CN105457777A - 混合流喷嘴和控制系统 - Google Patents

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Abstract

实施例包括单独的物理喷嘴，所述物理喷嘴在内侧具有通道，以将流到喷嘴外的流体合并。喷嘴具有至少两个阀，该至少两个阀以交替方式打开和关闭。喷嘴具有多个出口。这些喷嘴安装在包括农业的或工业的喷雾悬臂在内的各种机具上。

Description

混合流喷嘴和控制系统
相关申请
本专利申请要求2014年6月20日提交的序列号为62015315的、名称为“混合流喷嘴和控制系统(HYBRIDFLOWNOZZLEANDCONTROLSYSTEM)”的美国临时专利申请的优先权，该专利的内容通过引用而被纳入本文。本专利申请还要求2014年9月15日提交的序列号为62050530、名称为“喷雾系统的操作的时间变化控制(TIMEVARYINGCONTROLOFTHEOPERATIONOFSPRAYSYSTEMS)”的美国临时专利申请的优先权，该专利的内容通过引用而被纳入本文。
技术领域
本公开总体上涉及具有喷嘴的液体喷雾系统的操作和设计。
背景技术
在二十五年以前，使用脉冲信号致动阀的方法被引入以通过喷嘴来控制液体的流率和流体压力。其后，由于停止时间长导致不均匀的喷雾模式，因此该技术在很大程度上保持相同或未被使用。即使脉冲信号的频率增加，用于阀的致动器也不能足够快速地反应；流体泄露，这诸如在农业环境(例如作物、植株、树木、蔬菜、酿酒厂)中产生问题，其中喷雾器用于施加规定量的营养剂、除草剂、杀虫剂和水。在制造环境中，喷雾器用于将油漆颜料的涂层和化学制剂的层以及墨水施加在诸如塑料、纸张、半导体、金属等的表面上。在食品工业中，喷嘴清洗设备和表面。
当脉冲信号被用于控制流体的喷雾时，流体从传统的单个喷嘴中的排出被单个脉冲流控制。脉冲信号的电压极性被任意地选择，从而当脉冲位于较高值时，液体被喷嘴喷射，并且当脉冲位于较低值时，不喷射液体。开启(ON)状态被任意地选择以对应于液体被推送或排出的时间，并且关断(OFF)状态对应于没有液体。开启或关断脉冲的持续时间可以被改变(PWM，脉宽调制)以生成以改变流率。
发明内容
实施例包括单独的物理喷嘴，该物理喷嘴具有位于内部的或在喷嘴的外壁上具有互连的通道以合并流体。喷嘴具有至少两个阀，该至少两个阀以交替方式打开和关闭。该喷嘴安装在包括农业的或工业的喷雾悬臂的各种机具上。详细的描述、附图和权利要求中公开了其它的特征和实施例。
附图说明
随附的示例性附图、描述和权利要求中阐述了一个或多个实现方式的细节。
图1图示了示例性喷嘴拓扑图。
图1A图示了操作图1的喷嘴拓扑图的示例性的时序图。
图2图示了示例性喷嘴拓扑图。
图2A图示了操作图2的喷嘴拓扑图的示例性的时序图。
图3图示了示例性喷嘴拓扑图。
图3A图示了操作图3的喷嘴拓扑图的示例性的时序图。
图4图示了示例性喷嘴拓扑图。
图5图示了示例性喷嘴拓扑图。
图5A图示了操作图5的喷嘴拓扑图的示例性的时序图。
图6图示了示例性喷嘴的理想化的附图。
图6图示了示例性喷嘴。
图7图示了喷嘴的示例性转头(turret)的横断面视图。
图8图示了示例性喷嘴管的一侧的横断面视图。
图9图示了示例性喷嘴管或示例性转头的端视剖面图。
图10图示了另一示例性喷嘴的附图。
图11图示了图10的示例性喷嘴的横断面视图。
图12图示了包括单个出口喷射器的示例性喷嘴的横断面视图。
图13图示了包括合并的出口喷射器的示例性喷嘴的横断面视图。
图14图示了具有多个合并的出口的示例性喷嘴。
图15图示了具有端部出口的示例性喷嘴。
图16图示了具有多个输入的示例性喷嘴。
图17图示了示例性喷嘴。
图18图示了示例性喷嘴。
图19图示了图18的示例性喷嘴的仰视图。
图20图示了图18的示例性喷嘴的横断面视图。
图21图示了示例性喷嘴。
图22图示了图18的示例性喷嘴的另一横断面视图。
图23图示了示例性喷嘴的顶视图。
图24图示了示例性阀塞的透视图。
图25图示了示例性阀塞的透视图。
图26图示了转头容器的透视图。
图27图示了示例性喷嘴的分解图。
图28图示了示例性喷嘴的分解图。
图29图示了示例性喷嘴的横断面视图。
图30图示了具有多个阀致动器的喷嘴的示例性操作的流程图。
图31图示了喷嘴的在脉宽调制(PWM)或连续喷雾控制下或二者下的示例性操作的流程图。
图32图示了安装在示例性喷雾器悬臂或臂上的示例性喷嘴。
图33图示了安装在示例性喷雾器悬臂或臂上的示例性喷嘴。
图34图示了安装在示例性喷雾器悬臂或臂上的示例性喷嘴。
图35图示了安装在示例性喷雾器悬臂或臂上的示例性喷嘴。
图36图示了安装在示例性喷雾器悬臂或臂上的示例性喷嘴。
图37图示了具有喷雾器悬臂的农业车辆，其中悬臂上安装有示例性的喷嘴。
图38图示了牵引喷雾器悬臂的农业车辆，其中悬臂上安装有示例性的喷嘴。
图39图示了具有附接机架的飞行器，其中机架上安装有示例性的喷嘴。
具体实施方式
与常规喷嘴相比，所公开的示例性喷嘴在无需改变喷嘴梢以避免尤其在行进方向上的不规则的喷雾覆盖范围的情况下，能够适应更宽范围的操作情况(例如更慢或更快的喷雾、更均匀的覆盖范围、不同的喷嘴梢)。进一步地，对喷射(或喷淋)特性的适当控制应当不仅提供覆盖范围，还应当使偏离目标的偏移和喷雾到邻近区域的浪费最小化。
示例性实施例包括本地地或远程地控制(例如电子的或无线的)的喷雾器喷嘴主体，该喷雾器喷嘴主体具有灵活性以便在众多物理构造之间自动地或手动地切换，并且依然能够连续地或在脉宽调制(PWM)控制下分散液滴或气溶胶。脉宽调制控制的方法交替进行以增加喷射速度和喷射均匀性。使喷嘴能够正常地适应交替的脉冲调制的物理实现是困难的。在进行了许多实验和重新设计以避免因交替地操作在喷嘴主体中彼此邻近的阀和致动器而导致的干扰作用之后，可以建立混合形式。一种混合方式包括操作具有在脉宽调制控制下的多个头部和致动器的喷嘴主体。公开的构造还允许更快地改变喷射速度、对液滴尺寸的更多的控制、防止喷雾偏差和遗漏(停止时间或全关断时间)。示例性的实施例还提供了对于流率渐进改变的更好的解决方案，并且通过改变流率来保持几乎恒定(优于95％)的压力以生成均匀的液滴尺寸。在一些实施例中，即使当脉冲宽度的占空因数低于50％，也可以避免在喷雾器正在行进的同时没有喷嘴主体处于开启状态的情况。通过在单个喷嘴主体上提供大量物理构造以及脉宽调制控制技术，能够实现覆盖较宽的频率范围和操作条件的灵活性。
本公开使用理想的附图首先呈现了单个喷嘴主体或保持器的操作和物理构造。图1-5示出了用于单个喷嘴主体的示例性喷嘴拓扑图2A-2E，所述单个喷嘴包括至少一个流体入口、控制流体流的阀、和至少一个流体出口。虽然图中显示阀位于外侧，但通常阀被定位在喷嘴主体内，或恰好位于喷嘴主体的周边。出口或多个出口也是喷嘴主体的一部分，或恰好位于周边；出口允许流体的释放。拓扑图是简化的附图，以帮助对流体流的路径和操作机理的理解。在许多测试和设计修改之后，已经发现某些物理实现方式能够很好地工作，如下所述。
图1图示了具有喷嘴主体4A的示例性喷嘴拓扑2A，该喷嘴主体分别在路径22和24上具有两个闸门或阀30和32。喷嘴主体4A将流体和液滴选择性地释放到出口40。喷嘴拓扑2A从入口20接收液体输入，通过打开和关闭阀30和32进行控制，所述液体输入的至少一部分流到出口40。通过阀30和32的控制，流体可以分别地沿路径22和24中的任一条或二者行进。出口40附接到至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖，或可以被至少所述转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖物理地覆盖。根据最终用途的目的，喷嘴主体4A可以具有不同的形状，包括软管、管道、球体、具有孔的单个喷嘴主体或其它的几何形状。图1图示了可以构成整个喷嘴的拓扑，或该拓扑可仅构成单个喷嘴的一部分。图1的构造被集成为喷嘴主体4E的一部分(例如图5的喷嘴的左侧)，从而两个阀打开和关闭以将流体从入口20传送到单个出口40。此外，阀30和32可以在设计上是相同的或不同的。
图1A图示了喷嘴拓扑2A的示例性操作。电脉冲信号3和5分别地施加到用于打开和关闭阀30和32的相应的致动器(未示出或可以是阀的一部分)。例如，致动器是诸如同轴式电磁阀的柱塞式致动器。当电流流过(被卷绕在铁芯上的)产生电磁场以推进铁芯或提升阀移动的螺线管时，每个阀30或32被打开和关闭。铁芯或提升阀的运动推动或拉动与铁芯或提升阀相关联的阀30或32。可替换地，线性音圈致动器(例如无磁滞的、电磁推挽式致动器)、电压驱动阀、液压阀或活塞阀被使用。电气阀包括沿着喷雾悬臂的长度运行以切换打开或关闭阀30或32的电力线路。在本公开中，极性被任意地选择，从而信号的较高值对应于阀打开或开启(ON)，并且信号的较低值对应于阀关闭或关断(OFF)。在图1A中，在喷嘴主体4A的全部操作周期T的过程中，脉冲信号3在超过周期T的50％的持续时间内为ON(超过50％的占空因数)，同时脉冲信号5在小于周期T的50％的持续时间内为OFF(小于50％的占空因数)。占空因数通常指流体被释放到目标物体的时间相对于总操作时间的百分比。在图1A的示例中，阀30打开以允许流体流动持续超过周期T的50％，并且阀32打开以允许流体流动持续小于周期T的50％。图1A图示的总信号脉冲群或所产生的信号脉冲群具有比任一脉冲信号3或5的频率高两倍的频率。流体滴的喷射速度比仅具有一个在脉宽调制信号下操作的阀的喷嘴主体4A的喷射速度快两倍。
在图1A中，脉冲信号3和5的宽度是固定的；为调节流率或流体压力，所述宽度根据持续时间和极性进行调制、增加或减少(不考虑阀的打开是否对应于ON还是对应于OFF)。并且，对于一些类型的化学制剂或涂料，制造商规定了实现最佳覆盖范围的最佳的流体的量。对应的流体流率或流率范围被预先选择以实现这种覆盖，这经常涉及基于喷嘴的或安装喷嘴的车辆的行进速度对脉冲宽度进行调制以使其保持在规定范围内。进一步地，为产生抖动效果或更分散、扩散的液滴，每个脉冲信号3和5的频率或持续时间被改变或调制，而非如图1A中所示那样固定。被输送或喷射的流体的体积部分地依赖于占空因数或阀30和32能够保持打开多长时间。图1A的示例图示了不对称操作，并且从阀30释放的流体比从阀32释放的多。在该示例中，脉冲信号3和5是不重叠的，并且它们正在异相地操作。如果用整个周期T来展现360度，则脉冲信号3和5的前沿相隔或异相约250-300度。信号3和5被独立地生成；或者，它们来自相同的源信号。例如，如果信号3是源信号，则其被复制，然后被相移以生成信号5；或脉冲信号3的前沿在阀30上操作，并且信号3的后沿在阀32上操作(信号3通过反相(inversion)被复制以向阀32提供适当的极性)。在其它的操作示例中，由于或者阀30或者阀32(被使用)，因此脉冲信号3和5重叠或更加对称，以实现液滴的更加重复的释放。在其它示例中，信号3和5是正弦曲线或锯齿波形(ramp)而非脉冲，以使喷射的液滴具有更加渐进的开启或关断，或以逐渐向阀施加压力以打开和关闭该阀。
在喷洒涂料、营养剂、除草剂或杀虫剂的实施例中，其中可能有不同类型的流体被喷洒，阀的不对称操作能够实现被喷射的流体的不同的需要的比率。当希望喷洒不对称的流体时，一种示例性的可能是在喷嘴主体4A的入口20中创建分配器(divider)。分配器(未示出)将不同类型的流体分开，从而不同类型的流体流进喷嘴主体4A内不同的腔中，并且随后分别通过相应的阀30和32的作用推送喷嘴主体4A外。在其它的示例中，当两种流体混合到一起或同时地喷射时，脉冲信号3和5在周期T的至少一部分持续时间内重叠。
图2图示了具有单个出口的另一示例性喷嘴拓扑2B。喷嘴拓扑2B具有喷嘴主体4B，该喷嘴主体具有分别位于路径22、24和26上的三个阀30、32和34，这些路径在该示例中被平行地绘制。喷嘴主体4B将流体和液滴选择性地释放到出口40。喷嘴拓扑2B从入口20接收液体输入，通过打开和关闭阀30，32和34进行的控制，液体输入的至少一部分流到出口40。出口40附接到至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖，或可以被所述至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖覆盖。根据最终用途目的，喷嘴主体4B包括具软管、管道、球体、具有孔的常规单个喷嘴主体或其它的几何形状。
图2A图示了喷嘴拓扑2B的示例性操作，其特别示出了流体释放的频率如何被增加的。电脉冲信号3和5和7分别地施加到用于打开和关闭阀30和32和34的相应的致动器。在图2A中，在全部操作周期T的过程中，脉冲信号3、5和7中每一个都在小于周期T的50％的持续时间内为ON(小于50％的占空因数)；这些脉冲信号在周期T的约10-20％的时间内为ON，并且允许流体在周期T的小于10-20％的时间内流过每个阀。脉冲信号3、5和7的开启(ON)相位在振幅和持续时间方面相同。三个示例性脉冲信号3、5和7在相位上移动100-120度，从而图2A图示的总信号脉冲群或所产生的信号脉冲群具有比单个脉冲信号3、5或7中的任何一个的周期性频率高三倍的周期性频率。因此，流体滴喷射的速率比仅具有一个在单独的脉冲信号3、5或7下操作的阀的喷嘴主体4B的频率高三倍。为产生抖动效果或更分散、扩散的液滴分布，所有脉冲信号3、5和7中的一个或所有脉冲信号的频率或持续时间可以被改变(或调制)，而非如图2A中所示那样具有固定的宽度和固定的频率。其中，被传送或喷射的流体的体积依赖于占空因数或阀30和32和34能够保持打开多长时间。在图2A的示例中，具有对称操作，并且来自三个阀的流体的量被均匀地释放。由于脉冲信号3、5和7是不重叠的，因此阀被异相地操作，并且如果用整个周期来表示360度，则脉冲信号3、5和7的前沿与下一个脉冲信号(3与5、5与7、7与3)相隔或异相约115-125度。在其它的示例中，脉冲信号3、5和7重叠或不对称以分别用于获得液滴的更大程度的重叠或分散喷射。还在其它的示例中，信号3、5和7是正弦曲线或锯齿波形而非脉冲，以使喷射液滴具有更渐进的开启或关断。
在图1A或2A的示例中，其它可能的阀操作包括图5A中所示的信号中的至少一些。例如，阀30和32如图2A所示地操作，并且阀34处于连续ON状态或阀34的运动频率低于或高于阀30或32。此外，信号包括其它形式的周期信号或半周期信号，诸如正弦波而非脉冲，以产生更缓和的开启或关断。当顺序通过多个喷嘴主体4B时，前文所述的临时专利申请中描述了用于单个喷嘴主体4B或喷嘴拓扑2B的这种混合操作。
图3图示了示例性喷嘴拓扑2C，其中两个出口40和42分别位于路径22和24的一端。喷嘴拓扑2C具有喷嘴主体4C，该喷嘴主体具有分别位于路径22和24上两个阀30和32，这些路径在该示例中被平行地绘制。阀30对应于出口40，并且阀32对应于出口42。喷嘴主体4C将流体和液滴选择性地释放到出口40或42，或两个出口40和42。喷嘴拓扑2C从入口20接收液体输入，通过打开和关闭阀30和32而进行的控制，所述液体输入的至少一部分分别地流到出口40或42，或两个出口40和42。每个出口40或42都附接到至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖，或可以被该至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖覆盖。根据最终用途目的，喷嘴主体4C包括具软管、管道、球体、具有孔的常规单个喷嘴主体或其它的几何形状。
图3A图示了喷嘴拓扑2C的示例性操作。例如，所述操作包括：电脉冲信号3和5被分别地施加到用于打开和关闭阀30和32的相应的致动器，以将液体分别从出口40和42排出。脉冲信号3和5在周期T中部分地重叠。在喷嘴主体4C的全部操作周期T的过程中，脉冲信号3和5都在周期T的50％的持续时间内开启(50％的占空因数)。脉冲信号3和5的相位彼此重叠约90度。流体以相同速度从入口20被传送到任一出口40和42，并且流体滴以相同速度被释放到出口40和42外，虽然从一个出口的释放滞后于另一个。如果在连续喷射过程中保持相同的流体压力，则在两个阀30和32的如图3A所示的控制下被喷射的流体的整体体积将比连续喷射的流体的整体体积小约25％，但是喷射模式更加可调整和可调节，以适应操作员的需要。
如果出口40和42指向不同的喷射方向，则它们的相关联的喷雾释放具有与在周期T过程中的操作脉冲信号3和5相同的重叠部分。出口40和42独立地释放喷雾。在信号3和5的不相重叠的持续时间中，仅出口40或42中的一个释放液滴。在图3A的示例中，脉冲信号3和5的前沿在每个周期T中被改变相同的相位。可替换地，脉冲信号3和5的宽度被改变从而脉冲信号在相位、或ON模式的持续时间、或在频率方面不同，以实现不同的喷射覆盖范围。在另一替换方案中，如果出口40和42朝向相同的喷射方向，则总脉冲信号指示释放到目标区域的流体的总量。图3A图示的总信号脉冲群或所产生的信号脉冲群具有与任一脉冲信号3或5的频率相同的脉冲频率，但是所产生的信号具有比单独的任一脉冲信号3或5更宽的脉冲宽度，从而流体朝目标喷射区域有效地释放更长的持续时间。其它可替换方案中，一个出口40连续喷射，同时出口42在脉冲模式脉宽调制控制下或在频率调制(FM)控制下操作；或两个出口都连续喷射。在施用涂料、营养剂、除草剂或杀虫剂的实施例中，其中可能不同类型的流体被喷射，阀30和32的不对称操作允许实现被从相应的出口40和42释放不同的期望的流体比率。当需要不对称的流体喷射时，一个示例性的方法是在喷嘴主体4C的入口20中创建分配器。分配器(未示出)将不同类型的流体分开，从而不同类型的流体流进喷嘴主体4C内的不同的腔中，并且随后分别通过相应的阀30和32的作用而从喷嘴出口40和42排出。在其它的示例中，当两种流体混合到一起或同时地喷射时，脉冲信号3和5在周期T的至少一部分持续时间内重叠。
除了调节阀30和32的操作的持续时间或频率之外，出口的在喷嘴主体4C上的位置影响喷射模式。例如，出口40和42在不同方向上朝向，以生成更宽或更分散的喷射模式；或出口40和42彼此平行地定位，但是偏离较小的距离(例如小于三英寸)，并且它们的喷射模式重叠并且覆盖更集中的目标地带。进一步地，为产生抖动效果或更分散、扩散的液滴分布，每个脉冲信号3和5的频率或时间持续时间可以被改变(或调制)，而非如图3A所示那样固定。另一可能性是在时域内通过将随机生成的信号添加到脉冲信号3或5而使得脉冲信号3或5抖动。
图4图示了示例性喷嘴拓扑2D，其中三个出口40、42和44分别位于路径22、24和26的一个端部处的。喷嘴拓扑2D具有喷嘴主体4D，该喷嘴主体分别沿着路径22、24和26具有三个阀30、32和34，这些路径在该示例中被平行地绘制。喷嘴主体4D将流体和液滴选择性地释放到出口40、42或44中的至少一个。喷嘴2D拓扑从入口20接收液体输入，通过打开和关闭阀30、32或34进行控制，液体输入的至少一部分分别地流到出口40、42或44中的至少一个。每个出口40、42或44都附接到至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖，或可以被该至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖覆盖。根据最终用途目的，喷嘴主体4D包括具软管、管道、球体、具有孔的常规单个喷嘴主体或其它的几何形状。
具有三个独立出口40、42、44的喷嘴拓扑2D的操作包括针对具有两个独立出口40和42的喷嘴拓扑2C所描述的至少所有操作可能性。第三出口44可选地连续操作，或在脉冲模式下操作，或在连续模式与脉冲模式的组合模式下操作。
图5图示了示例性喷嘴拓扑2E的混合拓扑，其中两个出口40和44分别位于路径28和26的一个端部处的。喷嘴2E具有喷嘴主体4E，该喷嘴主体分别沿着路径22、24和26具有三个阀30、32和34，这些路径在该示例中被平行地绘制。在图5的布置中，路径22和24在到达出口40(″合并的″出口40)之前合并到路径28中。喷嘴主体4E可选地具有(与阀36相关联的)第三出口46。喷嘴主体4E根据哪些阀打开以及根据主体4E的内部构造，来向三个出口40、44或46中的至少一个释放流体和液滴。喷嘴拓扑2E从入口20接收液体输入，通过打开和关闭阀(30或32)或34或36进行的控制，液体输入的至少一部分分别地流到出口40或44或46中的至少一个。“30和32”外面的括号指的是出口40处的流体依赖于两个阀30和32的作用。每个出口40或44或46都附接到至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖，或可以被该至少转头主体、喷嘴梢或喷嘴盖覆盖。根据最终用途目的，喷嘴主体4E包括具软管、管道、球体、具有孔的常规单个喷嘴主体或其它的几何形状。
图5A图示了喷嘴拓扑2E的示例性操作。合并的出口40喷嘴主体4E包括被分别地施加到用于打开和关闭阀30和32的相应的致动器的电脉冲信号3和5，以将液体推到出口40外。在该示例中，出口44或46或两个出口44和46根据电脉冲信号7连续或几乎连续释放流体。尤其是，如果出口40和44(或46)被定位为朝向相同的喷射目标区域，则该喷嘴主体4E提供更快的脉冲模式操作和额外的喷射覆盖范围。可替换地，如果出口(例如，出口40)的喷射轨迹在喷雾车辆的行进方向上彼此跟随，则这在行进的路径上提供了更完整的喷射覆盖范围。在另一实施例中，无论同相或异相，合并的出口40和单独的出口44或46都正在脉冲模式下操作。喷射覆盖范围根据出口的朝向方向、出口上的梢的类型、或喷嘴主体4E中或喷嘴梢附近的过滤器的类型、或孔口的形状等而改变。
在图3-5中，不同的情况决定一个或额外的喷嘴出口是否正在一起释放流体。例如，如果由压力或流量计所测量的压力和流体流量大于预设阈值，则额外的出口释放流体并且所有的出口正在以对流体压力更具耐受性的状态下操作(例如，用于特定量的规定的化学制品的释放，以提供足够的营养剂或除草剂或涂料覆盖范围)。为改变压力或流率，施加的电信号的脉冲宽度被改变，从而更多的或更少的液体被释放。可选地，脉冲的频率被改变。另一情形(其中额外的喷嘴出口释放流体)涉及空气感应喷嘴的使用连同连续的流体释放，而非脉冲宽度调制信号的使用，从而一个以上的出口处于操作中以适应不同类型的喷嘴。另外其它的情形包括，车辆是否正在转弯或针对遗漏的喷射地点进行区域再喷射，这根据需要的模式而可能涉及利用的不同喷嘴。例如，在转弯时，如果车辆减速，则流体释放频率相应地降低。
在图1-5的构造中，仅一个流体入口20被示出，并且流体根据阀门位置和喷嘴主体的内部构造而在不同的出口之间分配。在上述拓扑的另一构造中，具有两个或多个流体入口而非仅有一个流体入口20。例如，在图1-5中，入口20将流体传送至出口40，同时另一入口(未示出)将流体传送至输出端44或46。该额外的入口允许，例如，混合不同的化学制剂、保持不同的或类似的流体压力、单独地控制液滴尺寸等。在一个示例中，两个入口彼此偏离地定位，从而不同的流体管道或管道进送两个入口。
上述的示例性拓扑结构在诸如图6示出的一个的物理喷嘴中实现。示例性喷嘴100被用于，例如，涉及作物、植株和树木的农业环境中，或用于涂覆的工业应用中。喷嘴100具有喷嘴管102(在其端部上示出的)，喷嘴管102围绕用于阀104A(该阀未示出，其突出于纸平面)的孔或开口，或与该孔或开口同心。另一阀104B定位在图6中未示出的阀104A的后方。图6中还未示出定位在喷嘴管102的外侧用于打开和关闭阀104A和104B的装置。例如，所述装置包括电磁弹簧线圈、电磁阀、气动操纵杆、伸缩管、致动器等，以移动阀104A和104B。打开/关闭运动装置的另一个端部包括电线电路或无线电路(具有接收器和(诸如太阳能电池或电池的)电源)，以与用于确定何时打开和关闭阀104A和104B的喷雾器控制器电路或中心控制器控制台通信。喷嘴100的从出口122的底部至环107的顶部的示例性尺寸是110-120毫米，并且从喷嘴管102的一个端部至该喷嘴管的另一端部(包括电磁阀)的示例性尺寸约为135毫米。喷嘴100从端盖112至环107的外周边约为130-160毫米。
喷嘴管102具有用于流体的入口106，在该示例中该入口定位在喷嘴管102上方。入口106对称地(居中地)或不对称地(偏离中心地)定位在阀104A和阀104B之间。如果流体从另一方向进入系统中，则入口106改为定向在该方向上。在其它的实施例中，还有用于可选择的液体的额外入口，例如用于喷射共存于相同田地中的不同类型的植株，或用于将不同的涂层喷射在材料上。喷嘴管102安装到流体分配管(未示出)上，该流体分配管具有沿着该管道位的孔，该孔与入口106配合(即从而流体分配管将液体注入入口106中)。例如，将喷嘴管102安装到流体分配系统(例如管道)的一种方法是，通过圆环107将管道插在入口106上方。紧固件(未示出)将环107连接到分配管。流体分配管或喷射线路或″管道设施″插入环107中。根据流体分配管的跨距长度，沿着流体分配管的长度悬挂和分布一到一百个喷嘴100(例如图15)。
喷嘴管102还具有喷嘴管输出端108，该喷嘴管输出端从入口106逆时针方向约90度地定位，如图6的示例所示。围绕喷嘴管102的圆筒状表面的喷嘴管输出端108的径向定向可以不是90度，而是可替代地根据应用(例如目标的位置或转头的类型)来确定，并且位置通常与入口106的位置不一致或不影响入口106的位置。在喷嘴管输出端108处，喷嘴管102连接到与通用的、较大的喷嘴梢类似的示例性第二喷嘴体或段，诸如转头110。转头110在该示例中是管状的，但是还可以是球形的、立方体的或具有某些其它的形状。在图6的示例中，转头110具有端盖112，而在其它的实施例中，可包括流体出口以替代所述端盖。转头110可围绕其纵向轴线124旋转，这允许选择不同喷嘴拓扑2A-2E。该选择通过电子控制或远程控制被手动地或自动地执行。例如，当转头110安装在心轴或可旋转的凸出部(ledge)上时，转头110经由电子控制可很容易地旋转和闩锁到新的位置。
在图6中，转头110具有多个类型的输出端、单个出口120A、120B、120C、120D、120E和120F。在图6中，端点喷嘴梢(未示出)附接到或覆盖出口120A-120F；该端部喷嘴梢的打开模式确定或影响喷射模式、流率和液滴尺寸。虽然在图6中被绘制为具有相同尺寸，但是在其它的实施例中，出口120A-120F的尺寸不同以提供不同的喷射模式或提供不同量的喷剂；可选地，出口在内侧中具有不同的过滤器，以提供不同的液滴尺寸，如果过滤器具有不规则的或特定的开孔图案以用作避免阻塞的用于碎屑的筛并且用作成形液滴的机构。出口120E和120F连结起来形成合并的出口122。在其它的几何形状中，转头110合并或分离流动穿过朝向两个通道打开的较大的单个出口孔的流体。单独的出口120A-120F被成对地分组或对齐排成一行，其中每个出口120A-120F均垂直于圆筒状转头110的中心轴线124。可选地，如果喷嘴100是喷嘴拓扑2D或2E的实现方式，则具有成组地集合在一起的额外的单独出口120A-120F。根据最终用途应用和/或需要的喷射模式(例如作物或其它目标的位置)，出口120A-120F可以其他可替换的模式分组集合在一起。然而，如果转头110内侧中的流体通路被相应适当地构造，则当出口120A-120F成对地分组集合时，喷嘴100的构造很容易用作喷嘴拓扑2C、2A、2B或2E的任一个或组合。
图7图示了图6的喷嘴100的横截面，暴露了具有数个通道的示例性转头110的侧视图，这些通道诸如用于输送液体或水汽的管道128A和128B。单独的管道128A和128B分别地从喷嘴管102延伸到出口120E和120F。液体或水汽分开地穿过管道128A和128B。在另一实施例中，管道128A和128B在转头110中连结到一起或交叉，而非如图7所示那样将出口120E和120F合并成合并的出口122中。通过不在转头110中结合管道128A和128B，转头110能够被旋转成诸如2C所示的另一喷嘴拓扑结构，其中出口120E和120F完全地分离。
在图7中，管道128A将喷嘴管102连接到转头110的出口120E；管道128B将喷嘴管102连接到出口120F。如图所示，每个管道128A和128B都是“L”形状，具有直角弯曲部。在其它的实施例中，管状管道具有根据特定类型的液体而调整的更大的或更小的横截面半径。例如，粘性流体从直径较大的管获益。并且，在其它的实施例中，直角被替换地成斜面或倒圆，以避免在90度急转弯处的摩擦和流拥挤。此外，根据入口的与出口的开口的相对尺寸或诸如涌入流等其它因素，管状管道128A或128B的直径还可沿转头110的长度变化(例如，与用于管主体102的图8类似)。可选地，除了管道，还具有同心的或偏心的筒状部，该筒状部分层使得液体可以在两个相邻的筒状物的壁之间行进(见图8B，示出了转头110或管主体102的概念上的端视剖面图)，其中具有从一个壁到出口的管道。在图7中，管道128A和128B可以偏离转头110的纵向轴线，以适应其它的管道(未示出)。其它的实施例还包括管道，该管道将喷嘴管102连接到位于转头110的端部处的输出端(见图11)；这允许额外地释放喷雾，以改变喷射模式或克服由出口120E排出的喷射模式中的可能的遗漏或漏过。虽然未示出，但是一些管道具有端点梢、滤器或过滤器以控制喷射模式、产生更精细的或更粗粒的喷射液滴或水汽。可替换地，一些管道是张开的或锥形的，从而输出开口比输入开口更大。在另一实施例中，管道128A具有分叉或分支以将流体同时地排出到出口120E和另一出口，或转头110的端部。
图8图示了图6的示例性喷嘴100，暴露了具有竖直流体管道147的喷嘴管102的理想化的截面侧视图，该竖直流体管道联接到输送液体的管道道148A和148B的通路。可选地，作为管状管道的替代，148A和148B是同心的或偏心的筒状部，该筒状物分层使得液体可以在两个相邻的筒状物(图9)的壁之间行进，并且在转头110中具有从一个壁到对应的管道128A或128B的管出口149。图8图示了示例性流动模式，示出了液体从入口106进入，沿竖直流体管道147向下行进，并且行进通过管道道148A或148B或圆筒状壁之间。在图8的特定示例中，在离开流体管道147之后，液体行进到左侧和右侧。液体具有向下至转头管道128A或128B的返回路径，除非它的对应的阀160A或160B被关闭并且阻断流体流动的路径。例如，分别对应于阀160A和160B的塞子162A和162B被任意数目的方式或方式的组合驱动，以阻止或允许流体从(喷射线路)入口106流动到转头110。致动机构包括本地的或远程的控制装置，这些控制装置允许连续的或调制的喷射流。对于机电调制(例如脉宽调制)的流体流，塞子162A和162B连接到具有打开和关闭位置的螺线管，该螺线管的打开和关闭位置对应于钢或铁部件的运动，当围绕该部件的感应线圈中有沿一个方向上或相反方向流动的电流时，所述钢或铁部件移动。钢或铁部件的运动提供了打开和关闭塞子162A或162B的机械力。位于喷嘴本地的或喷射线路本地的或远程定位(例如喷雾器或拖拉机的驾驶室或位于农舍处)的控制器电路执行算法，以打开和关闭塞子162A和162B以操作和排出特定的喷射模式。可替换的致动机构包括液压地或气动地驱动的阀。其它受限制的和成本有效的致动机构具有达到60赫兹的操作速度。
图10图示了具有喷嘴管202的示例性喷嘴200的透视图，喷嘴管202在位于喷嘴管202的顶部处的入口206处接收液体。喷嘴200安装在液体分配管道(喷射线路，图10未示出)上，液体分配管道在入口206上方插入安装环207中。液体分配管道具有孔，该孔(在入口206处)与喷嘴200的孔口或开口配合以将流体释放进入入口206中。一些实施例包括位于液体分配管道和入口206之间的阀；可选地，入口206自身包括阀以阻止或允许流体流进入喷嘴200中。流体从喷嘴管202选择性地行进到转头210，该转头连接到喷嘴管202的输出端。
示例性转头210具有单独的出口220A和220B，所述单独出口220A和220B被图示于转头210的底部。出口220A和220B分别被喷嘴梢230A和230B覆盖。转头210还具有被喷嘴梢230C覆盖的合并的出口222(合并式出口)。喷嘴梢230A、230B、230C在图10中被图示成相同的，但是在其它的实施例中，喷嘴梢230A、230B、230C也可以是不同的，以适应每个喷嘴梢中的不同类型的流体或每个喷嘴梢中的不同流量的流体(例如流率)、不同的喷剂质量参数(例如水汽或较大的液滴)或不同的喷射模式和定向。在一些实施例中，喷嘴梢230A、230B、230C包括孔口，并且具有将该孔口分成两个或多个隔间的壁，使得在多个流体分配管道以将不同流体注入喷嘴200时，不同的液体物质从不同隔间排出。可替换地，即使是在的喷嘴200外观相似的实施例中，在内侧也具有不同的喷射端点梢或过滤器或壁，以将液滴引导到不同方向或控制液滴的尺寸。作为另一供选方案，喷嘴梢230A-230C还具有内部关闭盘(closingdisk)(OFF位置)，以改变喷射模式或从而没有液体被排出。转头210具有端盖212，在其它的实施例中，该端盖包括额外的喷嘴梢以喷射流体或以增加喷射模式。转头210包括手动的或远程的控制部件(例如自动地旋转的控制部件)，从而流体可以从喷嘴梢230A、230B或230C中的一个或任意组合进行喷射。可旋转的平台位于转头210和喷嘴管202之间，转头210附接到该可旋转的平台，从而例如当步进马达被供电以顺时针方向或逆时针方向移动时，转头210可以旋转。可旋转致动器(未示出)包括电动步进马达、伺服马达、旋转螺线管或基于压力的旋转器。在致动器被无线控制的一些实施例中，致动器还被无线供电。例如，本地太阳能电池在喷嘴100中与致动器接触，以在信号被无线传送至旋转转头210时向马达供电。在一些实施例中，喷嘴梢230A-230C具有可关闭的过滤器或关闭盘(OFF位置)，从而没有液体排出。
在图10中，喷嘴200具有示例性本地电子电路以控制流体流。喷嘴200具有连接到喷嘴管202的转头210，喷嘴管围绕用于流体入口206的孔或开口，或关于该孔或开口同心或对称。为与喷嘴200通信，携带来自(例如驾驶室中的)集中式悬臂或喷嘴控制器的CAN总线通信信号的电线连接到位于接收器壳体205中的电子引线或插头。信号迹线被印刷在小的电路板上，电路板安装在连接器207内侧或嵌入在喷嘴主体(例如4A)或喷嘴管202的壁中。塑料和/或环氧树脂或其它绝缘材料覆盖迹线以防止腐蚀或电短路。迹线或引线行进或连接到包括电子电路的电路盒230中，该电子电路包括(用于控制计时的)时钟电路、用于检查流体压力是否超过阈值的比较器、用于向阀生成脉冲信号的缓冲器、用于存储查找表的存储器电路、用于计算或选择喷嘴出口220A、220B或222的逻辑单元、用于提供反馈以控制和协调不同喷嘴200或喷嘴出口220A、220B或222的性能的锁相回路电路、和电子噪声滤波器等。在一些实施例中，电路盒230还包括传感器，以检测流率、温度、插塞迹象检测或其它的问题。当传感器检测到超过阈值条件时，电路盒230中的电路操作以通过调节发送到阀的脉宽调制信号的脉冲宽度，来停止或校正流体的释放。在一些实施例中，还在电路盒230中采用监控传感器以向终端用户提供性能反馈，这要求使得模拟信号数字化，并且将信息传输到中心控制器或计算机或云数据存储装置。CAN总线或有线信号的替换方案是，使用蓝牙、WIFI或一些其它无线协议的无线操作。在该替换方案中，没有接收器壳体205或连接器207，但是电路盒230包括更多电路，用于对信号进行放大和滤波(或移除其中的抖动)，并且将无线信号传输到远程终端用户或控制器装置以及从该远程终端用户或控制器装置接收无线信号。在一个实施例中，还具有在电路盒230中旋转步进马达的喷嘴选择电路。马达使安装有转头210的盘209旋转。基于远程的或本地的命令信号，盘209旋转喷嘴出口220A、220B或222中的一个或多个，以指向目标喷射位置。
作为理解这些喷嘴的构造的辅助手段，图11图示了示例性喷嘴200的横断面视图，示出了喷嘴内侧的示例性流体通道。以虚线示出的通路227是将流体从喷嘴管输送到转头210的任意路径的理想化状态。当被用于从马达驱动的车辆喷雾器(例如自行喷雾器、拖拉机牵引喷雾器)喷射植株、作物和树木时，喷嘴200具有下述尺寸。用于农业应用时，喷嘴200的尺寸范围约为1-10英寸；转头210的长度范围约为1-5英寸，并且具有约0.5-5英寸的半径。盖和出口230C(或230A或230B)的组合的高度范围约为0.5-3英寸(下降喷嘴和延伸部将该长度增加达到40英寸的情形除外)，并且具有约0.3-2英寸的半径。类似的或成比例形式的喷嘴200用于工业环境中。例如，对于较大区域的喷射或底层涂料喷涂，喷嘴200具有与增加的覆盖范围和能力可比较的尺寸，以通过更少的构造来更靠近地喷射。对于更小的区域或对于精细的外部涂料或瓷漆，喷嘴200的尺寸更小，以实现更剧烈的喷射模式或减少过度喷射等。至于材料，喷嘴200和转头210由黄铜、铝、不锈钢、电镀钢或耐久性塑料或尼龙、纤维、胶乳等制成。出口40、42和50也由这些示例性材料中的一种制成。在一些实施例中，整个喷嘴200由能够耐酸和耐苛刻液体的塑料或尼龙制成。定位在连接处(例如喷嘴管出口108处)的O形环由能够提供很好的密封性的橡胶或弹性体制成。
喷嘴200或其构件通过将材料引进模具中或通过3-D打印而制成。在3-D打印制造方法下，随着塑料材料的沉积层的印刷过程的进行，通道和端盖被逐渐形成。在一个可能的3-D打印技术下，喷嘴200的三维数字模型被转换成二维掩膜图像，并且立体平板印刷术被应用以形成材料层，稍微类似于半导体制造。在模制技术下，模制过程产生通道和孔(出口)的形成。塑料片被加热到成形温度，并且被沿表面拉伸。可替换地，在注入模制下，液体塑料或树脂材料注入模具中；在产品形成和冷却之后，中心泡沫聚苯乙烯或软模制材料被拉出通道，产生具有中空的孔和通道的喷嘴200。另一模制技术是将液体塑料引入具有两个半部分的模具中，吸收液体，从而液体保持接近模具的壁并且完全离开通道，并且在类似塑料的材料冷却之后拉开该半部分，剩下成形的喷嘴200。在可自己独立使用与模制技术一起使用的另一技术中，喷嘴200通过模制或3-D过程形成，并且通道随后在工具中被钻出或机加工出。另外，喷嘴可以被制成单个部件，其中外部喷嘴与主体形成单个部件(例如图6)，或在单独地制成之后与主体结合成一体。例如，以下描述的包括转头和外部互连部的构造可以被制造为分开的部件并且然后将转头被安装在内侧。
结合和/或分离来自两个或多个阀的流体流的数个构造和方法是可以的。喷嘴构造400包括具有内部通道的转头，该内部通道使得来自阀的流结合或分离。另一实施例包括可旋转的转头，该可旋转的转头配合到可选择的外部互连部。图12图示了具有输出喷嘴梢430A和430B的示例性转头410A和示例性外部梢互连部432的横截面的实施例。流体在转头410A内侧沿着两个内部通道440A和440B行进。梢430B包括单个梢，该单个梢是用于来自任一通路440A或440B的流体的单个源的出口。梢430A包括用于多个源的出口，所述流体例如来自于通道440A和440B的结合。在该示例中，根据通过将转头410A旋转到转头410A外侧特定的互连部432而选择的转头位置，在转头410A和喷嘴梢430A和430B之间的互连部432使得来自单独的通道440A和440B的流体结合或分离。内部的转头筒状部412旋转。可替换地，内部的转头筒状部412是固定的并且外部的转头410A旋转。因而，诸如440A和440B的内部通道并不专用于单个的流体流或结合的流体流(与图7不同)；而是，适当的互连部432包括单个管道用于释放仅来自一个转头内部通路的流体，或互连部432包括叉状管道(例如图7)用于使来自多个通道的流体结合。可选地，图7、图11和图12中的内部通道440A和440B的传输方式相同，但是在出口孔附近和使用单个管道的能力方面具有差异。图13图示了具有转头410B的示例，其中互连部432包括使得流体结合的叉状管道。图14图示了具有转头410C的示例，其中互连部432包括延伸至单独喷嘴梢430C和430D的分开的管道。在另一替换方案中，互连部432和内部通道440A和440B一起工作以使得流体流结合或分离；例如，如果内部通道是多个圆筒状壁，并且所述圆筒状壁具有围绕每个筒状件(例如图9)的外周排列的许多单孔或多孔。
图15图示了具有喷嘴管302和转头310的另一示例性喷嘴300的透视图。转头310包括额外的喷嘴梢313，以喷射流体或以增加喷射模式。为进一步影响不同的喷射模式，喷嘴梢313(或330A、330B、330C)的端点具有不同的可能的构造、均匀的或离心的喷嘴梢点(圆形形状的)、溢流型(flooding)或扇形的喷嘴梢点、扁平的喷嘴梢点(紧密间隔开的两个扁平片状部件，其中扁平边缘平行)等。另外，梢内侧的喷嘴过滤器进一步影响喷射模式的选择；过滤器是滤网类型或用于更加粉未状的化学喷剂的过滤器类型。如图15示出的定向所示，喷嘴梢313相对于在转头310侧面上的侧面喷嘴梢330A、330B和330C处于不同的喷射角度(projectionangle)。根据喷嘴300如何安装在喷射线路上或喷射线路是否可以旋转或向外伸悬，喷嘴梢313可以被定向成在与行进方向相反的方向上喷射流体，同时侧面喷嘴梢(例如330A)朝下方的土地直接喷射。即，来自喷嘴梢313的流体的轨迹向外更远，并且跟随在与具有喷雾器的农业车辆的运动方向有关的流体轨迹的后方。纵轴越高、角度越大，则行进的距离越远。可选地，对于树木或工业应用(例如喷涂)而言，喷嘴梢313被向上引导，或液体被过滤以向上喷射，这产生了具有更远行进距离的流体轨迹。
图16图示了另一示例性喷嘴200，该喷嘴具有喷嘴主体270，该喷嘴主体上方是多个流体输入端，输入端254以及至少一个额外的输入端250或252，输入端250或252垂直于或邻接输入端254。输入端254是主输入端并且连接到流体管道安装环107。来自三个输入端250、252、254中的任一个的流体流入输入端254的腔中。在图16中，虽然输入端250和252被图示为彼此相反，但是输入端250和252在其它形式的喷嘴200中可以彼此靠近或彼此邻近。可选地，输入端250和252邻接喷嘴主体270的外缘壁，并且来自输入端250或252的流体直接地流进喷嘴主体270内的主腔中。喷嘴管260和264伸出到喷嘴主体270外。喷嘴管260和264分别地具有致动器或螺线管端盖262和266，该致动器或螺线管端盖打开和关闭闸门以允许流体从输入端250、252或254流到主喷嘴主体270并且然后到出口280和282。转头272被可旋转地附接到喷嘴主体270，并且诸如280和282的喷嘴出口安装到和定位在转头272的外侧底部。虽然被图示为以相对于彼此的角度突出，但是出口280和282在其它形式的喷嘴200中也可以朝向相同的方向。出口280和282或者是从一个以上的输入端(250、252、254)接收流体的合并式出口，或者是单个的出口。转头272相对于喷嘴主体270可手动地(顺时针方向地或逆时针方向地)旋转。可选地，转头272附接到电动操作板或转盘，并且基于发送到该板的命令信号而(例如通过步进马达)自动地旋转；并且所述板的轴或中心轴根据命令在马达的驱动下旋转，将输入端匹配到出口280或282，并且将选择的喷嘴出口280或282定位到需要的喷射方向。
图17图示了具有喷嘴管360A和360B(共同地用″360″表示)的另一示例性喷嘴300，这些喷嘴管相对于彼此成角度并且而非垂直于管道安装圆环107。可替换地，管360A和360B的中心轴线平行于安装环307的垂直轴线，从而在图17中，管360A和360B是竖直的并且彼此平行，类似彼此邻近的并且从板312以90度向外突出的双子塔。转头310附接到喷嘴管360。在下文描述的一个示例中，转头310包括内部转头配合件(例如314)和外部转头容器(例如310A)；转头配合件附接到喷嘴管360，同时外部转头容器可围绕转头配合件旋转。诸如320A、320B和322的喷嘴出口定位在转头310或诸如310A的转头容器的外缘上。出口322是合并的出口，该合并的出口接收来自于一个以上出口(例如在图6中，将出口120E和120F合并起来的出口122)的流体。转头310相对于喷嘴管360可手动地(顺时针方向地或逆时针方向地)旋转。可选地，转头310附接到电动操作板或转盘，并且基于传送到该板的命令信号而被自动地旋转；并且所述板的对应的轴或中心轴根据命令在马达的驱动下旋转，并且将选择的喷嘴出口定位到需要的喷射方向。在又一实施例中，板或转盘以额外的自由度地进行操作。例如，心轴或轴向上或向下移动或摆动(进入页面中或到页面外，或圆环107的左侧和右侧)，以相对于由喷嘴管360形成的平面(描述360A和360B的页面所在的平面)重新定位转头310的方向。
图18图示了具有喷嘴管360A和360B(共同地用″360″表示)的喷嘴300的另一示例性实施例；360A和360B具有共用的中心轴线并且管360垂直于管道安装圆环107。喷嘴管360在管360的每个端部处包括阀或其它的壁。具有作用在阀上的致动器；示例性的致动器包括电磁阀、电磁弹簧线圈、气动操纵杆、伸缩管等。U形插头361、插座连接器、保持夹或其它的接触插头将致动器保持到喷嘴管360的适当位置。转头310再次附接到喷嘴管360；可选地，转头310附接到可旋转的板312，该可旋转的板以电子方式被控制。转头310是矮而宽的圆筒状，该圆筒中心轴线高度与圆筒的直径具有可比性或比该直径小，如图18所示。转头310包括电子电路，以用于操作传感器、转头旋转、或位于转头310的底部处的可选择的LED380。转头310还包括通道，该通道将流体从喷嘴管360传送至喷嘴出口。诸如320A、320B和322的喷嘴出口定位在转头310的的外周。如果没有板312，则转头310被手动地旋转；或者，如果具有板312和用于使板312旋转的对应的马达(例如步进马达)，则转头310被自动地旋转。被选择的喷嘴出口(或多个喷嘴出口)被定位以从喷嘴管360接收流体。
图19图示了转头310的示例性底盖370。在该示例中，具有六个出口，其中的四个出口是暴露的出口，诸如320A和320B，其中的两个出口被喷嘴梢盖覆盖在诸如出口322上。这些出口中的任一个可以被设计和装配为合并的出口(例如图6中的122)或为单独的出口(具有流体源的单个输入端)。在底盖370的中心处是诸如LED的光源，该光源连接到喷嘴300的转头310内侧的或嵌入在喷嘴300的外壁中的导线或电力迹线；LED被由电线或迹线携带的电子信号启动。可选地，LED被无线操作并且LED连接到发射器接收器电路，该发射器接收器电路能与WIFI或一些其它的通信协议兼容。
图20图示了示例性喷嘴300的横截面，在稍微地朝向喷嘴管360的穿过喷嘴管360的较短轴线或直径的平面中露出喷嘴300(与示出示例性喷嘴300的另一横断面视图的图22相比，图20露出了穿过喷嘴管360的长轴的平面)。圆形安装环307允许将与喷嘴300相关联的喷嘴管360安装到流体分配管。喷嘴管360具有的入口306，在该示例中，该入口306定位在喷嘴管102上方。入口306定位在两个阀(362A和362B，图22)之间，该两个阀中的每个都被诸如柱塞式螺线管362的致动器覆盖。入口306连接到孔口308，孔口308在孔口308的任一侧分开为两个管道364A和364B；并且孔口308连接到两个管道364(例如图22)。管道364A和364B分别连接到它们相应的邻近的管道366A和366B(图22)，除非阀362A和362B在两个连接部(364A和366A，364B和366B)之间关闭并形成堵塞。阀362A和362B是柱塞式或其它的电动机械地操作的壁。如图22所示，在阀362A(左侧)和362B(右侧)中的每一个的后方都具有敞开的(纵向)空间，每个阀362A或362B都可以在所述空间中移动以使道364A和366A之间的或管道364B和366B之间通道打开或关闭。管道366A和366B分别结合到连接管道342和340。连接管道342和340形成来自喷嘴管360的输出端，并且用作进入转头310中的输入端。竖直的连接管道342和340分别具有释放孔346和344，所述释放孔定位成接近连接管道342和340的下端部。根据转头310被旋转到的位置，释放孔346和344与水平通路(346A和344A)配合，所述水平通路与喷嘴出口320A、320B或322中与一个或多个孔(330A、330B、331)配合。所述水平通路在图22的横断面视图中未被示出，但是释放孔344的竖直高度与孔330A齐平；释放孔346与孔330B或331齐平。当转头310旋转到适当的位置时，流体从释放孔344行进到孔330A并且从释放孔346行进到孔330B或331中的任一孔。在喷嘴300的其它实施例中，管道364A和364B是圆筒状壁之间的凹槽或空间，使得所述空间围绕或部分地围绕管状喷嘴管360的中央芯部。
在图20中，示例性转头310是圆筒状的，并且当转头310旋转到适当的配合位置时(例如孔346与孔330B)，在连接管道342和喷嘴出口320A、320B或322之间具有联接。在一些示例中，连接管道342具有一个以上的释放孔346，以与一个以上的出口孔(例如330A)配合。如果(用于与连接管道342配合的)选择的出口不彼此邻近，则具有管道或通路348以桥接跨越转头310的距离，并且使得能够共享流体以用于喷射。转头310还具有隔间以保持诸如小印刷电路板PCB382等电子器件。PCB382上的电路与(例如在驾驶室中或位于农场地点的)中心控制器或云服务器无线地或有线地(例如CAN总线)通信。PCB382上的电路包括用于接收入射信号的接收器、放大和/或清理(例如从入射信号中滤波或移除抖动或恢复时钟)、或生成信号以操作LED380。在一个实施例中，LED380(有时被透镜覆盖)还焊接到PCB382的底侧，并且在转头容器310A中具有匹配孔，当LED380点亮时，LED380发光透过该孔。可选择的传感器(例如感测振动)或压力转换器被包括在PCB382上以监控喷射性能、采集数据或存储信息或电离喷剂。如果通信被无线地执行，则PCB382包括用于接收入射指令信号的接收器、处理较弱的入射信号的信号调节电路、放大器和/或将电子信号与电子噪声分离的过滤器，时钟信号用于协调计时以操作喷嘴300(入射的计时信号的时钟恢复)，然后用于脉宽调制信号的信号发生器驱动致动器或激励磁体以打开和关闭阀362A和362B，并且然后将任何传感器信号向外传输回到中心控制器，中心控制器命令喷嘴的操作(滤波/清理和缓冲传感器信号数据，使用线性驱动器或放大器以传输信号)。如果PCB382有线地通信，则电力迹线被嵌入、压模或印刷在转头310的壁中。迹线或电线(例如304)被进送到或被分散到图21示出的继电器箱303，其中图21描述了喷嘴300的另一实施例。类似地，继电器箱305包括与喷嘴管360进行电信号通信的信号引线。在图21的示例中，继电器箱定位在喷嘴管360内侧的阀362A和362B附近。继电器箱303或305中的插头304匹配到标准的插头连接器，所述插头连接器连线到CAN总线(未示出)电线，所述CAN总线电线沿着流体管道的长度从喷雾悬臂的一个端部延伸到悬臂悬挂底盘并且然后延伸到中心喷嘴控制器。
在图22的示例中，在喷嘴管360中具有两个阀362A和362B，这两个阀中的每个阀都被诸如同轴螺线管362的致动器覆盖。入口306通向孔口308，孔口308连接到两个管道364A和364B。在示例性图22中，孔口308是单个矩形腔，但是可选地，孔口308具有不规则形状的斜槽和围绕圆筒状内部管的气隙(例如见图20和21)。如果阀(或其它的柱塞)362A和362B被向后拉朝向端盖螺线管362的方向(即在图22中362A朝左侧并且362B朝右侧)，则管道364A和364B连接到它们相应的邻近的管道366A和366B。可选地，具有阀塞390(图24)，该阀塞能启用或禁用流体从管道364A到366A以及从364B到366B的通路。例如，阀塞390包括阀座部件，该阀座部件与来自螺线管致动器的提升阀接合以形成止动件或密封件。管道366A和366B连接到转头310中的竖直连接通路或管道340和342，如上文中结合图20所述。对于安装在流体分配管上的农用喷嘴，喷嘴300从出口320A或320B的底部至圆形安装环307的顶部具有约110-120毫米的高度尺寸。喷嘴300从螺线管362的一个端部至螺线管362的另一个端部具有约130-140毫米的宽度尺寸。对于更强有力的致动器或对于更多出口而言，喷嘴300的尺寸可以按比例增加。相比之下，转头110(图6)的最长尺寸约为130-160毫米，但是具有约50毫米直径的转头110更狭窄。如果存在空间限制，例如由于喷嘴安装到流体分配管或由于支撑悬臂的限制，则转头110或310中的一个可以更适于被分配的空间。对于农用喷雾器而言，喷雾悬臂和流体分配管道是折叠的，这使得具有更小的喷嘴尺寸是理想的。另一方面，如果喷嘴太小并且阀362A和362B太过靠近在一起，则交替的阀操作可以导致干涉。如果不考虑空间限制，则两个阀362A和362B之间的距离应该足够远，使得它们的打开和关闭动作不彼此撞击，这取决于由阀362A和362B施加的压力的量、由诸如364B、366B的管道的构造提供的隔离量、以及在附近移动的流体的量。可选地，通过进行实验并且获得测试结果，编制查找表，使得脉宽调制信号在特定的持续时间内(相位关系)非重叠地施加，从而阀362A和362B不会不利地彼此撞击(例如流体的泄露、震颤)。
在图23图示的另一物理实施例中(该实施例对应于图2的喷嘴拓扑2B和图2A图示的操作)，具有三个或更多个阀，喷嘴管成星形或轮辐形，从而阀安装到每个轮辐。每个阀的操作(例如螺线管362)被(例如如图2A所示用于阀30、32或34的)三个独立的信号中的一个信号控制。还具有三个喷嘴半管360A、360B和360C，这比图17或18所示的两个突出的喷嘴半管360A和360B多一个。还具有对应于用作从喷嘴管到转头的通路的每个轮辐的额外的连接管道340、341和342。另外，虽然图17和18图示了圆筒状喷嘴管360，但是在其它的实施例中所述管的横截面是矩形。
图24图示了与电磁阀相关联的示例性的阀塞390的透视图。塞390是圆形的，具有位于小止动件396上方的大止动件394。小止动件396具有覆盖管道366A或366B(例如图22)的直径，其中管道366A或366B朝向连接管道340打开。大止动件394是环状的，具有在环中的轮辐391和轮辐之间的开口397。位于塞390侧面的大止动件394配合螺线管362并且与螺线管362交互。大止动件394具有中心孔398，螺线管362提升阀(未示出)插入中心孔398中或向下夹紧中心孔398以防止流体流进入通往转头310(或110)的管道366A或366B或340。当螺线管362提升阀被拉回并且不覆盖中心孔398时，流体可以分别从管道364A或364B流进管道366A或366B(或340)中。流体通过轮辐391之间的开口397分别从管道364A或364B流出到管道366A或366B(或340)。当小止动件396被推动抵靠和覆盖管道366A或366B或连接管道340时，小止动件396防止流体流动。
图25示出了另一示例性的塞390。该塞和图24中的塞都由橡胶、聚合物或其它的弹性体制成，或由金属和聚合物的组合制成。在图25中，开口397是豆荚形状的，并且轮辐391是膜或层394的一体的部分。由于具有挠性，因此塞390能够压缩和膨胀，如图29所示(左侧为压缩状态，右侧为返回至其正常的未压缩状态)。较大的止动件394包括中部压缩层392，中部压缩层392具有比所述较大的止动件394的直径小的直径(例如图24)。较小的止动件396也包括中部压缩层，该中部压缩层具有比较小的止动件396的直径小的直径。在其它的实施例中，还具有附加层，例如设置成最靠近或抵靠致动器或螺线管的表面的缓冲层。可选地，塞380是实心的止动件或壁，具有圆盘或长方形的形状，该形状能够密封管道362A和364A或362B和364B以阻止流体流动。在实心的止动件或壁的另一侧，具有配合管道362A和364A或362B和364B的突出止动件。这种可选的塞由金属材料制成，并且可选地被环氧树脂覆盖或用环氧树脂胶合到橡胶或塑料并形成单个部件。例如，可选的塞是电磁阀和致动器的结合，其可以制造为单个部件。
图26图示了示例性转头容器310A，该转头容器具有敞开的圆筒或杯的形式。其它的示例包括正方形、长方形或半球形。容器310A具有围绕外周的喷嘴出口，诸如320A和320B。具有成对的孔330A和330B和单孔(例如331)；所述孔与连接管道340和342中的释放孔(例如344和346)配合。虽然被绘制为椭圆形，所述孔还成为其它的形状，诸如正方形或圆形，并且每个孔可以为不同的尺寸，例如以适应不同类型的流体黏性。成对的孔330A和330B是合并式出口的组成部分，这种合并式出口诸如为图6图示的出口122；或者，成对的孔330A和330B用于将流体从两个管道输送到单个合并的出口中，例如图22中的320B。单孔331对应于单出口，诸如图6中的120A或120B；或图22中的出口320A。容器310A由塑料或聚合物或金属材料制成，并且被弄平滑或涂覆，从而容器310A可以(经由电子控制，如果容器310A安装在转盘上/安装为转盘的话)方便地围绕转头310的内腔手动地或自动地旋转。
图27图示了喷嘴300的分解图，该喷嘴具有连接到转头配合件314的示例性喷嘴管360，当转头配合件314插入容器310A中时该转头配合件定位在容器310A上方并且配合到容器310A。喷嘴管360以类似于手柄的方式定位到转头配合件314，以手动地(或电子地)在容器310A内旋转转头配合件314。转头配合件314具有顶表面312和圆筒状壁，该圆筒状壁具有诸如330A-1和330B-1的孔和诸如331-1的单孔；所述孔形成连接管道340和342中的释放孔(例如344和346)的端点(该端点从所述释放孔接收流体)。转头配合件314滑动进入转头容器310A中，并且可在转头容器310A中旋转；两个物体通过保持节(nubs)或夹子(例如比如医学瓶盖)而彼此联接。转头配合件314联接到或落座在转头容器310A的内部顶侧，所述转头容器具有两个孔330A和330B，这两个孔可以被定位成与连接管道340和342的开口344和346配合(以及与孔330A-1和330B-1配合；或者，如果330A-1和330B-1配合到单孔331，则330A-1或330B-1中的一个被堵塞)。当转头容器旋转以与孔配合时，诸如331-1的单孔可与成对的孔330A和330B或诸如331的单孔配合。虽然被绘制为椭圆形，但是该组孔330A、330A-1；330B、330B-1；331、331-1还可形成为其它形状，诸如正方形或圆形，并且每个孔可以具有不同的尺寸，例如以适应不同类型的流体黏性。如果转头配合件314和转头容器310A被手动地操作(与电力地旋转到期望位置相对)，则具有外部槽口、标记和记号以引导操作人员将转头容器310A旋转到需要的和锁定的位置。转头配合件314的内部包括电子器件和管道，如图20和22的示例所示。可选地，电子器件和管道形成或安装在容器310A中，如图28所示。
图28图示了另一喷嘴300的分解图，该喷嘴具有的示例性喷嘴管360，该喷嘴管360定位在转头配合件314上方并且附接到转头配合件314；喷嘴管360以类似手柄的方式安装到转头配合件314，以手动地(或电子地)旋转转头配合件314。转头配合件314具有顶盖312和圆筒状壁，该圆筒状壁具有孔330A-1和330B-1；孔形成在连接管道340和342中的释放孔(例如344和346)的端点。与图27不同，在图28中，转头配合件314现在是中空的并且不包括管道或电子器件。而是，管道和电子器件是转头容器310A的部分。转头配合件314滑动进入转头容器310A中，并且可在转头容器310A中旋转。转头配合件314的圆筒状壁插入在转头容器310的壁和内部圆筒343的壁中间，该中间为包括位于或形成在转头容器310A内侧的电子器件和管道的隔间。转头配合件314搁放在具有孔(例如330A，330B和331)的容器310A上方(圆筒状转头配合件314的底部唇缘搁放在转头容器310或310A的底部内表面上)，这些孔配合到连接输送管340和342。可选地，盖312搁放在转头容器310A的顶部唇缘上并且在该顶部唇缘上伸出。当转头配合件314旋转以与转头容器310A或310的孔配合时，孔330A-1和330B-1和诸如331-1的单孔可选地配合到成对的孔330A和330B和诸如331的单孔。
图29图示了另一示例性喷嘴300的横断面视图。一半的喷嘴管360从转头的水平表面以约50-60度的角度在转头上方突出，这有利于宽度较窄的喷嘴主体。每个喷嘴管360都被致动器或螺线管362覆盖。具有用于螺线管致动器的空腔161，以移动以打开或关闭压抵阀塞390的阀(例如362A或362B)。在示意图的右侧，阀塞390未被压缩，这允许流体流从入口进入转头。在图29的左侧，阀塞390被压缩并且没有流体流。
在示例性操作中，每个喷嘴300都在PCB382上具有电路，以控制和监控该喷嘴自己的性能。在诸如农业车辆的情况下，车辆的驾驶室具有集中式计算机的操作员，或具有远程操作员，该操作员在其计算机的屏幕上选择控制选项，该控制选项被转达到并且转化为，去到和来自PCB382上的本地喷嘴300电路的命令和数据传送。在图2A中的示例性信号3、5和7中，PCB382上的本地电路在时间周期T中独立地生成三个信号。时钟分频器基于时间周期T的前沿生成时钟滴答声。在周期T开始时，信号3被生成；在T/3时，信号5被生成；在2T/3时，信号7被生成；对于周期T中的偶数信号脉冲，例如，通过针对信号3触发周期T的前沿并且针对信号5触发周期T的后沿，信号3和5被很容易地独立生成。可选地，控制在喷嘴管中的阀的信号3、5和7有序地被生成。T的脉冲沿生成信号3；信号3的后沿触发信号5的生成；信号5的后沿触发信号7的生成。不管信号3、5、7是否独立地或有原因地生成，信号之间的时间延迟和信号的脉冲宽度基于针对车辆的特定速度和环境条件(例如风和地形)而言期望的目标喷射速度或压力(作为喷射速度的函数的压力)改变或调制。
进一步在操作中，喷嘴主体(诸如图1-5图示的那些，例如100、200、4A-4E)中的阀被电子地(或液压地或电动液压地)驱动。使用三个阀的示例(例如图2或5)，图30是用于诸如2B或2E的喷嘴主体的任一个的指令流程图。指令存在于在喷嘴主体2B或2E本地的电路或微控制器中，或例如位于自行走式喷雾器的驾驶室中的中心控制器中。指令不限于脉宽调制式信号或不仅限于阀，但是微控制器执行所述指令以处理来自传感器的数据，所述传感器例如为车辆的速度计、风传感器和流体管道分配系统中的压力变换器。微控制器检查查找表以核实喷射是否以需要的流率被操作，或流体是否在需要的压力下流动。然后，在图30的示例性步骤50中，在方块51中，微控制器或其它的处理电路核实喷嘴2E是否开启(ON)。如果喷嘴2E不开启，则处理电路在方块60中连续休眠，并且然后醒来以检查喷嘴2E是否已经被开启。如果喷嘴2E开启，则在方块52中，微控制器(例如根据肥料规定)核查流体压力/流量测量值是否在理想值的范围内。如果在方块52中答案为正，则操作致动器的电信号保持与之前相同的状态。如果答案为负，则在方块54和56中，微控制器通过计算或通过查找表来核查压力或流量是否过高或过低。如果在方块52至56中的任一个中答案为正，然后在对应的方块62至66中，控制致动器的信号的脉冲宽度(持续时间)针对阀进行调节以分别保持开启相同的、更长的或更短的时间，以分别保持、增加或减少流体。如果方块52和54获得负的决定，则微控制器进至最后一个询问方块56，流体压力是否低于某一预设阈值。如果方块56中的决定也是负的，则微控制器返回到至方块52的循环的起始端。由于抖动或电子噪声，可能的是，在一次循环中没有任何条件(小于、大于、等于)被满足。在一些实施例中，滞后或开窗或平均被执行以避免没有任何条件被满足以及避免形成不断循环以核实流体压力状态的情形出现。在微控制器获得结果并且在方块62、64或66中设置脉冲的脉冲宽度之后，然后这些方块中的一个将其调制值发送到方块70以启动驱动器电路来向阀发送命令信号。被发送到用于阀的致动器的实际命令信号在方块70、72和74中生成。在图30中，示例性流程图适用于三个或n个数量的阀，从而具有三个或n个数量的脉冲信号，这些脉冲信号将被缓冲的至特定阀的输出驱动器。在该示例中，三个或n个阀中的每一个阀的打开之间的相位差被对称地设置，例如对于两个阀相隔而言是180度，对于三个阀而言是相隔120度，对于四个阀而言则相隔90度等。类似地，n个数量的阀中的每一个阀的关闭之间的相位差为相隔相同的度数。相位差通过计算而被设定，如方块70、72和74中所示。通过使用图2A的示例性计时示意图，驱动阀30、32、34的脉宽调制脉冲信号相对于彼此被延时(脉冲的上升边缘被延时并且未及时地一致(coincide))。返回至图30，在该示例中，因为被发送到阀的信号独立地被生成，因而具有三个方块70、72和74。
图31图示了用于混合喷嘴系统的示例性操作600的流程图，该示例性操作包括脉宽调制或连续的喷射控制。初始化顺序开始于程序602，程序602包括测试通信或数据收集系统、校准、感测外部条件(例如风向、温度)并且选择液体或混合物的类型。程序604包括选择应当被操作的喷嘴和喷嘴梢、设置邻近的喷嘴或相邻喷嘴(例如第二邻近的喷嘴)之间的重叠量、旋转和定位喷嘴(例如转头)或喷射线路、并且测试喷嘴响应和测试喷射模式。程序606包括选择用于操作的喷嘴的喷射模式。喷射模式包括表格I中列出的配置中的任一种。程序610包括连续的喷射模式；程序612包括用于至少一个喷嘴或喷嘴梢的操作的连续模式和用于另一喷嘴或喷嘴梢的脉冲模式。程序614包括用于喷嘴的操作的脉宽调制脉冲模式，具有同相或异相脉冲调制的一个阀或两个或多个阀，以分别允许更高的流率或更快的脉冲调制速度。用于程序610、612或614中的任一个的算法可以被编程至喷雾器控制器中；例如，状态机可以检查喷雾器程序的状态。对于农业喷雾器，状态机还可以保持追踪其它的问题，诸如监测地形、土壤和环境条件、或车辆的位置和速度。最后，在图31中，程序616包括监控喷射模式或质量(即液滴尺寸)的方法，涉及放置在喷雾车辆的后部或在喷雾车辆后方拖动的传感器。预期的喷射模式或质量可以被预加载在喷雾器控制器或计算装置上。当被检测的喷射模式不与预期的喷射模式或质量匹配或与该预期的喷射模式或质量偏离太多(例如5或6个标准差(sigma))时，喷雾器控制器通过改变喷射开启(ON)时间的持续时间(例如校正开启的脉冲宽度)来调节喷射速度。可选地，喷雾器控制器还可以基于检测到的喷射线路中的压力和/或基于检测到的喷射模式，停止、抬升、下降、倾斜或旋转喷射线路。通过向喷雾器控制器提供压力和检测到的喷射反馈，车辆可以正常地响应。类似地，在工业最终用途中，喷射单元可以对诸如喷嘴阻塞或过度喷射的问题作出响应。
在许多测试和设计修改之后，发现通过包括两个或多个关闭(打开和关闭运动)阀以将流体流从喷嘴主体(例如4A)的一个腔中引导到另一腔，以及通过脉宽调制或连续的流动控制的使用(例如为了增加频率)，示例性喷嘴主体4A可具有足够的操作灵活性，以能够与许多悬臂设计以及任一轻质或更重的悬臂设计兼容。悬臂500的示例包括那些具有桁架520结构的悬臂，如图32和33所示。其它的悬臂实施例包括如图15和16所示的悬架530、成段的管，它们自喷雾器中央框架532悬臂安装架件(mount)悬挂下来，类似于具有从主(主要的)立柱伸出至甲板梁的线缆的吊桥。没有足够的支架或桁架520的管状悬臂更易弯曲，从而例如来自喷嘴主体4A的更快的喷剂释放补偿来自悬臂的扰乱喷射模式的振动的任何增加。可选地，因为喷嘴主体4A可以更快地或更慢地释放喷剂，并且是可调节(调制)的，因此该喷嘴主体的性能可以被优化(调谐)以能够与悬臂的运动更加兼容。通过调制和具有用于出口的多个选择，喷嘴主体4A的动态性能覆盖更宽范围的可能的性能(例如，以适应更宽范围的压力、流率、角度和喷射区域)。对于具有重量更轻的悬臂的实施例，喷雾器可以替代地以其它方式携带更多重量，例如通过更多的应用材料或流体。例如，更大的槽可以被使用或第二喷剂槽可选地被安装或连接在喷雾车辆上，以容纳更多喷剂材料。额外量的流体/化学制剂维持甚至更快的喷射速度或更高的流率，这可以通过用于喷嘴主体4A的脉宽调制信号控制阀的交替操作而实现。
图32和33图示了安装在或夹紧到悬臂组件500的喷嘴主体(例如4A)，而悬臂组件500安装在小机车平台、或者诸如拖拉机或自行走式喷雾器的车辆上(例如图37-39)。携带流体的软管(未示出)安装到悬臂组件500的外部或设置在悬臂组件500的内部。可选地，车辆包括用于飞机喷雾的飞机(例如图39)，或手动操作或操纵杆操作的背包式喷雾器。拖拉机510式喷射包括低压(例如20-50磅/平方英寸(psi))喷雾器，该低压喷雾器施加约5-50加仑每英亩。其它的拖拉机510包括安装到拖拉机的喷雾机械(例如槽、泵或被液压马达或压缩机驱动的流动调节器)。悬臂组件500被安装在拖拉机510的前部、后部或一侧或两侧。在可替换的实施例中，拖拉机510安装式喷雾器单元与其它的设备结合，该设备诸如为种植机、耕耘机或耕种机具。喷嘴主体4A可以被安装到中耕作物(喷雾喷杆的)下悬喷管的端部，这可以能使喷嘴主体4A更靠近作物地更低地喷雾，尤其在作物已经刚出土之后。相比之下，图37图示了高距离喷雾器，该喷雾器足够高以越过(clear)诸如玉米的较高的作物的高度。喷雾悬臂组件500被安装在车辆的前部或后部，并根据作物高度和应用条件而被降低或抬升。可选地，图38图示了拖车上安装的喷雾器，该喷雾器附接到有轮的液体槽并且被拖拉机或卡车或其它的多用途运载车牵引通过田地。槽容量范围达到1000至1500加仑；泵被安装在拖拉机506上并且被拖拉机的PTO轴或其它的液压马达驱动。对于工业应用，喷嘴主体4A被安装到悬臂或单个的流体泵保持器，从而可以只具有一个喷嘴。喷嘴主体4A可以用于无悬臂的散播式喷雾，或甚至用于手动操作的或手持的喷雾系统，该无悬臂的散播式喷雾用于农业或工业喷雾。
在图33中，悬臂组件500具有″湿的″悬臂或喷射管道504，多个喷嘴主体(例如4A)附接到所述″湿的″悬臂或喷射管道504。喷射管道504向每个喷嘴主体4A提供流体，喷嘴主体4A彼此间隔开5-20英寸的距离，该距离取决于期望的喷射重叠量。根据悬臂和流体管道的尺寸，喷嘴的数量范围从20至约120。在其它的实施例中，喷嘴主体4A附接到″干的″悬臂，其中软管将流体输送到每个喷嘴。类似于喷嘴，悬臂组件500或它们的元件，诸如喷射管道，被制造成各种形式(图32-35，具有或没有桁架520和不同的折叠机构)并且包括以下材料，诸如钢、铝、合金、复合物、碳化纤维、亚麻纤维、橡胶、玻璃纤维、聚合物、塑料、以及这些材料的结合等。将悬臂500的段、支撑物502、通道保持到一起的铆钉和连接器通常是金属的，但是也可以是人造材料的。由更重的材料(诸如合金和金属)制成的铆钉和连接器或通道有时也被额外地用作用于稳定由更轻材料制成的悬臂组件500的重量或镇物。
图33和35图示了用于喷射管道504的示例性设计，即使在延伸使也具有足够的刚度以便实现均匀的喷射并且响应于喷射控制器。为调节喷射的方向，喷射管道504可绕其纵向轴线中的一条轴线旋转，并且安装在步进旋转器或某些类似的装臂上以使喷射管道504旋转，从而喷嘴主体(例如4A)相对于目标喷射物体指向不同的方向。进一步地，主喷雾控制器可以使得喷射管道504的段向外伸出，以针对地形的倾斜或不平坦的土壤进行调节。图33图示了喷射管道504的示例，喷射管道504被捆接(strapped)或铆接到悬臂500内侧的较长金属梁中的一个。喷嘴100沿着金属梁间隔地被定位。对于管状悬架悬臂500，如图34所示，喷射管道504安装在悬臂后方。喷射管道504附接到悬臂的接头以及被捆接到悬臂500的各个段；喷射管道504的刚性的各个段通过螺栓和铰接件附接；在悬臂500折叠的接头处，喷射管道504是挠性管。喷嘴主体4A被安装在悬臂500的从中心线路下方至悬臂500的顶部之间的范围内的位置上。悬架式悬臂500通常具有比喷嘴100的尺寸更大(即，比喷嘴的115-135毫米的尺寸更大)的直径，从而悬臂500应该在喷嘴主体4A可以接触地面之前接触地面。在悬臂500的端部处，其中断开的段具有锥形的悬臂段，并且悬臂的直径变得与喷嘴主体4A的尺寸具有可比性，喷射管道504安装在断开段的中线上方。
可选地，喷射管道504安装到接头段和悬臂500下方。喷射管道504沿着悬臂500的段捆接到悬臂500。为避免当悬臂500接近地面时对喷嘴主体4A的可能的损坏，悬臂500的诸如脱离的段具有从悬臂成直角的支柱或突出部从而，延伸部可以在喷嘴主体4A可以接触地面之前接触地面。由于具有沿着延伸部的端部延伸的能够自动拉入所述突出部件的张力线，因此当悬臂折叠时，支柱或突出部折叠。
虽然本公开集中在宏观的和较大的喷雾器上，诸如那些用于户外田地中的喷雾器，但是用于工业制造的更小的喷雾器和喷嘴或甚至微型机电(MEMs)尺寸的喷雾器也通过这些概念获益。例如，工业使用还包括喷雾器和可能具有不规则形状或具有锐利边缘的目标物体之间的相对运动，因此还期望释放的喷剂的量或模式的迅速改变。
最后，本公开中图示和规定的定向和方向应该不被认为是限制性的。本公开中规定的许多定向和权利要求参照设备的行进方向。但是，方向，例如″在后方″也可以仅是说明性的并且不在空间上绝对地定向实施例。即，在其″侧面″或″底部″制造的结构仅是空间上的任意定向，该定向没有绝对的方向。并且，在实际应用中，例如，因为机具可以在小山上的许多方向上移动，因而喷嘴和悬臂设备可以成角度地被操作或定位；并且依次，″顶部″指向″侧面″。因而，本申请中规定的方向可以被任意地指定。

Claims (27)

1.一种喷嘴系统，其包括：
喷嘴主体，所述喷嘴主体包括流体入口、流体管道、第一阀、第二阀、第一出口和第二出口；其中，所述流体入口连接到所述流体管道；所述流体管道通过第一阀联接到所述第一出口；并且所述流体管道还通过第二阀联接到所述第二出口；
所述喷嘴主体还包括第一致动器和第二致动器；并且
其中，所述第一致动器在第一脉冲控制下接触所述第一阀以移动所述第一阀，并且所述第二致动器在第二脉冲控制下接触所述第二阀以移动所述第二阀。
2.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中所述流体管道定位在所述第一阀和所述第二阀之间；并且所述第一阀、所述第二阀和所述流体管道包括形成管状装置的第一喷嘴段，其中所述第一阀和所述第二阀分别被所述第一致动器和所述第二致动器覆盖。
3.根据权利要求2所述的喷嘴系统，其中所述第一出口和所述第二出口联接到第二喷嘴段的相应的第一输入端和第二输入端，所述第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一喷嘴段。
4.根据权利要求2所述的喷嘴系统，其中所述第一出口和所述第二出口配合到第二喷嘴段的相应的第一输入端和第二输入端，所述第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一喷嘴段；所述第二喷嘴段包括第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端；其中，所述第一喷嘴输出端在所述第二喷嘴段相对于所述第一喷嘴段位于第一旋转位置时配合到所述第一输入端和所述第二输入端两者。
5.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一出口和所述第二出口；其中，所述第二喷嘴段包括第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端；并且其中，所述第一喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段位于第一旋转位置时接收来自所述第一出口和所述第二出口的化学药品；并且其中，所述第二喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段相对于所述第一阀和第二阀位于第二旋转位置时接收来自所述第一出口或所述第二出口的化学药品。
6.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一出口和所述第二出口；其中，所述第二喷嘴段是圆筒状的并具有第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端，所述第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端二者都围绕所述第二喷嘴段的周边；并且其中，所述第一喷嘴输出端和所述第二喷嘴输出端指向与所述流体入口的流体流平行的方向。
7.根据权利要求6所述的喷嘴系统，其中所述第一喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段位于第一旋转位置时接收来自所述第一出口和所述第二出口的流体；并且其中，所述第二喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段位于第二旋转位置时接收来自所述第一出口或所述第二出口的流体。
8.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一出口和所述第二出口；其中，所述第二喷嘴段是圆筒状的并具有第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端，所述第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端都突出于所述第二喷嘴段的周边之外；并且所述第一喷嘴输出端或所述第二喷嘴输出端在所述第二喷嘴段位于第一旋转位置时指向与所述流体入口的流体流平行的方向。
9.根据权利要求8所述的喷嘴系统，其中所述第一喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段位于第一旋转位置时接收来自所述第一出口和所述第二出口的流体；并且其中，所述第二喷嘴输出端设计成在所述第二喷嘴段位于第二旋转位置时接收来自所述第一出口或所述第二出口的流体。
10.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中所述喷嘴主体包括本地电路，所述本地电路在嵌入所述喷嘴主体的壁中的电力迹线上生成信号，其中所述电力迹线延伸至所述第一致动器和所述第二致动器。
11.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一出口和所述第二出口；其中，所述第二喷嘴段包括第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端；其中，所述喷嘴主体还容纳本地电路，所述本地电路在嵌入所述喷嘴主体的壁中的电力迹线上生成信号，其中所述电力迹线延伸至旋转所述第二喷嘴段的马达。
12.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中第二喷嘴段被可旋转地联接到所述第一出口和所述第二出口；其中，所述第二喷嘴段包括第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端；其中，所述喷嘴主体还容纳本地电路，所述本地电路在延伸至位于所述第二喷嘴段外部下侧的LED(发光二极管)的电力迹线上生成信号。
13.根据权利要求5所述的喷嘴系统，其中所述第二喷嘴段容纳本地电路，所述本地电路具有延伸至继电器箱的第一电力迹线，其中所述继电器箱具有与所述第一致动器和所述第二致动器接触的第二电力迹线。
14.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中多个所述喷嘴主体被安装到由复合碳化纤维制成的农用喷雾悬臂。
15.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中多个所述喷嘴主体被安装到具有桁架的农用喷雾悬臂；并且所述农用喷雾悬臂附接到自行进式喷雾器或拖拉机牵引式喷雾器。
16.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中所述第二脉冲控制包括具有100％占空因数的信号，以保持所述第二阀打开。
17.根据权利要求1所述的喷嘴系统，其中所述第一脉冲控制和第二脉冲控制包括脉宽调制控制。
18.一种喷雾设备，其包括：
喷嘴，所述喷嘴具有连接到转头的喷嘴管；
所述喷嘴管具有流体入口，所述流体入口联接到第一通路和第二通路；
所述第一通路被第一阀打开；
所述第二通路被第二阀打开；
所述第一阀和第二阀联接到电子器件，以彼此异相地交替所述第一阀和所述第二阀的打开状态；并且
其中，所述设定从所述第一通路或从所述第二通路释放流体到所述转头的对应的第一输入端和第二输入端。
19.根据权利要求18所述的喷雾设备，其中所述第一输入端和第二输入端联接到所述转头内侧的对应的第一管道和第二管道；并且所述第一管道和第二管道的其它端部配合到合并的喷嘴输出端或配合到分离的单独的输出端。
20.根据权利要求18所述的喷雾设备，其中所述设定包括用于打开和关闭所述第一阀和第二阀的脉宽调制。
21.根据权利要求18所述的喷雾设备，其中所述转头被可旋转地联接到所述喷嘴管；其中，所述转头是圆筒状的并具有第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端，所述第一输出端和第二喷嘴输出端都围绕筒状部的周边；并且所述第一喷嘴输出端和所述第二喷嘴输出端指向与所述流体入口的流体流平行的方向。
22.根据权利要求18所述的喷雾设备，其中所述转头被可旋转地联接到所述喷嘴管；其中，所述转头是管状的并具有第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端，所述第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端都突出于所述转头的侧表面之外；并且所述转头具有第三喷嘴输出端，所述第三喷嘴输出端突出于所述转头的端部之外。
23.一种喷雾装置，其包括：
喷嘴，所述喷嘴具有连接到转头配合件的喷嘴管；
所述喷嘴管具有流体入口，所述流体入口联接到第一通路和第二通路；
所述第一通路被第一闸门打开；
所述第二通路被第二闸门打开；
所述转头配合件为圆筒状并具有第一管道和第二管道，其中所述第一通路接触所述第一管道，并且所述第二通路接触所述第二管道；
所述第一管道具有第一输出孔，并且所述第二管道具有第二输出孔；
容器该容器安装成能够围绕所述转头配合件转动；并且
所述容器具有第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端，所述第一喷嘴输出端和第二喷嘴输出端都围绕所述容器的周边；并且其中，所述第一喷嘴输出端和所述第二喷嘴输出端指向远离所述流体入口的方向。
24.根据权利要求23所述的喷雾装置，进一步包括电子电路，所述电子电路向控制所述第一闸门和所述第二闸门的迹线输出脉冲宽度调制信号；并且其中，所述电子电路被嵌入在所述喷雾装置中。
25.根据权利要求23所述的喷雾装置，其中所述第一输出孔和所述第二输出孔都在所述容器位于绕所述转头配合件的第一旋转位置时配合到所述第一喷嘴输出端。
26.根据权利要求25所述的喷雾装置，其中，在所述容器位于绕所述转头配合件的第二旋转位置时，所述第一输出孔配合到第一喷嘴输出端并且所述第二输出孔配合到第二喷嘴输出端。
27.根据权利要求23所述的喷雾装置，其中所述喷雾装置的最长尺寸是130～160毫米。
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