CN101603549B - 一种射流施肥泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种水力驱动射流施肥泵，由射流元件、活塞和缸体构成。活塞安装在缸体中并且形成推进腔、复位腔和肥液腔，射流元件的两个输出口分别与推进腔、复位腔相连接。利用射流的附壁与换向原理推动活塞循环往复运动，实现注肥与吸肥过程。本发明由于应用射流实现活塞的运动与换向，提高了换向机构的可靠性与耐久性，使活塞与缸体部分的结构得以简化，密封性能也得以提高。本发明不需要外加动力，安装使用方便，在灌溉管路上并联使用使用，可适用于微灌、喷灌、低压管道等灌溉的施肥需求。

Description

一种射流施肥泵
技术领域
本发明属于农业灌溉技术领域，涉及农田灌溉设备，具体涉及一种与管道化灌溉配套的水力驱动的射流施肥泵。
背景技术
灌溉施肥是施肥与灌溉有机结合的一种先进农业技术，它通过灌溉施肥设备将可溶性肥料或农药溶液注入灌溉系统的压力管道内，具有节水、节肥、省工、省药、优质、高产、高效、环保等优点。随着微灌、喷灌、低压管道输水等管道化灌溉技术的广泛应用，灌溉施肥设备与技术也得到了快速的发展和应用。目前无外加动力的活塞式施肥器，以灌溉系统管道的压力水驱动活塞，随着活塞的运动抽吸和注入肥液，因其具有体积小、使用方便，易于控制施肥浓度、施肥量和施肥时间，运行费用低等优势，而成为灌溉施肥的一种重要设备。但现有活塞式施肥器大都采用弹簧或机械式联动换向机构实现活塞的换向运动。采用弹簧进行换向的活塞，在注入肥液时，需要压缩弹簧而损耗一定的水压，而且换向过程取决于弹簧的刚度和初始压缩量，弹簧在频繁的往复运动作用下，也易于损坏。机械式联动换向机构势必增加活塞及缸体的结构复杂性，对机械密封性、制造精度、可靠性及耐久性提出更高的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种活塞与缸体结构简单、密封性能好、换向可靠性与耐久性强的射流施肥泵。
本发明采取的技术解决方案是：一种射流施肥泵由射流元件、活塞和缸体构成。
所述的射流施肥泵，由射流元件、活塞和缸体构成，所述射流元件由射流元件输入口、喷嘴、复位腔一侧的控制孔、推进腔一侧的控制孔、主射流空间、复位腔一侧的排空通道、推进腔一侧的排空通道、冲击涡流区、复位腔一侧的信号通道、推进腔一侧的信号通道、复位腔一侧的输出口、推进腔一侧的输出口组成。活塞由一端大一端小的两个同心异径圆柱体组合而成，缸体由一端大一端小的两个同心异径的空心圆柱体组合而成。活塞安装在缸体中并且形成推进腔、复位腔和肥液腔。
所述的射流施肥泵，活塞结构为一端大一端小的两个同心异径圆柱体。
所述的射流施肥泵，缸体结构为一端大一端小的两个同心异径圆柱体。
所述的射流施肥泵，活塞安装在缸体中并且形成推进腔、复位腔和肥液腔。
所述的射流施肥泵，射流元件的两个输出口分别与推进腔、复位腔相连接。
所述的射流施肥泵，肥液腔设置有吸肥口和注肥口，并设置有单向阀。
所述的射流施肥泵，在灌溉管路上并联使用。工程应用时，射流元件的输入口与灌溉管路的上游端连接。肥液腔的吸肥口与储肥容器连接，注肥口与灌溉管路的下游端连接。灌溉管道中的压力水流由射流元件输入口进入，经过喷嘴形成高速射流，射流在通过喷嘴后将产生附壁效应，假如在附壁作用下先附壁于推进腔一侧，则压力水流进入推进腔，将压力作用在推进腔活塞的有效面积上，推动活塞向肥液腔方向运动，将肥液腔中的肥液注入压力管道，实现注肥过程。当活塞运行到推进腔终点时，在缸体的限位作用下，活塞突然静止，导致推进腔内的压力水流突然停止流动而引起水击，水流的动能转换成压能，推进腔内的水压力升高，并通过推进腔一侧的信号通道传递到控制孔，作用于当前附壁流，将其推向另一侧附壁，使射流由推进腔一侧切换到复位腔一侧输出。此时，压力水流进入复位腔，推动活塞反向，使活塞由肥液腔向推进腔方向运动，肥液腔产生负压，将储肥容器中的肥液吸入肥液腔，实现吸肥过程。当活塞运行到肥液腔终点时，肥液腔内的水体发生水击，控制射流附壁再次切换到推进腔一侧，再度推动活塞反向，使活塞向肥液腔方向运动，进行注肥。如此循环往复，则产生持续的吸肥、注肥过程，达到灌溉施肥的目的。活塞往复运行过程中，推进腔、复位腔产生的回水，通过排空通道排出。
本发明构造的有益效果：本发明由于应用射流原理实现活塞的运动与换向，简化了活塞与缸体部分的结构，密封性能也得以提高；取消了弹簧、机械联动换向机构等易损部件，提高了换向机构的可靠性与耐久性；加工工艺简单，制造成本较低；利用灌溉管道的水压运行，不需要外加动力；独立于灌溉管道和储肥容器，体积小，重量轻，安装使用方便，在灌溉管路上并联使用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的结构示意图。
图2是本发明实施例2的结构示意图。
图中，
1.射流元件输入口  2.射流元件  3.复位腔一侧的控制孔  4.主射流空间  5.复位腔一侧的排空通道  6.复位腔一侧的信号通道  7.复位腔一侧的输出口  8.复位腔入口  9.吸肥口  10.单向阀A  11.肥液腔  12.单向阀B  13.注肥口  14.缸体  15.活塞  16.复位腔  17.推进腔  18.推进腔入口  19.推进腔一侧的输出口  20.推进腔一侧的信号通道21.冲击涡流区  22.推进腔一侧的排空通道  23.推进腔一侧的控制孔  24.喷嘴
具体实施方式
实施例1：
参照图1。由射流元件输入口1、喷嘴24、推进腔一侧的控制孔23、复位腔一侧的控制孔3、主射流空间4、推进腔一侧的排空通道22、复位腔一侧的排空通道5、冲击涡流区21、推进腔一侧的信号通道20、复位腔一侧的信号通道6、推进腔一侧的输出口19、复位腔一侧的输出口7、组成射流元件2，其中推进腔一侧的信号通道20、与推进腔一侧的控制孔23连通、复位腔一侧的信号通道6与复位腔一侧的控制孔3连通。活塞15由一端大一端小的两个同心异径圆柱体组合而成。缸体14也是由一端大一端小的两个同心异径的空心圆柱体组合而成。活塞15安装在缸体14中，形成推进腔17、复位腔16和肥液腔11。射流元件2与缸体14纵向连接，射流元件2由复位腔一侧的输出口19通过复位腔入口8与复位腔16连通，射流元件2由推进腔一侧的输出口19通过推进腔入口18与推进腔17连通。肥液腔11两侧设置有吸肥口9和注肥口13，并分别设置有单向阀A10和单向阀B12。由此构成的一个整体形成一种水力驱动的射流施肥泵，即为本发明的第1实施例。
图1所示射流施肥泵的主要创新点是：应用射流原理实现活塞的运动与换向，完成吸肥与注肥过程。具体实现过程：灌溉管道中的压力水流由射流元件输入口2进入，经过喷嘴24形成高速射流。由于射流元件2的推进腔一侧的输出口19和复位腔一侧的输出口7分别与推进腔17和复位腔16连接，造成射流元件2两侧出口连接的负载不对称，射流在流体的卷吸作用下会出现附壁现象：在射流元件2喷嘴24高速喷出后向一侧偏转，并稳定地附着在一侧壁面上向下游流动。假如在附壁作用下先附壁于推进腔17一侧，则压力水流进入推进腔17，将压力作用在活塞15的有效面积上，推动活塞15向肥液腔11方向运动，将肥液腔11中的肥液经由注肥口13注入压力管道，实现注肥过程。当活塞15运行到推进腔17终点时，在缸体14的限位作用下，活塞15突然静止，导致推进腔17内的压力水流突然停止流动而引起水击，水流的动能转换成压能，推进腔17内的水压力升高，并通过推进腔一侧的信号通道20传递到推进腔一侧的控制孔23，作用于当前附壁流，将其推向另一侧附壁，使射流由推进腔17一侧切换到复位腔16一侧输出。此时，压力水流进入复位腔16，推动活塞15反向，使活塞15由肥液腔11向推进腔17方向运动，肥液腔11产生负压，将储肥容器中的肥液通过吸肥口9吸入肥液腔11，实现吸肥过程。当活塞15运行到肥液腔11终点时，肥液腔11内的水体发生水击，控制射流附壁再次切换到推进腔一侧，再度推动活塞15反向，使活塞15向肥液腔11方向运动，进行注肥。如此循环往复，则产生持续的吸肥、注肥过程，达到灌溉施肥的目的。活塞15往复运行过程中，推进腔17、复位腔16产生的回水，分别通过推进腔一侧的排空通道22与复位腔一侧的排空通道5排出。
实施例2：
参照图2。实施例2所示的一种水力驱动射流施肥泵，射流元件2与缸体14侧向连接，零部件的结构特征与实施例1相同，具有相同结构的部分由相同的附图标记表示，不再对其行说明。该实施例的原理与实现过程也与第1实施例相同，因此省略对其的说明。
本发明构造的射流施肥泵，在灌溉管路上并联使用。使用时，将射流元件2的输入口1与灌溉管路的上游端连接，吸肥口9与储肥容器连接，注肥口13与灌溉管路的下游端连接。
本发明射流施肥泵的结构和原理已通过实施例予以充分揭示，但所述实施例并非用以限制本发明，在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下还可有其它的实施方式，在表明本发明的范围时，应参考所附的权利要求书，而不是前述的说明。

Claims (4)

1.一种射流施肥泵，其特征在于，由射流元件(2)、活塞(15)和缸体(14)构成，所述射流元件(2)由射流元件输入口(1)、喷嘴(24)、复位腔一侧的控制孔(3)、推进腔一侧的控制孔(23)、主射流空间(4)、复位腔一侧的排空通道(5)、推进腔一侧的排空通道(22)、冲击涡流区(21)、复位腔一侧的信号通道(6)、推进腔一侧的信号通道(20)、复位腔一侧的输出口(7)、推进腔一侧的输出口(19)组成；所述活塞(15)由一端大一端小的两个同心异径圆柱体组合而成，所述缸体(14)由一端大一端小的两个同心异径的空心圆柱体组合而成；活塞(15)安装在缸体(14)中并且形成推进腔(17)、复位腔(16)和肥液腔(11)；所述推进腔一侧的信号通道(20)、与推进腔一侧的控制孔(23)连通、复位腔一侧的信号通道(6)与复位腔一侧的控制孔(3)连通，所述射流元件(2)的推进腔一侧的输出口(7)和复位腔一侧的输出口(19)分别与推进腔(17)、复位腔(16)相连接。
2.根据权利要求1所述的一种射流施肥泵，其特征在于，所述肥液腔(11)设置有吸肥口(9)和注肥口(13)，并分别设置有单向阀A(10)和单向阀B(12)。
3.根据权利要求1或2所述的一种射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件(2)轴向与活塞(15)和缸体(14)的轴向平行。
4.根据权利要求1或2所述的的一种射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件(2)轴向与活塞(15)和缸体(14)的轴向垂直。
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