CN101972722B - 一种外取水射流附壁式控制元件 - Google Patents
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Abstract
本发明属于节水灌溉喷灌系统射流喷头中的关键设备，是一种外取水射流附壁式控制元件（4）。包括反向补气孔（5）、外取水信号嘴（6）、出口盖板（7）、导管（9）和入水孔（10）。外取水信号嘴（6）中取到信号水或空气使主射流一侧间断性形成低压旋涡区，反向补气孔（5）开启及关闭使主射流另一侧高低压间切换，从而使主射流左右两侧形成压差，实现水流的附壁，水流附壁冲击出口盖板（7）的倒角对喷头产生推动力使喷头转动，从而自控完成喷头的直射、步进和反向运转。本发明具有工作稳定可靠、出口盖板（7）可为任意形状等优点。
Description
技术领域
本发明属于节水灌溉喷灌系统射流喷头中的关键设备，特指一种外取水射流附壁式控制元件。
背景技术
目前，淡水资源紧缺是全球的重大问题，喷灌成为农业可持续发展的重要手段。喷头是喷灌系统的关键设备，其性能好坏直接影响到喷灌效果。与国外产品相比，我国在产品工艺、材料、性能、新产品开发能力上相对落后。现在，国外还未曾有学者将射流附壁效应技术应用于开发研制喷头的相关报道，因此射流喷头是属于中国独创、具有自主知识产权的节水喷头。在国内，有意义将射流技术推广，开发出各种不同结构和工作原理的新型射流喷头。
经检索，目前相关的文献有：韩小杨等人申请号为90200784.X实用新型专利“双击同步全射流喷头”，所述“双击同步全射流喷头”结构较为复杂，采用节流孔控制信号水接嘴中信号水间断性的截取，工作不够稳定。谢福祺等人申请号为03222424实用新型专利“全射流喷头”，所述“全射流喷头”靠气水分离器的补气孔补入空气，气水分离器会因为堵塞而无法正常工作。李红等人发表文章“隙控式全射流喷头性能特点及与摇臂式喷头的比较研究”（农业工程学报，2006年5月）所述文献报道中要求隙控式全射流喷头喷射水束与出口盖板间形成间隙C，这就要求出口盖板元件具有较高的尺寸精度。以上提到的不足之处成为制约射流喷头发展的主要瓶颈之一，本发明提出一种新结构、新工作原理的外取水射流附壁式控制元件，具有工作稳定可靠、出口盖板可为任意形状等优点，属于一种技术创新。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是气水分离器堵塞，水束与出口盖板间不能形成间隙C，从而水流不能附壁冲击盖板，造成喷头不能作旋转运动的关键技术问题，是提供一种结构简单、运行可靠、工作稳定的外取水射流附壁式控制元件。
本发明属于节水灌溉喷灌系统射流喷头中的关键设备，外取水射流附壁式控制元件包括反向补气孔、外取水信号嘴、出口盖板、导管和入水孔。外取水信号嘴和入水孔处于外取水射流附壁式控制元件的同一侧，反向补气孔处于外取水射流附壁式控制元件的另一侧。外取水信号嘴、入水孔、反向补气孔处于沿中轴线上的同一剖面位置，外取水信号嘴设置于出口盖板外端，入水孔和反向补气孔的直径为中心孔直径的1/4至1/2，入水孔和反向补气孔的设置位置为底部位置距中心孔出口位置的距离为中心孔直径的1/4至1倍，外取水信号嘴与入水孔采用导管连接，出口盖板与外取水射流附壁式控制元件采用螺纹连接。外取水射流附壁式控制元件的出口盖板可为任意形状，如方形、圆形、椭圆形、腰圆形等。
在喷头工作过程中，直射状态时，水流通过盖板流出，外取水信号嘴取到信号水流入入水孔，使外取水射流附壁式控制元件的一侧没有空气补入，主射流向没有空气补入的一侧附壁，水流附壁冲击没有空气一侧的盖板，使射流喷头旋转运动。此时，由于水流附壁，外取水信号嘴取不到信号水而取到空气，主射流恢复直射，如此反复循环，射流喷头完成间断性的步进旋转运动。
在工作原理上，本发明与现有公开射流喷头控制元件的区别为：现有公开的射流喷头利用喷射水束与出口盖板间形成间隙C的打开与闭合，造成左右腔压差的形成与消失，完成喷头的旋转运动。本发明中，外取水信号嘴循环取到号水和空气，使主射流一侧间断性形成低压旋涡区，反向补气孔开启及关闭使主射流另一侧高低压间切换，方便可靠的自控完成左右腔压差的形成与消失，实现水流附壁并完成喷头的旋转运动。
本发明的优点在于：结构简单，稳定可靠，避免了目前射流喷头旋转不够稳定、结构尺寸精度要求高等缺点。
附图说明
图1为射流喷头总装示意图。
图2为外取水射流附壁式控制元件示意图。
图3为图2中的A向视图。
图中，1.限位环，2.反向机构，3.反向软塑料管，4.外取水射流附壁式控制元件件体，5.反向补气孔，6.外取水信号嘴，7.出口盖板，8垫片，9.导管，10.入水孔，11.作用区，12.中心孔。
具体实施方式
外取水射流附壁式控制元件的工作状态包括直射、步进、反向三个状态。在喷头工作过程中，水流从中心孔12喷射到作用区11内，作用区11左右两端形成低压旋涡区。外取水射流附壁式控制元件件体4左侧由反向补气孔5通过反向软塑料管3补气，右侧由外取水信号嘴6补气，两侧压强相等，水流直射，喷头静止。外取水信号嘴6中取出信号水流入入水孔10，使右侧没有空气补入，右侧造成低压旋涡区，左侧压强大于右侧，主射流向右侧附壁，水流通过出口盖板7的倒角对喷头产生推动力使喷头转动。此时，由于水流在作用区11内往右侧附壁，水流通过出口盖板7倒角在出口处往左侧偏转，外取水信号嘴6脱空取不到任何信号水，只接到空气，导管9中的信号水抽完之后，空气进入入水孔10，两侧压强相等，主射流恢复直射，如此反复循环，喷头自控完成直射－步进－直射－……。反向软塑料管3与反向机构2相连，当步进到反向机构2受到限位环1限制，将反向补气孔5堵死，左侧造成低压旋涡区，右侧压强大于左侧，主射流向左侧附壁，喷头反向转动，转动到限位环1另一侧，补气孔5重新打开。如此反复循环，新型射流喷头自控完成直射－步进－……反向－直射－步进……的喷洒作业。
Claims (2)
1.一种外取水射流附壁式控制元件，其特征在于，包括反向补气孔(5)、外取水信号嘴(6)，出口盖板(7)，导管(9)和入水孔(10)；所述外取水信号嘴(6)、入水孔(10)、反向补气孔(5)处于沿中轴线上的同一剖面位置，外取水信号嘴(6)设置于出口盖板(7)外端，外取水信号嘴(6)与入水孔(10)采用导管(9)连接，出口盖板(7)与外取水射流附壁式控制元件件体(4)采用螺纹连接；所述外取水信号嘴(6)和入水孔(10)处于同一侧，反向补气孔(5)处于另一侧；在喷头工作过程中，直射状态时，外取水信号嘴(6)能取到信号水；步进状态时，外取水信号嘴(6)取不到信号水只取到空气，设有出口盖板(7)；所述入水孔(10)和反向补气孔(5)的直径为中心孔(12)直径的1/4至1/2；所述入水孔(10)和反向补气孔(5)的设置位置为底部位置距中心孔(12)出口位置的中心孔直径的1/4至1倍。
2.根据权利要求1所述的外取水射流附壁式控制元件，其特征在于，所述出口盖板(7)为方形、圆形或椭圆形。
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