CN111622941A - 一种阀门调节式比例施肥泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种阀门调节式比例施肥泵，包括进口螺纹管、出口螺纹管，所述进口螺纹管和出口螺纹管之间安装有三通阀，还包括驱动腔体、混肥腔体、吸肥腔体和吸肥管；其运作过程是进入阀门调节式比例施肥泵内的水通过腔内进口管进入驱动腔，随着驱动腔内压力的增加，会推动驱动活塞以及与之固定的吸肥活塞下移并挤压吸肥腔内的肥液进入混肥腔内，从而带动换向结构运动进行排肥、混肥的工作。本发明装置结构简单、造价低廉、水头损失小、施肥精度较高的阀门调节式比例施肥泵。

Description

一种阀门调节式比例施肥泵
技术领域
本发明涉及农业装备领域的一种水肥一体化施肥装置，属于阀门调节式比例施肥泵技术领域。
背景技术
水肥一体化技术因具有水肥高效利用、精准施肥的优点而被人们广泛关注，并在我国大量推广和应用。施肥设备作为水肥一体化系统中不可或缺的一部分，通常安装在灌溉系统首部，其主要作用是将灌溉水和肥液按一定比例进行充分混合后将混合液注入灌溉管网中。目前国内常用的施肥设备中，水动比例注入泵，又称比例施肥泵是性能优良的施肥设备。但由于比例施肥泵零件过多、制造要求高，导致其价格昂贵而不能大规模普及。国内实用新型专利CN201220109480.1公开了一种水力驱动的比例泵，可以依靠压力水进行肥（药）液吸入到管道中水中，可以保证施肥精度，但结构复杂，制造精度要求高。国内发明专利CN201510771913.8 公开了一种水力驱动的定比例施肥泵，换向机构不受弹簧的影响，换向冲击小，但使用时需并联在管路中，损失较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、水头损失小、施肥精度较高的阀门调节式比例施肥泵。
为实现上述发明目的，本发明所采取的技术方案如下：一种阀门调节式比例施肥泵，包括进口螺纹管、出口螺纹管，所述进口螺纹管和出口螺纹管之间安装有三通阀，还包括驱动腔体、混肥腔体、吸肥腔体和吸肥管；所述驱动腔体与混肥腔体密封连接，所述驱动腔体内设有腔内进口管和腔内出口管，所述腔内进口管与三通阀、驱动腔体内的驱动腔相联通，所述腔内出口管与出口螺纹管、驱动腔体内的驱动腔相联通；所述驱动腔处设置有换向机构和驱动活塞，所述驱动活塞内设置有左流道、右流道、驱动连杆运动槽和从动连杆运动槽，左流道与腔内进口管及驱动腔、混肥腔相联，右流道与腔内出口管及驱动腔、混肥腔相联；所述换向机构包括扭簧、驱动连杆、传动摇杆、从动连杆、堵头联接杆和卡位钳，所述扭簧一端与传动摇杆穿孔联接，另外一端固定在扭簧压盖内，所述驱动连杆和所述从动连杆固定在所述传动摇杆的两端，所述从动连杆两侧安装有堵头联接杆，所述堵头联接杆上固定有左流道堵头和右流道堵头，所述堵头联接杆位置由卡位钳的上下卡位控制，所述从动连杆位于所述从动连杆运动槽内，所述驱动连杆位于所述驱动连杆运动槽内；所述吸肥腔体固定在所述混肥腔体内，所述吸肥腔体的下部与所述混肥腔体内的混肥腔连通；所述吸肥管固定在所述混肥腔体上，所述吸肥管内的吸肥活塞固定在驱动活塞上，所述吸肥管内的吸肥腔与所述混肥腔体内的混肥腔连通。
上述方案中，所述三通阀安装在进口螺纹管、出口螺纹管及腔内进口管连接处的圆柱形槽中，所述三通阀由三通阀阀芯和三通阀手柄两部分组成，三通阀阀芯为圆柱形，且流道为“T”型通孔。
上述方案中，所述驱动活塞由上盖和下盖两部分粘合而成。
上述方案中，所述驱动活塞边缘与混肥腔密封的部分采用耐磨硬质塑料制成，且驱动活塞边缘中心低外侧高，形状对称呈“v”型。
上述方案中，所述吸肥腔体的下部通过吸肥单向阀与所述混肥腔体内的混肥腔连通。
上述方案中，所述吸肥管内的吸肥腔通过出肥单向阀与所述混肥腔体内的混肥腔连通。
本发明的有益效果是：本发明零件少、结构简单、生产组装容易、造价低廉。应用在农业施肥灌溉领域可以直接串联在压力管道中，启动压力低，压力应用范围较广，能量损失小（仅有0.6m的水头损失）。施肥比例准确可调节、精度高，且不受压力波动的影响。不仅可以应用在农业施肥灌溉领域，还可以应用在汽车洗涤、花卉种植、畜牧业养殖等。
附图说明
图1为本发明的主视图。
图2为本发明三通阀三维图。
图3为本发明的侧视图
图4为图3中的B-B向剖视图。
图5为本发明换向机构其中一个角度的三维图。
图6为本发明换向机构另外一个角度的三维图。
图7为本发明驱动活塞上、下盖部分其中一个角度的三维图。
图8为本发明驱动活塞上、下盖部分另外一个角度的三维图。
图9为本发明内部结构其中一个角度的三维图。
图10为本发明内部结构另外一个角度的三维图。
图中，1-进口螺纹管，2-三通阀，2-1三通阀阀芯，2-2三通阀手柄，3-驱动腔体，4-定位块，5-混肥腔体，6-吸肥管，7-出口螺纹管，8-腔内进口管，9-扭簧压盖，10-驱动腔，11-换向机构，11-1-扭簧，11-2驱动连杆，11-3-传动摇杆，11-4从动连杆，11-5-堵头连接杆，11-6-卡位钳，12-左流道堵头，13-左流道，14-驱动活塞，14-1-驱动活塞上盖，14-2-驱动活塞下盖，15-混肥腔，16-吸肥活塞，17-吸肥腔，18-吸肥单向阀，19-下盖板，20-吸肥腔体，21-出肥单向阀，22-右流道，23-右流道堵头，24-腔内出口管，25-从动连杆运动槽，26-驱动连杆运动槽。
具体实施方式
下面结合附图对本发明专利进行进一步说明。
本实施例涉及的工作原理是进入阀门调节式比例施肥泵内的水通过腔内进口管进入驱动腔，随着驱动腔内压力的增加，会推动驱动活塞以及与之固定的吸肥活塞下移并挤压吸肥腔内的肥液进入混肥腔内，从而带动换向结构运动进行排肥、混肥的工作。
如图1至图10所示，本发明的阀门调节式比例施肥泵，其组成部件及配合方式如下：进口螺纹管1、出口螺纹管7为一条管径大小相等的直管段，与驱动腔体为一体，螺纹为国标右旋螺纹；三通阀2由三通阀阀芯2-2和三通阀手柄2-1两部分组成；驱动腔体3与混肥腔体5通过密封圈密封，混肥腔体5与吸肥管6通过螺纹联接；腔内进口管8与三通阀2、驱动腔3相联通，腔内出口管24与出口螺纹管7和驱动腔10相联通。扭簧11-1、驱动连杆11-2、传动摇杆11-3、从动连杆11-4、堵头联接杆11-5、卡位钳11-6组成了换向机构11，扭簧11-1与传动摇杆11-3穿孔联接，并被扭簧压盖9通过螺栓固定在驱动腔体3内；堵头联接杆11-5将左流道堵头12、右流道堵头23固定，从而带动两个堵头同步进行上下运动，堵头运动的位置由卡位钳11-6的上下卡位控制；驱动活塞14由上盖14-1和下盖14-2两部分粘合而成，内部具有可由堵头控制流动方向的两个流道组成，左流道13与腔内进口管8及驱动腔10、混肥腔15相联，右流道22与腔内出口管24及驱动腔10、混肥腔15相联，并有限制驱动连杆11-2上下运动的驱动连杆运动槽26及限制从动连杆11-4上下运动的从动连杆运动槽25。吸肥活塞16固定在驱动活塞14上，并与驱动活塞14作同样的上下往复运动。吸肥单向阀18由下盖板19限制在吸肥腔17内，吸肥腔体20下部开小孔处有出肥单向阀21。吸肥腔体20上有三个各成90°的肋板用来固定其位于混肥腔体5内的位置。混肥腔体5底部开有螺纹孔，吸肥管6通过此螺纹孔与混肥腔15联接。在腔内进口管8、腔内出口管24与驱动腔体3的配合处，驱动腔体3与混肥腔体5的配合处，吸肥活塞16与吸肥腔体20的配合处，左流道堵头12与左流道13的配合处，右流道堵头23与右流道22的配合处都有密封圈进行密封。
本实施例的阀门调节式比例施肥泵的工作过程如下：
如图3所示，三通阀2将通过进口螺纹管1进入施肥泵内的水进行分流，分流进入施肥泵内的水是通过旋转三通阀手柄2-2来控制的。手柄2-2与阀芯2-1同步旋转，改变阀芯2-1与阀体的相对角度位置就会改变三通阀的分流比例。手柄2-2处于水平时为灌水模式，来流不经过施肥泵；手柄2-2处于竖直时为灌水施肥模式，来流全部经过施肥泵进行吸肥工作；手柄2-2处于其他中间角度位置时三通阀2将水分为两部分，其中，阀门2竖直出口分流出的水进入施肥泵驱动腔10及混肥腔15进行吸肥、混肥工作，阀门2水平出口流出的水则直接流向施肥泵出口与来自吸肥端的水肥混合液进一步混合后通过出口螺纹管7流出。
驱动活塞14下行的过程是进入阀门调节式比例施肥泵内的水通过腔内进口管8进入驱动腔10，随着驱动腔10内压力的增加，会推动驱动活塞14以及与之固定的吸肥活塞16下移并挤压吸肥腔17内的肥液进入混肥腔15内，从而带动换向结构11运动进行排肥、混肥的工作。
下面详细阐述换向结构11及吸肥、排肥工作的过程。堵头可以控制驱动活塞14内左右流道的开闭方向，左流道13与腔内进口管8、驱动腔10、混肥腔15相联通，右流道22与腔内出口管24、驱动腔10、混肥腔15相联通。左流道堵头12、右流道堵头23通过堵头联接杆13固定，并与卡位钳15配合，卡位钳15仅有两个卡位，即相对于驱动活塞14仅有两个移动位置。初始时刻堵头联接杆11-5位于卡位钳15的上卡位，当堵头联接杆11-5位于上卡位时，左流道堵头12将腔内进口管8与驱动腔10的联接口关闭，将腔内进口管8与混肥腔15的联接口打开，此时来流通过腔内进口管8直接进入到混肥腔15，驱动活塞14上行，因而固定在其上的吸肥活塞16开始吸肥工作，吸肥单向阀18打开，出肥单向阀21关闭；与此同时，右流道堵头23将腔内出口管24与驱动腔10联接口打开，腔内出口管24与混肥腔15的联接口关闭，此时驱动腔10内的水全部由于驱动活塞的14上行经腔内出口管24排出。当上行到某一位置后，换向机构11迫使扭簧11-1发生位置突变，经换向结构11传动，从而使堵头联接杆11-5下移到下卡位，此时左流道堵头12将腔内进口管8与驱动腔10的联接口打开，将腔内进口管8与混肥腔15的联接口关闭，从而使来流经腔内进口管8进入到驱动腔10，驱动活塞14开始下行，吸肥活塞16将吸肥腔17内的肥液全部排出到混肥腔15中；另一方面，右流道堵头23将腔内出口管24与驱动腔10联接口关闭，腔内出口管24与混肥腔15的联接口打开，此时混肥腔15内的水肥混合液经腔内出口管24排出。当下行到某一位置后，扭簧11-1发生突变，从而进行换向，如此往复。

Claims (6)

1.一种阀门调节式比例施肥泵，包括进口螺纹管(1)、出口螺纹管(7) ，所述进口螺纹管(1)和出口螺纹管(7)之间安装有三通阀(2)，其特征在于，还包括驱动腔体（3）、混肥腔体(5)、吸肥腔体(20)和吸肥管(6)；
所述驱动腔体（3）与混肥腔体(5)密封连接，所述驱动腔体（3）内设有腔内进口管(8)和腔内出口管(24)，所述腔内进口管(8)与三通阀(2)、驱动腔体（3）内的驱动腔（10）相联通，所述腔内出口管(24)与出口螺纹管(7)、驱动腔体（3）内的驱动腔(10)相联通；
所述驱动腔（10）处设置有换向机构(11)和驱动活塞(14)，所述驱动活塞(14)内设置有左流道(13)、右流道(22)、驱动连杆运动槽(26)和从动连杆运动槽(25)，左流道(13)与腔内进口管(8)及驱动腔(10)、混肥腔(15)相联，右流道(22)与腔内出口管(24)及驱动腔(10)、混肥腔(15)相联；
所述换向机构(11) 包括扭簧(11-1)、驱动连杆(11-2)、传动摇杆(11-3)、从动连杆(11-4)、堵头联接杆(11-5)和卡位钳(11-6)，所述扭簧(11-1)一端与传动摇杆(11-3)穿孔联接，另外一端固定在扭簧压盖(9)内，所述驱动连杆(11-2)和所述从动连杆(11-4)固定在所述传动摇杆(11-3)的两端，所述从动连杆(11-4)两侧安装有堵头联接杆(11-5)，所述堵头联接杆(11-5)上固定有左流道堵头(12)和右流道堵头(23)，所述堵头联接杆（11-5）位置由卡位钳(11-6)的上下卡位控制，所述从动连杆(11-4)位于所述从动连杆运动槽(25)内，所述驱动连杆(11-2)位于所述驱动连杆运动槽(26)内；
所述吸肥腔体(20)固定在所述混肥腔体(5)内，所述吸肥腔体(20)的下部与所述混肥腔体(5)内的混肥腔(15)连通；
所述吸肥管(6)固定在所述混肥腔体(5)上，所述吸肥管(6)内的吸肥活塞(16)固定在驱动活塞(14)上，所述吸肥管(6)内的吸肥腔(17)与所述混肥腔体(5)内的混肥腔(15)连通。
2.根据权利要求1所述的一种阀门调节式比例施肥泵，其特征在于，所述三通阀(2)安装在进口螺纹管(4)、出口螺纹管(7)及腔内进口管(8)连接处的圆柱形槽中，所述三通阀(2)由三通阀阀芯(2-2)和三通阀手柄(2-1)两部分组成，三通阀阀芯为圆柱形，且流道为“T”型通孔。
3.根据权利要求1所述的一种阀门调节式比例施肥泵，其特征在于，所述驱动活塞(14)由上盖(14-1)和下盖(14-2)两部分粘合而成。
4.根据权利要求1所述的一种阀门调节式比例施肥泵，其特征在于，所述驱动活塞(14)边缘与混肥腔(15)密封的部分采用耐磨硬质塑料制成，且驱动活塞边缘中心低外侧高，形状对称呈“v”型。
5.根据权利要求1所述的一种阀门调节式比例施肥泵，其特征在于，所述吸肥腔体(20)的下部通过吸肥单向阀(18)与所述混肥腔体(5)内的混肥腔(15)连通。
6.根据权利要求1所述的一种阀门调节式比例施肥泵，其特征在于，所述吸肥管(6)内的吸肥腔(17)通过出肥单向阀(21) 与所述混肥腔体(5)内的混肥腔(15)连通。
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