CN105025700B - 用于连续流的涡流带压力补偿 - Google Patents

Abstract

本发明公开可附接到流体导管的灌水器，其包括能够从流体导管吸收流体的流体入口部分。流体从入口部分移动到包括一组齿状物的压力补偿或减小部分，所述一组齿状物以一种方式布置，以便阻碍液体的流动，从而减小压力。压力补偿部分的下游是输出部分，所述输出部分与流体导管中的孔连通以允许向环境分配流体。灌水器的基底是柔性的，从而允许基底借助于压力梯度的移动。当流体的压力在压力补偿部分中减小时，压力梯度穿过基底产生并且导致流体导管中的流体将基底朝向流体导管移动，从而减小灌水器的空腔的体积。

Description

用于连续流的涡流带压力补偿

技术领域

本发明涉及用于滴灌的灌水器(emitter)，且更具体地涉及压力补偿灌水器。

背景技术

常规地，通过使用转线路的插入带的设计，具有带有入口的连续流路的滴管产品分离成单个灌水器。带经由穿过十字头模具的插入粘结到主管中，且然后压靠该管，以将该色带粘结到该管。然后出口在适当的点处激光焊接或切开。这种类型的工艺已由几家公司在灌溉行业中使用。使用此工艺制得的产品的流动速率取决于在期望的操作范围中的压力。这些产品是节能的并且在6psi至15psi的压力范围中运行。根据设计，灌水器的流量可以下降多达50％或更多。

因此，需要补偿压力并允许水的均匀分布，从而大大地改善作物均匀性和能源使用。

本发明的目的：

1.本发明的主要目的是补偿进水的压力变化。

2.本发明的另一个目的是允许水的均匀分布和输出。

发明内容

根据本发明的一个方面，公开了一种用于排出液体的灌水器。该灌水器包括细长框架，使得外周与其围起空腔，所述外周允许细长框架附接到流体导管的内表面。基底经布置响应空腔中的压力和流体导管的流体流道中的压力之间的压差而偏转。该灌水器还包括设置在细长框架的第一端的外周中的多个空隙，所述多个空隙允许空腔和流体流道之间的流体连通并经布置从流体流道接收流体。该灌水器还包括大致设置在细长框架的中间部分处并从细长框架的两侧的外周朝向空腔的中心延伸的多个突起。多个突起中的每个具有从外周朝向空腔的中心向下倾斜的第一表面。多个突起经布置减小流过空腔的流体的压力，并且其中多个突起经布置随着基底的偏转而偏转。在第二端处的空腔经布置从中间部分接收压力补偿流体，并且其中空腔经布置流体地穿过流体导管上的孔流通，其中第一端和第二端是细长框架的直线相对的端部分。

附图说明

本发明的示例性实施例参照下列附图在下文进行描述，其中：

图1示出用于排出液体的灌水器的等距视图。

图2示出灌水器中的多个突起的放大视图。

图3示出在用于流体排出的流体导管中的孔。

具体实施方式

分立灌水器已生产了一段时间，其使用在变化的压力下偏转到计量槽上的硅膜片。此计量槽足够小，以允许仅一定量的水穿过而不管压力。虽然已经使用此技术，但是该设计的性质可以引起堵塞并且热固性硅的使用昂贵。从而限制该产品的设计。这些灌水器也是单独模制的单元并且确实容易适用于连续生产。解决此问题的一种新方法将是使用连续形成的色带作为灌水器并且使该色带补偿压力。通过使用特殊的柔性烯烃嵌段共聚物，该色带可以容易地粘结到所述管的主体。聚合物的柔性仅是补偿技术的一个方面。通常流路的齿状物附接到管不在此情况下粘结，但代替地，略高于齿状物安放的导轨粘结到所述管。这允许数量变化的齿状物根据压力啮合管体，并因此补偿压力。常规的设计技术在计量槽之前需要压力减小区域或迷宫。此区域也容易发生引起补偿能力变化的堵塞以及计量槽的堵塞。本发明提供的优点是补偿在流路的远端开始并随着压力增加朝向近端前进。如果灌水器中有任何碎屑，则反压将增加，从而引起整个流路从管的主体脱开，使碎屑穿过。本设计的优点是当压力被释放时，流路再次变成流过齿状物并允许任何积聚的碎屑穿过的直通路径。此外，在操作期间，如果该路径被堵塞，则压力会打开流路并允许碎屑穿过。聚合物的独特性质允许导轨的粘结和流路的齿状物的柔性，以补偿并防堵塞。

上述流路的设计结合烯烃嵌段共聚物的独特特性允许流路以非常精确的方式形成并以独特的方式粘结到管的主体。由于两种材料是烯烃基底基的材料，强粘结得以确保。齿状物设计成精确圆角，以补偿管的结构。齿状物也可以沿流路的长度方向成锥形，以进一步帮助补偿。为了实现这种类型的性能，要求精密旋转模具设计、产品设计和聚合物性质的组合以有效工作。

与流体流道相互作用空隙的数量取决于在出口端开始并朝向入口前进以增加主体压力槽道的压差。

图1示出用于排出液体的灌水器100的等距视图。灌水器能够喷出的液体可以是水或任何溶液。在水或任何水基溶液必须供给到灌溉区域的情况下，灌水器100可以用于灌溉尤其是滴灌的目的。溶液可以是要供给到灌溉区域中的植物的任何水溶性化合物的水溶液。

如图1中所示，灌水器100包括具有外周110的细长框架105。外周也可以称为完全围绕细长框架105标出的边缘。外周110高于细长框架105的基底115。基底115贯穿细长框架105的整个长度延伸。围绕细长框架105的外周110围起空腔120。外周110允许将灌水器附接到流体导管(未示出)的内表面。灌水器100连同流体导管的运作在下文进行描述。为了详细说明，将灌水器100安装或附接到流体导管的内侧表面或内表面，并且流体从流体导管进入灌水器100的空腔120并穿过流体导管上的孔190流出，如图3中所示。图3示出在用于流体从灌水器排出的流体导管中的孔190。图3说明了任何流体导管可以容纳多个灌水器，其中所述多个灌水器穿过直线布置的多个孔190向环境流通。

灌水器100包括设置在细长框架105的第一端130处的外周110中的多个空隙125。多个空隙125允许空腔120和流体导管的流体流道(未示出)之间的流体流通，以从流体流道接收流体。换句话讲，使用时，流体从流体流道穿过多个空隙125到空腔120。

灌水器100还包括设置在细长框架105的中间部分145中的多个突起或齿状物140。中间部分145设置在第一端130和第二端150之间。多个突起140从细长框架105的两侧的外周110朝向空腔120的中心伸出。换句话讲，多个突起140从细长框架105的两侧的外周110朝向彼此伸出。来自外周110的相对侧的多个突起140不彼此触摸或接触，使得来自第一端130的流体可以流过多个突起140到第二端150。多个突起140中的每个具有从外周朝向空腔120的中心向下倾斜的第一表面155。与第一表面155相对的多个突起140中的每个突起的表面是第二表面160(如图2中所示)。图2示出灌水器100中的多个突起140的放大视图。第二表面160安装在细长框架105的基底115上。

为了详细说明，如果第一表面155朝向顶部，则第二表面160朝向底部。可替换地，如果第一表面155朝向底部，则第二表面160朝向顶部。由于多个突起140安装在基底115上，基底115的偏转也使多个突起140偏转，并取决于基底115的偏转方向。基底115的偏转由空腔120中的压力和流体导管中的压力之间的压力梯度引起。为了详细说明，如果流体导管中的压力高于空腔120中的压力，则基底115在朝向流体导管的内表面的方向偏转，使得空腔的横截面面积和体积减小。空腔120中的多个突起140允许阻塞流体穿过灌水器的流，使得流动流体的速度和压力减小。流过齿状物140的流体的压力从多个突起140的初始部分165到多个突起140的终止部分170逐渐地减小。此外，如图2中所示的多个突起140的布置提供流路，所述流路用于流体为卷绕状，从而使得流体从齿状物140的初始部分165到齿状物140的终止部分170的流动速度减小。

使用时，穿过多个齿状物140的流体在第二端150处流入空腔120。在第二端150附近的流体导管包括向大气敞开的孔190。在第二端150处流入空腔120的压力补偿流体从流体导管中的孔190流到外部大气，用于灌溉或其他合适的目的。第一端130和第二端150是细长框架105的直线相对的端部分。

多个空隙125设置在细长框架105的两侧的外周110上。此布置的优点是流体可以从空腔120的两侧进入细长框架105的空腔120。然后流体从细长框架105的第一端130流动到细长框架105的第二端150并从细长框架105流出。多个空隙125从外周110的第一表面155延伸到细长框架105的基底115。有一组半球形结构175直线地安装在外周110之间的第一端130的细长框架105的基底115上。

细长框架105包括第一端130和中间部分145之间的居间部分180。居间部分180外周的宽度大于第一端130、第二端150和中间部分145的外周110的宽度。增加的居间部分180中的外周110的宽度减小了居间部分180中细长框架105的空腔120的宽度。两侧的居间部分180中的外周110的宽度可以从第一端的端部附近到中间部分的端部附近增加。换句话讲，在第一端的端部附近的空腔的宽度大于在中间部分的端部附近的空腔的宽度。

多个突起或齿状物140由与基底115相同的材料制成，因此具有与基底115相同的柔性。齿状物140被设置成使得它们与外周110成一个角度。换句话讲，它们不被设置成垂直于外周110。齿状物140被布置成使得它们朝向第二端150突起。来自相对外周的齿状物不彼此触摸，从而为流体提供卷绕通路以从第一端130流动到第二端150。在流过卷绕通路时，流体的压力从第一端130处存在的入口压力到第二端150处存在的出口压力减小。

流过细长框架105的空腔120的流体的压力从第一端130到第二端150逐渐地减小。然而，流过流体导管中的流体流道的流体的压力是恒定的。随着压力沿细长框架105从第一端130到第二端150减小，压力梯度从第一端130到第二端150逐渐地增大。

入口压力越高，第二段150附近的中间部分100的压力梯度就越高。穿过第二段150附近的中间部分100中的细长框架105的基底115的压力梯度越高，基底115上的流体导管的流体流道中的流体将具有越大的推力来推动基底115和第二端朝向流体导管的内表面。例如，如果入口压力是6psi，第二端150附近的中间部分100中的几个齿状物被推动朝向流体导管的内表面。例如，如果入口压力是10psi，第二端150附近的中间部分100中的更多齿状物被推动朝向流体导管的内表面。例如，如果入口压力是14psi，第二端150附近的中间部分100中的更多齿状物被推动朝向流体导管的内表面。该压力梯度和随后基底115朝向流体导管的内表面的偏转帮助推动流体离开所述孔。

第二部分150具有一组安装在基底115上的半球形滚珠180。

应理解，上述描述仅旨在说明所公开技术的原理，而不是其详尽；对本领域的技术人员而言，变化和变型将是显而易见的；本发明不旨在限制于如随附权利要求中的明确阐述。

Claims (8)

1.一种用于排出液体的灌水器，其包括：

具有外周的细长框架，所述外周高于所述细长框架的基底，使得所述外周与其围起空腔，所述外周允许所述细长框架到流体导管的内表面的附接，并且其中所述基底布置为响应所述空腔中的压力和所述流体导管的流体流道中的压力之间的压差而偏转；

设置在所述细长框架的第一端的外周中的多个空隙，所述多个空隙允许所述空腔和所述流体流道之间的流体连通并布置为从所述流体流道接收流体；和

大致设置在所述细长框架的中间部分并在所述细长框架的两侧从所述外周朝向所述空腔的中心伸出的多个突起，每个所述多个突起具有从所述外周朝向所述空腔的中心向下倾斜的第一表面，所述多个突起布置为减小流过所述空腔的流体的压力，并且其中所述多个突起具有交替地第一表面和第二表面，并且所述多个突起布置为随着所述基底的偏转而偏转；

其中所述细长框架的第二端的所述空腔布置为从所述中间部分接收压力补偿流体，并且其中所述空腔布置为穿过所述流体导管上的孔流体地连通，所述第一端和所述第二端是所述细长框架的直线相对的端部分。

2.如权利要求1中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述多个空隙设置在所述细长框架的两侧的所述外周上。

3.如权利要求2中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述多个空隙从所述外周的第一表面延伸到所述细长框架的所述基底。

4.如权利要求1中所述的用于排出液体的灌水器，还包括所述第一端和所述中间部分之间的居间部分，并且其中在所述细长框架的两侧的所述居间部分的所述外周的宽度大于所述第一端、所述第二端和所述中间部分的所述外周的宽度。

5.如权利要求4中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述细长框架的两侧的所述居间部分的所述外周的宽度从所述第一端附近的端部到所述中间部分附近的端部增加。

6.如权利要求1中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述多个突起倾斜地设置于所述细长框架的两侧的所述外周并朝向所述第二端突起。

7.如权利要求1中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述第一表面和所述第二表面配置为使得当所述第一表面朝向所述细长框架的顶部时，所述第二表面朝向所述细长框架的底部。

8.如权利要求1中所述的用于排出液体的灌水器，其中所述第一表面和所述第二表面配置为使得当所述第一表面朝向所述细长框架的底部时，所述第二表面朝向所述细长框架的顶部。