CN105964433B - 一种互反馈射流喷头及喷洒方法 - Google Patents

一种互反馈射流喷头及喷洒方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种互反馈射流喷头及喷洒方法，涉及农业节水灌溉技术领域，通过利用水射流元件取代摇臂式驱动的一套复杂机构，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；本发明互反馈射流喷头包括旋转驱动板、射流元件、稳流器、喷体、空心轴、轴套，射流元件位于喷体的末端，旋转驱动板连接于射流出口的一个壁面上。互反馈射流喷头喷洒时，水流由空心轴进入喷体，通过喷体到达喷嘴处，在射流空间内形成射流，产生射流附壁作用，在互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射流空间的两个侧壁之间切换流动，间歇性冲击旋转驱动板，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。

Description

一种互反馈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，具体涉及一种互反馈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。
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。本发明设计一种互反馈射流喷头，以互反馈水压为射流元件提供附壁切换动力，并且以水流冲击旋转驱动板获得旋转动力，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，耐久性强，制造成本低，利用水射流控制技术形成的一种互反馈射流喷头及喷洒方法。
本发明采取的技术解决方案是：
一种互反馈射流喷头，包括旋转驱动板、射流元件、稳流器、喷体、空心轴、弹簧罩、弹簧和轴套；所述旋转驱动板连接于射流元件的侧壁Ⅰ最末端；所述射流元件的喷嘴连接喷体的出水口；所述喷体内部的轴向侧壁上设置有稳流器；所述喷体的进水口连接有空心轴；所述空心轴外侧安装有轴套；所述喷体进水口与轴套之间设置有弹簧；
所述射流元件包括喷嘴、射流空间、侧壁Ⅰ、侧壁Ⅱ、射流出口Ⅰ、分流劈、射流出口Ⅱ、反馈口Ⅰ、反馈口Ⅱ和反馈通道；所述射流元件的出水端为喷嘴，喷嘴前端连接前小后大形状的射流空间；所述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侧壁的末端，并将射流空间的末端分割成为射流出口Ⅰ和射流出口Ⅱ；所述喷嘴出口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。
进一步的，所述射流元件中，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Ⅰa，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Ⅱb；所述位差Ⅰa≥位差Ⅱb。
进一步的，所述喷体为斜L形，喷体沿进水口至出水口的过流断面逐渐减小。
进一步的，所述弹簧外侧设置有弹簧罩。
进一步的，所述喷体与空心轴的连接处安装有密封圈Ⅰ；所述轴套与空心轴的连接处安装有密封圈Ⅱ。
进一步的，所述旋转驱动板为直线型或弧形，旋转驱动板内壁的末端与顶端中心的连线与侧壁Ⅰ平行或朝射流出口Ⅰ方向倾斜。
一种互反馈射流喷头的喷洒方法，压力水流由空心轴进入喷体的进水口，通过喷体到达喷嘴，喷射进射流空间形成射流，产生附壁于侧壁Ⅱ的射流，射流沿着侧壁Ⅱ到达射流出口Ⅱ喷出，喷洒至地面；由于射流存在卷吸作用，将在反馈口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，在射流的两边产生压差，使射流发生偏转，附壁于侧壁Ⅰ的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ喷出，冲击旋转驱动板；由于射流的卷吸作用，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，在射流的两侧产生压差，使射流再次发生偏转，水流恢复到侧壁Ⅱ的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅱ，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流沿侧壁Ⅱ输出与侧壁Ⅰ交替输出，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，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
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是本发明实施例2的射流原件图。
图中，1.旋转驱动板；2.射流元件；2-1.喷嘴；2-2.射流空间；2-3.侧壁Ⅰ；2-4.侧壁Ⅱ；2-5.射流出口Ⅰ；2-6.分流劈；2-7.射流出口Ⅱ；2-8.反馈口Ⅰ；2-9.反馈口Ⅱ；2-10.反馈通道；3.稳流器；4.喷体；5.空心轴；6.弹簧罩；7.弹簧；8.轴套；9.密封圈Ⅰ；10.密封圈Ⅱ；a.位差Ⅰ；b.位差Ⅱ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：
实施例1：
参照图1、图2、图3、图4、图5、图6与图7，一种互反馈射流喷头，由旋转驱动板1、射流元件2、稳流器3、喷体4、空心轴5、弹簧罩6、弹簧7、轴套8、密封圈Ⅰ9、密封圈Ⅱ10构成；
所述互反馈射流喷头，旋转驱动板1连接于射流元件2的侧壁Ⅰ2-3最末端，射流元件2的喷嘴2-1连接喷体4的喷嘴，喷体4的内部设置有稳流器3，空心轴5连接于喷体4的进口，轴套8安转在空心轴5外，弹簧7安装在位于喷体4进口与轴套9之间的空心轴5外，密封圈Ⅰ9安装在喷体4与空心轴5的连接处，密封圈Ⅱ10安装在轴套8与空心轴5的连接处；
所述旋转驱动板1为直线型或弧形，旋转驱动板1内壁的末端与顶端中心的连线与侧壁Ⅰ2-3平行或朝射流出口Ⅰ2-5方向倾斜；
所述射流元件2包括喷嘴2-1、射流空间2-2、侧壁Ⅰ2-3、侧壁Ⅱ2-4、射流出口Ⅰ2-5、分流劈2-6、射流出口Ⅱ2-7、反馈口Ⅰ2-8、反馈口Ⅱ2-9和反馈通道2-10；所述射流元件2的最前端是喷嘴2-1，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Ⅰ2-3和侧壁Ⅱ2-4，分流劈2-6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Ⅰ2-5和射流出口Ⅱ2-7，在喷嘴2-1出口两边的侧壁上分别设置反馈口Ⅰ2-8和反馈口Ⅱ2-9，连通反馈口Ⅰ2-8和反馈口Ⅱ2-9形成反馈通道2-10；
所述喷体4为斜L形，喷体4沿进口至喷嘴的过流断面逐渐减小；
所述射流元件2中，位差Ⅰa为喷嘴2-1位于侧壁Ⅰ2-3一侧的边壁至侧壁Ⅰ2-3顶端的最小间距，位差Ⅱb为喷嘴2-1位于侧壁Ⅱ2-4一侧的边壁至侧壁Ⅱ2-4顶端的最小间距；所述位差Ⅰa≥位差Ⅱb。
具体实现过程：具体应用时，轴套9与喷灌管道的立管连接，喷灌系统立管中的压力水流由空心轴5进入喷体4的进口，通过喷体4到达喷嘴2-1，喷射进射流空间2-2形成射流，假如首先产生附壁于侧壁Ⅱ2-4的射流，射流沿着侧壁Ⅱ2-4到达射流出口Ⅱ2-7喷出，喷洒至地面；此时，由于射流存在卷吸作用，将在反馈口Ⅱ2-9处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道2-10传递到反馈口Ⅰ2-8，作用于反馈口Ⅰ2-8一侧的射流，在射流的两边产生压差，使射流发生偏转，附壁于侧壁Ⅰ2-3的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ2-5喷出，冲击旋转驱动板1，一方面驱使喷头旋转，另一方面将水流击散后喷洒至地面；同样地，由于射流的卷吸作用，将在反馈口Ⅰ2-8处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道2-10传递到反馈口Ⅱ2-9，作用于反馈口Ⅱ2-9一侧的射流，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Ⅱ2-4的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅱ2-7，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流沿侧壁Ⅱ2-4输出与侧壁Ⅰ2-3交替输出，间歇性击打旋转驱动板1，驱使喷头持续旋转，同时沿着侧壁Ⅱ2-4输出时，喷洒中间及远处地面，沿着侧壁Ⅰ2-3输出时，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。
实施例2：
参照图8，基本结构特征与实施例1相似，与实施例1的不同之处在于取消了分流劈，侧壁Ⅰ2-3与侧壁Ⅱ2-4可以与喷嘴5中心线有一定的夹角，也可与喷嘴5中心线平行。
所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种互反馈射流喷头，其特征在于，包括旋转驱动板(1)、射流元件(2)、稳流器(3)、喷体(4)、空心轴(5)、弹簧罩(6)、弹簧(7)和轴套(8)；所述旋转驱动板(1)连接于射流元件(2)的侧壁Ⅰ(2-3)最末端；所述射流元件(2)的喷嘴(2-1)连接喷体(4)的出水口端；所述喷体(4)内部轴向侧壁上设置有稳流器(3)；所述喷体(4)的进水口端连接有空心轴(5)；所述空心轴(5)外侧安装有轴套(8)；所述喷体(4)进水口端与轴套(8)之间设置有弹簧(7)；
所述射流元件(2)包括喷嘴(2-1)、射流空间(2-2)、侧壁Ⅰ(2-3)、侧壁Ⅱ(2-4)、射流出口Ⅰ(2-5)、分流劈(2-6)、射流出口Ⅱ(2-7)、反馈口Ⅰ(2-8)、反馈口Ⅱ(2-9)和反馈通道(2-10)；所述射流元件(2)的出水端为喷嘴(2-1)，喷嘴(2-1)前端连接前小后大形状的射流空间(2-2)；所述射流空间(2-2)的两侧分别为侧壁Ⅰ(2-3)和侧壁Ⅱ(2-4)；所述分流劈(2-6)位于射流空间(2-2)侧壁的末端，并将射流空间(2-2)的末端分割成为射流出口Ⅰ(2-5)和射流出口Ⅱ(2-7)；
所述喷嘴(2-1)出口两边的侧壁上分别设置反馈口Ⅰ(2-8)和反馈口Ⅱ(2-9)；反馈口Ⅰ(2-8)和反馈口Ⅱ(2-9)通过反馈通道(2-10)连通。
2.根据权利要求1所述的互反馈射流喷头，其特征在于，所述射流元件(2)中，喷嘴(2-1)位于侧壁Ⅰ(2-3)一侧的边壁至侧壁Ⅰ(2-3)顶端的最小间距为位差Ⅰa，喷嘴(2-1)位于侧壁Ⅱ(2-4)一侧的边壁至侧壁Ⅱ(2-4)顶端的最小间距为位差Ⅱb；所述位差Ⅰa≥位差Ⅱb。
3.根据权利要求1所述的互反馈射流喷头，其特征在于，所述喷体(4)为斜L形，喷体(4)沿进水口至出水口的过流断面逐渐减小。
4.根据权利要求1所述的互反馈射流喷头，其特征在于，所述弹簧(7)外侧设置有弹簧罩(6)。
5.根据权利要求1所述的互反馈射流喷头，其特征在于，所述喷体(4)与空心轴(5)的连接处安装有密封圈Ⅰ(9)；所述轴套(8)与空心轴(5)的连接处安装有密封圈Ⅱ(10)。
6.根据权利要求1所述的互反馈射流喷头，其特征在于，所述旋转驱动板(1)为直线型或弧形，旋转驱动板(1)内壁的末端与顶端中心的连线与侧壁Ⅰ(2-3)平行或朝射流出口Ⅰ(2-5)方向倾斜。
7.根据权利要求1至6任一项所述的互反馈射流喷头的喷洒方法，其特征在于：压力水流由空心轴(5)进入喷体(4)的进水口，通过喷体(4)到达喷嘴(2-1)，喷射进射流空间(2-2)形成射流，产生附壁于侧壁Ⅱ(2-4)的射流，射流沿着侧壁Ⅱ(2-4)到达射流出口Ⅱ(2-7)喷出，喷洒至地面；由于射流存在卷吸作用，将在反馈口Ⅱ(2-9)处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道(2-10)传递到反馈口Ⅰ(2-8)，作用于反馈口Ⅰ(2-8)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Ⅰ(2-3)的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅰ(2-5)喷出，冲击旋转驱动板(1)；由于射流的卷吸作用，将在反馈口Ⅰ(2-8)处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈通道(2-10)传递到反馈口Ⅱ(2-9)，作用于反馈口Ⅱ(2-9)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Ⅱ(2-4)的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口Ⅱ(2-7)，形成一次振荡过程；如此循环往复，水流沿侧壁Ⅱ(2-4)输出与侧壁Ⅰ(2-3)交替输出，间歇性击打旋转驱动板(1)，驱使喷头持续旋转。
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