CN102159325B

CN102159325B - 一种液体扩散装置

Info

Publication number: CN102159325B
Application number: CN200980135051.2A
Authority: CN
Inventors: 阿尔诺·德雷克塞尔
Original assignee: Individual
Current assignee: Kermet Austria Co ltd
Priority date: 2008-07-24
Filing date: 2009-07-24
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2029-07-24
Also published as: CN102159325A; US8584969B2; BRPI0911027B1; WO2010010535A4; EP2321059B1; IT1390781B1; BRPI0911027B8; BRPI0911027A2; ES2491290T3; WO2010010535A1; US20110139896A1; EP2321059A1; ITVI20080174A1

Abstract

一种液体扩散装置包括：支撑框架(2)，其具有限定第一纵轴线(L)的上部管状通道(3)和下部中空主体(4)；喷嘴(5)，其与所述通道相连以用于在预定压力和流速下纵向向下引导液体射流；偏转元件(6)，其具有保持在所述中空主体(4)中的下部杆(7)和与所述下部杆(7)关联并且面朝着所述喷嘴(5)的上部偏转板(8)，所述上部偏转板用于沿周边向外偏转射流并且促使所述下部杆(7)围绕所述第一纵轴线(L)以预定转速旋转(ω₁)；用于调节所述下部杆的转速的自调节机构(9)，其包括至少一个弹性体制动元件(10)，所述弹性体制动元件插入所述下部杆(7)和所述中空主体(4)之间以用于当液体射流的压力和流速变化时自动调节所述下部杆(7)的转速和用于提供被偏转液体的均匀分配。

Description

一种液体扩散装置

技术领域

本发明总体上在用于农业和工业应用的灌溉系统领域中得到应用，尤其涉及一种液体扩散装置。

该液体扩散装置将特别适合用于耕地的灌溉并且可以单独使用或与一个或多个类似的液体扩散装置组合使用。

背景技术

液体扩散装置，特别是通常被称为“喷洒器”的类型的液体扩散装置，在用于特别为大面积土地分配水或其它流体的灌溉系统中的使用是已知的。

通常，液体扩散装置具有支撑框架，所述支撑框架被设计为连接到液压系统并且具有用于将液体射流引导到特定形状的扩散板的喷嘴。

该扩散板又安装到旋转杆，所述旋转杆连接到框架的固定部分并且在射流压力下旋转。

现有技术的液体扩散装置的公认缺陷在于难以控制板的转速以获得尽可能宽和均匀的射流。

此外，在这些液体扩散装置中，沿周边喷射液体的相当大部分由于扩散运动而被雾化并且在到达土壤之前蒸发。特别在干燥环境中蒸发损失甚至可以达到30％。

为了设法克服这些缺陷，开发了解决这些问题中的一些的各种液体扩散器方案。

US5,439,174公开了一种具有旋转式偏转元件的扩散装置，所述旋转式偏转元件保持在中空主体中并且由此通过万向接头被支撑。

所述旋转元件由齿轮组件驱动旋转，所述齿轮组件由分别与旋转元件和中空主体一体化的一对相面对的齿轮组成。

尽管该方案保证了扩散器在任何速度下旋转，但是它不能控制和限制旋转元件的转速从而因而不能立即调节水射流。

此外，齿轮组件的存在增加了构造和组装的复杂性和成本。

而且，由于中空主体是完全敞开的，因此诸如沙子或灰尘的异物可能侵入支撑和接触旋转元件的区域，并且导致异常操作，可能导致完全堵塞。

US5,588,595也公开了一种扩散装置，其中用于连接旋转元件和固定容纳元件的接头是球轴承组件。

尽管该现有技术的方案提供了更简单的扩散器，但是它仍然不能调节转速，并且不能防止由于异物进入到用于支撑相互接触部分或抵靠它们滑动的区域中的原因而产生的异常操作和堵塞。

发明内容

本发明的主要目标是通过提供一种扩散装置克服以上缺陷，该扩散装置允许在各种操作条件下优化控制扩散板的旋转，并且也可以调节喷洒表面相对于水射流的位置。

本发明的另一个目标是提供一种扩散装置，该扩散装置可以提供比现有技术的扩散器更宽和更均匀的射流。

本发明的进一步目标是提供一种扩散装置，该扩散装置减小液体雾化以用于提高效率。

本发明的又一个目标是提供一种扩散装置，该扩散装置可以特别耐受多尘和污染的环境并且在该环境中具有正常操作。

本发明的再一个重要目标是提供一种扩散装置，该扩散装置具有比较简单的结构，从而确保了可靠性和相对低的成本。

在下面更清楚解释的这些和其它目标通过如权利要求1中所述的液体扩散装置来实现，所述液体扩散装置包括：可连接到液体给送管的支撑框架，所述框架具有下部中空主体和用于液体的上部管状通道，两者限定第一纵轴线；喷嘴，其与所述上部管状通道相连以用于在预定压力下纵向向下引导液体射流；偏转元件，其与所述下部中空主体相连。

所述偏转元件具有保持在所述下部管状部分内的下部杆和与所述下部杆相连并且面朝着所述喷嘴的上部偏转板，所述上部偏转板用于沿周边向外偏转射流并且促使所述下部杆围绕所述第一纵轴线以预定转速旋转。

还提供了用于调节所述下部杆的转速的自调节机构。

所述装置的特征在于：所述自调节机构包括至少一个弹性体制动元件，所述弹性体制动元件插置所述下部杆和所述下部中空主体之间以用于响应由所述喷嘴产生的射流的增加压力自动调节所述下部杆的转速、以及用于提供被偏转液体的均匀分配。

通过该构造，所述装置将使上部偏转板的转速适应于由液体射流施加的速度。

有利地，所述制动元件可以具有基本环形的形状，带有允许板或台阶和框架的下部中空主体的相对滑动的侧表面。

这将避免使用复杂的自调节机构，例如齿轮，并且提供上部偏转板的更宽旋转，导致更长的射流，并且实际上没有雾化效应。

附图说明

通过阅读本发明的液体扩散装置的几个优选的、且非排它实施例的以下详细描述将更显而易见地了解本发明的更多特征和优点，所述实施例在附图的帮助下作为非限定性例子被描述，在附图中：

图1是本发明的液体扩散装置的透视图；

图2是图1的液体扩散装置的横截面图，显示了第一优选构造；

图3是图2的细节的放大图；

图4是本发明的液体扩散装置的横截面侧视图，显示了第二优选构造；

图5是图4的液体扩散装置的细节的放大图。

具体实施方式

参照以上附图，本发明的液体扩散装置(总体上由附图标记1标示)可以用于在可能具有很大表面积的地面(例如在农业区的灌溉中)上分配液体。

为此，液体扩散装置1可以连接到用于液体输送的液压系统(未显示)，并且可以单独安装到或与其它类似装置组合安装到根据预期射流长度将设置在预定高度的固定式或旋转式支撑臂(也未显示)。

根据本发明，一种液体扩散装置包括支撑框架2，该支撑框架可连接到灌溉系统的液体给送管并且具有上部管状通道3和下部中空主体4，上部管状通道3和下部中空主体4限定第一纵轴线L。

框架2的上部管状通道3与喷嘴5相连以用于在预定压力和流速下纵向向下引导液体射流，并且可以沿基本轴向方向延伸。

下部中空主体4与偏转元件6相连，所述偏转元件具有限定第二纵轴线X并且容纳在中空主体4内的基本细长的下部杆7、以及与下部杆7一体化并且面朝着喷嘴5的上部偏转板8，所述上部偏转板用于沿周边向外偏转射流并且促使下部杆7围绕第一纵轴线L以预定转速旋转ω₁。

还提供了用于调节下部杆7的转速的自调节机构9。

根据本发明的特定特征，自调节机构9包括至少一个弹性体制动元件10，所述弹性体制动元件插置在下部杆7和下部中空主体4之间以用于响应由喷嘴5产生的射流的压力和流速的变化自动调节下部杆7的转速，以及用于提供被偏转液体的均匀分配。

在第一构造中，如图1-3中所示，上部偏转板8可以具有与下部杆7同轴的下部管状部分11，所述下部管状部分至少部分容纳在中空主体4中并且插置在中空主体4与下部杆7之间。

在该情况下，制动元件10可以位于插置在上部偏转板8的下部管状部分11和中空主体4之间的位置。

中空主体4可以具有基本上横向的底壁12和基本上圆柱形的侧壁13，所述侧壁界定用于上部偏转板8的下部管状部分11或下部杆7 的滚动轨道14。

中空主体4和上部偏转板8的下部管状部分11的圆柱形状没有底切部，防止可能导致偏转元件6的复杂旋转运动异常的任何杂质的积累。

上部管状通道3和中空主体4可以通过一对上和下轴环18和19连接在一起，所述上和下轴环又通过多个臂20连接在一起。

上部管状通道3和上轴环18可以可拆卸地连接以用于喷嘴5的简单拆卸和更换。

偏转喷嘴8可以附连到下部杆7或与下部杆7形成整体，并且可以公知地成形。

偏转喷嘴的上表面21可以成形为带有多个径向扩散沟道22，所述扩散沟道被设计为赋予上部偏转板8不对称形状，并且带有相对于由喷嘴5喷射的液体射流成不同斜度的角扇区，由此将扭矩传递到下部杆7，形成初始瞬时的旋转ω₁。

在本发明的一个特别有利的方面中，制动元件10可以具有基本环形的形状并且由具有较高摩擦系数的弹性体材料制造，例如天然或合成橡胶。

制动元件的纵向尺寸可以被选择为覆盖上部偏转板8的下部管状部分11和中空主体4之间的或下部杆7和中空主体4之间的整个接触部分。

此外，环形元件10可以保持在中空主体4中的纵向上端23上以限定在上部偏转板的下部管状部分11和中空主体4的侧壁13之间的相对滑动表面。

根据本发明的第一实施例，如图1-3中所示，环形制动元件10可以具有基本圆柱形的固定壁24和与固定壁24同轴的基本截头圆锥形的可动壁25。

环形元件10可以被设计为唇形密封件，并且两个壁24、25在它们的上缘26、27联接在一起，而下缘28、29可以彼此径向偏移。

特别地，固定壁24可以与中空主体4的侧壁13接触，而可动壁 25可以面向上部偏转板8的下部管状部分11。

此外，两个环形壁24、25可以形成为一个件，并且在它们的上缘26、27由基本径向环30连接以限定基本U形轴向部分。

因此，在围绕第一纵轴线L的旋转运动ω₁期间，上部偏转板8的下部管状部分11可以接触可动壁25并且导致它的径向变形，该变形的偏转与所述射流的推力成正比。

然而，应当理解制动元件10的两个壁24、25可以处于与图中的的位置成倒置的位置，固定壁24在它的周边安装到上部偏转板8的下部管状部分11，并且可动壁25面向中空主体4的侧壁13，而且仍然获得与上述相同的速度调节效果。

在如图4所示的构造中，环形制动元件10可以是带有较薄单壁的单环，该环与下部杆7同轴地固定到下部杆7。

在该情况下，环形元件10的外表面31将限定下部杆7的滚动表面，而中空主体4的侧壁13将限定滚动轨道。

在两种情况下，制动元件10的轴向尺寸以及沿着第一纵轴线L或第二纵轴线X的位置可以与上述的不同，而不限制于本发明的范围。

如图中所示，在两种构造中，下部杆7可以具有基本圆柱形状，第二纵轴线X也限定它的对称轴线。

而且，下部杆7可以使它的下端32铰接到中空主体4的底壁12，从而将第二纵轴线X围绕第一纵轴线L的旋转运动ω₁变为旋进运动，并且还允许下部杆7并由此上部偏转板8围绕第二纵轴线X的旋转ω₂。

在第一实施例中，下部杆7的下端32可以形成有凸起形状以在底壁12的凹入部分33上旋转，另外在下端32和凹入部分33之间可能插置有第一球34。

在后一种情况下，中空容腔可以形成于下部杆7的下端32中以接收尺寸小于第一球34的第二球36，第二球的目的在于防止下部杆7由于与凸起表面32或第一球34的接触所导致的磨损而向下平移。

在本发明的备选实施例中，如图5中更清楚地所示，下部杆7的铰接端32可以具有成形的外表面37，该成形的外表面容纳在中空主体4的底壁12的互补性成形的容座38中。

下部杆7的成形端部37和底壁12的互补性成形的容座38都可以具有多边形(例如六边形)平面形状，并且可以被安装为使得由下部杆7的成形端部37形成的多边形部与由容座38限定的多边形部成角度偏移，从而避免它们各自顶点的重合。

所以，在下部杆7的旋转或旋进ω₁期间，在铰接端32和容座38之间将发生干涉，这将进一步减小下部杆7的运动的速度并且增加射流长度。

底壁12可以具有部分39，该部分在中空主体4中轴向滑动以调节沿着第一纵轴线L在上部偏转板8和喷嘴5之间的距离。

合适的密封装置40(例如一个或多个垫圈)的设置将保证液体扩散装置的气密封，并且保护它免于任何异物侵入。

此外，摩擦盘41可以插入固定底壁12和滑动部分39之间，其将利用由上部偏转板8上的射流生成并且从那里传递到下部杆7的轴向推力来施加进一步的速度调节作用。

凸起或多边形的铰接端32的特殊构造将导致在不工作位置第二纵轴线X相对于第一纵轴线L倾斜，从而在初始瞬时阶段促使下部杆7的旋转ω₁。

在操作中，由喷嘴5输送的液体射流施加于上部偏转板8的推力将导致第二纵轴线X的复杂旋转或旋进运动ω₁以及下部杆7的旋转ω₂和因此与下部杆7一体的上部偏转板8的旋转ω₂，使得上部偏转板8或下部杆7的下部管状部分11接触中空主体4的圆柱形侧壁13。

由于自调节机构9的存在，在下部杆7明显不稳定的不稳定初始瞬时阶段之后，下部杆7的旋进运动ω₁将稳定，并且将获得正常、减小的速度。

这样的减小速度将由下部杆7的组合运动产生，这进一步由上部偏转板8的下部管状部分11和制动元件10之间的摩擦来促进并且将提供液体射流的增加的向外长度。

此外，由于制动元件10的固有弹性，当来自喷嘴5的射流压力增加时，上部偏转板8或下部杆7将对制动元件10施加更强的挤压力。

这也将导致在第一所示构造中上部偏转板8和制动元件10之间的接触面积更大或第二所示构造中在制动元件10和中空主体4的侧壁13之间的接触表面更大。

在任何情况下，在上部偏转板8的下部管状部分11和制动元件10之间的摩擦或在下部杆7和中空主体4之间的摩擦将增加，这将赋予整个液体扩散装置1正常状态并且将提供偏转元件6的转速的自调节。

如图2和图4中更清楚地所示，下部杆7相对于中空主体4的特定尺寸将进一步增加下部杆7围绕第一纵轴线L的旋进摆动ω₁的幅度，由此减小单位面积的扩散液流，并且使它随着时间更均匀和一致。

这将消除或至少显著减小典型地在现有技术的扩散器中发生的雾化效应，由此提供更高效的液体扩散装置。

以上公开清楚地说明了本发明满足预期目标并且尤其满足了提供这样一种液体扩散装置的要求，所述液体扩散装置提供尽可能宽和均匀的液体射流，同时最小化雾化液体的量。

通过它的特殊构造，该液体扩散装置将能够尤其耐受多尘和污染的环境并且在该环境中具有正常操作。

在附带权利要求公开的创新概念内，本发明的液体扩散装置容易进行许多变化和变型。其中的所有细节可以由其它技术等效部件代替，并且材料可以根据不同需要变化而不脱离本发明的范围。

尽管特别参考附图描述了该液体扩散装置，但是在本公开内容和权利要求中涉及的附图标记仅仅是为了很好地理解本发明，而不应当被理解为以任何方式限制权利要求范围。

Claims

1.一种液体扩散装置，包括：

与液体给送管可连接的支撑框架（2），所述支撑框架（2）具有下部中空主体（4）和用于液体的上部管状通道（3），所述下部中空主体（4）和上部管状通道（3）两者限定了第一纵轴线（L）；

喷嘴（5），其连接到所述支撑框架（2）的所述上部管状通道（3）以用于纵向向下引导具有预定压力和流速的液体射流；

偏转元件（6），其具有限定第二纵轴线（X）的下部杆（7），所述下部杆（7）容纳到所述下部中空主体（4）中以允许所述第二纵轴线（X）围绕所述第一纵轴线（L）的旋转（ω₁）；

上部偏转板（8），其连接到所述下部杆（7）并且面向所述喷嘴（5）以用于沿周边向外偏转液体并且促使具有各自的预定转速的所述第二纵轴线（X）围绕所述第一纵轴线（L）的旋转（ω₁）和所述下部杆（7）围绕所述第二纵轴线（X）的旋转;

自调节机构（9），其用于调节所述下部杆（7）的转速；

其特征在于：所述自调节机构（9）包括至少一个弹性体制动元件（10），所述至少一个弹性体制动元件插置在所述下部杆（7）和所述下部中空主体（4）之间，以用于当液体射流的压力和流速变化时自动调节所述下部杆（7）的转速以及用于提供被偏转液体的均匀分配。

2.根据权利要求1所述的液体扩散装置，其特征在于，所述上部偏转板（8）具有至少部分容纳在所述下部中空主体（4）中的下部管状部分（11），所述至少一个弹性体制动元件（10）插置在所述下部管状部分（11）和所述下部中空主体（4）之间。

3.根据权利要求2所述的液体扩散装置，其特征在于，所述下部中空主体（4）具有基本上横向的底壁（12）和基本圆柱形的侧壁（13），所述侧壁提供用于所述上部偏转板（8）的所述下部管状部分（11）的滚动轨道（14）。

4.根据权利要求3所述的液体扩散装置，其特征在于，所述至少一个弹性体制动元件（10）是基本环形的，并且带有用于所述上部偏转板（8）的所述下部管状部分（11）相对于所述下部中空主体（4）的所述侧壁（13）相对滑动的侧表面（31）。

5.根据权利要求4所述的液体扩散装置，其特征在于，所述至少一个弹性体制动元件（10）具有基本圆柱形的固定壁（24）和与所述固定壁（24）同轴的基本截头圆锥形的可动壁（25）。

6.根据权利要求5所述的液体扩散装置，其特征在于，所述固定（24）和可动壁（25）在它们各自的上缘（26，27）处相连，并且具有径向偏移的下缘（28，29），从而当所述下部杆（7）旋转时允许所述可动壁（25）以偏转与所述射流的推力成正比的方式沿径向方向变形。

7.根据权利要求5所述的液体扩散装置，其特征在于，所述至少一个弹性体制动元件（10）的所述固定壁（24）连接到所述下部中空主体（4）的所述侧壁（13），所述可动壁（25）面向所述上部偏转板（8）的所述下部管状部分（11）。

8.根据权利要求4所述的液体扩散装置，其特征在于，所述至少一个弹性体制动元件（10）被所述下部杆同轴地安装到所述下部杆（7）上。

9.根据权利要求3－8中的任一项所述的液体扩散装置，其特征在于，所述下部杆（7）是基本圆柱形的，并且带有铰接至所述下部中空主体的所述底壁（12）的下端（32）以允许所述第二纵轴线（X）围绕所述第一纵轴线（L）的旋转（ω₁）。

10.根据权利要求9所述的液体扩散装置，其特征在于，所述下部杆（7）的铰接下端（32）具有成形的外表面（37），所述成形的外表面容纳在所述下部中空主体（4）的所述底壁（12）的互补性成形的容座（38）中。