CN111096219A - 水分配器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种包括具有入口和出口的贮液器的水分配器；入口在使用中可连接到水源，并且出口在使用中可连接到水分配系统；入口阀构件，可在关闭位置与一个或多个打开位置之间移动，在关闭位置，入口关闭，在一个或多个打开位置，入口打开以允许水从水源流入贮液器；贮液器由可移动构件关闭以密封贮液器；可移动构件可响应于贮液器内压力的变化而移动；连杆，接合到可移动构件并且响应于可移动构件的移动而移动；连杆通过杠杆装置连接到入口阀，杠杆装置布置为使得贮液器内压力的变化引起入口阀构件在打开位置与关闭位置之间移动。

Description

水分配器

技术领域

本发明涉及一种水分配器，特别是但不仅限于农业应用和园艺应用。分配器可应用于供水压力要受控制的其它应用中。

背景技术

用于农业目的或园艺目的的水分配器在相对于水源的不同高度处——例如在不平坦或倾斜的地面上——可以具有多个出口。如果没有压力调节，来自较低出水口的水流可能大于来自位于较高水位处的出水口的水流，导致水的不均匀分布。

发明内容

英国专利公开号2561371A公开了一种灌溉系统，其包括限定具有进水口和出水口的腔室的壳体、可在打开位置和关闭位置之间移动的水控制阀、在壳体的内部和外部之间连通的孔、可移动地位于孔中的控制构件，该控制构件具有壳体外部的外部和腔室内的内部，其中，向外部施加外力促使内部在接合位置与脱离位置之间移动，在接合位置，内部接合并且促使水控制阀进入打开位置，在脱离位置，水控制阀自由地依靠浮力移动到关闭位置。

根据本发明，水分配器包括具有入口和出口的贮液器；

该入口在使用中可连接到水源，并且出口在使用中可连接到水分配系统；

入口阀构件可在入口关闭的关闭位置与入口打开的一个或多个打开位置之间移动，以允许水从水源流入贮液器；

该贮液器由可移动构件关闭以密封贮液器；

该可移动构件可响应于贮液器内压力的变化而移动；

连杆接合到可移动构件并且响应于可移动构件的移动而移动；

该连杆通过杠杆装置连接到入口阀构件，该杠杆装置布置为使得贮液器内的压力变化引起入口阀构件在打开位置和关闭位置之间移动。

该杠杆装置可以包括致动杆，该致动杆在第一点处连接到连杆并且枢转地安装在第一枢转位置处，第一枢转位置与第一点间隔开；

该致动杆包括位于第一点与第一枢转位置之间的驱动构件，使得第一点响应于可移动构件和连杆的运动的运动引起驱动构件相对于第一枢轴的旋转运动；

阀杆包括位于阀杆上第二点处的所述入口阀构件、位于与第二点间隔开位置的凸轮表面，和位于入口阀构件与凸轮表面之间的第二枢轴；

其中，驱动构件接合凸轮表面，使得驱动构件的运动引起凸轮表面的运动以及入口阀构件随后在关闭位置与打开位置之间的运动。

致动杆可以是细长构件，例如层状构件。可替代地，细长构件可以是杆或梁。

阀杆可以包括在第二点处连接或邻近于第二点的两个细长构件，以在构件之间形成通道，该通道的尺寸被设计为容纳并且允许致动杆在细长构件之间自由旋转运动。阀杆在平面图中可以是U形的。两个细长构件可以并排放置。

在一个实施例中，第一点和第一枢轴之间的距离大于驱动构件和第一枢轴之间的距离。

在一个实施例中，第一点和第一枢轴之间的距离大于驱动构件和第一枢轴之间的距离的三倍。

在进一步的实施例中，第一点和第一枢轴之间的距离大于驱动构件和第一枢轴之间的距离的四倍。

在进一步的实施例中，第一点和第一枢轴之间的距离大于驱动构件和第一枢轴之间的距离的五倍。

在一个实施例中，第一点的移动的距离引起比驱动构件的移动的距离更大的相应移动。

在进一步的实施例中，通过可移动构件和连杆的移动施加到第一点的力引起更大的力施加到入口阀构件。

在另一个实施例中，致动杆和阀杆是并排延伸的细长构件，其中，相应的枢轴位于装置的相对端处。

致动杆和阀杆可以平行延伸。

凸轮表面和驱动构件可以在第一枢轴和第二枢轴之间的位置处接合。

优选地，凸轮接合位置和第一枢轴点之间的第一距离小于凸轮接合位置和第二枢轴点之间的第二距离。

优选地，第一距离与第二距离的比率在1.5至2.5:1的范围内；更优选2至4:1，更优选2至3:1。

驱动构件可以是凸起，例如从致动杆向凸轮表面延伸的圆柱形构件或杆。

凸轮表面可以是边缘，例如阀杆的弯曲边缘。凸轮表面可以布置为背离第二枢轴朝向驱动构件。

第二枢轴和凸轮表面之间的第三距离优选大于阀构件和第二枢轴之间的第四距离。

优选地，第三距离和第四距离之间的比率在1.5:1至6:1的范围内，优选2:1至6:1，更优选3:1至5:1。

距离的比率为杠杆装置提供了方便和有效的机械优势。优选地，驱动构件的相对较大的运动引起阀构件的相对较小的运动，使得引起阀构件运动和阀关闭所施加的力相应地大于由贮液器中的压力相对于外部压力或环境压力的变化施加于可移动构件的外力。

在一个实施例中，约束构件被布置为约束可移动构件的运动，例如响应于贮液器内的压力相对于外部压力的增加来限制可移动构件的运动范围。约束构件可以在多个位置之间移动，以便控制可移动构件的移动。

在进一步的实施例中，约束构件是可移动的帽，例如螺纹帽，其在使用中可以朝向或远离贮液器拧。

约束构件可用于超越控制机构，防止入口阀完全关闭或部分关闭，使得可获得恒定的水源。约束构件可以保持阀打开，例如在帽朝向可移动构件拧时。

可移动构件可以是柔性隔膜，例如弹性体构件或弹性构件。连杆可以连接到隔膜的中心区域，使得连杆响应于由贮液器中的压力变化引起的隔膜的弯曲而移动。在替代实施例中，可移动构件是活塞或波纹管，其被布置为响应于贮液器中压力的增加而向上或向外移动。

隔膜可以具有圆周，并且例如在平面图中可以是圆形的。

帽可以具有接触表面，其圆周比可移动构件更小，并且在使用中可以朝向或远离构件移动，例如通过将帽朝向或远离贮液器拧。

在隔膜为圆形的实施例中，帽可以具有直径小于隔膜的柔性区域的直径的环形接触表面。或者，帽可以具有以小于隔膜的直径的合适的直径排列的接触表面的阵列。

隔膜的一个或多个环形接触面之间的接触可以减小隔膜的可用柔性区域的直径。这又减小了连杆响应于压力的变化而移动的距离，并且从而控制杠杆装置对贮液器中的压力的变化的响应性。

隔膜的约束降低了隔膜对水压增加的敏感性，允许水分配器连接到相对高的水源。

如果贮液器相对于水分配系统中的其它类似贮液器位于相对较低的高度处，则可能会遇到高压水源，而如果水分配系统位于不平坦的地面或不同高度的栽培床上，则可能会出现这种情况。

本发明可以提供几个优点。入口阀的打开或关闭运动可以被精确控制。由杠杆装置提供的机械优势可以确保克服水源的压力可靠地关闭入口阀。这提供了水源的有效调节，并且可以独立于水源的压力的任何变化。

杠杆并排的位置允许调节器的长度减小，而不会削弱在使用中施加到入口阀上的力。调节器尺寸的减小有助于在有限空间内方便安装，并且减少了构造所需的材料。

本发明还允许使用带有相对高压水源的水调节器，例如直接连接到主水源。调节器可以容易地调节以适应水源压力的变化。

构造的简单性降低了使用中泄漏的可能性，并且简化了制造或维护过程中的组装。

附图说明

参考附图，本发明通过示例而非以任何限制性的方式被进一步描述，其中：

图1是根据本发明的水分配器的横截面图；

图2是图1中所示的水分配器的局部剖视透视图；

图3是图1中所示的水分配器的平面图；

图4至图6是示出水分配器的移动部件的示意图；

图7和图8分别是图4和图6的局部剖视透视图；并且

图9和图10示出了保持器帽的操作阶段。

具体实施方式

这些图中所示的水分配器包括基座(1)和圆柱形壁(2)，该圆柱形壁(2)限定了向上开口的贮液器(3)。圆形隔膜(4)在圆周(5)处固定到壁(2)上，使得贮液器(3)形成密封的耐压室。

入口(6)在使用中可连接到自来水管或其它水源(未示出)。出口(7)在使用中可连接到水分配系统(未示出)，例如一系列喷洒器或扩散出口。

通过入口(6)进入贮液器(3)的水通过出口(7)从贮液器流出。入口和出口的相对尺寸可能导致进入贮液器的水流比流出贮液器的更大，使得当入口完全打开时贮液器内的水压增加。这为出口提供了持续的供水。压力的增加引起可移动构件(其可以包括隔膜(4))远离贮液器的基座向外扩张，如图4至图6所示的向上。

连杆(8)在一端连接到隔膜(4)的中心点处的夹具(9)，并且在另一端处连接到致动杆(11)的第一点(10)。连杆(8)可以是刚性或不可延伸的构件。

致动杆(11)连接到第一枢转点(12)，该第一枢转点(12)位于致动杆远离第一点(10)的一端处。第一枢转点(12)包括穿过孔横向延伸到从基座(1)向上延伸的安装件(13)中的销。随着致动杆围绕第一枢轴(12)顺时针或逆时针(如图1中所示)旋转，响应于贮液器(3)中的压力变化而升高或降低隔膜(4)分别引起致动杆的第一点(10)响应于压力的升高或降低而升高或降低。

致动杆(11)通常是层状的，并且可以具有大致三角形的主体。该杠杆具有从杠杆主体的下部(15)横向延伸的驱动构件(14)。驱动构件可以包括安装在致动杆上的销、螺柱或其它凸起，例如安装在致动杆主体的下部(15)横向延伸的孔中。可以使用例如并排放置的一对平行的、间隔开的致动杆。

阀杆(16)包括由横向构件(17)连接的两个大致平行的侧面，以形成大致为U形的构造。横向构件可以位于其它地方，以形成大体上为H形的构造或其它替代布置。在进一步的可选的实施例中，阀杆包括沿着致动杆延伸的单个构件。

在示出的实施例中，阀杆包括由横向构件连接的两个平行侧面，横向构件布置为使得两个侧面形成大致平行的侧面通道，该通道的尺寸被设计为适于容纳致动杆(11)，允许致动杆在使用中围绕第一枢轴(12)自由移动。

阀杆(16)枢转地安装在第二枢轴(18)上。第二枢轴(18)可以包括横向延伸穿过杠杆(16)的侧面并且进入从基座(1)向上延伸的安装件(19)的销或螺钉。

第二枢轴(18)位于横向构件(17)与阀杆的主体的自由端之间。自由端形成凸轮表面(20)，该凸轮表面(20)被布置为在使用中与致动杆的驱动构件(14)配合。驱动构件(14)的向上运动或向下运动引起凸轮表面和阀杆(16)的自由端相应的向上运动或向下运动。

升高或降低阀杆(16)的自由端和凸轮表面(20)分别引起阀杆的逆时针或顺时针旋转，如图1中所示。

远离凸轮表面(20)的阀杆(16)的端部包括面向下的阀构件(21)，该阀构件(21)布置为接合面向上的阀座(22)，以形成水分配器的入口阀。

第二枢轴(18)与凸轮表面(20)之间的距离大于第二枢轴(18)与阀构件(21)之间的距离，使得施加到阀构件(21)的力大于由凸轮表面(20)从驱动构件(14)接收的力。

在实施例中，距离的比率为1至5:1至6:1，优选2:1至6:1。如图1中所示，该比率约为5:1至6:1。

图4、图5和图6示出了水分配器的阀、隔膜和杠杆组件的运动阶段。

在图4中，进口阀(21、22)完全打开，使得水从水源流入贮液器。贮液器内的压力通常是环境压力，使得隔膜(4)处于较低位置而不扩张。连杆(8)不在致动杆(11)的第一点(10)上施加任何提升力。致动杆(11)处于如图所示的最大逆时针方向。

在图5中，贮液器内的压力已经增加到中间值，使得隔膜(4)部分地向上扩张。隔膜的夹具(9)的向上运动向连杆(8)施加提升力，升高致动杆(11)的第一点(10)。第一点(10)的提升引起致动杆(11)顺时针旋转，引起驱动构件(14)被升高并且沿顺时针方向(如所示)朝向阀杆(16)移动。驱动构件(14)抵靠阀杆(16)外边缘上的凸轮表面(20)的接合引起阀杆的端部升高，围绕第二枢轴(18)逆时针旋转(如图所示)。这种旋转引起阀构件(21)从如图4中所示的完全打开位置移动到如图5中所示的部分打开位置，从而限制水通过入口流入贮液器。

在图6中，隔膜完全扩张，将夹具(9)和连杆(8)升高至最大位置，使得致动杆的第一点(10)完全升高，将致动杆旋转至最大顺时针方向(如图所示)。阀杆(16)的凸轮表面(20)完全升高并且逆时针旋转，引起阀构件(21)接合阀座，关闭阀入口并且防止水流入贮液器。

图7是图4中所示装置的透视图。

图8是图6中所示装置的透视图。

图9和图10示出了约束构件的使用。贮液器的基座(1)、圆柱形壁(2)和隔膜(4)如前述图中所示。

帽(23)安装在贮液器上。轴向向上轴向延伸的套筒(24)具有内螺纹，该内螺纹容纳具有下环形表面(27)的外螺纹约束构件(26)。下环形表面(27)的直径小于隔膜(4)的直径，例如，如在所示实施例中约为隔膜的直径的一半。

约束构件(26)和环形表面可以通过套筒(24)的手动旋转而升高或降低。

下环形表面(27)与隔膜(4)的面向外的上表面之间的距离可以调整，使得隔膜在如图4中所示的静止位置或者如图5中所示的部分扩张位置或者如图中6所示的完全扩张布置中接触环形表面。

与下环形表面(27)的接触限制隔膜(4)的向上运动。在图4和图5的位置中，接触减小了隔膜的面积，隔膜能够响应于贮液器内的压力增加而升高和扩张。在图6中，隔膜处于延伸位置。约束构件的环形表面用于防止隔膜的过度延伸，例如在水压波动的情况下。

Claims (15)

1.一种水分配器，包括具有入口和出口的贮液器；

所述入口在使用中可连接到水源，并且所述出口在使用中可连接到水分配系统；

入口阀构件，可在关闭位置与一个或多个打开位置之间移动，在所述关闭位置，所述入口关闭，在所述一个或多个打开位置，所述入口打开以允许水从所述水源流入所述贮液器；

所述贮液器由可移动构件关闭以密封所述贮液器；

所述可移动构件可响应于所述贮液器内压力的变化而移动；

连杆，接合到所述可移动构件并且响应于所述可移动构件的移动而移动；

所述连杆通过杠杆装置连接到所述入口阀，所述杠杆装置布置为使得所述贮液器内压力的变化引起所述入口阀构件在打开位置与关闭位置之间移动。

2.根据权利要求1所述的水分配器，其中，所述杠杆装置包括致动杆，所述致动杆在第一点处连接到所述连杆并且枢转地安装在第一枢转位置处，所述第一枢转位置位于与所述第一点间隔开的位置；

所述致动杆包括位于所述第一点与所述第一枢转位置之间的驱动构件，使得所述第一点响应于所述可移动构件与所述连杆的运动的运动引起所述驱动构件相对于所述第一枢轴的旋转运动；

阀杆包括所述阀构件，所述阀构件位于所述阀杆上的第二点处，凸轮表面与所述第二点间隔开，并且第二枢轴位于所述阀构件和所述凸轮表面之间；

其中，所述驱动构件接合所述凸轮表面，使得所述驱动构件的运动引起所述凸轮表面的运动以及所述入口阀构件随后在所述关闭位置与所述打开位置之间的运动。

3.根据权利要求2所述的水分配器，其中，所述第一点和所述第一枢轴之间的距离大于所述驱动构件和所述第一枢轴之间的距离。

4.根据权利要求3所述的水分配器，其中，所述第一点和所述第一枢轴之间的所述距离大于所述驱动构件和所述第一枢轴之间的所述距离的三倍，优选大于四倍，更优选大于五倍。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的水分配器，其中，所述第一点移动通过第一距离引起所述驱动构件移动通过第二距离；

其中，所述第一距离大于所述第二距离。

6.根据任一前述权利要求所述的水分配器，其中，所述致动杆是细长构件，并且所述阀杆包括两个细长的阀杆构件，所述阀杆构件在所述第二点处连接或邻近于所述第二点以在所述阀杆构件之间形成通道，所述通道的尺寸被设计为允许所述致动杆的自由旋转运动。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的水分配器，其中，所述凸轮表面和所述驱动构件在所述第一枢轴和所述第二枢轴之间的某位置处接合。

8.根据任一前述权利要求所述的水分配器，其中，所述驱动构件是从所述致动杆延伸的凸起，并且所述凸轮表面是所述阀杆的边缘。

9.根据任一前述权利要求所述的水分配器，进一步包括被布置以约束所述可移动构件的运动的约束构件。

10.根据权利要求9所述的水分配器，其中，所述约束构件可在多个位置之间移动，以控制所述可移动构件的运动。

11.根据权利要求9或10中任一项所述的水分配器，其中，所述约束构件是可移动的帽，所述可移动的帽可以朝向或远离所述贮液器拧。

12.根据任一前述权利要求所述的水分配器，其中，所述可移动构件是柔性隔膜。

13.根据权利要求12所述的水分配器，其中，所述连杆连接到所述隔膜的中心区域。

14.根据权利要求12至13中任一项所述的水分配器，其中，所述帽具有的接触表面的圆周比所述可移动构件更小。

15.一种根据任一前述权利要求所述的农业或园艺水分配器。

Images