CN103998146A - 用于灌溉系统的具有快换式喷嘴的射流扩散器 - Google Patents

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Abstract

一种用于在灌溉系统(I)中使用的具有快换式喷嘴的射流扩散器，包括：具有主体(3)的上供给部(2')，主体具有上管状部(3')和下中空部(3″)，具有纵向轴线(L)的上管状部被设计为连接到引入管线(R)，下中空部具有中心空腔(8)和侧壁(3''')，在侧壁中形成有侧向开口(9)，喷嘴(7)适合于以与上管状部(3')基本同轴和面对的关系径向地插入空腔(8)穿过侧向开口(9)从而轴向向下地引导液体射流；快速连接装置(10)与喷嘴(7)相关联以用于将喷嘴固定在主体(3)中，并且包括在喷嘴(7)上操作的凸轮和从动件驱动装置(11)以轴向向上地移动和推送喷嘴形成与上管状部(3')的下缘(15)充分接触和密封的关系，可以没有插入其间的密封件。

Description

用于灌溉系统的具有快换式喷嘴的射流扩散器
技术领域
本发明主要在用于农业和工业用途的灌溉系统领域中获得应用，并且特别地涉及一种用于在灌溉系统中使用的、具有快换式喷嘴的射流扩散器。
背景技术
用于灌溉系统的液体扩散器已知包括适合于固定到灌溉系统的引入管线并具有管状通道的主体，该管状通道的一端被设计用于连接到供给管线且另一端装备有向下引导液体射流的扩散器喷嘴。
此外，偏转板被放置在喷嘴之前，用于阻挡和径向地偏转射流，以用于在要灌溉的表面上均匀地分配液体。
偏转板可以用固定或可移动的方式安装到支撑体，以能够执行复杂的运动，包括围绕其中心轴线的第一旋转和其中心轴线围绕支撑体的中心轴线的第二旋转。
通常，射流喷射喷嘴以可移除的方式安装在主体中，以用于如果必须改变射流范围则对其进行更换。
此时，将整个扩散器从供给管移除，并随后至少部分地拆解扩散器以移除和更换喷嘴。
因此，除了需要拆解扩散器，还需要停止灌溉液体的供给，这将增加停机时间并需要更多的工作和人员。
这些现有技术的布置的进一步缺点是难以实施普通维护，特别是在必须移除土壤或泥土残留时。
WO2010/005508公开了一种具有快换式喷嘴的扩散器，其允许在支撑体仍然连接到供给管时更换喷嘴，且不需要停止供给和拆解扩散器。
然而，这种布置也具有一些公知的缺点。即支撑体具有用于仅通过横向运动来接收喷嘴和将喷嘴快速锁定的横向座。
因此，为了在用于与液体输送通道相连的喷嘴的连接件部分获得合适的密封效果，必须提供一种通常为O形环的特定密封件，该密封件增加了扩散器的结构和组装的复杂性。
发明内容
本发明的目标是通过提供一种用于在灌溉系统中使用的、具有快换式喷嘴的液体扩散器来克服上述缺点，所述液体扩散器具有高效率和相对成本有效的特点。
一个特定目标是提供一种具有快换式喷嘴的液体扩散器，所述液体扩散器确保高可靠性且具有简单的结构。
另一个目标是提供一种具有快换式喷嘴的液体扩散器，其中喷嘴能够容易地插入和取出，而且仍然能够稳定地和安全地固定至液体扩散器。
一个进一步的目标是提供一种具有快换式喷嘴的液体扩散器，所述液体扩散器提供普通维护步骤的快速和简单的完成，且不需要停止水供给。
又一个目标是提供一种具有快换式喷嘴的液体扩散器，所述液体扩散器始终确保合适的密封效果。
正如以下更好地解释的那样，通过用于在灌溉系统中使用的具有快换式喷嘴的射流扩散器来满足各种目标，其中所述扩散器包括上供给部和下偏转部，其中所述供给部包括：主体，所述主体具有上管状部和下中空部，具有纵向轴线的所述上管状部被设计为连接到相应的引入管线，所述下中空部具有侧壁和中心空腔；在所述下中空部的所述侧壁中形成的侧向开口；基本为管状的喷嘴，所述基本为管状的喷嘴适合于径向地插入穿过所述侧向开口并以与所述上管状部基本同轴和面对的关系放置在所述中心空腔中从而轴向向下地引导液体射流；快速连接装置，所述快速连接装置与所述喷嘴相关联以用于将所述喷嘴固定在所述主体中，并且其中所述扩散器部包括用于分配从所述喷嘴流出的射流的扩散器装置。
所述扩散器的特征在于，所述快速连接装置包括凸轮和从动件驱动装置，所述凸轮和从动件驱动装置在所述喷嘴上操作以基本轴向向上地移动和推送喷嘴形成与上管状部的下缘接触和密封的关系，且没有插入其间的密封件。
通过该特定结构，喷嘴可以快速地插入特别是形成在支撑体中的壳体座或从壳体座移除，且无需停止对系统的水供给。
这是因为主体的侧向开口将始终提供通向喷嘴的壳体空腔的、横向于从上管状部流出的液体射流的通道，由于操作将不与射流方向相对，因此这将有助于插入和移除。
此外，通向喷嘴的壳体空腔的通道将不需要从供给管线移除或拆解扩散器。
凸轮和从动件驱动装置移动喷嘴抵靠在管状部的下缘，并强行将喷嘴抵靠于此以确保合适的密封效果，且无需在喷嘴的输出口或上部使用密封件例如O形环。
因此，扩散器将具有更简单的结构，这就允许更容易地组装并且不易发生故障。
根据从属权利要求获得本发明的有利实施例。
附图说明
根据符合本发明的扩散器的优选、非排他性实施例的详细描述，本发明的更多特征和优点将更加显而易见，借助附图将所述实施例描述为非限制性的示例，在附图中：
图1是包括多个本发明的扩散器的灌溉系统的透视图；
图2是图1中具有本发明的扩散器的灌溉系统的一部分的放大透视图；
图3是本发明的扩散器的分解透视图；
图4是图3中的扩散器在喷嘴处于第一解锁位置时的正视图；
图5是图3中的扩散器在喷嘴处于第二锁定位置时的正视图；
图6示出了本发明的扩散器的快换式喷嘴的一些视图；
图7是本发明的扩散器的一部分在喷嘴处于拉出位置时的局部截面透视图；
图8是本发明的扩散器的一部分在喷嘴处于锁定位置时的局部截面透视图；
图9示出了用于锁定喷嘴的操作顺序，其中扩散器被局部地并且以正视图示出；
图10示出了用于插入喷嘴并将喷嘴锁定就位的操作顺序，其中扩散器被局部地并且以顶部截面图示出；
图11示出了用于插入喷嘴并将喷嘴锁定就位的操作顺序，其中扩散器被以截面图和正视图示出；
图12是扩散器的正面剖视图，其中喷嘴处于下压位置；
图13和图14是构成本发明的扩散器的一部分的轴套的两个不同的透视图；
图15是图13和图14中轴套的截面图。
具体实施方式
参照上述附图示出了液体扩散器，该液体扩散器适合于在灌溉系统I中使用，所述灌溉系统I用于农业和/或具有供给管T的应用类型，所述供给管T用于提供灌溉的液体，通常是水。
特别地，整体标记为1的本发明的扩散器应是通常被定义为“喷洒器”的类型，适合于例如且无限制性地以中心枢转系统悬挂在供给管上。
如图1和图2所示，系统I应具有至少一个供给管T，所述供给管T具有多个引入管线C，每一个都适合于具有可移除地固定于此的扩散器1，用于在要灌溉的表面上基本均匀地分配灌溉射流。
如图3和图4更清楚地示出的那样，本发明的射流扩散器1包括承载框架2，承载框架2具有位于偏转部2″上方的供给部2'。
供给部2'相应地包括具有纵向轴线L的主体3，主体3具有例如螺纹型的、适合于可移除地连接到任一引入管线C的上端连接T。
此外，主体3具有上管状部3'和下中空部3″，上管状部3'具有基本为轴向的中心通道4，中心通道4具有用于灌溉液体的输入口5和输出口6，下中空部3″具有侧壁3'''。
扩散器1还包括基本为柱形的喷嘴7，喷嘴7以与上管状部3'基本面对的关系可移除地联接到通道4的输出口6，从而朝向偏转部2″向下引导液体射流。
主体3还具有在下中空部3″中形成的、与中心通道4基本同轴的、用于容纳喷嘴7的中心空腔8。
中空部3″的侧壁3'''具有基本横向的侧向开口9，用于沿基本横向的方向Y将喷嘴7插入空腔8和从空腔8移除喷嘴7。
空腔8便利地设置在通道4的下游并且被设计用于以至少沿轴向方向允许其位移的方式来容纳喷嘴7。
还提供快速连接装置10用于连接喷嘴7与主体3，该快速连接装置10适合于允许将喷嘴7插入空腔8和从空腔8移除喷嘴7，且无需将扩散器1拆解或从引入管线C分离。
特别地，快速连接装置10包括凸轮和从动件驱动装置11，该凸轮和从动件驱动装置11与空腔8和喷嘴7相关联并在喷嘴7上操作，以在其通过侧向开口9插入空腔8后轴向向上地移动和推动喷嘴7形成与通道4的下缘15接触和密封的关系，从而确保所需的密封效果，并且可以不在喷嘴7的输出口6或输入段7'处设置密封件。
然而，应该理解的是，在附图未示出的可选结构中，扩散器1也可以包括插入在喷嘴7和通道4的输出口6之间并与这些元件中的任何一个稳定地关联的密封件。
便利地，凸轮和从动件驱动装置11包括与空腔8相关联的第一滑动表面12以及与喷嘴7相关联的第二滑动表面13。
这两个滑动表面12、13将适合于通过相对的滑动运动而相互接合，以在喷嘴7插入空腔8时促成喷嘴7的平移t并将喷嘴7在空腔8中锁定就位。
特别地，凸轮和从动件装置11可以被设计用于促进喷嘴7从如图11的左图更清楚示出的第一下压位置到如图11的右图更清楚示出的提升位置的平移t，在第一下压位置喷嘴7与通道4分离，在提升位置喷嘴7接触通道4的输出口6并被压靠在输出口6上以确保所需的密封效果。
为此，喷嘴7具有扩口式的上缘14，并且通道4具有配合成形的下缘15，与喷嘴7的上缘14的形状相配合以在喷嘴的轴向平移t时密封地接收喷嘴7，由此即使在不提供密封件时也能确保密封效果。
在未示出的一个实施例中，凸轮和从动件驱动装置11可以被设计用于与喷嘴7在空腔8中的径向滑动运动同时地促进这样的平移t。
在示出的优选实施例中，通过喷嘴7在空腔8中围绕纵向轴线L的旋转促成喷嘴7的轴向平移t。
优选地，凸轮和从动件驱动装置11包括与喷嘴7相集成并且适合于在将喷嘴7插入空腔8中时引导和支撑喷嘴7的支撑和引导元件16。
优选地，如图6所示，支撑元件16可以与喷嘴7形成单个部件，从而始终确保喷嘴7的正确插入和居中定位。
此外，连接装置10包括基本横向的槽17，槽17在空腔8中形成并且适合于在将连接装置10插入座8的过程期间引导支撑元件16。
正如图5清楚示出的那样，槽17具有下滑动表面18'和上滑动表面18″，这两个表面基本平坦、横向且平行，并且在空腔7的周边延伸到这样的角度范围：留出用于插入喷嘴7的无阻碍通道19。
此外，槽17具有沿槽17的角度范围延伸的、台阶状提升的周向边缘20，并且包括限定第一滑动表面12的边缘。
支撑和引导元件16相应地包括板21，板21与纵向轴线L基本正交并具有中心孔，喷嘴7稳定地插入在中心孔中。
板21适合于滑动地接合槽17，并且特别地首先在下平坦表面18上滑动以实现喷嘴7的居中定位。
凸轮和从动件驱动装置11被设计用于允许板21在下压插入位置和相对于下压位置旋转的提升操作位置之间在空腔8中旋转，以促进喷嘴7的轴向平移t从而与通道4的输出口6接触。
优选地，板21的最大旋转角度的范围可以是从30°到120°，且优选地是从40°到80°，并且例如是约70°，如图10所示。
板21具有平坦的下表面22，下表面22具有渐缩的周向部23，包括可形成渐缩部23的边缘的第二滑动表面13。
后者适合于与槽17的周向边缘20接合，以使两个边缘12、14接触从而在板21的旋转后促进喷嘴7的轴向平移t。
此外，一旦板21已经向上平移，板21的下表面22就在槽17的上滑动表面18″上滑动。
支撑元件16还具有用于在其旋转期间引导喷嘴7的、基本沿轴向为弧形的外周向表面24。
优选地，弧形表面24具有曲率半径r，该曲率半径r沿其周向长度改变以允许喷嘴7在通道4内居中。
特别地，弧形表面24具有与喷嘴7基本同轴的第一部分24'以及第二部分24″，第二部分24″的曲率半径r″略小于第一部分24'的曲率半径r'。
因此，如图9清楚示出的那样，第二部分24″限定了用于将板21插入空腔8的导入部，并且允许第一部分24'沿空腔8的侧壁25滑动而不伸入侧向开口9，由此在居中的位置引导板21。
便利地，支撑元件16具有一对基本沿轴向为弧形的构造24，这一对构造24相对于纵向轴线L对称以确保喷嘴7的准确居中，由此防止喷嘴7在旋转期间从空腔8脱出。
适当地，支撑元件16还包括基本径向的致动杆26，致动杆26适合于由用户致动以促进板21的旋转
致动杆26还包括用于在提升位置稳定但可移除地锁定板21的装置27。
特别地，锁定装置27包括齿28，齿28与致动杆26的一端相关联并且被设计用于在致动杆26旋转时卡扣接合主体3的径向突起30上的保持表面29。
便利地，致动杆26具有基本板状的形状并且能够略微弯曲，以在不必移除喷嘴7时允许与保持表面29卡扣接合和从保持表面29释放。
在这种情况下，可以简单地移除锁并沿与插入和锁定方向相反的方向旋转与支撑元件16相集成的致动杆26。
在本发明的一个特别有利的方面，如图11和图12更清楚示出的那样，下中空部3″容纳基本为柱形的轴套33，在其中形成有用于喷嘴7的空腔8。轴套33在图13至图15中更加清楚地示出。
由于具有空腔8的轴套33可以单独地形成并在以后锁定到框架2中，因此这将避免直接机械加工支撑框架2以形成空腔8的需求。
如图3至图5所示，正如喷洒器的扩散器中的典型情形，框架2具有与上供给部2'相集成并通过多个轴向元件35连接至上供给部2'的偏转部2″。
偏转部2″被设计用于容纳射流分配装置，射流分配装置包括位于喷嘴7之前的偏转板36以偏转和径向地分配射流。
板36可以是静止的，或者可以像图示的布置那样包括支撑轴，支撑轴由于插入在管状偏转部2″中而未被示出，允许板36以复杂的运动旋转，所述复杂的运动由板36围绕其中心轴线X的第一旋转以及中心轴线X相对于纵向轴线L的第二旋转构成，基本上就像例如在国际申请WO2010010535中所公开的那样，由此提供更宽的径向范围和更均匀的液体分配。
图9和图10示出了一种用于在扩散器1中插入和快速锁定喷嘴7的操作顺序，其中示出了一旦喷嘴7已经通过基本横向的滑动运动插入空腔8中，喷嘴7就通过操作致动杆26而围绕纵向轴线L旋转，直到齿28接合保持表面29和锁定支撑元件16的位置并且因此锁定喷嘴7的位置为止。
特别要注意的是，在旋转期间，与板21相关联的第二滑动表面13紧靠槽17的边缘20以在第一滑动表面12上滑动并促使板逐渐提升，导致喷嘴7的轴向平移t。
另一方面，图11示出了处于下压位置的喷嘴7对应于板21的插入状态，以及处于提升位置的喷嘴7对应于板21已被完全地旋转。
上述公开内容表明：本发明的扩散器实现了预期目标并且特别地满足了允许连接喷嘴和快速移除喷嘴的要求，同时始终允许适当的密封效果且不使用密封件。
在所附权利要求公开的发明构思中，本发明的扩散器易于得到多种修改和变型。其中的所有细节可以由其他技术上等同的部分代替，并且材料可以根据不同的需求改变，且不背离本发明的范围。
尽管已经特定地参照附图描述了扩散器，但是本公开和权利要求中提及的附图标记仅用于能够更好地理解本发明，且不应认为是以任何方式限制要求保护的范围。

Claims (13)

1.一种用于在具有基本竖直的引入管(R)的灌溉机械(I)上使用的具有快换式喷嘴的射流扩散器，所述扩散器包括上供给部(2')和下扩散部(2″)，其中所述上供给部(2')包括：
-主体(3)，所述主体(3)具有上管状部(3')和下中空部(3″)，具有纵向轴线(L)的所述上管状部(3')可连接到相应的引入管(R)，所述下中空部(3″)具有侧壁(3''')和中心空腔(8)；
-在所述下中空部(3″)的所述侧壁(3''')中形成的侧向开口(9)；
-基本为管状的喷嘴(7)，所述基本为管状的喷嘴(7)适合于径向地插入穿过所述侧向开口(9)并以与所述上管状部(3')基本同轴和面对的关系放置在所述中心空腔(8)中从而轴向向下地引导液体射流；
-快速连接装置(10)，所述快速连接装置(10)与所述喷嘴(7)相关联以用于将所述喷嘴(7)固定在所述主体(3)中；
并且其中所述下扩散部(2″)包括用于扩散从所述喷嘴(7)流出的射流的扩散装置(36)；
其特征在于，所述快速连接装置(10)包括凸轮和从动件驱动装置(11)，所述凸轮和从动件驱动装置(11)作用在所述喷嘴(7)上以基本轴向向上地移动和推送所述喷嘴(7)形成与所述上管状部(3')的下缘(15)接触和密封的关系，可选地没有插入其间的密封件。
2.根据权利要求1所述的扩散器，其特征在于，所述驱动装置(11)包括与所述中心空腔(8)相关联的第一滑动表面(12)以及第二滑动表面(13)，所述第二滑动表面(13)与所述喷嘴(7)相关联并且适合于可滑动地接合所述第一表面(12)以促进所述喷嘴(7)的轴向平移(t)。
3.根据权利要求2所述的扩散器，其特征在于，所述驱动装置(11)包括引导和支撑元件(16)，所述引导和支撑元件(16)与所述喷嘴(7)相集成并且适合于在将所述喷嘴(7)插入所述中心空腔(8)时进行引导和支撑。
4.根据权利要求3所述的扩散器，其特征在于，所述驱动装置(11)包括形成到所述中心空腔(8)中并且适合于引导所述引导和支撑元件(16)的基本横向的槽(17)，所述槽(17)具有限定所述第一滑动表面(12)的周向边缘(20)。
5.根据权利要求4所述的扩散器，其特征在于，所述引导和支撑元件(16)包括适合于可滑动地接合所述槽(17)的基本横向的板(21)。
6.根据权利要求5所述的扩散器，其特征在于，所述驱动装置(11)适合于允许在下压插入位置和相对于所述下压插入位置旋转的提升操作位置之间将所述板(21)转入所述槽(17)中的旋转并且促进所述喷嘴(7)的轴向平移(t)以与所述上管状部(3')的所述下缘(15)接触接合。
7.根据权利要求6所述的扩散器，其特征在于，所述板(21)具有至少部分渐缩的下表面(22)，所述下表面(22)包括所述第二滑动表面(13)并且适合于接合所述槽(17)的所述周向边缘(20)以在伴随有所述旋转期间促进所述喷嘴(7)的所述轴向平移(t)。
8.根据权利要求6或7所述的扩散器，其特征在于，所述引导和支撑元件(16)具有至少一个外周向表面(24)，所述外周向表面(24)基本为弧形且沿轴向，适合于在所述旋转期间引导所述喷嘴(7)并具有沿其周向延伸部可变的曲率半径(r)。
9.根据权利要求6到8中的任何一项所述的扩散器，其特征在于，所述引导和支撑元件(16)包括适合于由用户致动以促进所述板(21)的旋转的、基本横向的致动杆(26)。
10.根据权利要求9所述的扩散器，其特征在于，所述致动杆(26)包括用于在所述提升位置稳定地和可移除地锁定所述板(21)的装置(27)。
11.根据权利要求10所述的扩散器，其特征在于，所述锁定装置(27)包括齿(28)，所述齿(28)与所述致动杆(26)相关联并且被设计用于在所述致动杆(26)达到最大旋转时卡扣接合与所述主体(3)相集成的保持表面(29)。
12.根据前述权利要求中的任何一项所述的扩散器，其特征在于，所述中空管状部(3″)包括包围所述中心空腔(8)的、基本为柱形的轴套(33)。
13.根据前述权利要求中的任何一项所述的扩散器，其特征在于，所述喷嘴(7)具有扩口式的上缘(14)，所述上管状部(3')的所述下缘(15)相对于所述喷嘴(7)的所述上缘(14)互补成形，用于在所述喷嘴(7)的轴向平移(t)时彼此密封联接。
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