CN111530648B - 圆锥雾离心雾化盘 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆锥雾离心雾化盘，包括锥盘、防溢圈、嵌螺母以及轴套；锥盘中心设有下沉的分流腔，锥盘上部设有向上伸出的立环，分流腔底部的中心设有嵌孔；防溢圈固定连接在所述立环上；嵌螺母安装在所述嵌孔中；轴套的一端位于嵌孔中，通过所述嵌螺母与锥盘固定连接，轴套的另一端位于立环内，用于与动力输出轴连接；其中，分流腔的底面形成分流平面，分流平面上设有周向均匀分布且互相间隔的分流栅和分流道；锥盘开口向下且具有锥角，锥盘内部有周向间隔阵列的尖齿，相邻的尖齿间形成开口向下的沟槽。本发明能使喷洒雾流形成锥度，提高沉降速度，具有一定的靶向性，降低飘移；旋转自紧使拆装更为便捷，减少零件数量，降低维保成本。
Description
技术领域
本发明属于植保机械领域，涉及一种喷雾装置，具体涉及一种圆锥雾离心雾化盘。
背景技术
离心雾化技术因具有雾化均匀性好、雾滴谱宽窄、粒径可调、不宜堵塞等特点在低微量喷洒领域尤其是在航空植保得到广泛应用。现有离心雾化技术的主要缺陷是雾流方向沿水平射出，与液力雾化器相比雾滴缺乏沉降方向的初速度，靶向性较差，喷幅容易发生变化，雾滴飘移较难控制。目前在植保无人飞机上的应用主要通过雾流与风场耦合，将离心喷头与植保无人飞机旋翼同轴布置，旋翼产生的下洗风场裹挟雾滴提高沉降与穿透能力，减少飘移。缺点在于限制了喷头的位置，在不同工况下喷幅内的分布均匀性无法保证，在一定程度上影响了喷雾效果。
为提高离心雾化沉积效果，许多在离心喷头结构上的创新应运而生。申请号为201822086825.6的中国专利公开了一种离心喷头及喷洒装置，其雾化装置的特点是在甩盘外侧附加多个定向叶片，使甩盘旋转时叶片产生向下的气流，目的是促使雾滴向下喷洒。然而不可忽视的是，叶片占据了雾滴的下降空间，会与雾滴产生无法避免的接触，扰乱了原本彼此独立的雾滴流。叶片表面粘附的药液同样也会汇聚甩出，从而破坏雾化的均匀性和雾流的完整性，反而使雾化效果恶化。申请号为201721007341.7的中国专利公开了一种无人机离心喷头及设置该喷头的无人机，包括电动机、叶盘、水管，叶盘内部设置有供液体释放的通道，药液经过叶盘内通道流出。虽然通过附图似乎能够看出通道开口朝向为水平方向以下，然而叶盘内部没有合理的导流结构，进入叶盘内部的药液受到立柱的干扰难以均匀分布至各通道，且通道尺度过大，旋转时进入通道的药液集中向受力一侧滑移，叶盘的动能无法通过约束面充分转移给全部药液，超出的部分随机溢出，难以控制液流形成均匀分布的液丝和液滴。
上述技术在实际应用中存在的问题可总结为：1)雾化盘本体增加的改变风场结构虽然能够提高雾滴沉降速度，但对雾化均匀性会产生负面影响；2)简单的改变雾化盘开口朝向也并不能改善雾化性能，不合理的附属结构会降低雾化效果，因此需要进一步改进和完善。
发明内容
本发明目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种圆锥雾离心雾化盘。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种圆锥雾离心雾化盘，包括锥盘、防溢圈、嵌螺母以及轴套；所述锥盘中心设有下沉的分流腔，锥盘上部对应分流腔的位置设有向上伸出的立环，分流腔底部的中心设有嵌孔；所述的防溢圈固定连接在所述立环上；所述的嵌螺母安装在所述嵌孔中；所述轴套的一端位于嵌孔中，通过所述嵌螺母与锥盘固定连接，轴套的另一端位于立环内，用于与动力输出轴连接；其中，所述分流腔的底面形成分流平面，分流平面上设有周向均匀分布且互相间隔的分流栅和分流道，所述分流栅与分流道的外端面组合形成分流外壁；所述锥盘开口向下且具有锥角，锥盘内部有周向间隔阵列的尖齿，尖齿的一端与分流外壁之间留有空隙，形成光滑的过渡区，尖齿的另一端延伸至锥盘的边缘，相邻的尖齿间形成开口向下的沟槽；所述锥盘旋转时，分流腔内的药液先沿分流外壁流向过渡区，再由尖齿切割分配至沟槽内，最后通过锥盘的边缘流出。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
上述的分流栅在分流腔内侧为锐角；所述分流道的截面为矩形，分流道的上部延伸至过渡区，方向为后开，与所述锥盘的转向相反。
上述的尖齿的指向与锥盘的旋转方向相同。
上述的沟槽的截面呈倒“凵”形，包括入槽口、出槽口以及槽顶面；槽顶面形成的锥角α小于180°；沟槽在尖齿的尖端位置形成入槽口，入槽口与分流外壁相切；沟槽在锥盘的边缘相交处形成出槽口，出槽口与边缘的切线垂直。
上述的沟槽从入槽口到出槽口任一处的曲率中心指向旋转方向侧，曲率的变化单调且连续。
上述的沟槽的槽深的尺寸沿所述沟槽的曲线方向处处相等或不相等。
上述的沟槽的槽宽的尺寸沿所述沟槽的曲线方向处处相等或不相等。
上述的防溢圈包括凸缘、侧壁、上圆环以及下圆环，所述的立环的内侧壁上设有与凸缘匹配的卡槽，所述防溢圈通过凸缘与卡槽的配合连接到所述立环上，与锥盘形成一个整体；防溢圈的上下两端分别设置上圆环和下圆环，所述上圆环的内径小于下圆环的内径；所述的侧壁设置在上圆环与下圆环之间，侧壁向内倾斜。
上述的轴套包括轴孔、小通孔、挡圈、螺纹以及内六角孔；轴套的上顶部设有挡圈，轴套内部有开口朝向所述挡圈的轴孔；轴套下部外侧设有螺纹，所述螺纹的旋向与锥盘的转向相同，轴套通过螺纹与所述嵌螺母连接；所述轴套内的底部设有内六角孔，轴孔与内六角孔之间设有同轴的小通孔。
上述的锥盘和轴套之间设有橡胶垫。
本发明的有益效果为：
本发明采用分流结构使流入的药液雾化前流动顺畅，不会产生盘内扰动，雾化均匀性好；合理的沟槽结构对于液流具有强有力的约束作用，使锥盘充分赋能给液流，向下的槽顶面引导液流沿保持原有的角度甩出，使破碎形成的雾流具有初始向下的速度分量，提高沉降速度，喷雾范围更集中，具有一定的靶向性，降低飘移；旋转自紧使拆装更为便捷，减少零件数量，降低维保成本。
附图说明
图1为本发明一个实施例的外部结构示意图。
图2为本发明一个实施例的底部结构示意图。
图3为图1中的锥盘主视图。
图4为图3的A-A剖面视图。
图5为图3的B-B剖面视图。
图6为图5局部放大视图H。
图7为图1的侧向剖视图。
图8为本发明一个实施例的实物图。
图中序号，1-锥盘、2-防溢圈、3-嵌螺母、4-轴套、5-橡胶垫、10-分流腔、11-立环、12-过渡区、13-尖齿、14-边缘、15-嵌孔、21-凸缘、22-侧壁、40-轴孔、41-小通孔、42-挡圈、43-螺纹、44-内六角孔、101-分流平、102-分流栅、103-分流道、104-分流外壁、111-卡槽、130-沟槽、131-槽顶面、132-入槽口、133-出槽口、221-上圆环、222-下圆环、1301-槽深、1302-槽宽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的发明内容作进一步地说明。
参见图1-7，一种圆锥雾离心雾化盘，包括锥盘1、防溢圈2、嵌螺母3以及轴套4；所述锥盘1中心设有下沉的分流腔10，锥盘1上部对应分流腔10的位置设有向上伸出的立环11，其作用是提高分流腔10中的药液存储能力，防止流入分流腔10的药液轻易通过内侧壁甩出，分流腔10底部的中心设有嵌孔15；所述的防溢圈2固定连接在所述立环11上；所述的嵌螺母3安装在所述嵌孔15中，优选的，嵌螺母3通过能够保证强度的加工手段如热熔焊接等预埋在锥盘1内部的嵌孔15中；所述轴套4的一端位于嵌孔15中，通过所述嵌螺母3与锥盘1固定连接，轴套4的另一端位于立环11内，用于与动力输出轴连接；其中，所述分流腔10的底面形成分流平面101，分流平面101上设有周向均匀分布且互相间隔的分流栅102和分流道103，所述分流栅102与分流道103的外端面组合形成分流外壁104，这里所述的流道103的外端面就是指药液从分流道103甩出的最外侧的平面，由于分流道是由分流栅间隔出来，因此两者一同组成了分流外壁；所述锥盘1开口向下且具有锥角，锥盘1内部有周向间隔阵列的尖齿13，尖齿13的一端与分流外壁104之间留有空隙，形成光滑的过渡区12，尖齿13的另一端延伸至锥盘的边缘14，相邻的尖齿13之间形成开口向下的沟槽130；所述锥盘1旋转时，分流腔10内的药液先沿分流外壁104流向过渡区12，再由尖齿13切割分配至沟槽130内，最后通过锥盘1的边缘14流出。
参见图5和图6，本实施例中，所述分流栅102位于分流腔10内侧为锐角，即通过锐角的设置可以控制分流道的开口方向与锥盘1的转向相反；所述分流道103的截面为矩形，分流道103的上部延伸至过渡区12，方向为后开，与所述锥盘1的转向相反。当药液进入分流腔10接触到分流平面101之后摊铺开，通过分流栅10能够顺利地流入分流道103并被等分。
本实施例中，所述尖齿13的指向与锥盘1的旋转方向相同，通过分流栅102的分流作用将流经分流道103的等分大液流在离心作用下，继续沿着分流外壁104流向过渡区12，逐步形成各向等量的液环，液环再由尖齿13切割并分配至沟槽130中。
参见图3和图4，本实施例中，所述沟槽130的截面呈倒“凵”形，包括入槽口132、出槽口133以及槽顶面131；槽顶面131形成的锥角α小于180°，槽顶面131与两侧呈直角，非圆滑的结构有益于旋转时对沟槽130中的液流形成有效的约束，减少液流向受力一侧滑移的趋势，将尽可能多的药液在离心力作用下向槽顶面131摊铺而不至于轻松流向沟槽130的侧壁，使液流在沟槽130中充分保持向下倾斜方向的运动状态，是液流在惯性作用下沿α锥角甩出的必要前提；沟槽130在尖齿13的尖端位置形成入槽口132，入槽口132与分流外壁104相切；沟槽130在锥盘1的边缘14相交处形成出槽口133，出槽口133与边缘14的切线垂直；所述沟槽130从入槽口132到出槽口133任一处的曲率中心指向锥盘1的旋转方向侧，曲率的变化单调且连续，带来的效果是，流入尖齿13的液流既能够平顺的流入沟槽130，同时也保证了旋转时沟槽130迎流面一侧始终对液流形成有效的约束，使小液流稳定获得逐步增加的动能。在各槽顶面131的约束下，每个沟槽130所有小液流抵达边缘14时破碎为均匀的液滴，周向密集的高速液滴在惯性的作用下最终形成与槽顶面131的锥角α相同的锥形雾流面。
参见图4和图6，本实施例中，所述沟槽130的槽深1301的尺寸沿所述沟槽130的曲线方向处处相等或不相等；所述沟槽130的槽宽1302的尺寸沿所述沟槽130的曲线方向处处相等或不相等。每个沟槽130的槽深1301尺寸和槽宽1302尺寸在简化加工便于开模的前提下可以为相等，而针对不同的流量范围和作业需要，也可以不相同。在从入槽口132指向出槽口133的方向上，对于粘性较大的药剂，可以呈渐开形；而对于粘性较低的药剂，可以呈渐缩形，因为随着直径的增加，脱离速度逐渐加快，合适的沟槽可以确保流出雾滴的稳定性和连贯性。
参见图4和图7，本实施例中，仅靠竖直的立环11显然不能对药液形成有效的约束，因此还设置了防溢圈2，所述的防溢圈2包括凸缘21、侧壁22、上圆环221以及下圆环222，所述的立环11的内侧壁上设有与凸缘21匹配的卡槽111，所述防溢圈2通过凸缘21与卡槽111的配合连接到所述立环11上，与锥盘1形成一个整体；防溢圈2的上下两端分别设置上圆环221和下圆环222，所述上圆环221的内径小于下圆环222的内径；所述的侧壁22设置在上圆环221与下圆环222之间，侧壁22向内倾斜，其具有的作用为利用旋转的流体在离心力作用下向外扩散的机理使流入的药液保持在分流腔10中，避免药液溢出。
参见图7，本实施例中，所述的轴套4包括轴孔40、小通孔41、挡圈42、螺纹43以及内六角孔44；轴套4的顶部设有挡圈42，挡圈42起到隔绝药液沿着轴套4向上流动的作用，上窜的药液抵达挡圈42后向四周甩出并通过配套的外部阻挡结构收集并引导再次进入分流腔10；轴套4内部设有开口朝向所述挡圈42的轴孔40，动力输入轴与轴孔40相连接为轴套4提供旋转的动力；轴套4下部外侧设有螺纹43，所述螺纹43的旋向与锥盘1的转向相同，确保旋转时达到自紧的效果，轴套4通过螺纹43与所述嵌螺母3连接，通过轴套4和嵌螺母3的连接使锥盘1和轴套4形成一个整体，将旋转通过轴套4传递给锥盘1；所述轴套4内的底部设有内六角孔44，轴孔40与内六角孔44之间设有同轴的小通孔41，小通孔41用于在插入动力输入轴时排出轴孔40中的空气，使装配过程更加顺畅；用内六角扳手插入内六角孔44固定确保轴套4不随动，锥盘1即可轻松拆卸，减少了零件的数量，降低了维保成本。
参见图7，本实施例中，所述锥盘1和轴套4之间设有橡胶垫5，锥盘1和轴套4之间的橡胶垫5起到密封的作用，同时也提供弹力，降低整个旋转系统产生的振动，使锥盘1不易脱落。
本发明的使用过程为：
按照上述结构制备出所述的圆锥雾离心雾化盘，将该离心雾化盘安装在如植保无人机等相应需要喷雾的位置，将动力轴与轴套连接，为离心雾化盘提供旋转的动力。参见图8为本发明的实物图，锥盘的转向为顺时针方向，可见沟槽曲率半径方向与转向相同，带来的效果是雾流沿锥角喷洒，其可以提高药液的沉降速度，喷雾范围更集中，具有一定的靶向性，降低飘移。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：包括锥盘(1)、防溢圈(2)、嵌螺母(3)以及轴套(4)；所述锥盘(1)中心设有下沉的分流腔(10)，锥盘(1)上部对应分流腔(10)的位置设有向上伸出的立环(11)，分流腔(10)底部的中心设有嵌孔(15)；所述的防溢圈(2)固定连接在所述立环(11)上；所述的嵌螺母(3)安装在所述嵌孔(15)中；所述轴套(4)的一端位于嵌孔(15)中，通过所述嵌螺母(3)与锥盘(1)固定连接，轴套(4)的另一端位于立环(11)内，用于与动力输出轴连接；其中，所述分流腔(10)的底面形成分流平面(101)，分流平面(101)上设有周向均匀分布且互相间隔的分流栅(102)和分流道(103)，所述分流栅(102)与分流道(103)的外端面组合形成分流外壁(104)；所述锥盘(1)开口向下且具有锥角，锥盘(1)内部有周向间隔阵列的尖齿(13)，尖齿(13)的一端与分流外壁(104)之间留有空隙，形成光滑的过渡区(12)，尖齿(13)的另一端延伸至锥盘的边缘(14)，相邻的尖齿(13)之间形成开口向下的沟槽(130)；所述锥盘(1)旋转时，分流腔(10)内的药液先沿分流外壁(104)流向过渡区(12)，再由尖齿(13)切割分配至沟槽(130)内，最后通过锥盘(1)的边缘(14)流出。
2.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述分流栅(102)位于分流腔(10)内侧为锐角；所述分流道(103)的截面为矩形，分流道(103)的上部延伸至过渡区(12)，方向为后开，与所述锥盘(1)的转向相反。
3.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述尖齿(13)的指向与锥盘(1)的旋转方向相同。
4.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述沟槽(130)的截面呈倒“凵”形，包括入槽口(132)、出槽口(133)以及槽顶面(131)；槽顶面(131)形成的锥角α小于180°；沟槽(130)在尖齿(13)的尖端位置形成入槽口(132)，入槽口(132)与分流外壁(104)相切；沟槽(130)在锥盘(1)的边缘(14)相交处形成出槽口(133)，出槽口(133)与边缘(14)的切线垂直。
5.根据权利要求4所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述沟槽(130)从入槽口(132)到出槽口(133)任一处的曲率中心指向锥盘(1)的旋转方向侧，曲率的变化单调且连续。
6.根据权利要求4所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述沟槽(130)的槽深(1301)的尺寸沿所述沟槽(130)的曲线方向处处相等或不相等。
7.根据权利要求4所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述沟槽(130)的槽宽(1302)的尺寸沿所述沟槽(130)的曲线方向处处相等或不相等。
8.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述的防溢圈(2)包括凸缘(21)、侧壁(22)、上圆环(221)以及下圆环(222)，所述的立环(11)的内侧壁上设有与凸缘(21)匹配的卡槽(111)，所述防溢圈(2)通过凸缘(21)与卡槽(111)的配合连接到所述立环(11)上，与锥盘(1)形成一个整体；防溢圈(2)的上下两端分别设置上圆环(221)和下圆环(222)，所述上圆环(221)的内径小于下圆环(222)的内径；所述的侧壁(22)设置在上圆环(221)与下圆环(222)之间，侧壁(22)向内倾斜。
9.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述的轴套(4)包括轴孔(40)、小通孔(41)、挡圈(42)、螺纹(43)以及内六角孔(44)；轴套(4)的顶部设有挡圈(42)，轴套(4)内部设有开口朝向所述挡圈(42)的轴孔(40)；轴套(4)下部外侧设有螺纹(43)，所述螺纹(43)的旋向与锥盘(1)的转向相同，轴套(4)通过螺纹(43)与所述嵌螺母(3)连接；所述轴套(4)内的底部设有内六角孔(44)，轴孔(40)与内六角孔(44)之间设有同轴的小通孔(41)。
10.根据权利要求1所述的一种圆锥雾离心雾化盘，其特征在于：所述锥盘(1)和轴套(4)之间设有橡胶垫(5)。
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