CN103736609A - 一种转速可调水力驱动旋转式喷头及调速方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种节水灌溉喷灌系统中的关键设备，特指一种转速可调水力驱动旋转式喷头及调速方法。水流进入管道，冲击叶轮，叶轮产生驱动力带动轴A转动，轴A与倒锥形齿轮带一起转动，皮带带动正锥形齿轮带转动。正锥形齿轮带与轴B一起转动。水流通过叶轮后，进入管道的轴B部分，通过轴B壁面上的进水孔，进入轴B的内部通道，轴B的末端连接喷嘴，水流通过轴B后进入喷嘴流道，喷洒到外界。改变皮带位于倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的位置，使倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的转速比改变，因此喷头的转速改变。

Description

一种转速可调水力驱动旋转式喷头及调速方法
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，喷头的转速可以调节，特指一种转速可调水力驱动旋转式喷头及调速方法。
背景技术
农业节水灌溉中，喷头是常用的喷灌设备，喷头的转速对喷洒的水力性能具有很大的影响。在无阻尼机构的情况下，喷头的驱动力越大，转速越快，喷头的射程越短，但在不同的应用场合，对喷头的转速要求不同，且对于同一个喷头旋转一周的范围内，喷头变转速运行往往会获得更好的喷洒效果；因此，研究人员致力于研究喷头在何种转速下喷头的喷洒性能最好，而对于喷头的转速对性能的影响研究，目前尚为有一种机构能够使喷头转速可以调节，因此研究一种转速可调水力驱动旋转式喷头对研究喷头的转速对性能的影响具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的是提供一种转速可调水力驱动旋转式喷头，使喷头可在不同的转速下运行，便于在同一装置上研究转速对喷头性能的影响。
一种转速可调水力驱动旋转式喷头，包括管道、叶轮、轴A、倒锥形齿轮带、皮带、正锥形齿轮带、轴B、平面轴承A、平面轴承B、喷嘴、管道凹槽。
所述叶轮置于管道内并靠近管道进水口，叶轮中心与轴A固定连接，叶轮与轴A一起转动。
所述轴A穿过管道内壁，与管道内外设有凸台，其目的在于对轴A定位，凸台与轴A与管道接触处设有密封圈A，其目的在于防止漏水。
所述倒锥形齿轮带中心轴为轴A，倒锥形齿轮带上在不同的高度水平设有不同圆周长度的齿轮圈，倒锥形齿轮带与轴A一起转动。
所述轴B与轴A位置平行。
所述轴B置于管道内部分的内心为空，并且内径大于喷头进口直径，轴B置于管道内部部分轴壁面上设有进水孔。
所述轴B下端面穿过管道内壁进入管道凹槽，其目的在于防止轴B左右移动，轴B下端面与凹槽底部采用平面轴承连接。
所述轴B上端面穿过管道，轴B上设有台阶，其目的在于防止轴B向上移动，台阶与管道接触处设有密封圈B，其目的在于防止漏水。
所述轴B为正锥形齿轮带中心轴，正锥形齿轮带位于管道上方与管道采用平面轴承连接。
所述轴B的最顶端设有螺纹，与喷嘴螺纹连接。
所述正锥形齿轮带与倒锥形齿轮带采用皮带水平连接。
所述正锥形齿轮带和倒锥形齿轮带的齿轮外径比为0.5～3：1；当外径比小于1时，正倒齿轮带组合起到加速作用，当外径比大于1时，正倒齿轮带组合起到减速作用；若外径比小于0.5，喷头转速大于轴A的转速过多，喷头旋转时对喷洒射程影响过大，若外径比大于3，喷头转速过慢，喷头旋转时工作不稳定，在工程应用中所用喷洒时间过长。
本发明的调速方法为：水流进入管道，冲击叶轮，叶轮产生驱动力带动轴A转动，轴A与倒锥形齿轮带一起转动，皮带水平置于倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的齿轮上，皮带带动正锥形齿轮带转动。正锥形齿轮带与轴B一起转动；水流通过叶轮后，进入管道的轴B部分，通过轴B壁面上的进水孔，进入轴B的内部通道，轴B的顶端连接喷嘴，水流通过轴B后进入喷嘴流道，喷洒到外界；改变皮带位于倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的位置，使倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的转速比改变，因此喷头的转速改变。
本发明的优点在于：产品运行可靠，可操作性强，采用水力驱动，喷头的转速可以调节。
附图说明
图1为转速可调水力驱动旋转式喷头结构示意图。
图中，1.管道，2.叶轮，3.轴A，4.密封圈A，5.倒锥形齿轮带，6.皮带，7.正锥形齿轮带，8.轴B，9.平面轴承A，10.进水孔，11.密封圈B，12.平面轴承B，13.喷嘴，14.管道凹槽。
具体实施方式
如图1所示，一种转速可调水力驱动旋转式喷头，包括管道1，叶轮2，轴A3，密封圈A4，倒锥形齿轮带5，皮带6，正锥形齿轮带7，轴B8，平面轴承A9，进水孔10，密封圈B11，平面轴承B12，喷嘴13，管道凹槽14；所述叶轮2置于管道1内，叶轮2中心与轴A3固定连接，叶轮2与轴A3一起转动；所述轴A3穿过管道1内壁，与管道1内外设有凸台，其目的在于对轴A3定位；凸台与轴A3与管道1接触处设有密封圈A4，其目的在于防止漏水；所述倒锥形齿轮带5中心轴为轴A3，倒锥形齿轮带5上水平方向有圆周不同的齿轮圈，倒锥形齿轮带5与轴A3一起转动；所述轴B8与轴A3位置平行；所述轴B8置于管道1内，内心为空，轴B8内径大于喷头13进口直径，轴B8置于管道1内部部分轴壁面上设有进水孔10；所述轴B8下端面穿过管道1内壁进入管道凹槽14，其目的在于防止轴B8左右移动，轴B8下端面与凹槽14底部采用平面轴承12连接；所述轴B8上端面穿过管道1，轴B8上设有台阶，其目的在于防止轴B8向上移动；台阶与管道1接触处设有密封圈B11，其目的在于防止漏水；所述轴B8为正锥形齿轮带7中心轴，正锥形齿轮带7与管道1采用平面轴承12连接；所述轴B8的最顶端设有螺纹，与喷嘴13螺纹连接；所述正锥形齿轮带7与倒锥形齿轮带5采用皮带6水平连接；所述正锥形齿轮带7和倒锥形齿轮带5的齿轮外径比为0.5～3，当外径比小于1时，正倒齿轮带组合起到加速作用，当外径比大于1时，正倒齿轮带组合起到减速作用，若外径比小于0.5，喷头转速大于轴A的转速过多，喷头旋转时对喷洒射程影响过大；若外径比大于3，喷头转速过慢，喷头旋转时工作不稳定，在工程应用中所用喷洒时间过长。
本发明使用时，水流进入管道1，冲击叶轮2，叶轮2产生驱动力带动轴A3转动，轴A3与倒锥形齿轮带5一起转动，皮带6水平置于倒锥形齿轮带5和正锥形齿轮带7的齿轮上，皮带6带动正锥形齿轮带7转动。正锥形齿轮带7与轴B8一起转动；水流通过叶轮2后，进入管道1的轴B8部分，通过轴B8壁面上的进水孔10，进入轴B8的内部通道，轴B8的顶端连接喷嘴13，水流通过轴B8后进入喷嘴13流道，喷洒到外界；改变皮带6位于倒锥形齿轮带5和正锥形齿轮带7的位置，使倒锥形齿轮带5和正锥形齿轮带7的转速比改变，因此喷头13的转速改变，实现了转速的调节。

Claims (6)

1.一种转速可调水力驱动旋转式喷头，其特征在于：所述喷头包括管道，叶轮，轴A，倒锥形齿轮带，皮带，正锥形齿轮带，轴B和喷嘴；所述叶轮置于管道内并靠近管道进水口，叶轮中心与轴A固定连接，叶轮与轴A一起转动；所述轴A穿过管道内壁；顶端安装有以轴A为中心轴的倒锥形齿轮带，倒锥形齿轮带上水平方向有圆周不同的齿轮圈，倒锥形齿轮带与轴A一起转动；所述轴B与轴A位置平行；轴B置于管道内部分的内心为空，并且内径大于喷头进口直径，轴B置于管道内部部分的轴壁面上设有进水孔；所述轴B上端面穿过管道，上端安装有以轴B为中心轴的正锥形齿轮带，正锥形齿轮带与管道采用平面轴承连接；所述轴B的最顶端设有螺纹，与喷嘴螺纹连接；所述正锥形齿轮带与倒锥形齿轮带采用皮带水平连接。
2.根据权利要求1所述的一种转速可调水力驱动旋转式喷头，其特征在于：所述轴A穿过管道内壁，与管道内外设有凸台，其目的在于对轴A定位，凸台与轴A与管道接触处设有密封圈A，其目的在于防止漏水。
3.根据权利要求1所述的一种转速可调水力驱动旋转式喷头，其特征在于：所述轴B下端面穿过管道内壁进入管道凹槽，其目的在于防止轴B左右移动，轴B下端面与凹槽底部采用平面轴承连接。
4.根据权利要求1所述的一种转速可调水力驱动旋转式喷头，其特征在于：所述轴B上端面穿过管道，轴B上设有台阶，其目的在于防止轴B向上移动，台阶与管道接触处设有密封圈B，其目的在于防止漏水。
5.根据权利要求1所述的一种转速可调水力驱动旋转式喷头，其特征在于：所述正锥形齿轮带和倒锥形齿轮带的齿轮外径比为0.5～3：1，当外径比小于1时，正倒齿轮带组合起到加速作用，当外径比大于1时，正倒齿轮带组合起到减速作用；若外径比小于0.5，喷头转速大于轴A的转速过多，喷头旋转时对喷洒射程影响过大，若外径比大于3，喷头转速过慢，喷头旋转时工作不稳定，在工程应用中所用喷洒时间过长。
6.根据权利要求1所述的一种转速可调水力驱动旋转式喷头的调速方法，其特征在于具体步骤如下：水流进入管道，冲击叶轮，叶轮产生驱动力带动轴A转动，轴A与倒锥形齿轮带一起转动，皮带水平置于倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的齿轮上，皮带带动正锥形齿轮带转动，正锥形齿轮带与轴B一起转动；水流通过叶轮后，进入管道的轴B部分，通过轴B壁面上的进水孔，进入轴B的内部通道，轴B的顶端连接喷嘴，水流通过轴B后进入喷嘴流道，喷洒到外界；改变皮带位于倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的位置，使倒锥形齿轮带和正锥形齿轮带的转速比改变，从而改变喷头的转速。
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