口31和位于喷洒器10的可旋转分配构件16处且终止于第二喷嘴33的出口32。第一馈送线路20的第一喷嘴23基本是短射程排出喷嘴，而第二馈送线路30的第二喷嘴33是长射程排出喷嘴。在入口端口21a和出口22之间，第一馈送线路20延伸穿过总体上用标记50表示的液压马达组件。另一方面，第二馈送线路30没有穿过马达50而是直接穿过喷洒器10的主体12。
喷洒器10的可旋转分配构件16形成有可旋转地密封联接至喷洒器主体12的顶端处的联接部分40。马达组件50包括涡轮52和同轴小齿轮54，涡轮52与入口端口21a相反地延伸并安装在第一轴53上，小齿轮54与安装在平行的第二轴56上的齿轮55啮合。在顶部腔室57内同轴地安装在第二轴56上的是旋转齿轮58，该旋转齿轮58与形成在联接部分40的底部处的内齿轮42啮合而以便旋转。该齿轮系用作减速机构。
通过入口端口21a进入的液体撞击涡轮52，从而使涡轮52旋转，结果使同轴小齿轮54回转，同轴小齿轮54又使齿轮55和相关的齿轮58发生旋转运动，结果使喷洒器头16发生旋转运动。
然而，应该注意到，可以使用各种叶轮机构，例如其中入口腔室形成有切向指向的入水孔口以使球体发生旋转运动的球体驱动机构。对球体和叶轮机构的冲击导致球体的动量传递至叶轮机构，从而使叶轮元件及其相关的第二长射程喷嘴23发生旋转移位。还应该注意到，除了液压马达之外，还可以使用电马达使喷洒器头16相对于基座12旋转。
在操作时，从液体供给线路(未示出)供给的水进入固定基座构件14的液流腔室13，然后被分成两条路线：一条路线是经过第一馈送线路20的入口21a进入马达50，使马达50操作，从第一出口端口22离开，并从短射程喷嘴23出来，另一条路线是经过第二馈送线路30的第二入口端口31，以便经过第二出口端口32和长射程喷嘴33排出。
第二馈送线路30的出口32形成有叉状延伸部34，该叉状延伸部34适合于在其中接收流量调节器80，稍后将详细说明流量调节器80的用途。
转到图3A和图3B，进一步详细地示出了动态液体偏转器60，该动态液体偏转器60呈偏转臂62的形式，偏转臂62通过延伸部69的枢轴67可枢转地活动连接至可旋转喷洒器头(分配构件)16的上延伸部44(图2)。偏转臂62形成有偏转部分64，该偏转部分64适合于选择性地与从第二喷嘴33射出的水射流接触，以改变水射流的角度，如箭头65所示。
动态液体偏转器60还包括凸轮随动件66，该凸轮随动件66呈可旋转地安装在轴67a上的辊随动件的形式，并适合于与径向偏压元件70的阵列接触，在图3A中仅示出了其中称为“工作(in-duty)偏压元件”的一个偏压元件。
偏转臂62被枢转地铰接成使得偏转臂62的凸轮随动件66朝向主轴线X-X的移位使得偏转臂62沿着图3A中的箭头P的方向发生相应的移位。偏转部分64朝向长射程喷嘴33的运动由此改变被排出的水的角度，如箭头65所示。如图3B所示，偏转部分64形成有基本平坦的部分64a，部分64a中具有多个槽64b，这些槽64b适合于将排出的水分成多股水流，以便更好地覆盖被灌溉区域。然而，这些槽可以具有不同的形式，以使从喷嘴33射出的液体射流转向或会聚。然而，应该注意到，偏转部分64仅在一定高度(枢转位移)下才与从喷嘴33射出的液体射流干涉。
回来参照图1并进一步参照图5，喷洒器10具有基本圆形形状的顶头18，顶头18的中心与圆柱形主体12的主轴线X-X重合。喷洒器顶头18被四个螺柱45从固定基座构件12的顶端间隔开，从图1B中可以看出，所述螺柱45具有适合于使从喷嘴23和33射出的水射流的阻碍最小的流体动力学横截面。
喷洒器顶部18在其侧壁18a上形成有多个沿其周界间隔开的径向延伸的定位孔19。这些定位孔19中的每个的轴线均指向喷洒器顶部18的中心。每个定位孔19接收径向偏压元件70(图4和图5)。孔19和偏压元件70都被螺纹加工成可以使径向偏压元件70在其中沿着径向方向进行轴线移位。
回到图1至图4，流量调节器80以接收在第二馈送线路30的延伸部34内的柱塞82的形式设置，并可以在其中进行轴向移位，使得其近端84适合部分地阻碍从第二馈送线路30流向长射程喷嘴出口32的液体，并使其远端86从分配头16伸出。流量调节器80装配有位于远端86与接收腔室89的基部的偏压弹簧88(图1)，以用于向上偏压柱塞82。通过改变流量调节器80的轴向位置，可以控制通过长射程喷嘴32排出的液体量。应理解，除了偏压弹簧88之外，也可以设置其他装置来将柱塞从延伸部34向外偏压，例如液压装置。
如图3A、4A和4B最佳所示，流量调节器80的远端86呈与动态液体偏转器60的偏转臂62的中间部分接触的半球形形状，由此臂62通过偏压元件70沿着箭头P的方向的枢转偏转将柱塞82向下压入延伸部34，从而使柱塞82与通过第二馈送线路30的出口32排出的流体进一步干涉。
在组装时，在将喷洒器10安装在主馈送线路(未示出)上之后，为了灌溉一定区域，根据将要灌溉的区域的周界几何形状在喷洒器顶部18的相应定位孔19内径向调节每个径向偏压元件70。
在操作时，来自馈送线路的液体进入固定基座构件14的液流腔室13，其中，一部分液体进入第一馈送线路20的入口21a，另一部分液体进入第二馈送线路30的入口31。流过第一馈送线路20的液体到达液压马达50，在该液压马达处液体如上所述那样操作齿轮，从而使喷洒器头16相对于喷洒器10的圆柱形主体12旋转。当液体离开液压马达50时，流过第一馈送线路20的液体到达短射程喷嘴23，并以恒定角度向灌溉区域提供恒定量的液体。
流过第二馈送线路30的液体到达第二出口32，在该第二出口，液体首先被流量调节器的近端84阻挡，以便与偏压元件70的径向突出程度对应地确定流向长射程喷嘴33的水量。
在到达长射程喷嘴之后，从出口喷嘴33射出的液体射流可被动态液体偏转器60的偏转部分64阻挡，从而确定实际灌溉范围。在喷洒器头16的旋转过程中，动态液体偏转器60的凸轮随动件66与不同的偏压元件70的偏压端74交替地接触，由此对第二喷嘴33的阻挡程度根据各偏压端74到圆柱形主体12的主轴线X-X的径向距离而变化。
流量调节器80的远端位于偏转臂62下面，从而动态液体偏转器60的偏转部分64的偏转使柱塞82的近端84被相应地压入延伸部34中。
在图4A中，偏转臂62被示出为沿着箭头P的方向仅被略微偏压。工作偏压元件70’沿着径向向内方向部分移位，从而其偏压端74将凸轮随动件66略微偏压角度α°。结果，偏压臂62的偏压部分64不与从喷嘴33射出的射流干涉，从而获得相当大长的射程的灌溉。柱塞82根据工作柱塞70’的径向移位而被压下。在本实施例中，臂62的偏转部分64不与射出的液体射流干涉，柱塞80也不伸入出口32，从而留出宽阔的流动路径，因而柱塞不与流向出口喷嘴33的液体流干涉，由此实现最大的范围和流量。
转向图4B，偏转臂62被示出为处于偏压位置。工作偏压元件70”被接收在定位孔19内，并径向向内伸出足够的程度，使得其偏压端74与凸轮随动件66接触，由此偏压该凸轮随动件66而使其沿着箭头P的方向枢转角度β°。结果，臂62的偏转部分64使从长射程喷嘴33射出的液体流偏转，并且柱塞82被压下，从而形成通向长射程喷嘴33的排出端的狭窄流动路径73，由此液体流量根据由工作偏压元件的径向设置程度表示的灌溉图案而与更近范围内的射流偏转相对应地减少。
因而，在排出喷嘴23和33所指向的每个方向，排出角度和液体流量都不同，从而可以覆盖几乎任何平面几何形状的灌溉区域。另外，动态液体偏转器60的液体偏转程度与流量调节器80对液体流量的阻挡之间的相互协调使得在所有灌溉区域中都能够形成基本均匀的降水量。更具体地说，第一馈送线路20和第二馈送线路30是独立的，即长射程喷嘴32的排出量不影响从短射程喷嘴22排出的恒定水量，从而便于均匀地灌溉整个区域。
转到图6，示意性地示出了具有无定形几何形状轮廓110的草坪100。喷洒器位于草坪内，还示意性地示出了具有偏压元件70的喷洒器顶部18。偏压元件70相对于喷洒器10的中心轴线X-X定位成使得连接所有偏压端74的假象线形成无定形喷洒器轮廓120，该无定形喷洒器轮廓120与草坪100的草坪轮廓110成比例地相反。
例如，为了使来自喷洒器的水到达草坪轮廓上的远点A，需要使关于中心轴线X-X与点A相对定位的相应偏压元件70的偏压端74与中心轴线X-X间隔开长度ΔA，该长度与点A距轴线X-X的距离相对应。对于近点B，相应偏压元件70的偏压端74需要与中心轴线X-X更近地间隔开长度ΔB，使得ΔB＜ΔA。
因此，通过预先设定偏压元件70，可以将其偏压端74操纵成使得喷洒器可以对几乎所有轮廓的草坪进行灌溉。
进一步注意图7A至图7D，图7A至图7D示出了柱塞82’的远端的实例，这些远端用于获得朝向第二出口32的不同流量图案。在图7A中，柱塞顶端91是半球形的；在图7B中，柱塞顶端93具有半圆形截面，并且为了保持其在延伸部34(图2)内的定向而设有键94，以便与延伸部中的相应槽(未示出)接合；在图7C中，柱塞顶端95具有截椎形，在图7D中，柱塞具有平坦顶部95。然而，应意识到可以根据期望应用而为柱塞的远端设置其他形状。
现在注意图8，图8示出了根据本发明一个实施方式的喷洒器的纵向剖面图，其以附图标记100表示。
该喷洒器形成有壳体102，该壳体102固定地紧固至液体供给线路(未示出)。喷洒器头104通过同轴地安装在固定壳体主体102上的向下延伸的裙部105而固定地安装在壳体102上。壳体102上可旋转地安装有分配头106。在壳体102的顶部装配有总体上以附图标记108表示的灌溉头(由喷洒器头104和分配头106构成)，该灌溉头基本与前述实施方式中公开的类似。
壳体102形成有与供给线路(未示出)直接流动连通的液流腔室112。以附图标记114表示的液压马达在壳体102内延伸，该液压马达包括呈封闭腔室形式的涡轮腔室116，该涡轮腔室116在其底部装配有单向入口阀118，并具有一个或多个切向延伸的入口120，这些入口120适合于在与喷洒器的纵向轴线Z-Z同轴地安装的轴126上的涡轮124旋转时产生沿着切向方向的流动。
轴126从腔室116的上壁128伸出并配备有总体上以附图标记130表示的齿轮传动器，该齿轮传动器包括第二齿轮134和安装在轴126上的第一齿轮132，第二齿轮134与喷洒器头104的裙部105的内齿部分138可旋转地啮合。
应注意到，轴126延伸到壳体142内并穿过壳体142的顶端伸出而终止于板部144，板部144在正常情况下由于螺旋弹簧146而被向上偏压，螺旋弹簧146的上端抵靠在板部144的底端，螺旋弹簧144的底端抵靠壳体142的顶表面。该布置使得齿轮传动器130与涡轮124一起在壳体102内轴向移位，但是在这种移位期间齿轮传动器的组件之间并不分离。
壳体102内的这种轴向移位使得涡轮124与切向开口120相反地进行相应地移位，结果使得涡轮124的转速由于其相对于切向开口120的位移改变而增加/减小，即增强/削弱通过孔口120浸入的水射流对涡轮124的冲击作用。
涡轮124的任何转速变化都反映在活动连接在该涡轮124上的分配头106的相应变化中，如上所述。
与前述实施方式相反，流量调节器的柱塞156接收在贯穿凹口150内，其中杆154从柱塞156伸出，所述杆在其下端158抵靠与轴126成一体的板部144。根据本发明的一个实施方式，柱塞156和杆154可以是整体部件，其中该整体部件的上部不与通过第二喷嘴的流量干涉。
在操作时，在根据将要灌溉的区域的轮廓设定好偏压元件70的阵列之后(这以与前述实施方式中公开的相同方式进行，从而对通过第二喷嘴33’侵入的液体进行相同的流量调节，并通过偏转臂62’进行相应的偏转)，杆154会与流量调节器的柱塞156的轴向移位对应对进行轴向移位，从而使轴126以及活动连接在轴126上的涡轮124轴向移位。
结果，当偏转臂62’由于工作偏压元件70’的位置而沿着逆时针方向枢转时，其会按压杆154，结果使分配头106相应地以更低流量更快地旋转，这适合于短射程灌溉。然而，当工作偏压元件70’轴向缩回时，柱塞156进一步伸出，结果使杆154不再在轴126上施加压力，由此使涡轮124处于其适合增加射流流量的最大高度，以便输出适合于以更长射程灌溉的较低速度。这会在灌溉区域上保持基本恒定的液体降落量。
应注意，适合以短射程进行灌溉的第一喷嘴23’与液流腔室112流动连通，供给至喷嘴23’的液体保持基本恒定流量，无论喷洒器的速度如何改变。然而，第二喷嘴33’与灌溉区域的轮廓相适应地响应于柱塞156根据偏压元件的径向移位的程度而发生的轴向位移(并且还可以被偏转臂62’偏转)而以变化流量射出喷嘴射流。然而，具有两个喷嘴的灌溉头以变化速度(该变化速度根据灌溉图案的轮廓变化)旋转，如上文所述。
图9的实施方式中示出的喷洒器180与前一实施方式类似，只是灌溉头182(未示出喷洒器头)的主要不同在于设置了以附图标记184表示的流量调节器，该流量调节器装配在总体上以附图标记186表示的液压马达组件内。然而，该马达组件通过若干个支撑件190固定在固定壳体188内，使得如之前针对前述实施方式所讨论的那样液体也朝向灌溉头和相应的喷嘴向上流动。壳体182还形成有第一隔室194，第一隔室194容纳流量调节器184和液压马达。
第一隔室194形成有一个或多个流体入口198和若干个倾斜出口202，出口202延伸至第二隔室196内，使得从出口202射出的液体射流与接收在第二隔室196内的涡轮204发生碰撞并使涡轮进行旋转运动。该涡轮安装在轴207上，轴207在其上端安装有在所述第二隔室109外延伸的小齿轮209。小齿轮109与齿轮系212啮合，以便进行减速，该齿轮系212终止于旋转齿轮214，旋转齿轮214又与形成在喷洒器头的裙部222处的齿条218啮合。
该布置使得液体进入壳体108并进入流量调节器隔室194，液体从该隔室194以基本恒定流量流入马达隔室内，以使液压马达旋转，从而使灌溉头旋转。液体之后流入灌溉头腔室230，并进一步流向第一喷嘴232和第二喷嘴234。
尽管已经示出并描述了若干实施方式，但是应理解本发明并不因此而限于所公开的内容，本发明旨在覆盖落入本发明的精神和范围内的所有经过必要修正的修改和布置。

Claims (19)

1.一种喷洒器，该喷洒器用于将液体排出到具有预定几何形状周界的区域，所述喷洒器包括配备有液流腔室的壳体，所述液流腔室容纳用于使安装在所述壳体上的喷洒器头旋转的液压马达，所述喷洒器头包括与所述液流腔室的出口端流动连通的第一喷嘴和第二喷嘴，所述喷洒器还包括与所述第二喷嘴相关联且被偏压元件阵列偏压的动态液体偏转器，每个偏压元件都适合于将所述动态液体偏转器动态地偏压到预定角度，由此确定所述动态液体偏转器的偏转角度，同时在所述区域上保持基本恒定的液体降落量，所述第二喷嘴与第二馈送线路流动连通，该第二馈送线路配备有用于调节通过所述第二喷嘴排出的液流流量的流量调节器，其中所述动态液体偏转器的偏转使得同时对所述流量调节器进行控制，由此以与通过相应的偏压元件设定的射程相对应的流量通过所述第二喷嘴射出液体，其中所述偏压元件能在喷洒器头内独立地径向移位，从而形成在所述多个偏压元件之间延伸的假象路径，由此与所述动态液体偏转器相关联的凸轮随动件在所述偏压元件上行进，以由此有角度地配置所述动态液体偏转器，其中，所述动态液体偏转器呈枢转地活动连接至可旋转的喷洒器头的偏转臂的形式，使得其偏转端在所述第二喷嘴的前方延伸以选择性偏转从第二喷嘴射出的液体，并且在所述动态液体偏转器上配备有凸轮随动件，以用于与偏压元件阵列接合，并且其中，所述偏转臂的中间部分抵靠在从所述喷洒器头伸出的所述流量调节器的柱塞的远端上，由此所述动态液体偏转器的偏转确定所述流量调节器的所述柱塞与第二馈送线路的相撞量，以由此与期望排出角度相对应地调节从所述第二喷嘴射出的液体流量。
2.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述壳体配备有第一馈送线路和第二馈送线路，第一馈送线路和第二馈送线路都从所述液流腔室延伸出并均具有出口端，所述第一馈送线路延伸穿过所述液压马达以由此使所述喷洒器头以基本恒定的速度旋转，所述第一馈送线路在其出口端配备有所述第一喷嘴，该第一喷嘴适于以基本恒定的流量排出液体，所述第二馈送线路在其出口端配备有所述第二喷嘴。
3.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述第一喷嘴适合于以相当短的射程和恒定流量在圆形图案上排出液体。
4.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述第二喷嘴适合于以可变流量和比所述第一喷嘴的射程更长的射程排出流体。
5.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述偏压元件径向指向所述喷洒器的纵向轴线，各偏压元件能在所述喷洒器顶部内径向移位，从而调节每个偏压元件的近端与所述纵向轴线的距离。
6.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述动态液体偏转器以可枢转的方式联接至可旋转的喷洒器头。
7.根据权利要求6所述的喷洒器，其中，所述喷洒器顶部通过一个或多个支撑螺柱与所述壳体间隔开，所述支撑螺柱具有流体动力学横截面，从而使得对所述第一喷嘴和第二喷嘴射出的液体射流的干涉最小。
8.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述流体调节器包括柱塞，该柱塞至少部分地与所述第二馈送线路相撞，由此限制所述第二馈送线路的横截面并阻碍液体流动。
9.根据权利要求8所述的喷洒器，其中，所述柱塞能由具有不同横截面的柱塞替换，从而对排出液体进行复杂调节。
10.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述柱塞的远端在其远端形成有凹入表面，该凹入表面与所述偏转臂的底面相对应，从而所述偏转臂的枢转移位使得该偏转臂在所述柱塞上进行基本纯滚动运动。
11.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述动态液体偏转器的偏转决定其偏转端阻碍所述第二喷嘴的程度，因而决定液体排出的射程，并决定所述流量调节器与第二喷嘴的馈送线路的干涉程度，并因而决定通过所述第二喷嘴的液体流量。
12.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，来自所述液流腔室的液体流入第一馈送线路和第二馈送线路的入口端，其中流过所述第一馈送线路的液体经过所述液压马达，由此使所述液压马达操作并使所述喷洒器的排出端口进行恒定旋转运动，在离开所述液压马达时，液体流过所述第一喷嘴并以恒定角度向灌溉区域提供恒定的液体流量。
13.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，流过所述第二喷嘴的液体可以被所述动态液体偏转器的偏转端阻挡，并通过所述流量调节器控制液体流。
14.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，在所述喷洒器头旋转期间，所述动态液体偏转器的凸轮随动件与不同的偏压元件交替接触，从而对通过第二馈送线路流向所述第二喷嘴的液流的阻挡程度根据各偏压元件的径向突出量变化，并且所述流量调节器的远端同时被以相应的程度向下偏压，因而使从所述第二喷嘴射出的液体偏转。
15.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述液压马达包括与容纳所述第一喷嘴和第二喷嘴且借助于第一馈送线路与所述液流腔室流动连通的喷洒器头活动连接的叶轮机构。
16.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述液压马达是动态的，并且被配置为用于确定所述喷洒器头的旋转速度，所述马达具有与所述动态液体偏转器相关联的并且基于如下的速度调节器：（i）从所述第二喷嘴射出的流量；以及（ii）所述液体偏转器的偏转，从而（i）或（ii）的变化导致所述液压马达的旋转速度发生变化。
17.根据权利要求16所述的喷洒器，其中，所述液压马达的可变速度通过联接器实现，该联接器在一端与所述液体偏转器相关联，在其相对端与所述液压马达的可轴向移位的涡轮相关联，所述涡轮安装在形成有一个或多个切向延伸的液体射流孔口的腔室内，由此所述涡轮的轴向移位使其相对于所述一个或多个孔口轴向移位，这又使所述涡轮及相关联的喷洒器头的旋转速度降低/增加。
18.根据权利要求1所述的喷洒器，其中，所述壳体的液流腔室配备有液流控制阀，该液流控制阀用于产生流向液压马达的涡轮腔室和第一喷嘴及第二喷嘴的基本恒定的液流。
19.根据权利要求18所述的喷洒器，其中，液流同时转向所述液流控制阀和所述液压马达的涡轮腔室以及所述第一喷嘴和第二喷嘴。
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