CN106641172B - 一种园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，包括支撑立板(1)、水涡轮箱(2)和变速箱(3)，水涡轮箱和变速箱分别固定安装在平板结构的支撑立板的左右两立面上；水涡轮箱包括涡轮壳体(21)、压力水输入接头(22)、压力水输出接头(23)和水涡轮(24)，水涡轮包括叶片(241)、轮毂(242)和涡轮轴(243)，涡轮轴穿过支撑立板的一端伸入至变速箱内部；变速箱包括变速箱壳体(31)和设置在变速箱壳体(31)传动齿轮副容纳空腔内部的传动齿轮副。本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱结构紧凑、控制简单，能够实现较小的体积下保证较高的传动效率，且便于维护和保养，特别适用于园林小型喷灌机。

Description

一种园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱

技术领域

本发明涉及一种喷灌机用变速箱，具体是一种适用于园林小型喷灌机的水涡轮一体变速箱，属于喷灌设备装备技术领域。

背景技术

在一定的地域运用工程技术和艺术手段，通过改造地形(或进一步筑山、叠石、理水)、种植树木花草、营造建筑和布置园路等途径创作而成的美的自然环境和游憩境域，就称为园林，园林通常包括庭园、宅园、小游园、花园、公园、植物园等，园林不仅作为游憩之用、而且还具有保护和改善环境的功能，对城市绿化和环境保护起到了积极地促进作用。

喷灌是利用喷头等专用设备把有压力水喷洒到空中，形成水滴落到地面和作物表面的灌溉方法，喷灌机又称喷灌机具、喷灌机组，即喷灌所采用的专用设备，由于园林喷灌受园林地块的形状、地面坡度、植被种植方向等因素的影响，因此现有的园林喷灌多采用将喷头通过连接管固定安装在预埋布置于地面以下的输水管网设定位置上、喷灌水经加压泵站和输水管网通过喷头喷出进行定点喷灌，预埋管不仅工程量巨大，而且预埋布置于地面以下的输水管网不易维护，出现故障或漏水情况时排查较困难，同时需设定合适的喷头组合间距以避免喷灌死角，而且定点喷灌的喷灌水受自身重力因素影响会造成喷灌过程中土壤中的水平分布以喷头为中心向外逐渐减少、截面呈锥形结构，虽然合适的喷头组合间距可以避免喷灌死角，但仍然会造成灌溉不均匀的现象和水资源的浪费。

若采用人为控制的喷灌机组方式进行园林喷灌，则往往喷灌PE管的自动回收较困难、通常采用人工回收的方式，不仅费时费力、而且容易破坏植被，而具有自回收喷灌PE管的卷盘式喷灌机的变速箱与水涡轮箱通常是分体设置，不仅机构设置复杂、不紧凑、而且占用过多的安装空间、不适用于园林喷灌的小型喷灌机。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，结构紧凑、控制简单，能够实现较小的体积下保证较高的传动效率，且便于维护和保养，特别适用于园林小型喷灌机。

为实现上述目的，本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱包括支撑立板、水涡轮箱和变速箱，水涡轮箱和变速箱分别固定安装在平板结构的支撑立板的左右两立面上；

所述的水涡轮箱包括涡轮壳体、压力水输入接头、压力水输出接头和水涡轮；

涡轮壳体与支撑立板的立面之间通过密封件密闭安装连接，涡轮壳体内部具有水涡轮容纳空腔，涡轮壳体上设有与水涡轮容纳空腔连通的压力水输入接头和压力水输出接头，压力水输入接头和压力水输出接头的轴线相交设置；

水涡轮包括叶片、轮毂和涡轮轴；叶片设置为多个、沿圆周方向垂直均匀布置在轮毂上，轮毂通过与其同轴固定连接的涡轮轴安装在涡轮壳体的水涡轮容纳空腔内，涡轮轴通过轴承架设安装在涡轮壳体和/或支撑立板上、且涡轮轴穿过支撑立板的一端伸入至变速箱内部；

所述的变速箱包括变速箱壳体，变速箱壳体与支撑立板的立面之间密闭安装连接，变速箱壳体内部具有传动齿轮副容纳空腔，设置在变速箱壳体传动齿轮副容纳空腔内部的传动齿轮副包括一级传动齿轮、二级传动轴、三级传动轴、四级传动轴和输出轴，二级传动轴、三级传动轴、四级传动轴和输出轴均垂直于支撑立板的立面设置并均与之固定连接，输出轴的另一端贯穿变速箱壳体并伸出至变速箱壳体的外部；一级传动齿轮与涡轮轴伸入至变速箱内部的一端同轴固定连接；二级传动轴上设有二级传动齿轮Ⅰ和二级传动齿轮Ⅱ，二级传动齿轮Ⅰ与二级传动齿轮Ⅱ同轴固定连接为一体结构，一体结构的二级传动齿轮Ⅰ与二级传动齿轮Ⅱ和二级传动轴之间通过轴承安装连接，且二级传动齿轮Ⅰ与一级传动齿轮的齿部配合并与之啮合；三级传动轴上设有三级传动齿轮Ⅰ和三级传动齿轮Ⅱ，三级传动齿轮Ⅰ与三级传动齿轮Ⅱ同轴固定连接为一体结构，一体结构的三级传动齿轮Ⅰ与三级传动齿轮Ⅱ和三级传动轴之间通过轴承安装连接，且三级传动齿轮Ⅰ与二级传动齿轮Ⅱ的齿部配合并与之啮合；四级传动轴上设有四级传动齿轮Ⅰ和四级传动齿轮Ⅱ，四级传动齿轮Ⅰ与四级传动齿轮Ⅱ同轴固定连接为一体结构，一体结构的四级传动齿轮Ⅰ与四级传动齿轮Ⅱ和四级传动轴之间通过轴承安装连接，且四级传动齿轮Ⅰ与三级传动齿轮Ⅱ的齿部配合并与之啮合；输出轴上设有五级传动齿轮和输出齿轮，五级传动齿轮与输出齿轮同轴固定连接为一体结构，一体结构的五级传动齿轮与输出齿轮和输出轴之间通过轴承安装连接，且五级传动齿轮与四级传动齿轮Ⅱ的齿部配合并与之啮合，输出齿轮安装在伸出至变速箱壳体外部的输出轴的端部位置、且输出齿轮与喷灌卷盘的驱动齿圈齿部配合。

作为本发明的进一步改进方案，所述的压力水输入接头和压力水输出接头沿涡轮壳体的水涡轮容纳空腔的径向方向设置；所述的轮毂整体呈圆饼状；所述的叶片向压力水输入方向倾斜设置、且底端固定安装在圆饼状结构的轮毂的外圆柱面上。

作为本发明的进一步改进方案，所述的轮毂靠近支撑立板的一端设有沿径向方向延伸的盘状定位台阶；所述的叶片固定安装在轮毂的盘状定位台阶上、包括圆弧段和与该圆弧相切的切面段，叶片圆弧段的圆心位于轮毂的同心圆上；所述的压力水输入接头对应设置在轮毂靠近涡轮壳体一端的位置、正对水涡轮的中心位置设置。

作为本发明的进一步改进方案，所述的架设安装在支撑立板上的涡轮轴的轴承两端均设有端面密封。

作为本发明的进一步改进方案，所述的输出轴位于涡轮轴的正下方。

作为本发明的进一步改进方案，所述的支撑立板上设有竖直方向设置的长圆连接安装孔、或倾斜方向设置的弧形长圆连接安装孔。

与现有技术相比，本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱由于设有支撑立板，且水涡轮箱和变速箱分别固定安装在平板结构的支撑立板的左右两立面上，通过支撑立板将水涡轮箱和变速箱连接成一体结构，因此机构设置相对简单、结构紧凑，不仅可实现较小的体积、而且可以实现较简单的控制方式；由于采用涡轮轴直接作为变速箱的输入轴、而不通过额外设置的传动机构与变速箱的输入轴连接，因此传动效率相对较高，通过合理配置各传动齿轮的传动比可以实现较高传动比动力的输出；由于变速箱的各级传动轴均采用一端与支撑立板固定连接、另一端悬空的安装方式，且采用变速齿轮通过轴承与传动轴连接的方式，因此不仅实现便于安装、而且便于直接拆卸变速箱壳体进行维护保养，特别适用于园林小型喷灌机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是图1的A-A剖视图；

图3是图2的B-B剖视图；

图4是图2的C-C剖视图；

图5是本发明水涡轮轮毂具有定位台阶时的结构示意图；

图6是图5的D-D剖视图。

图中：1、支撑立板，2、水涡轮箱，21、涡轮壳体，22、压力水输入接头，23、压力水输出接头，24、水涡轮，241、叶片，242、轮毂，243、涡轮轴，3、变速箱，31、变速箱壳体，32、一级传动齿轮，33、二级传动轴，331、二级传动齿轮Ⅰ，332、二级传动齿轮Ⅱ，34、三级传动轴，341、三级传动齿轮Ⅰ，342、三级传动齿轮Ⅱ，35、四级传动轴，351、四级传动齿轮Ⅰ，352、四级传动齿轮Ⅱ，36、输出轴，361、五级传动齿轮，362、输出齿轮。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1、图2所示，本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱包括支撑立板1、水涡轮箱2和变速箱3，水涡轮箱2和变速箱3分别固定安装在平板结构的支撑立板1的左右两立面上。

所述的水涡轮箱2包括涡轮壳体21、压力水输入接头22、压力水输出接头23和水涡轮24；

涡轮壳体21与支撑立板1的立面之间通过密封件密闭安装连接，涡轮壳体21内部具有水涡轮容纳空腔，涡轮壳体21上设有与水涡轮容纳空腔连通的压力水输入接头22和压力水输出接头23，压力水输入接头22和压力水输出接头23的轴线相交设置；

如图4所示，水涡轮24包括叶片241、轮毂242和涡轮轴243；叶片241设置为多个、沿圆周方向垂直均匀布置在轮毂242上，轮毂242通过与其同轴固定连接的涡轮轴243安装在涡轮壳体21的水涡轮容纳空腔内，涡轮轴243通过轴承架设安装在涡轮壳体21和/或支撑立板1上、且涡轮轴243穿过支撑立板1的一端伸入至变速箱3内部。

所述的变速箱3包括变速箱壳体31，变速箱壳体31与支撑立板1的立面之间密闭安装连接，变速箱壳体31内部具有传动齿轮副容纳空腔，如图3所示，设置在变速箱壳体31传动齿轮副容纳空腔内部的传动齿轮副包括一级传动齿轮32、二级传动轴33、三级传动轴34、四级传动轴35和输出轴36，二级传动轴33、三级传动轴34、四级传动轴35和输出轴36均垂直于支撑立板1的立面设置并均与之固定连接，输出轴36的另一端贯穿变速箱壳体31并伸出至变速箱壳体31的外部；一级传动齿轮32与涡轮轴243伸入至变速箱3内部的一端同轴固定连接；二级传动轴33上设有二级传动齿轮Ⅰ331和二级传动齿轮Ⅱ332，二级传动齿轮Ⅰ331与二级传动齿轮Ⅱ332同轴固定连接为一体结构，一体结构的二级传动齿轮Ⅰ331与二级传动齿轮Ⅱ332和二级传动轴33之间通过轴承安装连接，且二级传动齿轮Ⅰ331与一级传动齿轮32的齿部配合并与之啮合；三级传动轴34上设有三级传动齿轮Ⅰ341和三级传动齿轮Ⅱ342，三级传动齿轮Ⅰ341与三级传动齿轮Ⅱ342同轴固定连接为一体结构，一体结构的三级传动齿轮Ⅰ341与三级传动齿轮Ⅱ342和三级传动轴34之间通过轴承安装连接，且三级传动齿轮Ⅰ341与二级传动齿轮Ⅱ332的齿部配合并与之啮合；四级传动轴35上设有四级传动齿轮Ⅰ351和四级传动齿轮Ⅱ352，四级传动齿轮Ⅰ351与四级传动齿轮Ⅱ352同轴固定连接为一体结构，一体结构的四级传动齿轮Ⅰ351与四级传动齿轮Ⅱ352和四级传动轴35之间通过轴承安装连接，且四级传动齿轮Ⅰ351与三级传动齿轮Ⅱ342的齿部配合并与之啮合；输出轴36上设有五级传动齿轮361和输出齿轮362，五级传动齿轮361与输出齿轮362同轴固定连接为一体结构，一体结构的五级传动齿轮361与输出齿轮362和输出轴36之间通过轴承安装连接，且五级传动齿轮361与四级传动齿轮Ⅱ352的齿部配合并与之啮合，输出齿轮362安装在伸出至变速箱壳体31外部的输出轴36的端部位置、且输出齿轮362与喷灌卷盘的驱动齿圈齿部配合。

本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱安装在园林小型喷灌机上使用时需将压力水输入接头22与喷灌PE管的输出端连通连接、将压力水输出接头23与喷头连通连接、将输出齿轮362与喷灌卷盘的驱动齿圈啮合，园林小型喷灌机在非喷灌的收纳转场状态时，喷灌PE管完全缠绕在喷灌卷盘上，在园林需要进行喷灌作业时，可将喷灌PE管的输入端拉出并与压力给水栓连接，然后沿需喷灌路径向前牵拉园林小型喷灌机移动至喷灌路径上的需喷灌位置，园林小型喷灌机移动过程中喷灌卷盘旋转释放出喷灌PE管，最后打开压力给水栓，压力水即进入喷灌PE管经压力水输入接头22进入水涡轮箱2，压力水冲击水涡轮24使水涡轮24旋转后经压力水输出接头23进入喷头并经喷头喷出实现喷灌，水涡轮24旋转过程中带动一级传动齿轮32旋转、一级传动齿轮32进而带动二级传动齿轮Ⅰ331和二级传动齿轮Ⅱ332旋转、二级传动齿轮Ⅱ332进而带动三级传动齿轮Ⅰ341和三级传动齿轮Ⅱ342旋转、三级传动齿轮Ⅱ342进而带动四级传动齿轮Ⅰ351和四级传动齿轮Ⅱ352旋转、四级传动齿轮Ⅱ352最后带动五级传动齿轮361和输出齿轮362旋转实现输出齿轮362输出扭矩带动喷灌卷盘回卷回收喷灌PE管。

为了在压力水冲击水涡轮24时能够更有效地驱动水涡轮24旋转，作为本发明的进一步改进方案，所述的压力水输入接头22和压力水输出接头23沿涡轮壳体21的水涡轮容纳空腔的径向方向设置；如图4所示，所述的轮毂242整体呈圆饼状；所述的叶片241向压力水输入方向倾斜设置、且底端固定安装在圆饼状结构的轮毂242的外圆柱面上；压力水自压力水输入接头22进入水涡轮箱2时直接冲击倾斜设置的叶片241与轮毂242形成的容水腔实现更有效地驱动水涡轮24旋转。

为了在压力水冲击水涡轮24时能够更有效地驱动水涡轮24旋转，作为本发明的进一步改进方案，如图5、图6所示，所述的轮毂242靠近支撑立板1的一端设有沿径向方向延伸的盘状定位台阶；所述的叶片241固定安装在轮毂242的盘状定位台阶上、包括圆弧段和与该圆弧相切的切面段，叶片241圆弧段的圆心位于轮毂242的同心圆上；所述的压力水输入接头22对应设置在轮毂242靠近涡轮壳体21一端的位置设置，即压力水输入接头22正对水涡轮24的中心位置；压力水自压力水输入接头22进入水涡轮箱2时沿轴向方向直接冲击盘状定位台阶、并在叶片241圆弧段的导向作用下推动叶片241实现更有效地驱动水涡轮24旋转。

为了防止压力水进入变速箱3，作为本发明的进一步改进方案，所述的架设安装在支撑立板1上的涡轮轴243的轴承两端均设有端面密封。

为了便于输出齿轮362与喷灌卷盘的驱动齿圈啮合连接，作为本发明的进一步改进方案，所述的输出轴36位于涡轮轴243的正下方。

为了便于将本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱安装在园林小型喷灌机上，且便于调节输出齿轮362与喷灌卷盘的驱动齿圈啮合连接的间隙，作为本发明的进一步改进方案，所述的支撑立板1上设有竖直方向设置的长圆连接安装孔、或倾斜方向设置的弧形长圆连接安装孔，通过调节支撑立板1适合的竖直安装位置实现调节输出齿轮362与喷灌卷盘的驱动齿圈啮合连接的间隙。

本园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱由于设有支撑立板1，且水涡轮箱2和变速箱3分别固定安装在平板结构的支撑立板1的左右两立面上，通过支撑立板1将水涡轮箱2和变速箱3连接成一体结构，因此机构设置相对简单、结构紧凑，不仅可实现较小的体积、而且可以实现较简单的控制方式；由于采用涡轮轴243直接作为变速箱3的输入轴、而不通过额外设置的传动机构与变速箱3的输入轴连接，因此传动效率相对较高，通过合理配置各传动齿轮的传动比可以实现较高传动比动力的输出；由于变速箱3的各级传动轴均采用一端与支撑立板1固定连接、另一端悬空的安装方式，且采用变速齿轮通过轴承与传动轴连接的方式，因此不仅实现便于安装、而且便于直接拆卸变速箱壳体31进行维护保养，特别适用于园林小型喷灌机。

Claims (6)

1.一种园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，包括支撑立板(1)、水涡轮箱(2)和变速箱(3)，支撑立板(1)用于将园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱安装在园林小型喷灌机上，水涡轮箱(2)和变速箱(3)分别固定安装在平板结构的支撑立板(1)的左右两立面上；

所述的水涡轮箱(2)包括涡轮壳体(21)、压力水输入接头(22)、压力水输出接头(23)和水涡轮(24)；

涡轮壳体(21)与支撑立板(1)的立面之间通过密封件密闭安装连接，涡轮壳体(21)内部具有水涡轮容纳空腔，涡轮壳体(21)上设有与水涡轮容纳空腔连通的压力水输入接头(22)和压力水输出接头(23)，压力水输入接头(22)和压力水输出接头(23)的轴线相交设置；

水涡轮(24)包括叶片(241)、轮毂(242)和涡轮轴(243)；叶片(241)设置为多个、沿圆周方向垂直均匀布置在轮毂(242)上，轮毂(242)通过与其同轴固定连接的涡轮轴(243)安装在涡轮壳体(21)的水涡轮容纳空腔内，涡轮轴(243)通过轴承架设安装在涡轮壳体(21)和/或支撑立板(1)上、且涡轮轴(243)穿过支撑立板(1)的一端伸入至变速箱(3)内部；

所述的变速箱(3)包括变速箱壳体(31)，变速箱壳体(31)与支撑立板(1)的立面之间密闭安装连接，变速箱壳体(31)内部具有传动齿轮副容纳空腔，设置在变速箱壳体(31)传动齿轮副容纳空腔内部的传动齿轮副包括一级传动齿轮(32)、二级传动轴(33)、三级传动轴(34)、四级传动轴(35)和输出轴(36)，二级传动轴(33)、三级传动轴(34)、四级传动轴(35)和输出轴(36)均垂直于支撑立板(1)的立面设置，二级传动轴(33)、三级传动轴(34)、四级传动轴(35)和输出轴(36)的一端与支撑立板(1)固定连接，二级传动轴(33)、三级传动轴(34)、四级传动轴(35)和输出轴(36)的另一端悬空设置，输出轴(36)的另一端贯穿变速箱壳体(31)并伸出至变速箱壳体(31)的外部；一级传动齿轮(32)与涡轮轴(243)伸入至变速箱(3)内部的一端同轴固定连接；二级传动轴(33)上设有二级传动齿轮Ⅰ(331)和二级传动齿轮Ⅱ(332)，二级传动齿轮Ⅰ(331)与二级传动齿轮Ⅱ(332)同轴固定连接为一体结构，一体结构的二级传动齿轮Ⅰ(331)与二级传动齿轮Ⅱ(332)和二级传动轴(33)之间通过轴承安装连接，且二级传动齿轮Ⅰ(331)与一级传动齿轮(32)的齿部配合并与之啮合；三级传动轴(34)上设有三级传动齿轮Ⅰ(341)和三级传动齿轮Ⅱ(342)，三级传动齿轮Ⅰ(341)与三级传动齿轮Ⅱ(342)同轴固定连接为一体结构，一体结构的三级传动齿轮Ⅰ(341)与三级传动齿轮Ⅱ(342)和三级传动轴(34)之间通过轴承安装连接，且三级传动齿轮Ⅰ(341)与二级传动齿轮Ⅱ(332)的齿部配合并与之啮合；四级传动轴(35)上设有四级传动齿轮Ⅰ(351)和四级传动齿轮Ⅱ(352)，四级传动齿轮Ⅰ(351)与四级传动齿轮Ⅱ(352)同轴固定连接为一体结构，一体结构的四级传动齿轮Ⅰ(351)与四级传动齿轮Ⅱ(352)和四级传动轴(35)之间通过轴承安装连接，且四级传动齿轮Ⅰ(351)与三级传动齿轮Ⅱ(342)的齿部配合并与之啮合；输出轴(36)上设有五级传动齿轮(361)和输出齿轮(362)，五级传动齿轮(361)与输出齿轮(362)同轴固定连接为一体结构，一体结构的五级传动齿轮(361)与输出齿轮(362)和输出轴(36)之间通过轴承安装连接，且五级传动齿轮(361)与四级传动齿轮Ⅱ(352)的齿部配合并与之啮合，输出齿轮(362)安装在伸出至变速箱壳体(31)外部的输出轴(36)的端部位置、且输出齿轮(362)与喷灌卷盘的驱动齿圈齿部配合。

2.根据权利要求1所述的园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，所述的压力水输入接头(22)和压力水输出接头(23)沿涡轮壳体(21)的水涡轮容纳空腔的径向方向设置；所述的轮毂(242)整体呈圆饼状；所述的叶片(241)向压力水输入方向倾斜设置、且底端固定安装在圆饼状结构的轮毂(242)的外圆柱面上。

3.根据权利要求1所述的园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，所述的轮毂(242)靠近支撑立板(1)的一端设有沿径向方向延伸的盘状定位台阶；所述的叶片(241)固定安装在轮毂(242)的盘状定位台阶上、包括圆弧段和与该圆弧相切的切面段，叶片(241)圆弧段的圆心位于轮毂(242)的同心圆上；所述的压力水输入接头(22)对应设置在轮毂(242)靠近涡轮壳体(2)一端的位置、正对水涡轮(24)的中心位置设置。

4.根据权利要求1或2或3所述的园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，所述的架设安装在支撑立板(1)上的涡轮轴(243)的轴承两端均设有端面密封。

5.根据权利要求1或2或3所述的园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，所述的输出轴(36)位于涡轮轴(243)的正下方。

6.根据权利要求5所述的园林小型喷灌机用水涡轮一体变速箱，其特征在于，所述的支撑立板(1)上设有竖直方向设置的长圆连接安装孔、或倾斜方向设置的弧形长圆连接安装孔。