CN102327829B

CN102327829B - 一种液力减速驱动装置及应用该装置的升降式埋地喷头

Info

Publication number: CN102327829B
Application number: CN2011102092875A
Authority: CN
Inventors: 杨继跃; 黄虹宾
Original assignee: Guangdong Liansu Technology Industrial Co Ltd
Current assignee: Guangdong Liansu Technology Industrial Co Ltd
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: CN102327829A

Abstract

本发明公开了一种液力减速驱动装置，包括轴、主动叶轮、扭矩叶轮、从动叶轮，主动叶轮相当于一个离心式水泵，从动叶轮相当于一个向心涡轮，扭矩叶轮相当于一个轴流涡轮；还公开了一种应用上述液力减速驱动装置的升降式埋地喷头，壳体、过滤器、回位弹簧、旋流器、叶轮、下支架、液力减速驱动装置、上支架、转接齿轮和喷头；用液力减速器取代现有技术中的齿轮传动组，不存在硬连接结构，从而消除了硬连接所带来的结构上的缺陷，包括目前齿轮组制造精度和装配精度高、齿轮副之间存在磨损等问题。

Description

一种液力减速驱动装置及应用该装置的升降式埋地喷头

技术领域

本发明涉及节水灌溉配件领域，特别地涉及一种应用于埋地喷头的液力减速驱动装置以及应用该装置的升降式埋地喷头。

背景技术

目前在城市绿地、高尔夫球场等景观和高档消费场所，因灌溉用水量较高、灌溉喷洒均匀度要求高，普遍采用升降式埋地喷头。当需要灌溉时，水压将喷头压出地面一定高度；不需要时，喷头依靠弹簧力降回地面以下。这种喷头喷散均匀、无需人工干涉，但价格高昂，结构比较复杂，其结构依次包括过滤网、叶轮、减速齿轮组、换向机构、喷头等。其工作原理是：自来水经过滤网过滤后，冲击叶轮，使叶轮高速旋转的同时，对叶轮施加一个扭矩，高速旋转的叶轮通过减速齿轮组降速并增大扭矩后，带动喷头旋转，通过换向机构调解后，使喷洒出的水呈圆面或扇面落下。这种驱动结构中，减速齿轮组的齿轮副较多，有的喷头多达十几级，给制造和装配带来较大困难，尤其是齿轮转速较高、齿轮模数较小（大部分齿轮副的模数不超过0.5），齿轮制造精度、齿轮轴孔的制造精度、齿轮轴的装配精度要求。并且从第一级齿轮副开始直到喷头，均为通过齿轮驱动的硬连接，如果水压变化较大，对齿轮副将产生一定的损害，影响整体的使用寿命。

发明内容

本发明的第一发明目的在于提供克服现有技术的缺陷，提供一种替代现有减速齿轮组的液力减速驱动装置。

本发明的第二发明目的在于提供一种应用上述液力减速驱动装置的升降式埋地喷头。

为实现本发明的第一发明目的，本发明采用如下技术方案：一种液力减速驱动装置，包括轴、主动叶轮、扭矩叶轮、从动叶轮；所述轴由圆柱面段和表面设有进水槽的安装段组成；所述主动叶轮套设在轴的安装段上并与安装段的圆柱面间形成过盈配合；所述扭矩叶轮与从动叶轮固定连接后套设在轴的圆柱面并与圆柱面形成间隙配合，扭矩叶轮与主动叶轮之间在轴向上设有一个间隙，从动叶轮的端面与主动叶轮的端面之间设有一定间隙，水流经安装段上进水槽进入主动叶轮，沿主动叶轮内壁切线方向流动并驱动主动叶轮，水流经主动叶轮增压后进入从动叶轮增速，然后高速水流流过扭矩叶轮并驱动扭矩叶轮，扭矩叶轮带动从动叶轮转动，从而实现减速齿轮组的作用。

所述扭矩叶轮上端设置有周向定位块；从动叶轮内设置有周向定位槽，从动叶轮上的周向定位槽与扭矩叶轮上的周向定位块咬合，扭矩叶轮与从动叶轮装配方便。

所述主动叶轮包括外壳体、内壳体、连接内外壳体的叶片，主动叶轮整体上为回转体，所述外壳体和内壳体的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，在外壳体的中心设置有安装孔，该内凹通道被呈径向分布的叶片分隔，构成数个径向弯曲通道。当主动叶轮旋转时，在这些通道中，水从靠近安装圆柱面附近的叶片处进入，在内外壳体约束下，向靠近端面处流动，并进入从动叶轮。由于这些通道从进口到出口截面积逐渐扩大，水流速度逐渐下降、压力逐渐增加，即水流在这些通道中，一部分动能被转换成压力能，主动叶轮起到了增压泵的作用。

所述扭矩叶轮包括外罩、轮毂、连接外罩和轮毂的轴流叶片组；所述扭矩叶轮整体上为一个回转体；所述周向定位块设置在轮毂上，由外罩、轮毂构成了水流通道，该通道被叶片组分割成若干个轴向流动通道，水流从进口沿轴向流出。每个轴向通道从进口开始截面积逐渐减小，即起到涡轮的作用，当从动叶轮来的较高速度的水流流过扭矩叶轮过程中，水流的动能被转换成驱动扭矩叶轮的转动动能，即水流冲击在扭矩叶轮叶片组上的冲击力被转换为使叶轮旋转地扭矩。

所述的从动叶轮包括外壳体、内壳体和连接内外壳体的叶片，在外壳体的中心设置有安装孔、所述周向定位槽设置在安装孔上，所述的从动叶轮整体上为一个回转体，所述外壳体和内壳体的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，该通道被呈径向分布的叶片组分隔，构成数个径向弯曲通道，该通道从进口到出口截面积逐渐减小。当从动叶轮旋转时，在这些通道中，水从靠近配合圆柱面附近的叶片处进入，在内外壳体约束下，向靠近轮毂处流动，并进入扭矩叶轮。由于这些通道从进口到出口截面积逐渐减小，水流速度逐渐增大、压力逐渐降低，即水流在这些通道中，一部分压力能被转换成水的动能，一部分压力能被转换成从动叶轮的旋转动能，从动叶轮起到了涡轮的作用。

在所述主动叶轮的外壳体端面的外圆周上设置有外包内圆柱面，在所述从动叶轮的端面的内圆周上设置有配合圆柱面，配合圆柱面的外径小于外包园圆柱面的内径，配合圆柱面的高度小于外包园圆柱面的高度。

为实现本发明第二个发明目的，本发明采用如下技术方案：一种应用上述任一液力减速驱动装置的升降式埋地喷头，包括壳体、回位弹簧、从下至上依次设置在壳体内的过滤器、旋流器、下支架、叶轮、液力减速驱动装置、上支架、转接齿轮和喷头；过滤器安装在壳体内的进口处，旋流器安装在过滤器的下游，叶轮安装在旋流器内，下支架支撑叶轮，液力减速驱动装置的下端与叶轮之间轴连接，液力减速驱动装置上端与转接齿轮连接，转接齿轮与喷头连接，转接齿轮设置在上支架上，回位弹簧设置在壳体内，回位弹簧的上端与喷头连接，下端固定在壳体内壁上。

在所述液力减速驱动装置与转接齿轮之间设置有转接头，所述转接头由一个同轴心的内圆柱面和一个外圆柱面组成，所述从动叶轮的安装孔向上延升形成连接柱；转接头的内圆柱面与连接柱之间形成过瘾配合，转接头的外圆柱面与转接齿轮过盈配合连接。

本发明的有益效果是：通过设置液力减速驱动机构取代现有技术中的齿轮减速组，使得升降式埋地喷头的结构简单、制造精度和装配精度要求低、使用寿命长。

附图说明

图1为液力减速驱动器装置整体结构剖视图；

图2为液力减速驱动器的轴的立体图；

图3为主动叶轮结构图；

图4为扭矩叶轮结构图；

图5为从动叶轮结构图；

图6为转接头结构图；

图7为应用液力减速驱动装置的升降式埋地喷头结构图。

图中：1-壳体；2-过滤器；3-回位弹簧；4-旋流器；5-叶轮；6-下支架；7-液力减速器；71-轴；711-安装段；712-进水槽；713-圆柱面段；73-主动叶轮；731-外壳体；732-内壳体；733-叶片；74-扭矩叶轮；741-外罩；743-轮毂；742-轴流叶片组；75-从动叶轮；751-外壳体；752-内壳体；753-叶片；76-转接头；8-上支架； 9-转接齿轮； 10-喷头。

具体实施方式

参照图1-5所示，本发明所述的液力减速驱动装置包括轴71、主动叶轮73、扭矩叶轮74、从动叶轮75。

主动叶轮73包括外壳体731、内壳体732、连接内外壳体的叶片733，所述外壳体731和内壳体732的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，该通道从进口到出口截面积逐渐扩大；在外壳体731的中心设置有安装孔734，主动叶轮73整体上为回转体，该内外壳体形成的通道被呈径向分布的叶片分隔，构成数个径向弯曲通道。当主动叶轮73旋转时，在这些通道中，水从靠近安装孔734附近的叶片处进入，在内外壳体约束下，向靠近端面736处流动，并进入从动叶轮75。由于这些通道从进口到出口截面积逐渐扩大，水流速度逐渐下降、压力逐渐增加，即水流在这些通道中，一部分动能被转换成压力能，主动叶轮起到了增压泵的作用。

扭矩叶轮74包括外罩741、轮毂743、连接外罩741和轮毂743的轴流叶片组742；扭矩叶轮74整体上为一个回转体；外罩741、轮毂743之间构成水流通道，该通道从进口到出口截面积逐渐扩大；在轮毂743上设置有周向定位块744，由外罩741、轮毂743构成了水流通道，该通道被叶片组742分割成若干个轴向流动通道，水流从进口沿轴向流出。每个轴向通道从进口开始截面积逐渐减小，即起到涡轮的作用，当从动叶轮75来的较高速度的水流流过扭矩叶轮74过程中，水流的动能被转换成驱动扭矩叶轮74的转动动能，即水流冲击在扭矩叶轮74叶片742上的冲击力被转换为使叶轮旋转地扭矩。

从动叶轮（75）包括外壳体（751）、内壳体（752）和连接内外壳体的叶片（753），在外壳体（751）的中心设置有安装孔（755）、所述周向定位槽（756）设置在安装孔（755）上，所述的从动叶轮（75）整体上为一个回转体，所述外壳体（731）和内壳体（732）的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，该通道从进口到出口截面积逐渐减小，当从动叶轮75旋转时，在这些通道中，水从靠近配合圆柱面758附近的叶片处进入，在内外壳体约束下，向靠近轮毂754处流动，并进入扭矩叶轮74。由于这些通道从进口到出口截面积逐渐减小，水流速度逐渐增大、压力逐渐降低，即水流在这些通道中，一部分压力能被转换成水的动能，一部分压力能被转换成从动叶轮75的旋转动能，从动叶轮起到了涡轮的作用。

轴71由圆柱面段713和表面设有进水槽712的安装段组成；主动叶轮（73）通过安装孔734套设在轴（71）的安装段上并与安装段的圆柱面711间形成过盈配合；从动叶轮（75）上的周向定位槽（756）与扭矩叶轮（74）上的周向定位块（744）咬合后套设在轴（71）的圆柱面（713）并与圆柱面（713）形成间隙配合，扭矩叶轮74与主动叶轮73之间在轴向上设有一个间隙，从动叶轮75的端面758与主动叶轮73的端面736之间设有一定间隙；在液力减速器7中，主动叶轮73相当于一个离心式水泵，将从轴7进水槽712进入的水沿径向泵出主动叶轮73，进入从动叶轮75，从动叶轮75相当于一个向心涡轮，将从主动叶轮73泵入的水吸收压力能后，沿径向向心流动，进入扭矩叶轮74，扭矩叶轮74相当于一个轴流涡轮，在吸收水流的压力能后，使水流向主动叶轮73的进口，完成一个工作循环。

参照图6-7所示，本发明所述的应用上述液力减速驱动装置的升降式埋地喷头，包括壳体1、回位弹簧3、从下至上依次设置在壳体1内的过滤器2、旋流器4、下支架6、叶轮5、液力减速驱动装置、上支架8、转接齿轮9和喷头10；过滤器2安装在壳体1内的进口处，旋流器4安装在过滤器2的下游，叶轮5安装在旋流器4内，下支架6支撑叶轮5，液力减速驱动装置的下端与叶轮5之间轴连接，在液力减速驱动装置的上端与转接齿轮9之间设置有转接头76，转接头76由一个同轴心的内圆柱面761和一个外圆柱面762组成，所述从动叶轮5的安装孔755向上延升形成连接柱759；转接头76的内圆柱面761与连接柱759之间形成过盈配合，转接头76的外圆柱面762与转接齿轮9过盈配合连接，转接齿轮9与喷头10连接，回位弹簧3设置在壳体1内，回位弹簧3的上端与喷头10连接，下端固定在壳体内壁上，该喷头的工作过程是，水经过滤器2进入旋流器4，推动叶轮5高速旋转，带动液力减速器7的主动叶轮73旋转，主动叶轮73通过水流推动从动叶轮75和扭矩叶轮旋转，从动叶轮75通过转接接头76带动转接齿轮9旋转，从而带动喷头10旋转，喷头10在水利作用下压出地面，进行喷洒；喷洒完毕后，在回位弹簧3的作用下，缩回壳体1。在本发明的埋地喷头中，由于喷头体10与叶轮4之间是通过液力减速器7来实现驱动，而液力减速器7中不存在硬连接结构，从而消除了硬连接所带来的结构上的缺陷，包括目前齿轮组制造精度和装配精度高、齿轮副之间存在磨损等问题。

Claims

1.一种液力减速驱动装置，其特征在于：包括整体呈回转体型的轴（71）、主动叶轮（73）、扭矩叶轮（74）、从动叶轮（75）；所述轴（71）由圆柱面段（713）和表面设有进水槽（712）的安装段组成；所述主动叶轮（73）套设在轴（71）的安装段上并与安装段的圆柱面（711）间形成过盈配合；所述扭矩叶轮（74）与从动叶轮（75）固定连接后套设在轴（71）的圆柱面段（713）并与圆柱面段（713）形成间隙配合，扭矩叶轮（74）与主动叶轮（73）之间在轴向上设有一个间隙，从动叶轮（75）的端面（758）与主动叶轮（73）的端面（736）之间设有一定间隙。

2.根据权利要求1所述的液力减速驱动装置，其特征在于：所述扭矩叶轮（74）上端设置有周向定位块（744）；从动叶轮（75）内设置有周向定位槽（756），从动叶轮（75）上的周向定位槽（756）与扭矩叶轮（74）上的周向定位块（744）咬合。

3.根据权利要求2所述的液力减速驱动装置，其特征在于：所述主动叶轮（73）包括外壳体（731）、内壳体（732）、连接内外壳体的叶片（733），所述外壳体（731）和内壳体（732）的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，该通道从进口到出口截面积逐渐扩大，在外壳体（731）的中心设置有安装孔（734）。

4.根据权利要求3所述的液力减速驱动装置，其特征在于：所述扭矩叶轮（74）包括外罩（741）、轮毂（743）、连接外罩（741）和轮毂（743）的轴流叶片组（742）；外罩（741）、轮毂（743）之间构成水流通道，该通道从进口到出口截面积逐渐扩大；所述周向定位块（744）设置在轮毂（743）上。

5.根据权利要求4所述的液力减速驱动装置，其特征在于：所述的从动叶轮（75）包括外壳体（751）、内壳体（752）和连接内外壳体的叶片（753），在外壳体（751）的中心设置有安装孔（755）、所述周向定位槽（756）设置在安装孔（755）上，所述外壳体（ 751）和内壳体（ 752）的断面均为凹形曲面，二者构成一个环形内凹通道，该通道从进口到出口截面积逐渐减小。

6.根据权利要求5所述的液力减速驱动装置，其特征在于：在所述主动叶轮（73）的外壳体（731）端面（736）的外圆周上设置有外包内圆柱面（735），在所述从动叶轮（75）的端面（757）的内圆周上设置有配合圆柱面（758），配合圆柱面（758）的外径小于外包内圆柱面（735）的内径，配合圆柱面（758）的高度小于外包内圆柱面（735）的高度。

7.一种应用权利要求1-6所述的任一液力减速驱动装置的升降式埋地喷头，其特征在于：包括壳体（1）、回位弹簧（3）、从下至上依次设置在壳体（1）内的过滤器（2）、旋流器（4）、下支架（6）、叶轮（5）、液力减速驱动装置、上支架（8）、转接齿轮（9）和喷头（10）；过滤器（2）安装在壳体（1）内的进口处，旋流器（4）安装在过滤器（2）的下游，叶轮（5）安装在旋流器（4）内，下支架（6）支撑叶轮（5），液力减速驱动装置的下端与叶轮（5）之间轴连接，液力减速驱动装置上端与转接齿轮（9）连接，转接齿轮（9）与喷头（10）连接，转接齿轮（9）设置在上支架（8）上，回位弹簧（3）设置在壳体（1）内，回位弹簧（3）的上端与喷头（10）连接，下端固定在壳体内壁上。

8.根据权利要求7所述的升降式埋地喷头，其特征在于：在所述液力减速驱动装置与转接齿轮（9）之间设置有转接头（76），所述转接头（76）由一个同轴心的内圆柱面（761）和一个外圆柱面（762）组成，所述从动叶轮（ 75）的安装孔（755）向上延升形成连接柱（759）；转接头（76）的内圆柱面（761）与连接柱（759）之间形成过盈配合，转接头（76）的外圆柱面（762）与转接齿轮（9）过盈配合连接。