CN102513240B - 一种不等位差射流切换控制元件 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不等位差射流切换控制元件，属于节水灌溉喷灌系统射流喷头中的关键设备。包括出口盖板、反向补气孔、取水信号嘴、左橡皮导管、气水分离器、右橡皮导管和入水孔。入水孔间断性取到信号水和空气，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。

Description

一种不等位差射流切换控制元件

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，特指一种不等位差射流切换控制元件。 

背景技术

节水灌溉是基本国策，大力发展节水农业，必然需要关键装备作为保障。喷头是喷灌系统的关键设备，其发展趋势为向多功能、节能、低压等综合方向发展。射流喷头的研制正好符合了这种发展趋势，它是属于中国独创、具有自主知识产权的节水喷头。因此，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，目前相关申报专利有：双击同步全射流喷头，申请号90200784；一种全射流喷头，申请号86209507；全射流喷头，申请号03222424；变量喷洒全射流喷头，申请号200810019601.1；附壁式射流喷头，申请号200710134562.5；目前这些专利中，均要求射流喷头在直射时，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为腰圆形并且具有较高的尺寸精度，这个关键技术问题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、新工作原理的不等位差射流切换控制元件，具有工作稳定可靠、出口盖板可为任意形状（如方形、圆形、椭圆形、腰圆形等）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水流直射时，水束与出口盖板间不能形成间隙C，从而射流元件左右不能形成压差，不易形成射流切换冲击盖板，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、工作稳定的不等位差射流切换控制元件。 

本发明属于节水灌溉喷灌系统射流喷头中的关键设备，不等位差射流切换控制元件包括出口盖板、反向补气孔、取水信号嘴、左橡皮导管、气水分离器、右橡皮导管和入水孔。反向补气孔和取水信号嘴处于不等位差射流切换控制元件的同一侧，入水孔处于不等位差射流切换控制元件的另一侧。反向补气孔、取水信号嘴、入水孔处于沿中轴线上的同一剖面位置，取水信号嘴设置于左位差与右位差之间，取水信号嘴一端伸入中心孔距中轴线的距离为中心孔直径的1/10至1/8，左位差与右位差之间的轴向距离为中心孔直径的1倍至2倍，气水分离器节流孔直径为气水分离器引流孔直径的1/3至1/2。 

左橡皮导管与气水分离器的引流孔连接，右橡皮导管与气水分离器的节流孔连接，气水分离器引流孔处的外径大于左橡皮导管的内径，气水分离器节流孔的外径大于右橡皮导管的内径，均为过盈配合连接，水流流动时起到密封与导流的作用。反向补气孔、取水信号嘴、入水孔、出口盖板与不等位差射流切换控制元件采用螺纹连接。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，不等位差射流切换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，取水信号嘴取到信号水通过气水分离器流入入水孔，使不等位差射流切换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，取水信号嘴取不到信号水而与反向补气孔连通取到空气，左橡皮导管和右橡皮导管的信号水抽完后，主射流恢复直射，如此反复循环，不等位差射流切换控制元件间断性完成直射、附壁的切换动作。 

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，入水孔间断性取到信号水和空气，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为不等位差射流切换控制元件示意图。 

图2为图1中的A向视图。 

图3为图1中气水分离器的部面图。 

图4为直射状态图。 

图5为附壁状态图。 

图6为反向状态图。 

图中，1.出口盖板，2.元件体，3.反向补气孔，4.取水信号嘴，5.左橡皮导管，6.气水分离器，7.右橡皮导管，8.中心孔，9.入水孔，10.右位差，11.左位差，12.引流孔，13.补气孔，14.节流孔，15.空气，16.信号水，17.间隙C。 

具体实施方式

不等位差射流切换控制元件的工作状态包括直射、步进、反向三个状态。工作过程如下： 

直射状态：如图4所示，水流从中心孔8中喷射到作用区内，从图2 A-A向视图中可以看出，主射流从中心孔喷射出来，主射流左右两端相互分隔，两端空气不能流通。元件体2左侧的反向补气孔3开敞着，由此向左腔补气，元件右腔由气水分离器6中的补气孔13补入空气，因此左右两边压强基本相等，主射流呈直射状态，喷头静止。与此同时，取水信号嘴4在水束的左侧取得了信号水，取到的信号水为气水混合物，信号水中气水混合物从左橡皮导管5中通往气水分离器6，气水分离器6中的引流孔12的直径大于节流孔14的直径，节流孔14起到节流的作用，使信号水中的空气通过补气孔13排出，信号水中的水通过右橡皮导管7向入水孔9方向流动。

步进状态：如图5所示，取水信号嘴4中取出信号水流入入水孔9，元件体2右腔没有空气补入，右边造成低压旋涡区，左侧压强大于右侧，主射流向右侧附壁，水流通过出口盖板1的倒角对喷头产生推动力使喷头向右步进转动。在附壁状态下，由于主射流的弯曲，取水信号嘴4脱空取不到任何信号水，与反向补气孔3连通接到空气。左橡皮导管5和右橡皮导管7中的信号水抽完之后，空气通过气水分离器6中的补气孔13进入入水孔9，两边压强相等，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－……动作。 

反向状态：如图6所示，反向补气孔3与喷头换向机构相连，喷头步进到换向机构封死反向补气孔3，左腔中不再有空气补入，形成低压旋涡区，起初，右腔中仍有空气从气水分离器6中的补气孔13补入，右侧压强大于左侧，主射流向左侧附壁，此时，主射流与盖板之间形成间隙C17往右腔补入空气，喷头往左侧连续反向转动。转动到反向补气孔3重新打开，空气进入左腔，与右腔的压力差相平衡，反向运转才终止，恢复直射。如此反复循环，元件体2自控完成直射－步进－……反向－直射－步进……的喷洒作业。 

Claims (3)

1.一种不等位差射流切换控制元件，其特征在于，包括出口盖板（1）、反向补气孔（3）、取水信号嘴（4）、左橡皮导管（5）、气水分离器（6）、右橡皮导管（7）和入水孔（9）；所述反向补气孔（3）和取水信号嘴（4）处于元件体（2）的同一侧，入水孔（9）处于元件体（2）的另一侧；所述反向补气孔（3）、取水信号嘴（4）、入水孔（9）处于沿中轴线上的同一剖面位置，取水信号嘴（4）设置于左位差（11）与右位差（10）之间；所述左橡皮导管（5）与气水分离器（6）的引流孔（12）连接，右橡皮导管（7）与气水分离器（6）的节流孔（14）连接，气水分离器节流孔直径为气水分离器引流孔直径的1/3至1/2；所述左位差（11）与右位差（10）之间的轴向距离为中心孔直径的1倍至2倍；所述取水信号嘴（4）一端伸入中心孔（8）距中轴线的距离为中心孔直径的1/10至1/8；所述入水孔（9）和反向补气孔（3）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。

2.根据权利要求1所述的不等位差射流切换控制元件，其特征在于，所述反向补气孔（3）、取水信号嘴（4）、入水孔（9）、出口盖板（1）与元件体（2）采用螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的不等位差射流切换控制元件，其特征在于，所述出口盖板（1）为方形、圆形、椭圆形或腰圆形。

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