CN104069967A - 一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头，包括防虫外壳，以及设置在防虫外壳内的喷头工作组件和截面为“U”字形的过滤装置。所述防虫外壳包括螺纹连接的防虫下外壳和防虫上外壳；所述喷头工作组件包括插针、喷头顶盖、进水喷嘴、设置在所述防虫上外壳内的固定组件、以及设置在所述进水喷嘴上方的喷水组件。其优点是：自带过滤器，抗堵塞，水质较差的水也可进行灌溉；可防止蚊虫、灰尘、沙粒等杂质侵入堵塞喷头，大大降低了维护成本，也提高了喷头的使用寿命；灌溉均匀、抗风性优、耐腐蚀且更加平稳可靠；双流道出水口可确保喷头顺畅、完美运转，两个曲面流道出水口当中一个处设有分水台阶，使得两个水出口的射程有远近之分，水量分布更均匀。
Description
技术领域
本发明涉及灌溉喷头技术领域，具体一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头。
背景技术
目前喷头工作地点基本位于农田、绿化区域、大棚等场所，当喷头不工作时，室外的虫子容易爬到喷头内部，包括蚂蚁、蜗牛、地蜈蚣、蜘蛛和象鼻虫等；另外野外的尘土、沙粒、杂草等外部因素也经常堵塞喷头，影响喷头的正常工作，当大面积喷头被虫侵入时，正常的喷头无法正常工作，严重影响作物灌溉需求，并且人工清理喷头十分麻烦，需要大量的人工进行作业，极大影响了正常的灌溉作业。
在申请号为201320683548.1的中国专利：一种可防虫、防尘的自动灭火装置用喷头，包括主喷头和喇叭罩，喇叭罩上设有密封盖，密封盖与喇叭罩之间磁性吸合装置，密封盖与喇叭罩之间通过磁性吸合装置相互吸合；密封盖与喇叭罩之间的侧沿上设有铰链或连接带。本发明在喇叭罩的出口处加装有磁吸式密封盖装置，避免了喷头被一些小虫、粉尘等异物堵塞现象发生，且不妨害自动灭火装置的自动打开，不影响其正常应用，具有很高的推广价值。但是该技术属于消防技术领域，而不是喷头灌溉技术领域。
目前小喷嘴的喷头对水质要求比较高，若没有对水未经过多级过滤，喷头的喷嘴容易被杂质堵塞，喷头堵塞后清洗还十分麻烦。
农业灌溉、园林景观灌溉时使用喷头进行，最常用到的是摇臂喷头。但是，摇臂喷头喷洒时需要较高的水压才能具有一定的射程，而高水压会造成摇臂喷头在工作时，不断的打击摇臂旋转进而使得立杆一直在晃动，水滴不断从立杆下溅落，难以固定。而且较高的启动压力使得对水泵扬程要求高，但是水泵成本高。另外，使用摇臂喷头无法安装在移动喷灌设备上；而且因为没有合理散 水装置，使得水量分布不均匀导致灌溉也不均匀，存在灌溉的盲区，最终使得植物由于灌溉不均而生长不良，所以相同的灌溉面积需要较多的摇臂喷头，增加了灌溉的成本。
发明内容
针对上述提到的现有技术中存在的问题，本发明的目的是提供一种灌溉均匀、可防蚊虫、且抗堵塞的高均匀度抗堵防虫旋转喷头。
一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头，包括防虫外壳，以及设置在所述防虫外壳内的喷头工作组件和截面为“U”字形的过滤装置。
作为优选的技术方案：所述防虫外壳包括螺纹连接的防虫下外壳和防虫上外壳；所述防虫下外壳和所述防虫上外壳之间设置有第一密封圈。
作为优选的技术方案：所述喷头工作组件包括插针、喷头顶盖、进水喷嘴、设置在所述防虫上外壳内的固定组件、以及设置在所述进水喷嘴上方的喷水组件，
所述喷水组件设于所述防虫上外壳内，所述固定组件设于所述进水喷嘴上端位置，所述过滤装置的上端与所述防虫上外壳连接，所述进水喷嘴设于所述过滤装置内，所述进水喷嘴内设置有一上窄下宽的竖直流道。
作为优选的技术方案：所述固定组件包括耐磨垫片、卡片、旋转轮固定块和隔水片，
所述耐磨垫片、卡片和旋转轮固定块都设置在进水喷嘴的外侧壁上，所述耐磨垫片和卡片位于所述旋转轮固定块内部，所述耐磨垫片位于所述卡片的下侧，所述隔水片位于所述进水喷嘴的上方。
作为优选的技术方案：所述喷水组件包括分水转轮和散水盘，
所述分水转轮中间设置有一朝下的突出边，所述突出边两侧各设置有一曲面流道，所述曲面流道的出水口与垂直线之间具有15°～24°的夹角，所述曲面流道位于所述竖直流道的上方，
所述散水盘包括本体，所述本体的外沿均匀设置有若干个朝下的散水针，所述散水针的侧面为斜面，所述散水针的厚度从上往下逐渐降低，所述斜面与垂直线的夹角为8°～15°。
作为优选的技术方案：其中一个所述曲面流道的出水口两侧设置有散水台阶，所述散水台阶与垂直线之间具有12°～21°的夹角。
作为优选的技术方案：两个所述曲面流道的出水口两侧都设置有散水台阶，所述散水台阶与垂直线之间具有12°～21°的夹角。
作为优选的技术方案：所述过滤装置内设置有弹簧，所述弹簧的上端与所述旋转轮固定块连接，所述弹簧的下端与所述进水喷嘴的底部连接。
作为优选的技术方案：所述插针的上端固定在所述喷头顶盖上，所述插针的下端与所述分水转轮连接，所述分水转轮的下端与所述隔水片连接，所述隔水片与所述旋转轮固定块连接。
作为优选的技术方案：所述进水喷嘴上具有第一台阶，所述防虫上外壳具有第二台阶，所述第二台阶处的直径小于所述第一台阶处的直径。
水流从曲面流道射出、并开始撞击第一根散水针，这个位置作为起点位置，由于散水针数目较多，在喷盘转动一圈重新回到起点的过程中，散水盘上的散水针都会受到水流的作用力，这个作用力可分解成三个方向的作用力：水平朝外方向、垂直向上方向和以及沿着喷盘的水平转动方向，因为如果以这三个方向画个三维坐标轴，从曲面流道出水口出射出去水流的方向与这三个方向的坐标轴都不垂直。从曲面流道射出的水流，一部分会直接射出去，落到离喷头较远的位置；一部分会撞击散水针，水珠会破碎成水滴，散落在靠近喷头的一个范围，使得远近的位置都能进行灌溉，通过控制曲面流道出水口最上端与散水针最下端的纵向和横向间距、以及散水针侧面与垂直线的夹角，既可以改变水流中撞击散水针部分和直接射出去部分的比例，又可以改变水流与散水针撞击的角度，最终改变远近位置洒落水的量，保证远近位置能够灌溉均匀。而沿着喷盘水平转动方向的作用力会带动散水盘逐渐转动，使得360°范围内都有水流与散水针撞击、即都能有散水的效果，提高了灌溉的均匀度。
本发明的工作原理是：外丝接头接在管道的内丝上直接进水，当有压水充满防虫壳体内后，有压水通过过滤装置进入进水喷嘴，由于进水喷嘴内的竖直流道上窄下宽，即内孔的进水口大，出水口急剧变小，有压水从进水口到出水孔集中成一束射出，流速瞬间增大，喷射到分水转轮上。
水流柱碰到分水转轮的突出边后，被折射分开流入两个曲面流道内，这时分水转轮受到有压水的冲击产生一个跟射流方向同样的、向上的力，水流对突出边的冲击、以及水流在曲面流道内的流动都会产生这个作用力，带动了整个喷头工作组件往上升，此时喷头顶盖和防虫上壳体脱离，弹簧被压缩。直到进水喷嘴上的第一台阶顶住防虫上壳体上的第二台阶(第二台阶处的直径小于第一台阶处的直径)，喷头工作组件停止往上升，此时曲面流道出水口和散水盘都已经露在外面，高出防虫上壳体的最高点，保证灌溉能够正常进行。
水流经过两边曲面流道的折射，按照设计的角度变成水舌喷出，这个过程有压水对分水转轮的旋转轴形成一个力矩，使分水转轮做圆周运动旋转，由于分水转轮与旋转轮固定块固定在一起，因此旋转轮固定块会随着分水转轮一起旋转。从分水转轮射出的水舌通过一定角度射出后，一部分直接射入到空中，一部分射在散水盘的散水针上，散水针沿散水盘外沿均匀设置若干个，散水针朝下且侧面为斜面，因此散水针斜角面被水舌冲射后产生一个离心旋转力，散水针不断被冲刷带动整个散水盘不停的旋转，使得喷射出去的水远近都有分布，均匀性极佳。
当喷头停止工作时，喷头工作组件不再受到向上的作用力，弹簧被释放，带动喷头工作组件往下移动，回到防虫壳体内，喷头顶盖继续盖在防虫上壳体上，整个喷头密封，蚊虫、灰尘都不会侵入。
另外，只需将进水喷嘴更换成其他普通的喷嘴，接在外丝接头上，可以去除防虫外壳，喷头就变成了普通的、价格更低的、不具防虫功能的喷头，切换方便，适用范围更广。
隔水片中间有个通孔，该通孔与进水喷嘴中的竖直流道和分水转轮中的曲面流道连通，整个隔水片设置在分水转轮的下端，可起到密封作用，只有一个通孔用于通水，可以避免水的倒流。
本发明的有益效果：
自带过滤器，抗堵塞，水质较差的水也可使用本法的喷头进行灌溉；
在停止灌溉时可自动将各部件封闭在防虫外壳内，可防止蚊虫、灰尘、沙粒等杂质侵入堵塞喷头，大大降低了维护成本，也提高了喷头的使用寿命；
灌溉均匀、抗风性优、耐腐蚀且更加平稳可靠；
可防止水的倒流；
双流道出水口可确保喷头顺畅、完美运转，两个曲面流道出水口当中一个处设有分水台阶，使得两个水出口的射程有远近之分，水量分布更均匀。
附图说明
图1为本发明高均匀度抗堵防虫旋转喷头的结构示意图；
图2为图1的剖面结构示意图；
图3为本发明高均匀度抗堵防虫旋转喷头的内部分解结构示意图；
图4为本发明中喷头工作组件的结构示意图；
图5为图4的剖面结构示意图；
图6为本发明中散水盘的结构示意图；
图7为本发明中防虫上壳体的结构示意图；
图8为图6的仰视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的描述。
参照图1、图2和图3所示，一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头，包括外丝接头16、防虫外壳、以及设置在防虫外壳内的喷头工作组件19和截面为“U”字形的过滤装置4。
防虫外壳包括螺纹连接的防虫下外壳1和防虫上外壳3。外丝接头16与防虫下外壳1连接，防虫下外壳1和防虫上外壳3之间设置有第一密封圈2，起密封作用。
结合图4和图5所示，喷头工作组件19包括插针15、喷头顶盖14、进水喷嘴5、设置在防虫上外壳3内的固定组件、以及设置在进水喷嘴5上方的喷水组件。过滤装置4可以过滤掉水中的杂质，保护进水喷嘴5不被堵塞，同时拆卸清理非常容易，且过滤装置4增加了喷头的抗堵性能，降低了对水质的要求，水质较差情况下仍可使用，使用范围更广。
喷头顶盖14可与防虫下外壳1、防虫上外壳3构成一个封闭的整体，防止虫或者其他杂物进入，保护喷头机械部分，保证喷头能一直正常工作。
喷水组件设于防虫上外壳3内，固定组件设于进水喷嘴5上端位置，过滤装置4的上端与防虫上外壳3连接，进水喷嘴5设于过滤装置4内。
固定组件包括耐磨垫片7、卡片8、旋转轮固定块9和隔水片10。耐磨垫片7、卡片8和旋转轮固定块9都设置在进水喷嘴5的外侧壁上，耐磨垫片7和卡片8位于旋转轮固定块9内部，耐磨垫片7位于卡片8的下侧，隔水片10位于进水喷嘴5的上方。卡片8卡在进水喷嘴5的上端的卡扣内，连接进水喷嘴5与旋转轮固定块9。
插针15的上端固定在喷头顶盖14上，插针15的下端与分水转轮11连接，分水转轮11的下端与隔水片10连接，隔水片10与旋转轮固定块9连接。隔水片10中间有个通孔122，该通孔122与进水喷嘴5中的竖直流道和分水转轮11中的曲面流道连通，整个隔水片10设置在分水转轮11的下端，可起到密封作用，只有一个通孔122用于通水，可以避免水的倒流。
结合图7所示，进水喷嘴5上具有第一台阶5-1，第一台阶5-1上设置有第二密封圈6，防虫上外壳3具有第二台阶3-1，第二台阶3-1处的直径小于第一台阶5-1处的直径。
喷水组件包括分水转轮11和散水盘12。分水转轮11中间设置有一朝下的突出边，突出边很锋利，突出边两侧各设置有一曲面流道，曲面流道的出水口与垂直线之间具有15°～24°的夹角，曲面流道即该流道内表面是个曲面，曲面流道设计运用了动力学、流体力学、以及CFD模拟技术设计而成，基于附壁射流原理，当压力水流通过曲面流道时，通过水流的反作用力获得驱动力矩，改变运转方向，将向上的动能转换成旋转的动能，从而带动分水转轮11旋转。
结合图6和图8所示，散水盘12包括本体，本体的外沿均匀设置有若干个朝下的散水针121，散水针121的侧面为斜面，散水针121的厚度从上往下逐渐降低，斜面与水平面的夹角为8°～15°。
耐磨垫片7保证旋转轮固定块9上的卡片一直旋转而不容易损失，提高了产品寿命；隔水片10通过几个小孔插入到分水转轮11上并完全封住分水转轮11，只留下进、出水口，使得水不会倒流而影响喷头性能。
其中一个或者两个曲面流道的出水口两侧都可设置有散水台阶，散水台阶与垂直线之间具有12°～21°的夹角。散水台阶和曲面流道出水口的夹角不同，因此可喷成不同射程的水，而且两个曲面流道同时喷水，让分水转轮11旋转更加流畅，整个喷头运转更好。两个曲面流道的出水口处都可以设置有散水台阶，提高了喷洒角度，也可以只有一个曲面流道的出水口处设置有散水台阶，或者都不设置，范围更大的喷洒角度可以满足不同的作物以及工作环境的需求，水量分布更加均匀，不同距离的地方都能得到灌溉。
进水喷嘴5内设置有一上窄下宽的竖直流道，竖直流道上端为出水口，下端为进水口，竖直流道上端出水口的直径为2～4mm，竖直流道位于曲面流道的下方，水从进水喷嘴5的竖直流道直接流到曲面流道内。
过滤装置4内设置有弹簧18，弹簧18的上端与旋转轮固定块9连接，弹簧18的下端与进水喷嘴5的底部连接。
喷头顶盖14的下侧设置有散水盘限位块13，散水盘限位块13在散水盘12上方，当散水盘12被水冲击时会往上翘，散水盘限位块13控制了散水盘12往上翘的距离，保证散水盘12的散水针121不断能被水冲刷并保持旋转。
本发明的工作原理是：外丝接头16接在管道的内丝上直接进水，当有压水充满防虫壳体内后，有压水通过过滤装置4进入进水喷嘴5，由于进水喷嘴4上窄下宽，即内孔的进水口大，出水口急剧变小，有压水从进水口到出水孔集中成一束射出，流速瞬间增大，喷射到分水转轮11上。
水流柱碰到分水转轮11的突出边后，被折射分开流入两个曲面流道内，这时分水转轮11受到有压水的冲击产生一个跟射流方向同样的、向上的力，水流对突出边的冲击、以及水流在曲面流道内的流动都会产生这个作用力，带动了整个喷头工作组件19往上升，此时喷头顶盖14和防虫上壳体3脱离，弹簧18被压缩。直到进水喷嘴5上的第一台阶5-1顶住防虫上壳体3上的第二台阶3-1(第二台阶3-1处的直径小于第一台阶5-1处的直径)，喷头工作组件19停止往上升，此时曲面流道出水口和散水盘12都已经露在外面，高出防虫上壳体3的最高点，保证灌溉能够正常进行。
水流经过两边曲面流道的折射，按照设计的角度变成水舌喷出，这个过程有压水对分水转轮11的旋转轴形成一个力矩，使分水转轮11做圆周运动旋转，由于分水转轮11通过隔水片10与旋转轮固定块9固定在一起，因此旋转轮固定块9会随着分水转轮11一起旋转。从分水转轮11射出的水舌通过一定角度射出后，一部分直接射入到空中，一部分射在散水盘12的散水针121上，散水针121沿散水盘12外沿均匀设置若干个，散水针121侧面为斜面，因此散水针121斜角面被水舌冲射后产生一个离心旋转力，散水针121不断被冲刷带动整个散水盘12不停的旋转，使得喷射出去的水远近都有分布，均匀性极佳。
当喷头停止工作时，喷头工作组件19不再受到向上的作用力，弹簧18被释放，带动喷头工作组件19往下移动，回到防虫壳体内，喷头顶盖14继续盖在防虫上壳体3上，整个喷头密封，蚊虫、灰尘都不会侵入。
另外，只需将进水喷嘴5更换成普通的喷嘴，接在外丝接头16上，可以去除防虫外壳，喷头就变成了普通的、价格更低的、不具防虫功能的喷头，切换方便，适用范围更广。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明而并非限制本发明所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本发明已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，而一切不脱离本发明的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于，包括防虫外壳，以及设置在所述防虫外壳内的喷头工作组件(19)和截面为“U”字形的过滤装置(4)。
2.根据权利要求1所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述防虫外壳包括螺纹连接的防虫下外壳(1)和防虫上外壳(3)；所述防虫下外壳(1)和所述防虫上外壳(3)之间设置有第一密封圈(2)。
3.根据权利要求2所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述喷头工作组件(19)包括插针(15)、喷头顶盖(14)、进水喷嘴(5)、设置在所述防虫上外壳(3)内的固定组件、以及设置在所述进水喷嘴(5)上方的喷水组件，
所述喷水组件设于所述防虫上外壳(3)内，所述固定组件设于所述进水喷嘴(5)上端位置，所述过滤装置(4)的上端与所述防虫上外壳(3)连接，所述进水喷嘴(5)设于所述过滤装置(4)内，所述进水喷嘴(5)内设置有一上窄下宽的竖直流道。
4.根据权利要求3所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述固定组件包括耐磨垫片(7)、卡片(8)、旋转轮固定块(9)和隔水片(10)，
所述耐磨垫片(7)、卡片(8)和旋转轮固定块(9)都设置在进水喷嘴(5)的外侧壁上，所述耐磨垫片(7)和卡片(8)位于所述旋转轮固定块(9)内侧，所述耐磨垫片(7)位于所述卡片(8)的下侧，所述隔水片(10)位于所述进水喷嘴(5)的上方。
5.根据权利要求3所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述喷水组件包括分水转轮(11)和散水盘(12)，
所述分水转轮(11)中间设置有一朝下的突出边，所述突出边两侧各设置有一曲面流道，所述曲面流道的出水口与垂直线之间具有15°～24°的夹角，所述曲面流道位于所述竖直流道的上方，
所述散水盘(12)包括本体，所述本体的外沿均匀设置有若干个朝下的散水针(121)，所述散水针(121)的侧面为斜面，所述散水针(121)的厚度从上往下逐渐降低，所述斜面与垂直线的夹角为8°～15°。
6.根据权利要求5所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：其中一个所述曲面流道的出水口两侧设置有散水台阶，所述散水台阶与垂直线之间具有12°～21°的夹角。
7.根据权利要求6所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：两个所述曲面流道的出水口两侧都设置有散水台阶，所述散水台阶与垂直线之间具有12°～21°的夹角。
8.根据权利要求7所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述过滤装置(4)内设置有弹簧(18)，所述弹簧(18)的上端与所述旋转轮固定块(9)连接，所述弹簧(18)的下端与所述进水喷嘴(5)的底部连接。
9.根据权利要求8所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述插针(15)的上端固定在所述喷头顶盖(14)上，所述插针(15)的下端与所述分水转轮(11)连接，所述分水转轮(11)的下端与所述隔水片(10)连接，所述隔水片(10)与所述旋转轮固定块(9)连接。
10.根据权利要求8所述的高均匀度抗堵防虫旋转喷头，其特征在于：所述进水喷嘴(5)上具有第一台阶(5-1)，所述防虫上外壳(3)具有第二台阶(3-1)，所述第二台阶(3-1)处的直径小于所述第一台阶(5-1)处的直径。
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Denomination of invention: A high uniformity anti blocking and anti insect rotating nozzle Effective date of registration: 20220708 Granted publication date: 20170929 Pledgee: Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Jinshan sub branch Pledgor: HUAWEI WATER SAVING TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022310000116 |
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Date of cancellation: 20230817 Granted publication date: 20170929 Pledgee: Shanghai Rural Commercial Bank Co.,Ltd. Jinshan sub branch Pledgor: HUAWEI WATER SAVING TECHNOLOGY GROUP Co.,Ltd. Registration number: Y2022310000116 |