CN102513239B - 一种变量喷头出口压力自动调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于一种变量喷头出口压力自动调节装置，能够实现变量喷洒，所述出口压力自动调节装置包括喷管，弹簧，喷嘴，弹性流道。其中弹性流道与喷管固定连接，连接处设有密封装置，弹性流道内置于喷嘴内部，成一定收缩角度，内置的弹性流道与喷嘴内壁面间采用弹簧连接，其目的在于使弹性流道压缩弹簧的受力均匀。产品结构简单，运行可靠，可操作性强，并且喷头的喷嘴大小自动可调，且喷嘴出口截面积变化与进口压力调节装置的截面积变化比例相同，改善变量喷头的喷洒均匀性。

Description

一种变量喷头出口压力自动调节装置

技术领域

本发明涉及一种节水灌溉喷灌系统中的关键设备，适用于在喷洒中工作压力随时间变化的旋转式喷头，改善由于压力变化引起的喷洒水量分布不均匀现象，特指一种变量喷头出口压力自动调节装置。

背景技术

目前“精准农业”和“变量技术”已成为农业工程研究和应用中的发展方向。而其核心技术是能够开发出根据作物和地块形状需要，在不同位置灌溉不同水量的设备。现有技术中大多采用在喷头进口处加装压力调节装置来改变进口过流面积，实现非圆形喷洒域喷洒。喷头旋转过程中依靠进口压力调节装置的作用，来控制喷头的工作压力发生变化，从而实现非圆形喷洒域的喷灌任务。存在的问题是，随着喷头的旋转，在压力减小的过程中，喷头出口压力降低，喷洒出来的水量分布不均匀。为了克服上述问题，本发明研究一种变量喷头出口压力自动调节装置，使喷头在工作过程中进出口过流面积同时改变，保证喷头喷洒水量分布的均匀性。

经检索，目前相关的专利申请有：变量喷洒全射流喷头，申请号：200810019601.1；喷洒面为多种形状的摇臂式喷头，申请号00257672.4；新型摇臂式喷头，申请号00215392.0；自动调节射程的摇臂式喷头，申请号03218591；非圆形喷洒域的摇臂式喷头，申请号03218590；非圆形喷洒域喷头，申请号01265799。目前这些专利中，结构复杂，能耗高，主要针对实现非圆形喷洒域对喷头进行了结构设计，在压力变化过程中，喷嘴大小无法自动调节，本发明提出一种新结构的变量喷头出口压力自动调节装置，可根据工作压力的改变自动调节喷嘴的大小，解决变量喷头喷洒均匀性差的问题，结构简单，属于一种技术创新。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单的变量喷头出口压力自动调节装置，使喷头在旋转过程中，喷嘴出口过流面积随进口压力的变化可自动调节，从而解决变量喷头喷洒均匀性差的问题。

一种变量喷头出口压力自动调节装置，包括喷管，弹簧，喷嘴，弹性流道；所述弹性流道为可收缩圆锥形，弹性流道进口端与喷管一端固定密封连接；所述喷嘴为开口型圆锥筒，喷嘴的进口端与喷管一端固定连接；所述弹性流道内置于喷嘴内部，内置的弹性流道与喷嘴内壁面间采用弹簧连接，弹簧位于喷嘴长度的1/3和2/3处，并在每个横截面上均匀布置3个弹簧，其目的在于使弹性流道压缩弹簧的受力均匀。弹性流道出口最大过流截面积小于喷嘴出口过流截面积；弹性流道中心轴投影长度为喷嘴中心轴投影长度的1.07～1.15倍，其目的在于避免流道内的水流回流入喷嘴与弹性流道之间。

本装置使用时可与进口压力调节装置配合使用，使用时水流对弹性流道壁面有冲击力，当压力较大时，迫使弹性流道扩张，压缩弹簧，弹性流道出口过流面积增大。当压力较小时，弹性流道扩张程度减弱，弹簧压缩量减小，弹性流道出口过流面积减小。在喷头旋转过程中，喷头进口压力发生变化，水流对壁面的冲击力不同，因此弹性流道压缩弹簧的扩张程度不同，弹性流道出口的过流面积也随之改变。即弹性流道出口截面积的大小随着进口压力的增大而增大，随着进口压力的减小而减小。弹性流道出口截面积变化与进口压力调节装置的截面积变化比例相同。

本发明的优点在于：产品结构简单，运行可靠，可操作性强，该出口压力自动调节装置的出口截面积大小随水压大小而自动调节，并能与进口压力调节装置的截面积变化比例相同，改善变量喷头整体的喷洒均匀性问题。

附图说明

图1为变量喷头结构示意图。

图2为出口压力自动调节装置截面示意图。

图3为图2中A向剖面图

图4为本发明最小喷嘴过流面积工作示意图。

图5为本发明最大喷嘴过流面积工作示意图。

图中，1.喷头，2.进口压力调节装置，3.出口压力自动调节装置，4.喷管，5.弹簧，6.喷嘴，7.弹性流道。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明包括喷头1、进口压力调节装置2、出口压力自动调节装置3、喷管4、弹簧5、喷嘴6、弹性流道7。所述弹性流道7为可收缩圆锥形，其出口直径为进口直径的1/5～1/3倍，材料为橡胶，弹性流道7进口端与喷管4一端固定连接，连接处设有密封装置。所述喷嘴6为开口型圆锥筒，喷嘴6的圆锥筒底与喷管4一端固定连接；弹性流道7内置于喷嘴6内部，内置的弹性流道7与喷嘴6内壁面间采用弹簧5连接，所述弹簧5位于喷嘴6长度的1/3和2/3处，弹簧5与喷嘴6加工为一体，并在每个喷嘴6横截面上均匀布置3个弹簧5，其目的在于使弹性流道7压缩弹簧5的受力均匀。所述弹性流道7成一定的收缩角度，弹性流道7的最大圆锥角小于喷嘴6的圆锥角，目的在于弹性流道7出口最大过流截面积要小于喷嘴6出口过流截面积。弹性流道7中心轴投影长度超出喷嘴6中心轴投影长度，两者之差为喷嘴6中心轴投影长度的7％～15％，其目的在于避免弹性流道7内的水流回流入喷嘴6与弹性流道7之间。进口压力调节装置2和出口压力自动调节装置3配合使用。弹簧5受来流压力作用，产生压缩量，喷嘴6出口截面积变化与进口压力调节装置2的截面积变化比例相同。

工作过程如下：

最大喷嘴过流面积状态：在喷头1旋转的过程中，进口压力调节装置2调节喷头1进口压力，当进口压力较大时，喷头1流道中水流压力变大，冲击弹性流道7壁面，压缩弹簧5，弹簧5受力压缩，使弹性流道7壁面扩张，弹性流道7出口截面积至最大值（如图4）。

最小喷嘴过流面积状态：当进口压力较小时，喷头1的喷嘴6处水流压力变小，冲击弹性流道7壁面的冲击力变小，弹簧5压缩程度变小至没有压缩，弹性流道7壁面扩张程度变小，弹性流道7出口截面积变小，喷嘴直径还原至最小值（如图3）。

这样就形成了弹性流道7出口截面积的大小随着进口压力的增大而增大(或减小而减小)，弹性流道7出口直径在最大值与最小值之间变化。在此条件下，出口压力自动调节装置3的出口截面积变化与进口压力调节装置2进口截面积变化比例相同，改善了喷洒的均匀性。因此喷洒的水量分布均匀，喷洒均匀性相对于只有进口压力调节装置2的变量喷头有所提高。

Claims (3)

1.一种变量喷头出口压力自动调节装置，包括喷管(4)，弹簧(5)，喷嘴(6)，弹性流道(7)，其特征在于：所述弹性流道（7）为可收缩圆锥形，弹性流道（7）进口端与喷管（4）一端固定密封连接；所述喷嘴（6）为开口型圆锥筒，喷嘴（6）的进口端与喷管一端固定连接；所述弹性流道（7）内置于喷嘴（6）内部，弹性流道（7）出口过流截面积小于喷嘴（6）出口过流截面积；所述弹性流道（7）与所述喷嘴（6）内壁面间采用弹簧（5）连接；所述弹性流道（7）中心轴投影长度为喷嘴（6）中心轴投影长度的1.07～1.15倍。

2.根据权利要求1所述的变量喷头出口压力自动调节装置，其特征在于，所述弹簧（5）位于喷嘴（6）长度的1/3和2/3处，并在喷嘴（6）的每个横截面上均匀布置3个弹簧。

3.根据权利要求1或2所述的变量喷头出口压力自动调节装置，其特征在于，所述弹性流道（7）的材料为橡胶。