CN1072037C - 用于回转喷水器的流体流量调节器 - Google Patents

Abstract

一种易于装在一回转喷水器与一流体管道之间、用于调节至该喷水器的流量和压力经灌溉不一不规则图形的流体流量调节器。该调节器包括一可与该喷水器和该管道的一各自的流动配流口件连接的水通道体。一安装在该水通道体中的可回转配流口件并与水通道体的直线通过流动小孔连通。该配流口引至一通入喷水器轴的流线通道。该配流口和小孔具有一适于灌溉正方形图形的相同结构例如四角星或等边凹八角形。通过该配流口件相对于水通道体的转动位置调节水的流量。

Description

用于回转喷水器的流体流量调节器

技术领域

本发明涉及用于将灌溉水分配到作物、草地区域之类的装置，具体涉及装有回转喷水头的装置。

发明背景-现有技术描述

已经知道，现有的水分配装置是基于一回转喷水头，其转动由通过该回转喷水头的压力水的内能产生。大多数这种现有技术装置的水分配图形在根本上限于一个以喷水头为圆心、以一个或多个从其小孔喷出水流的射程为半径的圆。然而，采用这种装置来对一非圆形区域灌溉时必然使喷水区域重叠和对不需要喷水的区域进行喷洒。

已对这些装置提出了一些改型，这些改型可将灌溉区域由圆形改变为一正方形或一长方形，甚至一任意形状。

这些装置由于其性能差、成本高、工作不可靠或这些因素的综合而未取得商业方面的成功。

在1975年5月20日授予Michael L.King的美国专利3,884,416中描述的一种现有技术装置是通过一具有长方形通道的小孔板和一具有长方形配流口的配流口板来产生一所需灌溉图形。水的径向射程根据径向偏置的配流口之间的相互重叠而变化。这种方法的主要缺点在于改变水流量所需的配流口尺寸小。小孔容易被颗粒堵塞，从而需要经常卸下和清洗。另一缺点是为获得一恒定的角速度需要一可调节的装置。每次改变水压时必须进行这种调节。

在1989年4月11日授予Glenn I.Beal的美国专利4,819,875中描述的另一种现有技术装置是通过一按照喷水器相对于壳体的回转位置控制至喷水器的水流量的节流装置产生一不规则喷水图形。并不试图将喷水器的角速度控制为恒定。

以上两种现有技术均允许供水压力迫使喷水器相对于其垫圈回转而产生一很大的回转摩擦力。当流量因背压增加而受到限制时这种力更大。这使得用传统的冲击式喷水器几乎不可能实现一恒定的角速度。

所有已知装置均存在以下一些缺点：

(a)结构复杂，制造成本昂贵；

(b)如果水流不是直线通过，则当小孔阻塞时会使工作不可靠，从而需要卸下和清洗；

(c)角速度不恒定，引起水分配不均匀；

(d)标准的冲击式喷水器需作改型以实现所需结果。

发明目的及优点

与现有技术不同，本发明提供一种用于一可回转喷水器的流体流量调节器，该调节器采用由一独特图形限定的一直线通过流量可变小孔。本发明还提供在很宽的水压范围内对水进行均匀分配的自调的恒定角速度。本发明还提供简化的制造和结构。

相应地，本发明的目的及优点为：

(a)提供对通过一直通设计的可变小孔的流量进行调节的装置。

(b)在此装置中提供其结构特点可以在很宽的水压范围内保持恒定的角速度以实现均匀的分配。

(c)在此装置中提供其结构特点可保证工作可靠和维修容易。

(d)在此装置中提供其结构特点可保证其制造成本为最低。

(e)提供一种可以制造任何标准回转式喷水器以便按照一不规则图形对水进行分配的设计。

本发明的进一步的目的和优点将通过附图和以下的描述而变得十分清楚。

附图简单说明

图1为一灌溉水分配装置的侧视图。

图2为本发明较佳实施例的一分解立体图。

图3为本发明较佳实施例的一垂直剖面图。

图4为小孔和配流口图形的一细节图，对于一正方形供水图形，相互转动45度，提供水通道用最小开口。

图5为小孔和配流口图形径向对准的一细节图，提供水通道用最大开口。

较佳实施例

参照附图，特别是图1-3，其中示出了一按照本发明设计的具有一简单的水流量/压力调节器阀的灌溉图形接头或流量调节器10，该调节器阀通常包括一阀体或水通道部11、一可回转配流口件12、一固定套筒13和一垫圈14。该接头的组成零件可由例如任何合适的金属、陶瓷、塑料或它们的组合制成。一回转喷水头50和一水管例如一立管管道(未示)连接。整体的六角平面18可被提供来便于将管道的阴螺纹端与水通道11的阳螺纹下端连接。

水通道11的上端设置有适于接受配流口件12、固定套筒13和垫圈14的内孔19和20。内孔20的直径大于一增大的配流口件端部34和一垫圈壁42的外径，并允许配流口件12和垫圈14自由旋转。孔19的直径通过压配容置一固定套筒壁38。也可采用其他适当方式例如螺纹对固定套筒13进行固定。固定套筒13被压入孔19内。使一套筒平面37靠在水通道11的一凸出部21上。

水通道11的下端包括一引至一小孔23的流线通道22。成锥度的凸起26a从一小孔23沿流线通道22纵向延伸到达流线通道22的一入口。凸起26a最好成一大约8度的角度的锥度。凸起26a在一小孔平面25中形成一小孔图形24。

可回转配流口件12具有一增大的端部34和一带有连接凸耳31的轴30。轴30的外径分别小于固定套筒13的内孔36和垫圈14的内孔39，并允许配流口件12自由旋转。一流线通道33从一配流口平面29穿过配流口件12至一增大端部34。成锥度的凸起32a从配流口27延伸到通道33内。凸起32a最好成一大约8度的角度的锥度。凸起32a在一配流口平面29中形成一配流口图形28。连接凸耳31设置在轴30的端部，并与一回转喷水器轴51连接。也可采用其他适于将配流口件12与回转喷水器轴51连接的结构。

固定套筒13便于将可回转配流口件12在水通道体11中定位。一增大的端部平面35与一垫圈下平面41接合。一垫圈上平面40与固定套筒平面37接合。固定套筒13被缓缓压入就位，并将垫圈14和配流口件12固定在水通道体11中。配流口平面29和一小孔平面25为相互紧密接触。配流口件12可以无轴向窜动地转动。

通过螺纹17可容易地将流量调节器10与回转喷水器头部50的一阳接头52连接。

回转喷水器头部50包括一喷头或喷嘴53，用于对通过轴51的孔57进入该头部的内部通道的水进行分配。轴51相对于一抵靠在接头52上的垫圈56转动。压力水从喷嘴53喷出时，它冲击一悬臂54使它朝离开框架件58方向偏转，从而将弹簧55上紧。这样产生的弹簧张紧力将臂54压向框架件58，在那里水射流再次将臂向外推。不断地重复该振荡运动，藉以利用水喷射压力向喷水器头部提供回转运动。

回转喷水器头部50为与现有技术冲击驱动喷水器相似的传统设计，该喷水器的灌溉图形是一由从喷嘴53喷出水的半径限定的圆。这种类型的喷水器可具有一可选择操作的可以进行部分圆或整圆灌溉的反向机构。操作

通过与回转喷水器头部50(示出于图1)连接并由传统装置(未示)垂直支承的流量调节器10，水在压力下从管道(未示)向上流入流线通道22的入口。水通过小孔23和配流口27继续向上流入流线通道33，通过孔57流入喷水器头部50，在那里从喷嘴53喷出。如上所述，水喷射引起喷水器头部50转动，而这又引起配流口件12的转动。

流线通道22的入口处的液压压力使水通过通道22流入小孔图形24。当流线通道22受到阻碍时，即迫使水在进入小孔图形24时加速。在凸起26a之间形成的通道26的作用是使流动呈直线状以保证向小孔23的平滑转移。较高的水速决定了在小孔23处较低的压力。

图5示出小孔图形24的一四角星或等凹八角形设计。小孔图形24的总横截区域等于或大于喷嘴53的横截区域，从而允许最大流量通过喷嘴53。配流口图形28在设计上与小孔图形24相同。因此当小孔图形24与配流口图形28成角度对准时(图5)即出现通过小孔23和配流口27的最大流量。而当小孔图形24与配流口图形28相互转动45度时出现最小流量。图4即示出这种情况。最小流动横截区域大约为喷嘴53横截区域的50％。流动通道区域的变动在小孔图形24与配流口图形28的四个等间隔角度位置处从最小到最大，从而形成一正方形灌溉图形。

一重叠区域45由配流口平面29产生。在该完全限制位置(图4)，水流在四处(重叠区域45)遇一平壁。该流动的突然变化产生对于配流口件12的向上压力，并被传递到垫圈14上。由于水速高，从而压力小。

当水通过该被限制区域(图4)流动时，它在进入配流口图形28的横截面积方面遇到一突然变化。这就产生一种紊流倾向。在凸起32a之间形成的通道32的作用是使流动成直线状并减少这种紊流影响。流线通道33进一步减少这种紊流。水从流线通道33流出并进入轴51内。

配流口件12通过连接凸耳31与轴51的连接不产生对于轴51的轴向力。水通过孔57流入头部50到达喷嘴53，并被喷洒到需灌溉的土地上。

在一如图1实施例所示类型的、在一如上所述调节器装置上安装有一11/64英寸喷嘴的、冲击驱动喷水器的试验中，已发现从立管以所述压力将水供给调节器装置时，得到离喷水器的大致最大和最小距离和流量如下：

水压(磅/平方英寸)	径向距离最小(英寸)	径向距离最大(英寸)	最小流量(加仑/分)	最大流量(加仑/分)
					30	23	30	3.0	3.7
40	29	40	3.2	4.0
					50	32	45	3.4	4.5
60	35	50	3.7	5.0
					70	38	52	4.1	5.5
80	40	55	4.1	6.0

结论及范围

因此可以看到，通过采用本发明的流体流量调节器10，可对一回转喷水器50进行控制，以便以一恒定的角速度对一正方形表面区域进行灌溉，并具有适当的流量和距离，以保证均匀分配。而且，该流体流量调节器10以一可靠有效方式工作，并可控制实际上具有一主体和一入口的任何类型的回转喷水器装置的相当广阔的范围，该水通道体适合于绕一轴线回转，通过该入口从一预选指定的水源接受水，该入口并与该水通道体一起绕该轴线回转。

熟悉本领域的人员可以对上述本发明作出种种改型和改进。因此，本发明除所附权利要求外并无限定。

Claims (11)

1．一种易于装在一回转喷水器与一流体管道之间、用于调节至该喷水器的流量和压力的流体流量调节器，它包括：

(a)一具有一流线通道的水通道体，所述通道引至一具有四角星设计的直通式流量可变小孔，所述水通道体可与所述喷水器和所述管道的一各自的流动配流口件连接；

(b)一安装在所述水通道体上的可回转的配流口件，该水通道体具有一带四角星设计的直线通过流动配流口，该配流口件的中心在回转轴线上，并与所述直线通过流动小孔连通，通到一流线通道，所述可回转配流口件具有与所述喷水器回转连接的装置；

(c)一安装在所述水通道体中、具有一内孔直径以容置所述可回转配流口件并因此而允许所述配流口件转动的固定套筒；

(d)一在所述可回转配流口件与所述固定套筒之间的密封装置。

2．一种装在一回转喷水器与一流体管道之间以调节在该喷水器处的流体流量和压力的流体流量调节器，所述流量调节器包括：

一具有一上游端和一下游端的水通道体，所述水通道体包括一从所述上端在其内延伸的孔，所述水通道体包括一从所述下端延伸并在一小孔中在所述孔处结束的体通道，所述体通道包括从所述小孔纵向延伸的内部成锥度的体凸起，所述体凸起限定所述小孔；

一可回转地安装在所述孔内的配流口件，所述配流口件包括一配流口通道，藉以与体通道流体连通；所述配流口通道从一与所述小孔对准的配流口处开始，所述配流口通道包括从所述配流口纵向延伸的内部配流口凸起，所述配流口凸起限定所述配流口；从而

所述配流口件的回转改变所述小孔和所述配流口的角度对准，从而通过所述流量调节器产生流体流量的周期性限制。

3．如权利要求2所述的流体流量调节器，其特征在于，所述小孔和所述配流口具有相同的形状。

4．如权利要求2所述的流体流量调节器，其特征在于，所述小孔和所述配流口具有四角星结构。

5．如权利要求2所述的流体流量调节器，其特征在于，所述体凸起成约8度锥度。

6．如权利要求2所述的流体流量调节器，其特征在于，所述配流口件包括用于将所述配流口件与一回转喷水器转动连接的连接装置。

7．如权利要求6所述的流体流量调节器，其特征在于，所述连接装置包括从所述配流口件延伸的连接凸耳。

8．如权利要求6所述的流体流量调节器，其特征在于，还包括用于将所述配流口件在所述水通道体内轴向固定、藉以将流体流动对于所述配流口图形的轴向力传递到所述水通道体、从而防止将轴向力从所述配流口件传递到所述回转喷水器的固定装置。

9．如权利要求8所述的流体流量调节器，其特征在于，所述固定装置包括一围绕所述配流口件安装在所述水通道体内的固定套筒。

10．一种装在一回转喷水器与一流体管道之间以调节在该喷水器处的流体流量和压力的流体流量调节器，所述流量调节器包括：

一具有一上游端和一下游端的水通道体，所述水通道体包括一从所述上端在其内延伸的孔，所述水通道体包括一从所述下端延伸并在一小孔中在所述孔处结束的体通道；

一与一喷水器回转连接的配流口件，所述配流口件可回转地安装在所述孔内，所述配流口件包括一藉以与所述体通道流体连通的配流口通道，所述配流口通道在一与所述小孔对准的配流口处开始；以及

配置在所述水通道体中的固定装置，用于将所述配流口件轴向固定在所述水通道体内，因此

所述配流口件通过所述喷水器进行转动，以改变所述小孔与所述配流口的角度对准，从而通过所述流量调节器产生流体流量的周期性限制。

11．如权利要求10所述的流体流量调节器，其特征在于，所述固定装置包括一围绕所述配流口件安装在所述水通道体内的固定套筒。

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