CN109806987A - 一种水力驱动旋转式喷嘴及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种水力驱动旋转式喷嘴及方法，其中，喷嘴包括外壳、主轴、驱动嘴安装座、飞轮盘、蜗杆；主轴竖向插置于外壳围成的腔体中；主轴上套置有主轴齿轮；驱动嘴安装座可旋转地套置于主轴的顶端；驱动嘴安装座的顶端开设有大口径出水口、左端开设有小口径出水口；小口径出水口上固定设置有弯头连接管，弯头连接管的末端设置有驱动嘴；主轴后侧的腔体内横向设置有蜗杆；飞轮盘纵向设置于外壳的左侧，且飞轮盘的中心轴与蜗杆固定相接；驱动嘴通过弯头连接管延伸至六角螺母的侧端；蜗杆的前端设置有蜗轮组；蜗轮组通过减速齿轮组间接与主轴齿轮相啮合。本发明可实现360°无死角喷射，结构简单，故障率较低。
Description
技术领域
本发明涉及一种喷嘴及方法，尤其涉及一种水力驱动旋转式喷嘴及方法。
背景技术
旋转式喷嘴是在喷灌时依靠水压力可自动绕其竖轴旋转并喷洒的喷头，在灌溉、消防、除尘、景观喷雾等领域均具有广泛的应用。现有的旋转式喷嘴主要分为摇臂式喷嘴、全射流喷嘴、折射式喷嘴三大类。
其中，摇臂式喷嘴是在喷管上方的摇臂轴上，套装一个前端设有偏流板和导流板的摇臂；压力水从喷管的喷嘴中喷出时,经偏流板冲击导流板,使摇臂产生切向运动力绕悬臂回转一角度，然后在扭力弹簧的作用下返回撞击喷管，使喷管转一角度如此反复进行,喷头即可作圆周转动；该类型喷嘴不仅结构复杂零件较多容易损坏，而且所需压力较高，并且因旋转不连续无法实现360°无死角喷射。全射流喷嘴利用射流元件的附壁效应，将喷嘴作为射流元件，使水流偏离喷嘴中心轴线，从而形成水流对喷头的反作用力矩，推动喷头旋转；该类型喷嘴多用于通过换向器切换水流使喷头反转，实现扇形喷灌。折射式喷嘴通过使喷嘴射出的水流，射到散水锥上被击散成薄水层向四周折射，是一种结构简单，没有运动部件的固定式喷头，因此应用领域受到限制。
发明内容
为了解决上述技术所存在的不足之处，本发明提供了一种水力驱动旋转式喷嘴及方法。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是：一种水力驱动旋转式喷嘴，包括外壳、面板，还包括主轴、驱动嘴安装座、飞轮盘、蜗杆；外壳为方形，外壳的顶端、底端均盖置有面板；主轴竖向插置于外壳围成的腔体中；主轴上套置有主轴齿轮，主轴齿轮位于外壳下端的面板内侧；驱动嘴安装座可旋转地套置于主轴的顶端，且驱动嘴安装座与外壳上端的面板固定相接；
驱动嘴安装座的顶端开设有大口径出水口、左端开设有小口径出水口；小口径出水口上固定设置有弯头连接管，弯头连接管的末端设置有驱动嘴；
主轴后侧的腔体内横向设置有蜗杆；蜗杆的两端均通过轴承及轴承座设置于固定螺栓内；固定螺栓均插置于蜗杆固定座上且通过固定螺母锁紧固定；蜗杆固定座的上端、下端分别与外壳上端、下端的面板插合式连接；
飞轮盘纵向设置于外壳的左侧，且飞轮盘的中心轴向右侧延伸并依次穿过固定螺栓、蜗杆固定座、轴承及轴承座后与蜗杆固定相接；飞轮盘左端的中心轴上紧固设置有六角螺母；
驱动嘴通过弯头连接管延伸至六角螺母的侧端，以使飞轮盘在水流的冲击下不停旋转；飞轮盘上设置有多个向外凸出的受力挡板，多个受力挡板沿飞轮盘的外侧圆周方向均匀排列，用于接收水流的冲击力从而带动飞轮盘不断旋转；
蜗杆的前端设置有蜗轮组；蜗轮组由上下固定设置的主动轮和从动轮组成，主动轮与蜗杆相啮合，从动轮通过减速齿轮组间接与主轴齿轮相啮合；由于主轴与主轴齿轮是固定不动的，蜗杆在飞轮盘的带动下旋转时会进一步带动蜗轮组旋转，从而使减速齿轮组围绕主轴齿轮进行360°旋转，并带动外壳及驱动嘴安装座一起旋转。
主轴的下端通过外部接口与滤网相连接，且主轴与滤网的连接处设置有一号O型圈。
驱动嘴安装座通过安装座螺母紧固设置于外壳上端的面板上；驱动嘴安装座与主轴的连接处设置有二号O型圈。
大口径出水口上设置有转接头，驱动嘴安装座通过转接头与喷雾管相连接；喷雾管的末端设置有两个夹角为30～120°的分支，且分支的末端分别固定设置有喷嘴一、喷嘴二。
转接头与喷雾管的连接处设置有密封件；密封件与转接头、喷雾管的连接处套置有固定螺母，三者通过固定螺母紧密连接。
减速齿轮组包括一号减速齿轮组、二号减速齿轮组、三号减速齿轮组；二号减速齿轮组与蜗轮组共同固定于一根齿轮轴上；一号减速齿轮组、三号减速齿轮组共同固定于一根齿轮轴上；一号减速齿轮组、二号减速齿轮组、三号减速齿轮组均由上下固定设置的主动轮和从动轮组成；
蜗轮组的从动轮与一号减速齿轮组的主动轮相啮合；一号减速齿轮组的从动轮与二号减速齿轮组的主动轮相啮合；二号减速齿轮组从动轮与三号减速齿轮组的主动轮相啮合；三号减速齿轮组的从动轮与主轴齿轮相啮合。
外壳上下两端的面板之间设置有多根支撑杆，用于支撑和固定上下面板的高度，以保证空间内的有效位置；支撑杆的两端均通过面板螺丝与面板固定相接。
一种水力驱动旋转式喷嘴的使用方法，具体过程为：
水流通过滤网后进入主轴，再进入驱动嘴安装座中，并从驱动嘴安装座的两个出水口中喷发出来；其中，大口径出水口连接喷雾管及喷嘴，水流通过喷嘴向外侧喷发；小口径出水口上连接弯头连接管及驱动嘴，水流分支沿弯头连接管流动并通过驱动嘴喷发出来，喷发出来的水柱射流至飞轮盘上使飞轮盘不断旋转；
由于飞轮盘与蜗杆固定相接，蜗杆在飞轮盘的带动下也不断旋转；蜗轮组的主动轮通过与蜗杆相啮合将竖向的旋转扭矩转变为横向的旋转扭矩，同时，一号减速齿轮组的主动轮与蜗轮组的从动轮啮合旋转、二号减速齿轮组的主动轮与一号减速齿轮组的从动轮啮合旋转、三号减速齿轮组的主动轮与二号减速齿轮组的从动轮啮合旋转并带动三号减速齿轮组的从动轮旋转；
由于主轴齿轮与三号减速齿轮组的从动轮相啮合，且主轴齿轮是固定不动的，三号减速齿轮组的从动轮在扭矩作用力下围绕主轴齿轮呈360°旋转，并带动固定一体的外壳及驱动嘴安装座不停旋转，实现从大口径出水口中喷出的水柱呈360°无死角喷射。
本发明不仅可以实现360°无死角喷射，而且结构简单，零部件较少，运行可靠故障率较低，因此使用寿命更长、适用范围更广，尤其适用于喷洒面积较大的场合，如工地消毒、除尘、除臭、大面积喷洒或喷雾等技术领域。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为图1的俯视图。
图3为蜗轮组与减速齿轮组之间的啮合关系示意图。
图4为蜗轮组与减速齿轮组的立体结构示意图。
图中：1、主轴；2、主轴齿轮；3、飞轮盘；4、六角螺母；5、驱动嘴；6、弯头连接管；7、蜗杆固定座；8、固定螺栓；9、固定螺母；10、受力挡板；11、驱动嘴安装座；12、安装座螺母；13、二号O型圈；14、蜗杆；15、轴承及轴承座；16、支撑杆；17、外壳；18、面板；19、蜗轮组；20、一号减速齿轮组；21、二号减速齿轮组；22、三号减速齿轮组；23、齿轮轴；24、面板螺丝；25、转接头；26、密封件；27、固定螺母；28、喷雾管；29、喷嘴一；30、喷嘴二；31、滤网；32、外部接口；33、一号O型圈。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1-2所示的一种水力驱动旋转式喷嘴，包括外壳17、面板18，还包括主轴1、驱动嘴安装座11、飞轮盘3、蜗杆14；外壳17为方形，外壳的顶端、底端均盖置有面板18；主轴1竖向插置于外壳围成的腔体中；主轴1上套置有主轴齿轮2，主轴齿轮位于外壳下端的面板内侧；驱动嘴安装座11可旋转地套置于主轴1的顶端，且驱动嘴安装座11与外壳上端的面板固定相接；
驱动嘴安装座11的顶端开设有大口径出水口、左端开设有小口径出水口；小口径出水口上固定设置有弯头连接管6，弯头连接管6的末端设置有驱动嘴5；
主轴1后侧的腔体内横向设置有蜗杆14；蜗杆14的两端均通过轴承及轴承座15设置于固定螺栓8内；固定螺栓8均插置于蜗杆固定座7上且通过固定螺母9锁紧固定；蜗杆固定座7的上端、下端分别与外壳上端、下端的面板插合式连接；
飞轮盘3纵向设置于外壳的左侧，且飞轮盘的中心轴向右侧延伸并依次穿过固定螺栓8、蜗杆固定座7、轴承及轴承座15后与蜗杆14固定相接；飞轮盘左端的中心轴上紧固设置有六角螺母4；
驱动嘴5通过弯头连接管6延伸至六角螺母4的侧端，以使飞轮盘3在水流的冲击下不停旋转；飞轮盘3上设置有多个向外凸出的受力挡板10，多个受力挡板沿飞轮盘的外侧圆周方向均匀排列，用于接收水流的冲击力从而带动飞轮盘不断旋转；
蜗杆14的前端设置有蜗轮组19；蜗轮组19由上下固定设置的主动轮和从动轮组成，主动轮与蜗杆14相啮合，从动轮通过减速齿轮组间接与主轴齿轮2相啮合；由于主轴1与主轴齿轮2是固定不动的，蜗杆14在飞轮盘3的带动下旋转时会进一步带动蜗轮组19旋转，从而使减速齿轮组围绕主轴齿轮2进行360°旋转，并带动外壳17及驱动嘴安装座11一起旋转。
主轴1的下端通过外部接口32与滤网31相连接，且主轴1与滤网31的连接处设置有一号O型圈33。
驱动嘴安装座11通过安装座螺母12紧固设置于外壳上端的面板上；驱动嘴安装座11与主轴1的连接处设置有二号O型圈13。
大口径出水口上设置有转接头25，驱动嘴安装座11通过转接头25与喷雾管28相连接；喷雾管28的末端设置有两个夹角为30～120°的分支，且分支的末端分别固定设置有喷嘴一29、喷嘴二30。
转接头25与喷雾管28的连接处设置有密封件26；密封件26与转接头25、喷雾管28的连接处套置有固定螺母27，三者通过固定螺母27紧密连接。
如图3-4所示，减速齿轮组包括一号减速齿轮组20、二号减速齿轮组21、三号减速齿轮组22；二号减速齿轮组21与蜗轮组19共同固定于一根齿轮轴上；一号减速齿轮组20、三号减速齿轮组22共同固定于一根齿轮轴上；一号减速齿轮组20、二号减速齿轮组21、三号减速齿轮组22均由上下固定设置的主动轮和从动轮组成；
蜗轮组19的从动轮与一号减速齿轮组20的主动轮相啮合；一号减速齿轮组20的从动轮与二号减速齿轮组21的主动轮相啮合；二号减速齿轮组21从动轮与三号减速齿轮组22的主动轮相啮合；三号减速齿轮组22的从动轮与主轴齿轮2相啮合。
外壳17上下两端的面板之间设置有多根支撑杆16，用于支撑和固定上下面板的高度，以保证空间内的有效位置；支撑杆16的两端均通过面板螺丝24与面板固定相接。
上述水力驱动旋转式喷嘴的使用方法，具体过程为：
水流通过滤网31后进入主轴1，再进入驱动嘴安装座11中，并从驱动嘴安装座11的两个出水口中喷发出来；其中，大口径出水口连接喷雾管及喷嘴，水流通过喷嘴向外侧喷发；小口径出水口上连接弯头连接管及驱动嘴，水流分支沿弯头连接管流动并通过驱动嘴喷发出来，喷发出来的水柱射流至飞轮盘3上使飞轮盘3不断旋转；
由于飞轮盘3与蜗杆14固定相接，蜗杆14在飞轮盘3的带动下也不断旋转；蜗轮组19的主动轮通过与蜗杆14相啮合将竖向的旋转扭矩转变为横向的旋转扭矩，同时，一号减速齿轮组20的主动轮与蜗轮组19的从动轮啮合旋转、二号减速齿轮组21的主动轮与一号减速齿轮组20的从动轮啮合旋转、三号减速齿轮组22的主动轮与二号减速齿轮组21的从动轮啮合旋转并带动三号减速齿轮组22的从动轮旋转；
由于主轴齿轮2与三号减速齿轮组22的从动轮相啮合，且主轴齿轮2是固定不动的，三号减速齿轮组22的从动轮在扭矩作用力下围绕主轴齿轮2呈360°旋转，并带动固定一体的外壳及驱动嘴安装座11不停旋转，实现从大口径出水口中喷出的水柱呈360°无死角喷射。
本发明为水力驱动，结构独创，无需额外电力供应即可实现360°无死角喷射，不仅喷射效果好，而且结构简单、运行可靠、故障率较低，并且安装非常方便，普通操作人员即可实施安装，大大降低了施工难度，在消毒除尘、喷洒灌溉、景观雾化等领域都具有非常广泛的应用。
上述实施方式并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种水力驱动旋转式喷嘴，包括外壳(17)、面板(18)，其特征在于：还包括主轴(1)、驱动嘴安装座(11)、飞轮盘(3)、蜗杆(14)；所述外壳(17)为方形，外壳的顶端、底端均盖置有面板(18)；所述主轴(1)竖向插置于外壳围成的腔体中；所述主轴(1)上套置有主轴齿轮(2)，主轴齿轮位于外壳下端的面板内侧；所述驱动嘴安装座(11)可旋转地套置于主轴(1)的顶端，且驱动嘴安装座(11)与外壳上端的面板固定相接；
所述驱动嘴安装座(11)的顶端开设有大口径出水口、左端开设有小口径出水口；所述小口径出水口上固定设置有弯头连接管(6)，弯头连接管(6)的末端设置有驱动嘴(5)；
所述主轴(1)后侧的腔体内横向设置有蜗杆(14)；蜗杆(14)的两端均通过轴承及轴承座(15)设置于固定螺栓(8)内；所述固定螺栓(8)均插置于蜗杆固定座(7)上且通过固定螺母(9)锁紧固定；所述蜗杆固定座(7)的上端、下端分别与外壳上端、下端的面板插合式连接；
所述飞轮盘(3)纵向设置于外壳的左侧，且飞轮盘的中心轴向右侧延伸并依次穿过固定螺栓(8)、蜗杆固定座(7)、轴承及轴承座(15)后与蜗杆(14)固定相接；所述飞轮盘左端的中心轴上紧固设置有六角螺母(4)；
所述驱动嘴(5)通过弯头连接管(6)延伸至六角螺母(4)的侧端，以使飞轮盘(3)在水流的冲击下不停旋转；所述飞轮盘(3)上设置有多个向外凸出的受力挡板(10)，多个受力挡板沿飞轮盘的外侧圆周方向均匀排列，用于接收水流的冲击力从而带动飞轮盘不断旋转；
所述蜗杆(14)的前端设置有蜗轮组(19)；所述蜗轮组(19)由上下固定设置的主动轮和从动轮组成，主动轮与蜗杆(14)相啮合，从动轮通过减速齿轮组间接与主轴齿轮(2)相啮合；由于主轴(1)与主轴齿轮(2)是固定不动的，蜗杆(14)在飞轮盘(3)的带动下旋转时会进一步带动蜗轮组(19)旋转，从而使减速齿轮组围绕主轴齿轮(2)进行360°旋转，并带动外壳(17)及驱动嘴安装座(11)一起旋转。
2.根据权利要求1所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述主轴(1)的下端通过外部接口(32)与滤网(31)相连接，且主轴(1)与滤网(31)的连接处设置有一号O型圈(33)。
3.根据权利要求2所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述驱动嘴安装座(11)通过安装座螺母(12)紧固设置于外壳上端的面板上；所述驱动嘴安装座(11)与主轴(1)的连接处设置有二号O型圈(13)。
4.根据权利要求1或3所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述大口径出水口上设置有转接头(25)，驱动嘴安装座(11)通过转接头(25)与喷雾管(28)相连接；所述喷雾管(28)的末端设置有两个夹角为30～120°的分支，且分支的末端分别固定设置有喷嘴一(29)、喷嘴二(30)。
5.根据权利要求4所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述转接头(25)与喷雾管(28)的连接处设置有密封件(26)；所述密封件(26)与转接头(25)、喷雾管(28)的连接处套置有固定螺母(27)，三者通过固定螺母(27)紧密连接。
6.根据权利要求5所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述减速齿轮组包括一号减速齿轮组(20)、二号减速齿轮组(21)、三号减速齿轮组(22)；所述二号减速齿轮组(21)与蜗轮组(19)共同固定于一根齿轮轴上；所述一号减速齿轮组(20)、三号减速齿轮组(22)共同固定于一根齿轮轴上；一号减速齿轮组(20)、二号减速齿轮组(21)、三号减速齿轮组(22)均由上下固定设置的主动轮和从动轮组成；
所述蜗轮组(19)的从动轮与一号减速齿轮组(20)的主动轮相啮合；所述一号减速齿轮组(20)的从动轮与二号减速齿轮组(21)的主动轮相啮合；所述二号减速齿轮组(21)从动轮与三号减速齿轮组(22)的主动轮相啮合；所述三号减速齿轮组(22)的从动轮与主轴齿轮(2)相啮合。
7.根据权利要求6所述的水力驱动旋转式喷嘴，其特征在于：所述外壳(17)上下两端的面板之间设置有多根支撑杆(16)，用于支撑和固定上下面板的高度，以保证空间内的有效位置；所述支撑杆(16)的两端均通过面板螺丝(24)与面板固定相接。
8.一种如权利要求7所述的水力驱动旋转式喷嘴的使用方法，其特征在于：所述方法的具体过程为：
水流通过滤网(31)后进入主轴(1)，再进入驱动嘴安装座(11)中，并从驱动嘴安装座(11)的两个出水口中喷发出来；其中，大口径出水口连接喷雾管及喷嘴，水流通过喷嘴向外侧喷发；小口径出水口上连接弯头连接管及驱动嘴，水流分支沿弯头连接管流动并通过驱动嘴喷发出来，喷发出来的水柱射流至飞轮盘(3)上使飞轮盘(3)不断旋转；
由于飞轮盘(3)与蜗杆(14)固定相接，蜗杆(14)在飞轮盘(3)的带动下也不断旋转；蜗轮组(19)的主动轮通过与蜗杆(14)相啮合将竖向的旋转扭矩转变为横向的旋转扭矩，同时，一号减速齿轮组(20)的主动轮与蜗轮组(19)的从动轮啮合旋转、二号减速齿轮组(21)的主动轮与一号减速齿轮组(20)的从动轮啮合旋转、三号减速齿轮组(22)的主动轮与二号减速齿轮组(21)的从动轮啮合旋转并带动三号减速齿轮组(22)的从动轮旋转；
由于主轴齿轮(2)与三号减速齿轮组(22)的从动轮相啮合，且主轴齿轮(2)是固定不动的，三号减速齿轮组(22)的从动轮在扭矩作用力下围绕主轴齿轮(2)呈360°旋转，并带动固定一体的外壳及驱动嘴安装座(11)不停旋转，实现从大口径出水口中喷出的水柱呈360°无死角喷射。
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2019
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