CN102635101B - 一种孔口出流控制装置及其工作过程 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种孔口出流控制装置及其工作过程，它包括一具有入水口的上壳体，一具有出水口的下壳体，下壳体径向设置有一侧孔和一排水孔，内壳体与侧孔相对设置有一滑槽，内壳体的底部通孔内密封连接一出口活塞，出口活塞下部设置有锥台；出口活塞的顶部连接有一连杆，连杆的中部套设有一滑套，滑套一侧设置有一齿条，滑套顶部中心具有一凹缘，凹缘内设置有一套在连杆上的弹簧，弹簧顶部的连杆上连接一进口活塞，进口活塞的顶部设置有一锥形凸台，进口活塞的中部密封连接内阀盖，其底部密封连接在内壳体顶部；下壳体的侧孔外端设置有一端盖，在侧孔和端盖内设置有一与齿条啮合的局部齿轮，局部齿轮的径向连接一穿出端盖上设置的弧形开口的手柄。它可广泛用于农业灌溉生产之中。

Description

一种孔口出流控制装置及其工作过程

技术领域

本发明涉及一种农田灌溉设备，特别是关于一种出口流量自动调节的孔口出流控制装置及其工作过程。

背景技术

地面灌溉目前仍然是世界上特别是发展中国家广泛采用的灌水技术，我国有98％以上的灌溉面积仍采用传统的地面灌溉技术，具有巨大的节水潜力，低压管道输水是目前常用的田间配水形式。目前很多农田灌溉，特别是大型农田灌溉依靠较长的管道输水，靠近干管进口处的支管出水量大，远离干管进口处的支管出水量小，导致不同支管的配水流量不均。为满足远离干管进口的灌溉区的灌水量，靠近干管进口的灌水区的灌水量会超过需求，造成水资源浪费，并增大了灌水成本和更换水量调节设备的人力。农田灌溉中的水量调节设备有很多种，但现有水量调节设备一般不能调节灌水压力和灌水定额，也不能自动调节流量。

在专利号为ZL 200810112192.X的中国专利申请文件中公开了一种适用于根系分区交替灌溉的控制装置，单元长度管道通过卡箍快速连接，各部分灌水器都可以快速拆卸和组装，但没有解决多个出水管单元连接后出水均匀性调节的难题。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种出口流量自动调节的孔口出流控制装置及其工作过程。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种孔口出流控制装置，其特征在于：它包括一顶部具有入水口的上壳体，一底部具有出水口的下壳体，所述上、下壳体通过法兰盘固定连接成一体；

所述下壳体内设置有一与其连为一体的内壳体，所述下壳体径向设置有一侧孔和一排水孔，所述内壳体与所述侧孔相对设置有一垂向滑槽，所述内壳体的底部设置有一通孔，所述通孔内密封连接有一出口活塞，所述出口活塞下部设置有一与所述下壳体出水口配合的锥台；

所述出口活塞的顶部通过内螺纹连接有一连杆，所述连杆的中部套设有一滑套，所述滑套一侧的凸起与所述内壳体的滑槽对应垂向设置有一齿条，所述滑套顶部中心具有一凹缘，所述凹缘内设置有一套在所述连杆上的弹簧，所述弹簧顶部的连杆上通过螺纹连接有一进口活塞，所述进口活塞的顶部外壁设置有一与所述入水口配合的锥形凸台，所述进口活塞的中部密封连接有一内阀盖，所述内阀盖的底部密封连接在所述内壳体顶部；

所述下壳体的侧孔外端设置有一端盖，在所述侧孔和端盖内设置有一与所述齿条啮合的局部齿轮，所述局部齿轮的径向连接有一手柄，所述手柄穿出所述端盖上设置的弧形开口，所述手柄上设置有与所述端盖固定的锁紧螺母。

所述手柄上的锁紧螺母与所述端盖之间设置有一卡紧块，所述卡紧块底部设置有与所述端盖配合的弧形凹面。

若与所述下壳体出水口配合的锥台的锥度为β，与所述上壳体入水口配合的锥形凸台的锥度为α，则二者之间的锥度差β-α为5°～7°。

所述出口活塞的底部和进口活塞的顶部均设置有一六角沉孔。

所述内阀盖底部与所述内壳体顶部的连接采用密封胶粘接。

上述的一种孔口出流控制装置的工作过程，包括以下步骤：1)将组装好的孔口出流控制装置的入水口和出水口分别连接待浇灌地块的进水管道和出水管道；进口活塞在未受水压力时，进口活塞的锥形凸台的锥面顶靠在上壳体的入水口处，处于常闭状态；2)根据所在支管距干管进口的距离，转动手柄调节孔口出流控制装置中的局部齿轮，通过局部齿轮与齿条的啮合，定位滑套的位置，即给定了弹簧的预紧力，调整好后，通过卡紧块与端盖之间的摩擦力采用螺母固定手柄的位置；3)开启管道阀门，水流进入入水口，当进口活塞承受水的压力大于弹簧的压力与出口活塞承受水的压力的合力时，进口活塞向下移动至锥形凸台的底面抵靠在内阀盖顶面的下止点时，或移动到由弹簧控制的下止点时，进口活塞与入水口的有效过流面积增至最大，而出口活塞随进口活塞同时向下移动，使出口活塞与出水口之间有效过流面积减至最小，其有效过流面积大于0，此时孔口出流控制装置内的内部压力为最大，出口活塞上的锥台所承受的水压力也为最大，弹簧的压缩力也最大，当进口活塞所承受的弹簧压力，与出口活塞所承受水的压力之合力大于进口活塞顶部所承受水的压力时，且进出口活塞向出水口方向移动的速度减至0后，进口活塞将向靠近入水口的方向移动，使进口活塞与入水口之间的有效过流面积逐渐减小，而出口活塞随着进口活塞同时向上移动，使出口活塞与出水口之间的有效过流面积逐渐增大；上述运动如此往复，即可以在给定范围内自动调节孔口出流控制装置。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明在灌溉过程中，由于通过手动调节确定弹簧的可调节范围，因此可以满足作物整个生育期对灌水量的不同需求。2、本发明由于在入水口和出水口通过的水量具有在可调节范围内能实现流量的自动调节，因此提高了出水流量的均衡性。3、本发明由于自动调节出水流量，从而实现在较长管道输水距离和多个出水口条件下，使次级支管的出水流量具有均匀性和稳定性。3、本发明有助于缓解农业水资源的短缺，能有效提高农田灌溉用水的综合利用率和效率。它可广泛用于农业灌溉生产之中。

附图说明

图1是本发明的结构示意图

图2是本发明的手柄局部剖视示意图

图3是本发明的侧盖局部侧视示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的进行详细的描述。

如图1～图3所示，本发明包括一上壳体1，其顶部设置有一用于连接进水管的入水口2，在上壳体1的底部通过法兰盘固定连接一下壳体3，下壳体3的底部设置有一用于连接出水管的出水口4，入水口2与出水口4位于同一轴线上。

下壳体3内设置有一与其连为一体的内壳体5，下壳体3径向设置有一侧孔6和一排水孔7，内壳体5与侧孔6相对设置有一垂向滑槽8，内壳体5的底部设置有一通孔9，在通孔9内密封连接有一出口活塞10，出口活塞10的下部设置有一与下壳体出水口4配合的锥台11。

出口活塞10的顶部通过内螺纹连接有一连杆12，连杆12的中部套设有一滑套13，在滑套13一侧的凸起与所述内壳体5的滑槽8对应垂向设置有一齿条14，滑套13的顶部中心具有一凹缘15，在凹缘15内设置有一套在连杆12上的弹簧16，在弹簧16顶部的连杆12上通过螺纹连接有一进口活塞17，进口活塞17的顶部外壁设置有一与入水口2配合的锥形凸台18，进口活塞17的中部密封连接有一内阀盖19，内阀盖19的底部密封连接在内壳体5的顶部。

在下壳体3的侧孔6外端设置有一端盖20，在侧孔6和端盖20内设置有一与齿条14啮合的局部齿轮21，局部齿轮21的径向连接有一手柄22，手柄22穿出端盖20上设置的弧形开口23，手柄22上设置有与端盖20固定的锁紧螺母24。通过旋转手柄22带动局部齿轮21转动改变滑套13的相对位置，从而设定弹簧16与进口活塞17的预紧力。实现流量的自动调节。

上述实施例中，手柄22上的锁紧螺母24与端盖20之间设置有一卡紧块25，卡紧块25的底部设置有与端盖20配合的弧形凹面。

上述实施例中，若与下壳体3的出水口4配合的锥台11的锥度为β，与上壳体1的入水口2配合的锥形凸台18的锥度为α，则二者之间的锥度差β-α为5°～7°。

上述实施例中，出口活塞10的底部和进口活塞17的顶部均设置有一六角沉孔26、27，可以方便与连杆12的安装。

上述实施例中，内阀盖19底部与内壳体5顶部的连接采用密封胶粘接。

上述实施例中，下壳体3和内壳体5可以一体铸造成型，也可以采用其它方式连接成型。

本发明装置的工作过程，包括以下步骤：

1)将组装好的孔口出流控制装置的入水口2和出水口4分别连接待浇灌地块的进水管道和出水管道。进口活塞17在未受水压力时，进口活塞17的锥形凸台18的锥面顶靠在上壳体1的入水口2处，处于常闭状态。

2)根据所在支管距干管进口的距离，转动手柄22调节孔口出流控制装置中的局部齿轮21，通过局部齿轮21与齿条14的啮合，定位滑套13的位置，即给定了弹簧16的预紧力，调整好后，通过卡紧块25与端盖20之间的摩擦力采用螺母24固定手柄22的位置。

3)开启管道阀门，水流进入入水口2，当进口活塞17承受水的压力大于弹簧16的压力与出口活塞10承受水的压力之合力时，进口活塞17向下移动至锥形凸台18的底面抵靠在内阀盖19顶面的下止点时，或移动至由弹簧控制的下止点时，进口活塞17与入水口2的有效过流面积增至最大，而出口活塞10随进口活塞17同时向下移动，使出口活塞10与出水口4之间有效过流面积减至最小，其有效过流面积大于0，此时孔口出流控制装置内的内部压力为最大，出口活塞10上的锥台11所承受的水压力也为最大，弹簧16的压缩力也最大，当进口活塞17所承受的弹簧16压力，与出口活塞10所承受水的压力之合力大于进口活塞17顶部所承受水的压力时，且进出口活塞10向出水口4方向移动的速度减至0后，进口活塞17将向上靠近入水口2的方向移动，使进口活塞17与入水口2之间的有效过流面积逐渐减小，而出口活塞10随着进口活塞17同时向上移动，使出口活塞10与出水口4之间的有效过流面积逐渐增大。上述运动如此往复，即可以在给定范围内自动调节孔口出流控制装置。

根据作物不同生长期需水量改变，或应用于隔沟交替灌溉，需调节多单元出水流量时，还可以拧松螺母24，通过手柄22调节孔口出流控制装置的弹簧16预紧力，重新设定其流量自动调节范围。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (8)

1.一种孔口出流控制装置，其特征在于：它包括一顶部具有入水口的上壳体，一底部具有出水口的下壳体，所述上、下壳体通过法兰盘固定连接成一体；

所述下壳体内设置有一与其连为一体的内壳体，所述下壳体径向设置有一侧孔和一排水孔，所述内壳体与所述侧孔相对位置处设置有一垂向滑槽，所述内壳体的底部设置有一通孔，所述通孔内密封连接有一出口活塞，所述出口活塞下部设置有一与所述下壳体出水口配合的锥台；

所述出口活塞的顶部通过内螺纹连接有一连杆，所述连杆的中部套设有一滑套，所述滑套与所述内壳体的滑槽对应一侧的凸起垂向设置有一齿条，所述滑套顶部中心具有一凹缘，所述凹缘内设置有一套在所述连杆上的弹簧，所述弹簧顶部的连杆上通过螺纹连接有一进口活塞，所述进口活塞的顶部外壁设置有一与所述入水口配合的锥形凸台，所述进口活塞的中部密封连接有一内阀盖，所述内阀盖的底部密封连接在所述内壳体顶部；

所述下壳体的侧孔外端设置有一端盖，在所述侧孔和端盖内设置有一与所述齿条啮合的局部齿轮，所述局部齿轮的径向连接有一手柄，所述手柄穿出所述端盖上设置的弧形开口，所述手柄上设置有与所述端盖固定的锁紧螺母。

2.如权利要求1所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：所述手柄上的锁紧螺母与所述端盖之间设置有一卡紧块，所述卡紧块底部设置有与所述端盖配合的弧形凹面。

3.如权利要求1所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：与所述下壳体出水口配合的锥台的锥度比与所述上壳体入水口配合的锥形凸台的锥度大5°～7°。

4.如权利要求2所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：与所述下壳体出水口配合的锥台的锥度比与所述上壳体入水口配合的锥形凸台的锥度大5°～7°。

5.如权利要求1或2或3或4所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：所述出口活塞的底部和进口活塞的顶部均设置有一六角沉孔。

6.如权利要求1或2或3或4所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：所述内阀盖底部与所述内壳体顶部的连接采用密封胶粘接。

7.如权利要求5所述的一种孔口出流控制装置，其特征在于：所述内阀盖底部与所述内壳体顶部的连接采用密封胶粘接。

8.如权利要求1～7任一项所述的一种孔口出流控制装置的工作过程，包括以下步骤：

1)将组装好的孔口出流控制装置的入水口和出水口分别连接待浇灌地块的进水管道和出水管道；进口活塞在未受水压力时，进口活塞的锥形凸台的锥面顶靠在上壳体的入水口处，处于常闭状态；

2)根据所在支管距干管进口的距离，转动手柄调节孔口出流控制装置中的局部齿轮，通过局部齿轮与齿条的啮合，定位滑套的位置，即给定了弹簧的预紧力，调整好后，通过卡紧块与端盖之间的摩擦力采用螺母固定手柄的位置；

3)开启管道阀门，水流进入入水口，当进口活塞承受水的压力大于弹簧的压力与出口活塞承受水的压力的合力时，进口活塞向下移动至锥形凸台的底面抵靠在内阀盖的顶面的下止点时，或移动到由弹簧控制的下止点时，进口活塞与入水口的有效过流面积增至最大，而出口活塞随进口活塞同时向下移动，使出口活塞与出水口之间有效过流面积减至最小，其有效过流面积大于0，此时孔口出流控制装置内的内部压力为最大，出口活塞上的锥台所承受的水压力也为最大，弹簧的压缩力也最大，当进口活塞所承受的弹簧压力，与出口活塞所承受水的压力之合力大于进口活塞顶部所承受水的压力时，且出口活塞向出水口方向移动的速度减至0后，进口活塞将向靠近入水口的方向移动，使进口活塞与入水口之间的有效过流面积逐渐减小，而出口活塞随着进口活塞同时向上移动，使出口活塞与出水口之间的有效过流面积逐渐增大；上述运动如此往复，即可以在给定范围内自动调节孔口出流控制装置。