CN107261882A - 喉管 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种喉管，所述喉管包括：依次布置且呈管状的进口段、混合段和出口段；设置在所述混合段的侧壁上的吸肥口；所述混合段限定了混合腔，其用于容纳从所述进口段流出的第一液体和从所述吸肥口吸进的第二液体混合后的混合液体；其中，所述进口段包括供第一液体依次经过的第一管口和第二管口，所述出口段包括供所述混合液体依次经过的第三管口和第四管口，所述第三管口的口径与所述第二管口的口径的比值为1.25～1.30。本发明的喉管显著地提高了文丘里施肥器的吸肥效率。

Description

喉管
技术领域
本发明涉及施肥器领域，特别涉及一种喉管。
背景技术
文丘里施肥器是根据文丘里效应，将肥液和水均匀混合的一种高效施肥器。文丘里施肥器的原理是：水流在具有喉管的管道中流动时，由于喉管的管径较小，因此水流在喉管处的流速将增加，流速的增加伴随流体压力的降低，从而在喉管处形成一个低压区。如果将连接至喉管侧壁的吸肥口的吸肥管放入敞口的肥料桶中，在大气压的作用下，肥液被自动地吸入喉管中与水混合，从而达到均匀施肥的效果。
文丘里施肥器具有造价低廉、使用方便，施肥浓度稳定，无需外加动力等优点。
喉管是文丘里施肥器的核心部件，其形状和结构直接影响到吸肥效率。然而现有的喉管的吸肥效率不高，因此目前需要一种吸肥效率高的喉管。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的实施例提供了一种喉管，包括：
依次布置且呈管状的进口段、混合段和出口段；
设置在所述混合段的侧壁上的吸肥口；
所述混合段限定了混合腔，其用于容纳从所述进口段流出的第一液体和从所述吸肥口吸进的第二液体混合后的混合液体；
其中，所述进口段包括供第一液体依次经过的第一管口和第二管口，所述出口段包括供所述混合液体依次经过的第三管口和第四管口，所述第三管口的口径与所述第二管口的口径的比值为1.25～1.30。
优选的，所述第三管口的口径与所述第二管口的口径的比值为1.27。
优选的，所述第三管口和所述第二管口相对设置。
优选的，所述进口段呈圆台形的管状，所述进口段的一部分位于所述混合腔中，所述进口段的内径沿着所述第一液体流动方向逐渐减小。
优选的，所述吸肥口与所述进口段的侧壁相对准，所述吸肥口的口径为所述第三管口的口径的2～3倍。
优选的，所述出口段限定了呈圆台形的出口容纳空间，所述出口段的内径沿着所述混合液体流动方向逐渐增加。
优选的，所述混合腔位于所述进口段和出口段之间，所述吸肥口与所述混合腔相对准。
优选的，所述混合腔为呈圆柱体状或圆盘形的容纳空间，所述混合腔沿所述第一液体流动方向的尺寸等于或大于所述吸肥口的口径。
优选的，所述吸肥口的口径为所述第三管口的口径的1/3～1/2。
本发明的喉管显著地提高了文丘里施肥器的吸肥效率。
附图说明
以下参照附图对本发明实施例作进一步说明，其中：
图1是根据本发明第一个实施例的喉管的立体示意图。
图2是图1所示的喉管被剖切后的立体示意图，其中剖切面通过其中轴线和吸肥口的中轴线。
图3是图1所示的喉管的剖视图。
图4是图1所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值的曲线关系图。
图5是根据本发明第二个实施例的喉管的立体示意图。
图6是图5所示的喉管被剖切后的立体示意图，其中剖切面通过其中轴线和吸肥口的中轴线。
图7是图5所示的喉管的剖视图。
图8是图5所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值的曲线关系图。
图9是根据本发明第三个实施例的喉管的立体示意图。
图10是图9所示的喉管的部分被部分剖切后的立体示意图。
图11是图9所示的喉管的剖视图。
图12是图9所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值的曲线关系图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。
图1是根据本发明第一个实施例的喉管的立体示意图。喉管1呈两端开口的圆管状，其具有相对设置的端面1a、1b，位于端面1a、1b之间的侧壁，以及设置在侧壁上的吸肥口14，其中吸肥口14的中轴线与喉管1的中轴线L1位于同一平面上。喉管1的端面1a、1b分别用于与文丘里施肥器的进水管的收缩段和出水管的扩张段(图1未示出)相连。水和肥液分别从端面1a的开口和吸肥口14流进混合腔(下面将结合图2详细说明)中均匀混合，再从端面1b的开口处流出。
图2是图1所示的喉管被剖切后的立体示意图，其中剖切面通过中轴线L1和吸肥口14的中轴线(图2未示出)，图3是图1所示的喉管的剖视图。如图2和3所示，喉管1包括沿其中轴线L1依次布置且呈管状的进口段11、混合段13和出口段12；其中进口段11、混合段13和出口段12分别限定了呈圆柱体状的进口容纳空间111、混合腔131和出口容纳空间121，其中混合腔131的直径D13大于进口容纳空间111的直径和出口容纳空间121的直径。喉管1侧壁上的吸肥口14与混合腔131相连通。在施肥过程中，水从喉管1的端面1a流进混合腔131中，肥液从吸肥口14被吸进混合腔131中，水和肥液均匀混合形成水肥混合液，最后从出口段12流出。
进口段11具有供水流进的第一管口11b和供水流出(或流进混合腔131)的第二管口11a，同样出口段12具有供水肥混合液流进的第三管口12a和供水肥混合液流出的第四管口12b。第二管口11a与第三管口12a相对设置，且第二管口11a的口径D11小于第三管口12a的口径D12。
吸肥口14与混合腔131相对准，吸肥口14的口径D14等于混合腔131的腔体长度L13，即沿着中轴线L1的长度，且吸肥口14的口径D14大约为进口段11的第二管口11a的口径D11的1/3。
本发明的喉管1优选采用刚性材料制成，在施肥过程中，进口段11、混合段13和出口段12不会在水压的作用下增大而发生形变。
图4是图1所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值的曲线关系图。其中端面1a处水的入口流量为400升/小时，横坐标λ＝D12/D11，吸肥效率η＝吸肥量/[入口流量×(进口压强-出口压强)]，单位为MPa-1。从图4可以看出，当比值λ在1.0～1.25时，吸肥效率η随着比值λ的增加缓慢增加，当比值λ为1.27时，吸肥效率η显著升高至4.4MPa-1，当比值λ大于1.27时，吸肥效率η随着λ增加反而减小。
申请人在研究中发现，当比值λ为1.25～1.30时，吸肥效率η显著地增加，带来了预料不到的技术效果和技术优点。
当使得端面1a处水的入口流量分别为500升/小时、600升/小时或700升/小时时，测量吸肥效率η与不同比值λ之间的关系，多次重复测试获得了与图4基本相同的结论。
本发明的喉管1的第三管口12a的口径D12与第二管口11a的口径D11的比值λ优选为1.25～1.30。更优选的，比值λ为1.27。
在本发明的另一个实施例中，吸肥口14的口径D14为第二管口11a的口径D11的1/2。
在本发明的又一个实施例中，吸肥口14的口径D14大于或小于混合腔131的腔体长度L13。
图5是根据本发明第二个实施例的喉管的立体示意图。喉管2呈两端开口的圆管状，其具有中轴线L2。喉管2的侧壁设置有吸肥口24，吸肥口24的中轴线(图5未示出)与中轴线L2在同一平面上。
图6是图5所示的喉管被剖切后的立体示意图，其中剖切面通过其中轴线L2和吸肥口的中轴线，图7是图5所示的喉管的剖视图。如图6和7所示，喉管2与喉管1大体上相同，区别在于，混合段23的内侧壁具有圆弧形凹面232，由此混合段23限定了呈圆盘状的混合腔231。另外，喉管2的侧壁上的吸肥口24的口径D24小于混合腔231的腔体长度L23。
图8是图5所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值λ的曲线关系图。其中端面2a处水的入口流量为400升/小时，横坐标比值λ＝出口段22的第三管口22a的口径D22/进口段21的第二管口21a的口径D21。从图8可以看出，当比值λ在1.0～1.25时，吸肥效率η随着比值λ的增加缓慢增加，当比值λ为1.27时，吸肥效率η显著升高至4.6MPa-1，当比值λ大于1.27时，吸肥效率η随着λ增加反而减小。
申请人在研究中发现，当比值λ为1.25～1.30时，吸肥效率η显著地增加，带来了预料不到的技术效果和技术优点。
使用安装了喉管2的文丘里施肥器进行施肥，当入口流量分别为500升/小时、600升/小时或700升/小时时，测量吸肥效率η与比值λ之间的关系，多次重复测试获得了与图8基本相同的结论。
本发明的喉管2的第三管口22a的口径D22与第二管口21a的口径D21的比值λ优选为1.25～1.30。更优选的，比值λ为1.27。
在本发明的另一个实施例中，吸肥口24的口径D24等于或大于混合腔231的腔体长度L23。
图9是根据本发明第三个实施例的喉管的立体示意图。喉管3呈两端开口的圆管状，其具有中轴线L3。
图10是图9所示的喉管的被部分剖切后的立体示意图，图11是图9所示的喉管的剖视图。如图10和11所示，喉管3包括沿中轴线L3依次布置且呈管状的进口段31、混合段33和出口段32，其中混合段33限定了大体呈圆柱体状、用于容纳水肥混合液的混合腔331。进口段31的一部份位于混合腔331中，进口段31具有供水流进的第一管口31b和供水流出的第二管口31a，进口段31的内径沿着水流方向逐渐减小，这样进一步增加液体的流速，从而进一步降低液体的压力，有助于提高吸肥效率。出口段32限定了呈圆台状的出口容纳空间321，其具有供水肥混合液流进的第三管口32a和供水肥混合液流出的第四管口32b，出口段32的内径沿着水流方向逐渐增加，有助于提高肥液的吸力。出口段32的第三管口32a与进口段31的第二管口31a相对设置，且第三管口32a的口径D32大于第二管口31a的口径D31。
喉管3的侧壁的吸肥口34与混合腔331相连通，且吸肥口34与进口段31的侧壁相对准。由此，肥液的射流直接入射到进口段31的侧壁上，而不会与水的射流发生激烈碰撞，削弱了肥液与水的射流的碰撞，有利于水和肥液充分混合或耦合。
吸肥口34的口径D34为第二管口31a的口径D31的2倍。在本发明的另一个实施例中，吸肥口34的口径D34是第二管口31a的口径D31的3倍。
图12是图9所示的喉管的吸肥效率与进出口的口径的比值λ的曲线关系图。其中端面3a处水的入口流量为400升/小时，横坐标比值λ＝口径D32/口径D31。从图12可以看出，当比值λ在1.0～1.25时，吸肥效率η随着比值λ的增加而缓慢增加，当比值λ为1.27时，吸肥效率η显著升高至5.0MPa-1，当比值λ大于1.27时，吸肥效率η随着λ增加反而减小。
申请人在研究中发现，当比值λ为1.25～1.30时，吸肥效率η显著地增加，带来了预料不到的技术效果和技术优点。
当使得端面3a处水的入口流量分别为500升/小时、600升/小时或700升/小时时，测量吸肥效率η与比值λ之间的关系，多次重复测试获得了与图12基本相同的结论。
本发明的喉管3的第三管口32a的口径D32与第二管口31a的口径D31的比值λ优选为1.25-1.30。更优选的，比值λ为1.27。
虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。

Claims (9)

1.一种喉管，所述喉管包括：
依次布置且呈管状的进口段、混合段和出口段；
设置在所述混合段的侧壁上的吸肥口；
所述混合段限定了混合腔，其用于容纳从所述进口段流出的第一液体和从所述吸肥口吸进的第二液体混合后的混合液体；
其中，所述进口段包括供第一液体依次经过的第一管口和第二管口，所述出口段包括供所述混合液体依次经过的第三管口和第四管口，所述第三管口的口径与所述第二管口的口径的比值为1.25～1.30。
2.根据权利要求1所述的喉管，其特征在于，所述第三管口的口径与所述第二管口的口径的比值为1.27。
3.根据权利要求1所述的喉管，其特征在于，所述第三管口和所述第二管口相对设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的喉管，其特征在于，所述进口段呈圆台形的管状，所述进口段的一部分位于所述混合腔中，所述进口段的内径沿着所述第一液体流动方向逐渐减小。
5.根据权利要求4所述的喉管，其特征在于，所述吸肥口与所述进口段的侧壁相对准，所述吸肥口的口径为所述第三管口的口径的2～3倍。
6.根据权利要求4所述的喉管，其特征在于，所述出口段限定了呈圆台形的出口容纳空间，所述出口段的内径沿着所述混合液体流动方向逐渐增加。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的喉管，其特征在于，所述混合腔位于所述进口段和出口段之间，所述吸肥口与所述混合腔相对准。
8.根据权利要求7所述的喉管，其特征在于，所述混合腔为呈圆柱体状或圆盘形的容纳空间，所述混合腔沿所述第一液体流动方向的尺寸等于或大于所述吸肥口的口径。
9.根据权利要求8所述的喉管，其特征在于，所述吸肥口的口径为所述第三管口的口径的1/3～1/2。
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