CN209238204U - 改进喷嘴的微喷头 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种局部灌溉的节水灌溉设备，尤其涉及一种改进喷嘴的微喷头；其包括外框和旋转喷嘴；外框下部设有喷水嘴，外框上部设有定位孔；旋转喷嘴底部设有与喷水嘴旋转承插相连的进水口，旋转喷嘴顶部设有插入定位孔内的转动轴，旋转喷嘴一侧设有与进水口相通且呈弧形状的流道。由于实施上述技术方案，本申请通过旋转喷嘴底部进水口和弧形状的流道将水引入至流道出口，利用反作用原理使旋转喷嘴转动，水流通过流道出口喷出，左下平直段与右下平直段之间的间距从上至下保持一致或下部略微宽于上部，增加下部喷水量，令喷出水量所有湿润范围内保持均匀或湿润范围往湿润边缘喷洒水量逐渐减少，不仅能节省喷水时间，从而还能达到灌水均匀的目的。

Description

改进喷嘴的微喷头

技术领域

本申请涉及一种局部灌溉的节水灌溉设备，尤其涉及一种改进喷嘴的微喷头。

背景技术

喷头是喷灌系统的主要组成部分。喷头既要求其机械性能好，结构简单，工作可靠；又要求其水力性能好，也就是能满足喷灌的主要技术要求，而且能节约能量。这些要求往往相互矛盾或相互制约，所以在喷头的应用中，应全面考虑各方面的要求，不可片面追求某一项指标而忽略其他要求，这就需要深入了解喷头各水力参数之间的关系及其影响因素，以便合理地选用，使之更好地符合生产的要求。喷头的基本参数包括喷头的几何参数、工作参数和水力性能参数。

几何参数：（1）进水口直径，指喷头空心轴或进水口管道的内径D（mm），进水口管也叫连接管，用于将水从毛管引至微喷头，一般规格直径为4mm（内径）或略粗。(2)喷嘴直径，指喷嘴流道等截面段的直径d（mm），喷嘴直径反应喷头在一定工作压力下的过水能力。喷嘴的形状、直径与工作压力之间有密切的关系，当工作压力相同时，则喷嘴直径越大，喷水量就越大，但射程不一定越远，雾化程度相对下降。雾化程度不仅与喷洒强度有密切的关系，而且喷洒强度与作物种类、土壤下渗能力、气候条件（气象、风速等）有密切的关系。（3）喷射角度，一般常用全转式微喷头。

喷头的工作参数：（1）工作压力，工作压力是指喷头进水口前的压力，一般在喷头进口前20cm处的竖管上安装压力表测量，它是使喷头正常工作的压力。通常用p（压强）或h（压力水头）表示，其单位kPa或m。有时为了评价喷头性能的好坏而使用喷嘴压力，它是指喷嘴出口处的水流总压力，工作压力减去喷头内过流部分的水力损失就是喷嘴压力，喷嘴流道内水力损失的大小主要取决于喷头的设计和制造水平。（2）喷头流量，微喷灌灌的射程与压力有关系：压力越大射程越远，单一个喷头而言，湿润范围内射程最远点起向内（中心喷射点）喷水量越来越少。因此目前用多个微喷头组合的方法来解决了此问题；但是多个微喷头组合后还是相邻喷头交错喷射范围的喷水量最多，其余范围的喷水量少，而且微喷灌易受风力的影响，从而灌水均匀度受到影响。（3）喷头射程，射程R(m)是指无风情况下，喷头正常工作喷射出来的有效水滴所能达到的最远距离。但这种说法不够严密，为了统一标准、便于比较，国家标准《旋转式喷头试验方法》中规定：喷头的射程指在无风条件下正常工作时，雨量筒中每小时收集的水深为0.3mm/h（喷头流量低于250L/h时为0.15mm/h）的那一点到喷头中心的水平距离。

喷头的水力性能参数：（1）对喷头水量分布的影响因素很多，如工作压力、风、喷头的类型和结构等。压力过高，将使水流分裂加剧，大部分水滴都太小，射程不远，远处水量不足；压力过低，水流分裂不足，大部分水量射到远处，中间水量少，呈“马鞍形”分布；（2）影响喷头流量的主要因素是工作压力和喷嘴直径，工作压力越大，喷嘴直径越大，喷头流量就越大；反之，喷头流量就越小。由此可见，喷头流量是选择喷头直径乃至进水口直径的重要因素之一。（3）水滴打击强度。水滴打击强度是指在喷头喷洒范围内、单位受水面积上一定量的水滴对土壤或作物的打击动能，也就是单位时间内、单位受水面积所获得的水滴撞击能量。它与水滴大小、降落速度和密集程度有关。目前这参数的测试难度大，因此，实践中常用水滴直径或雾化指标来间接反映水滴打击强度。（4）水滴直径，水滴直径是指落在地面或作物叶面上的水滴的直径（mm）。一般喷头近处小水滴多一些，远处大水滴多一些，在同一范围内，水滴直径也有大有小，常用水滴平均直径或中数直径来评价这一随机分布的水滴群。当喷嘴直径不变时，水滴平均直径随着压力的提高而迅速减少；对于相同的压力，喷嘴直径越大，水滴平均直径越大。水滴大，则容易破坏土壤表层的团粒结构，并造成板结，甚至会打伤幼苗，有时还会把土溅到作物叶面上影响作物生长；水滴小，会造成好能多，射程减低，在空中受风的影响大，容易蒸发或飘移。

微喷灌是介于喷灌和滴灌之间的一种灌水方式。微喷灌是局部灌溉的一种形式，任何形式的微灌系统的要求是：单喷头的平均喷灌强度不超过土壤的允许喷灌强度（也就是喷水量小于等于土壤渗透强度）。由工作原理微喷头可分为射流式、离心式、折射式和缝隙式等四种。其中离心式、折射式和缝隙式都没有运动部件，在喷洒时整个微喷头各部件是固定不动的，因此统称为固定式微喷头。折射式微喷头是利用反作用原理使之旋转。其特点是水流集中、射程远、因此平均喷洒强度也比较低，特别适合于全面灌溉以及透水性较低的土壤上局部灌溉。但是折射式微喷灌不考虑湿润面积的重叠部分的喷水量，而且枝干（喷射点）作为中心喷洒过程中，越靠中心点喷洒水量越少、喷洒圆周围的喷洒水量大。是因为圆边缘喷洒水量大，湿润面积重叠部分的喷水量最多。

发明内容

本申请的目的在于提出一种消除上述缺陷的改进喷嘴的微喷头。

本申请是这样实现的：改进喷嘴的微喷头，其包括外框和旋转喷嘴；外框下部设有喷水嘴，外框上部设有定位孔；旋转喷嘴底部设有与喷水嘴旋转承插相连的进水口，旋转喷嘴顶部设有插入定位孔内的转动轴，旋转喷嘴一侧设有与进水口相通且呈弧形状的流道；流道出口呈上部向外下部向内的倾斜状；流道出口包括相连的左下平直段和左上弯曲段，流道出口包括相连的右下平直段和右上弯曲段，左下平直段与右下平直段之间的间距从上至下保持一致或上小下大，最大值与最小值差值不超过0.3mm，左上弯曲段的顶部与右上弯曲段的顶部相连。

进一步的，进水口与转动轴同轴分布，流道位于转动轴轴线一侧。

进一步的，左上弯曲段与右上弯曲段的弯曲方向一致，左上弯曲段的曲率半径小于右上弯曲段的曲率半径。

进一步的，流道的左壁为出口处浅、内部深的扭曲面；扭曲面的曲率为均匀平缓变化。

由于实施上述技术方案，本申请通过旋转喷嘴底部进水口和弧形状的流道将水引入至流道出口，利用反作用原理使旋转喷嘴转动，水流通过流道出口喷出，左下平直段与右下平直段之间的间距从上至下保持一致或下部略微宽于上部，增加下部喷水量，令喷出水量所有湿润范围内保持均匀或湿润范围往湿润边缘喷洒水量逐渐减少，不仅能节省喷水时间，从而还能达到灌水均匀的目的。

附图说明

本申请的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1是本申请最佳实施例结构示意图；

图2是本申请旋转喷嘴的左侧剖视结构示意图。

图例：1.外框，2.旋转喷嘴，3.进水口，4.转动轴，5.流道，501.左下平直段，502.左上弯曲段，503.右下平直段，504.右上弯曲段。

具体实施方式

本申请不受下述实施例的限制，可根据本申请的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

如图1、2所示，改进喷嘴的微喷头包括外框1和旋转喷嘴2；外框1下部设有喷水嘴，外框1上部设有定位孔；旋转喷嘴2底部设有与喷水嘴旋转承插相连的进水口3，旋转喷嘴2顶部设有插入定位孔内的转动轴4，旋转喷嘴2一侧设有与进水口3相通且呈弧形状的流道5；流道5出口呈上部向外下部向内的倾斜状；流道5出口包括相连的左下平直段501和左上弯曲段502，流道5出口包括相连的右下平直段503和右上弯曲段504，左下平直段501与右下平直段503之间的间距从上至下保持一致或上小下大，最大值与最小值差值不超过0.3mm，左上弯曲段502的顶部与右上弯曲段504的顶部相连。

水流通过框架下部的喷水嘴进入旋转喷嘴2，从进水口3经呈弧形状的流道5最终从流道5出口喷出，由于流道5内壁为曲面且右上弯曲段504和左上弯曲段502的存在，在水流反作用原理下，旋转喷嘴2转动；左下平直段501与右下平直段503之间的间距从上至下保持一致令出口大小上下一样，在呈弧形状的流道5作用下，上部出口水流流速大于下部出口水流流速，在圆形的湿润范围内恰好保持均匀的湿润程度；或左下平直段501与右下平直段503之间的间距下部略微宽于上部，形成从喷头为中心，湿润范围往湿润边缘喷洒水量逐渐减少，在湿润半圆组合使用时部分重叠，实现灌水均匀的目的。

如图1、2所示，进水口3与转动轴4同轴分布，流道5位于转动轴4轴线一侧。

如图1、2所示，左上弯曲段502与右上弯曲段504的弯曲方向一致，左上弯曲段502的曲率半径小于右上弯曲段504的曲率半径。

如图1、2所示，流道5的左壁为出口处浅、内部深的扭曲面；扭曲面的曲率为均匀平缓变化。现有的微喷头流道5内壁有曲率变化明显的曲面，这样能增大旋转速度；但是由于离心力增加会形成中心喷洒水量少而湿润边缘喷洒水大。曲率平缓变化的扭曲面能在降低转速的同时尽可能少的减小射程，在圆形的湿润范围内恰好保持均匀的湿润程度。

以上技术特征构成了本申请的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要技术特征，来满足不同情况的需要。

Claims (5)

1.一种改进喷嘴的微喷头，其特征在于：包括外框和旋转喷嘴；外框下部设有喷水嘴，外框上部设有定位孔；旋转喷嘴底部设有与喷水嘴旋转承插相连的进水口，旋转喷嘴顶部设有插入定位孔内的转动轴，旋转喷嘴一侧设有与进水口相通且呈弧形状的流道；流道出口呈上部向外下部向内的倾斜状；流道出口包括相连的左下平直段和左上弯曲段，流道出口包括相连的右下平直段和右上弯曲段，左下平直段与右下平直段之间的间距从上至下保持一致或上小下大，最大值与最小值差值不超过0.3mm，左上弯曲段的顶部与右上弯曲段的顶部相连。

2.根据权利要求1所述的改进喷嘴的微喷头，其特征在于：进水口与转动轴同轴分布，流道位于转动轴轴线一侧。

3.根据权利要求1或2所述的改进喷嘴的微喷头，其特征在于：左上弯曲段与右上弯曲段的弯曲方向一致，左上弯曲段的曲率半径小于右上弯曲段的曲率半径。

4.根据权利要求1或2所述的改进喷嘴的微喷头，其特征在于：流道的左壁为出口处浅、内部深的扭曲面；扭曲面的曲率为均匀平缓变化。

5.根据权利要求3所述的改进喷嘴的微喷头，其特征在于：流道的左壁为出口处浅、内部深的扭曲面；扭曲面的曲率为均匀平缓变化。