CN105944856A - 一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法，所述双喷嘴射流喷头包括旋转部件、射流元件、主喷管、主喷嘴、副喷管、副喷嘴与驱动板，射流元件位于旋转部件与主副喷管的中间，旋转驱动板连接于副喷嘴的壁面上。双喷嘴射流喷头喷洒时，水流由空心轴进入射流喷嘴，在射流空间内形成射流，产生射流附壁作用，在反馈通道内的水压作用下，附壁水流发生间歇性偏转，使得水流按照一定频率在主副喷管内切换流动，间歇性冲击副喷嘴处的驱动板，驱使喷头连同空心轴一起沿着轴套旋转，实现喷头沿圆周进行喷洒。本发明具有结构简单、可靠性强、制造成本低等特点，适用于大田作物、牧草、林果、花卉等各种喷灌系统的需求。

Description

一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法
技术领域
本发明属于农业节水灌溉技术领域，涉及喷灌喷头，具体涉及一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法。
背景技术
摇臂式喷头是目前使用最多、应用最广的喷头，摇臂式喷头的驱动机构由摇臂、摇臂轴、摇臂弹簧、弹簧座等零件组成，靠摇臂敲击喷体及弹簧复位来实现喷头转动与反向，结构较为复杂。由于敲打和撞击的作用，对喷管、摇臂材料的刚性及弹簧稳定性要求较高。带有副喷嘴的摇臂式喷头，较好的解决了喷头近处喷洒均匀性问题，但同时增加了喷洒强度。
申请号为CN200710134562.5的中国专利“附壁式射流喷头”、申请号为200610096781.4的中国专利“全射流微喷头”、申请号为03222424.9的中国专利“全射流喷头”、申请号为86209507的中国专利“一种全射流喷头”、申请号为201010552792.5的中国专利“一种外取水射流附壁式控制元件”、申请号为90200784.X的中国专利“双击同步全射流喷头”，都公开了一种利用射流原理的喷头结构，但是所用原理基本相同，都是采用取水抵消一侧射流的空气，通过另一侧补气，产生大气压差，使射流附壁于空气稀薄的一侧，同样采用补充空气的方式使射流换向，并通过附壁力使喷头旋转，其结构也都是基于基本原理进行设计。
本发明设计一种双喷嘴射流喷头，以反馈水压为射流元件提供附壁切换动力，两个喷嘴交替喷洒，以水流冲击驱动板，从而获得旋转动力，射流换向更为简易，驱动力更有保障。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单，造价低，可靠性强，利用水射流控制技术形成的一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法。
本发明采取的技术解决方案是：一种双喷嘴射流喷头，包括旋转部件、射流元件、主喷管、主喷嘴、副喷管、副喷嘴和驱动板；
所述旋转部件包括轴套、空心轴、弹簧和连轴件；所述轴套套装在空心轴外侧的前部，空心轴后部连接于连轴件内侧；所述轴套与连轴件之间的空心轴外侧安装有弹簧；
所述射流元件包括射流喷嘴、射流空间、反馈口Ⅰ、反馈口Ⅱ、反馈通道、侧壁Ⅰ、侧壁Ⅱ、射流出口Ⅰ、射流出口Ⅱ和分流劈；所述射流喷嘴为空心轴与连轴件连接后形成的圆柱形通道，在喷嘴出口端两边的侧壁上分别设置反馈口Ⅰ和反馈口Ⅱ，反馈口Ⅰ和反馈口Ⅱ通过反馈通道连通；所述射流喷嘴之后是一段前小后大形状的射流空间；射流空间的两侧分别为侧壁Ⅰ和侧壁Ⅱ；所述分流劈位于射流空间的末端，并将射流空间的末端分割成为射流出口Ⅰ和射流出口Ⅱ；
所述主喷管连接在射流出口Ⅰ后面，主喷管末端为主喷嘴；所述副喷管连接在射流出口端Ⅱ后面，副喷管末端为副喷嘴；所述主喷管、主喷嘴、副喷管与副喷嘴的中心线在同一平面内；所述主喷嘴与副喷嘴成反向布置；所述驱动板连接在副喷嘴的最末端，驱动板中心线的纵剖面与主喷嘴和副喷嘴中心线所在的平面垂直。
进一步的，所述射流元件中，所述喷嘴位于侧壁Ⅰ一侧的边壁至侧壁Ⅰ顶端的最小间距为位差Ⅰd；所述喷嘴位于侧壁Ⅱ一侧的边壁至侧壁Ⅱ顶端的最小间距为位差Ⅱs；所述位差Ⅱs≥位差Ⅰd。
进一步的，所述射流喷嘴、射流出口Ⅰ、射流出口Ⅱ、主喷管、主喷嘴、副喷管与副喷嘴的横截面均为圆形。
进一步的，所述主喷管、主喷嘴、副喷管与副喷嘴的横截面由前端往后端逐渐减小。
进一步的，所述射流空间的横截面中间为矩形、两边为半圆形所组成。
进一步的，所述驱动板为直线型或者弧形。
进一步的，所述弹簧的外面罩有弹簧罩。
进一步的，所述轴套与空心轴的连接处安装有密封圈Ⅰ；所述连轴件与空心轴的连接处安装有密封圈Ⅱ。
一种双喷嘴射流喷头的喷洒方法，压力水流由空心轴进入射流喷嘴，喷射进射流空间形成射流，产生附壁于侧壁Ⅰ的射流，射流沿着侧壁Ⅰ到达射流出口Ⅰ，通过主喷管到达主喷嘴喷出，喷洒至地面；由于射流存在卷吸作用，将在反馈口Ⅰ处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道传递到反馈口Ⅱ，作用于反馈口Ⅱ一侧的射流，在射流的两边产生压差，使射流发生偏转，附壁于侧壁Ⅱ的壁面，射流沿着侧壁Ⅱ到达射流出口Ⅱ，通过副喷管到达副喷嘴喷出，冲击驱动板，驱使喷头旋转；射流的卷吸作用，将会在反馈口Ⅱ处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道传递到反馈口Ⅰ，作用于反馈口Ⅰ一侧的射流，在射流的两侧产生压差，使射流再次发生偏转，水流恢复到侧壁Ⅰ的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流由主喷嘴与副喷嘴交替喷出，间歇性击打旋转驱动板，驱使喷头持续旋转。
本发明的有益效果：本发明由于应用射流控制技术，切换水流的射流方向，使水流冲击驱动板，驱使喷头旋转，两个喷头交替喷洒，在不增加喷洒强度的情况下，解决了喷头近处喷洒均匀度问题。用水射流元件取代摇臂式驱动的一套复杂机构，元件结构简单，省去现有摇臂式喷头的弹簧与摇臂，简化了驱动与换向结构，使得喷头运行更为可靠、持久。通过驱动板分散喷洒水流，与直射流的喷洒水量相互补，能够得到较好的喷洒性能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明实施例1的正剖面图；
图2是图1的A-A剖面图；
图3是图1的B-B剖面图；
图4是图1的C-C剖面图；
图5是图1的D-D剖面图；
图6是图1的E-E剖面图；
图7是图1的F-F剖面图；
图8是图1中旋转部件与位差大样图。
附图标记如下：
1.旋转部件；1-1.轴套；1-2.空心轴；1-3.弹簧；1-4.弹簧罩；1-5.连轴件；1-6.密封圈Ⅰ；1-7.密封圈Ⅱ；2.射流元件；2-1.射流喷嘴；2-2.射流空间；2-3.反馈口Ⅰ；2-4.反馈口Ⅱ；2-5.反馈通道；2-6.侧壁Ⅰ；2-7.侧壁Ⅱ；2-8.射流出口Ⅰ；2-9.射流出口Ⅱ；2-10.分流劈；3.主喷管；4.主喷嘴；5.副喷管；6.副喷嘴；7.驱动板；d.位差Ⅰ；S.位差Ⅱ。
具体实施方式
为了进一步的说明本发明的技术方案，现结合附图进行说明：
实施例：
参照图1至图8，双喷嘴射流喷头包括旋转部件1、射流元件2、主喷管3、主喷嘴4、副喷管5、副喷嘴6与驱动板7；所述旋转部件1包括轴套1-1、空心轴1-2、弹簧1-3、弹簧罩1-4、连轴件1-5、密封圈Ⅰ1-6、密封圈Ⅱ1-7，轴套1-1套装在空心轴1-2前部，空心轴1-2后部连接于连轴件1-5之内，弹簧1-3安装在位于轴套1-1与连轴件1-5之间的空心轴1-2之外，密封圈Ⅰ1-6安装在轴套1-1与空心轴1-2的连接处，密封圈Ⅱ1-7安装在连轴件1-5与空心轴1-2的连接处，弹簧罩1-4罩于弹簧1-3的外面；所述射流元件2包括射流喷嘴2-1、射流空间2-2、反馈口Ⅰ2-3、反馈口Ⅱ2-4、反馈通道2-5、侧壁Ⅰ2-6、侧壁Ⅱ2-7、射流出口Ⅰ2-8、射流出口Ⅱ2-9、分流劈2-10，所述射流喷嘴2-1为空心轴1-2与连轴件1-5连接后形成的圆柱形通道，在喷嘴2-1出口两边的侧壁上分别设置反馈口Ⅰ2-3和反馈口Ⅱ2-4，连通反馈口Ⅰ2-3和反馈口Ⅱ2-4形成反馈通道2-5，射流喷嘴2-1之后是一段前小后大形状的射流空间2-2，射流空间2-2的两侧分别为侧壁Ⅰ2-6和侧壁Ⅱ2-7，分流劈2-10位于射流空间2-2的末端，并将射流空间2-2的末端分割成为射流出口Ⅰ2-8和射流出口Ⅱ2-9；所述主喷管3连接在射流出口Ⅰ2-8后面，主喷管3末端为主喷嘴4；所述副喷管5连接在射流出口Ⅱ2-9后面，副喷管5末端为副喷嘴6；所述主喷管3、主喷嘴4、副喷管5与副喷嘴6的中心线在同一平面内，主喷嘴4与副喷嘴6成反向布置；所述驱动板7连接在副喷嘴6的最末端，驱动板7中心线的纵剖面与主喷嘴4和副喷嘴6中心线所在的平面垂直。
所述射流喷嘴2、射流出口Ⅰ2-8、射流出口Ⅱ2-9、主喷管3、主喷嘴4、副喷管5与副喷嘴6的横截面为圆形，主喷管3、主喷嘴4、副喷管5与副喷嘴6的横截面由前端往后端逐渐减小，射流空间2-2的横截面为中间矩形、两边为半圆形所组成的形状；所述驱动板1为直线型或弧形。
所述射流元件2中，位差Ⅰd为喷嘴2-1位于侧壁Ⅰ2-6一侧的边壁至侧壁Ⅰ2-6顶端的最小间距，位差Ⅱs为喷嘴2-1位于侧壁Ⅱ2-7一侧的边壁至侧壁Ⅱ2-7顶端的最小间距；所述位差Ⅱs≥位差Ⅰd。
压力水流由空心轴进入射流喷嘴2-1，喷射进射流空间2-2形成射流，产生附壁于侧壁Ⅰ2-6的射流，射流沿着侧壁Ⅰ2-6到达射流出口Ⅰ2-8，通过主喷管3到达主喷嘴4喷出，喷洒至地面；由于射流存在卷吸作用，将在反馈口Ⅰ2-3处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道2-5传递到反馈口Ⅱ2-4，作用于反馈口Ⅱ2-4一侧的射流，在射流的两边产生压差，使射流发生偏转，附壁于侧壁Ⅱ2-7的壁面，射流沿着侧壁Ⅱ2-7到达射流出口Ⅱ2-9，通过副喷管5到达副喷嘴6喷出，一方面冲击驱动板7，驱使喷头旋转，另一方面将水流击散后喷洒至地面；由于射流的卷吸作用，将会在反馈口Ⅱ2-4处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道2-5传递到反馈口Ⅰ2-3，作用于反馈口Ⅰ2-3一侧的射流，在射流的两侧产生压差，使射流再次发生偏转，水流恢复到侧壁Ⅰ2-6的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ2-8，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流由主喷嘴4与副喷嘴6交替喷出，间歇性击打旋转驱动板1，驱使喷头持续旋转，当沿着主喷嘴4喷出时，喷洒中间及远处地面，而沿着副喷嘴6喷出时，喷洒近处及中间地面，使得整个圆周面上的喷洒水量保持均匀。
本发明双喷嘴射流喷头已通过实施例予以充分揭示，但所述实施例并非用以限制本发明，在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下还可有其它的实施方式。分流劈顶面可以为凹弧、多边形、弧面、平面等。在表明本发明的范围时，应参考所附的权利要求书，而不是前述的说明。

Claims (9)

1.一种双喷嘴射流喷头，其特征在于，包括旋转部件(1)、射流元件(2)、主喷管(3)、主喷嘴(4)、副喷管(5)、副喷嘴(6)和驱动板(7)；
所述旋转部件(1)包括轴套(1-1)、空心轴(1-2)、弹簧(1-3)和连轴件(1-5)；所述轴套(1-1)套装在空心轴(1-2)外侧的前部，空心轴(1-2)后部连接于连轴件(1-5)内侧；所述轴套(1-1)与连轴件(1-5)之间的空心轴(1-2)外侧安装有弹簧(1-3)；
所述射流元件(2)包括射流喷嘴(2-1)、射流空间(2-2)、反馈口Ⅰ(2-3)、反馈口Ⅱ(2-4)、反馈通道(2-5)、侧壁Ⅰ(2-6)、侧壁Ⅱ(2-7)、射流出口Ⅰ(2-8)、射流出口Ⅱ(2-9)和分流劈(2-10)；所述射流喷嘴(2-1)为空心轴(1-2)与连轴件(1-5)连接后形成的圆柱形通道，在喷嘴(2-1)出口端两边的侧壁上分别设置反馈口Ⅰ(2-3)和反馈口Ⅱ(2-4)，反馈口Ⅰ(2-3)和反馈口Ⅱ(2-4)通过反馈通道(2-5)连通；所述射流喷嘴(2-1)之后是一段前小后大形状的射流空间(2-2)；射流空间(2-2)的两侧分别为侧壁Ⅰ(2-6)和侧壁Ⅱ(2-7)；所述分流劈(2-10)位于射流空间(2-2)的末端，并将射流空间(2-2)的末端分割成为射流出口Ⅰ(2-8)和射流出口Ⅱ(2-9)；
所述主喷管(3)连接在射流出口Ⅰ(2-8)后面，主喷管(3)末端为主喷嘴(4)；所述副喷管(5)连接在射流出口端Ⅱ(2-9)后面，副喷管(5)末端为副喷嘴(6)；所述主喷管(3)、主喷嘴(4)、副喷管(5)与副喷嘴(6)的中心线在同一平面内；所述主喷嘴(4)与副喷嘴(6)成反向布置；所述驱动板(7)连接在副喷嘴(6)的最末端，驱动板(7)中心线的纵剖面与主喷嘴(4)和副喷嘴(6)中心线所在的平面垂直。
2.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述射流元件(2)中，所述喷嘴(2-1)位于侧壁Ⅰ(2-6)一侧的边壁至侧壁Ⅰ(2-6)顶端的最小间距为位差Ⅰd；所述喷嘴(2-1)位于侧壁Ⅱ(2-7)一侧的边壁至侧壁Ⅱ(2-7)顶端的最小间距为位差Ⅱs；所述位差Ⅱs≥位差Ⅰd。
3.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述射流喷嘴(2)、射流出口Ⅰ(2-8)、射流出口Ⅱ(2-9)、主喷管(3)、主喷嘴(4)、副喷管(5)与副喷嘴(6)的横截面均为圆形。
4.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述主喷管(3)、主喷嘴(4)、副喷管(5)与副喷嘴(6)的横截面由前端往后端逐渐减小。
5.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述射流空间(2-2)的横截面中间为矩形、两边为半圆形所组成。
6.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述驱动板(1)为直线型或者弧形。
7.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述弹簧(1-3)的外面罩有弹簧罩(1-4)。
8.根据权利要求1所述的双喷嘴射流喷头，其特征在于，所述轴套(1-1)与空心轴(1-2)的连接处安装有密封圈Ⅰ(1-6)；所述连轴件(1-5)与空心轴(1-2)的连接处安装有密封圈Ⅱ(1-7)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的双喷嘴射流喷头的喷洒方法，其特征在于：压力水流由空心轴进入射流喷嘴(2-1)，喷射进射流空间(2-2)形成射流，产生附壁于侧壁Ⅰ(2-6)的射流，射流沿着侧壁Ⅰ(2-6)到达射流出口Ⅰ(2-8)，通过主喷管(3)到达主喷嘴(4)喷出，喷洒至地面；由于射流存在卷吸作用，将在反馈口Ⅰ(2-3)处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道(2-5)传递到反馈口Ⅱ(2-4)，作用于反馈口Ⅱ(2-4)一侧的射流，在射流的两边产生压差，使射流发生偏转，附壁于侧壁Ⅱ(2-7)的壁面，射流沿着侧壁Ⅱ(2-7)到达射流出口Ⅱ(2-9)，通过副喷管(5)到达副喷嘴(6)喷出，冲击驱动板(7)，驱使喷头旋转；射流的卷吸作用，将会在反馈口Ⅱ(2-4)处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道(2-5)传递到反馈口Ⅰ(2-3)，作用于反馈口Ⅰ(2-3)一侧的射流，在射流的两侧产生压差，使射流再次发生偏转，水流恢复到侧壁Ⅰ(2-6)的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ(2-8)，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流由主喷嘴(4)与副喷嘴(6)交替喷出，间歇性击打旋转驱动板(1)，驱使喷头持续旋转。
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