CN218895034U - 一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，包括阀体、预紧块、压电陶瓷致动器、杠杆、顶柱、弹簧、撞针、底座、喷嘴和喷嘴螺母；其中预紧块、压电陶瓷致动器、杠杆、顶柱和弹簧均装配在阀体内部，底座固定在阀体下端，喷嘴和喷嘴螺母装配在底座上，撞针穿过阀体并穿入底座。本实用新型通过压电陶瓷致动器和杠杆，能实现对撞针小位移运动的控制，控制出药通道与喷射通道的通断，实现小流量精准供药，从而为实现小流量药剂的在线混药提供基础。本实用新型中底座与阀体分离，防止药剂泄漏渗入阀体，造成污染；且可以通过旋转喷嘴螺母调节药剂分配量，以达到调节混药比，方便简单，同时喷嘴等易损件容易更换，方便维修。

Description

一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀

技术领域

本实用新型属于农业机械技术领域，具体涉及一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀。

背景技术

目前的药剂喷雾机在使用前，需将药剂按照需求配比稀释，但是在稀释时无法精确预知施用量，则导致预先配制的药剂使用过剩后，不得不倾倒，这样不仅造成浪费，还会环境污染。而在线混药技术，可在喷雾作业过程中，按照给定配比实时自动完成水药混合，实现了药剂按需配制，环保高效。

但是现有的在线混药技术要么存在控制精度不足的问题，要么存在结构复杂、故障排查不便、磨损结构更换不便的问题。如申请号为201010132393.3的专利公开了一种自动混药装置，通过高速水流形成的负压进行吸药，其结构简单，调节便利，但由于其只有在压力环境稳定的状况下才能稳定吸药，而农业机械在田间作业时会产生颠簸，对压力环境造成影响，导致其控制精度不足；申请号为201811276343.5的专利公开了一种基于微压注入式在线混药装置及混药方法，采用蠕动泵输药，其结构简单、维护便利，精度和稳定性都较好，但其流量调节方面存在最大供应流量较小的问题，导致其混药比调节范围较小，另外蠕动泵采用柔性软管输液，而软管易被磨损，所以需要经常更换；申请号为202011239172.6的专利公开了一种脉宽调制控制混药比的在线混药方法及装置，采用柱塞泵输药，并提出了一种采用算法提高药剂输出一致性的方案，使用寿命长，但存在结构复杂、故障排查不便、对污染敏感、维护成本高的问题；申请号为202210274541.8的专利公开了一种在线混药器和实时混药喷雾系统，提出了一种提高在线混药装置均匀性的结构，但其多螺旋的结构容易磨损且更换不便，需要整体拆卸才能更换。

综上所述，在线混药的核心技术是药剂分配阀，其难点在于微小流量的连续精准分配；另外在维护保养方面，现在的在线混药装置很难发现易损件是否损坏，且更换易损部件一般都需要进行整体拆卸，费时费力。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术的不足，提出一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，包括驱动装置、传动装置、喷嘴总成和阀体；驱动装置包括预紧块和压电陶瓷致动器；传动装置包括杠杆、顶柱、弹簧和撞针；喷嘴总成包括底座、喷嘴、喷嘴螺母和泛塞。

所述阀体一侧开设有两个螺纹孔一；所述预紧块上端与阀体固定，下端与压电陶瓷致动器的一端固定；压电陶瓷致动器的另一端与杠杆的一端铰接；杠杆的中部与阀体铰接，另一端开设有通孔一；阀体下端开设有通孔二，撞针穿过通孔一和通孔二；顶柱下端一体成型且底面朝上的半球体一与撞针上端一体成型的凸台接触，顶柱上端穿入阀体上端开设的监视孔中，与监视孔构成滑动副；弹簧套置在顶柱上，上端与阀体内壁上端贴合，下端与半球体一底面贴合。弹簧为压缩状态。

所述底座固定在阀体下端；所述底座上端开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部嵌入泛塞；底座中部位于圆柱形凹槽底部开设有出药通道，底座一侧开设有进药通道，进药通道与出药通道连通；撞针的下端穿过泛塞和圆柱形凹槽，穿入出药通道；喷嘴固定在喷嘴螺母底部，喷嘴螺母与底座下端的外螺纹连接。喷嘴的喷射通道顶端呈锥形，撞针底端的球面嵌入喷嘴的喷射通道顶端，并堵住喷射通道。

优选地，所述阀体上端开设有通孔三，螺栓一穿过通孔三与螺母一连接，且与预紧块上端开设的螺纹孔二连接。

优选地，所述压电陶瓷致动器上端和下端均为一体成型的半球体二，上端的半球体二嵌入预紧块下端的半球状凹槽一内，下端的半球状二嵌入杠杆的一端的半球状凹槽二内。

优选地，所述杠杆中部设有一体成型的半球体三，半球体三嵌入阀体下端内壁开设的半球状凹槽三内。

优选地，所述底座通过螺栓二、螺母二和多个螺钉与阀体固定。

更优选地，所述底座与阀体之间存在间隙。

优选地，所述泛塞由卡簧和圆柱形凹槽与出药通道的过渡台阶面轴向定位；卡簧嵌入圆柱形凹槽侧面开设的环形槽内。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过压电陶瓷致动器和杠杆，能满足高混药比需求，且控制精度高，药液一致性高。本实用新型中底座与阀体分离，防止药剂泄漏渗入阀体，造成污染，同时，避免压电陶瓷致动器的产热传递至流体，改变流体属性，影响一致性。本实用新型可以通过旋转喷嘴螺母，改变撞针的运动行程或改变压电陶瓷致动器的工作频率，进而调节药剂分配量，以达到调节混药比的目的，方便简单。本实用新型可以通过监视孔观察撞针运动是否正常，用于判断装置发生故障的原因。同时，本实用新型中的喷嘴等易损件损坏时容易更换，方便维修。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构立体图；

图2为本实用新型的结构简图；

图3为本实用新型的结构剖视图；

图4为本实用新型中喷嘴与喷嘴螺母的局部放大剖视图；

图5为本实用新型的喷嘴总成及撞针的爆炸视图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步描述。

本实用新型一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，如图1、图2、图3、图4和图5所示，包括驱动装置、传动装置、喷嘴总成和阀体4。驱动装置包括预紧块11和压电陶瓷致动器12。传动装置包括杠杆21、顶柱22、弹簧23和撞针24。喷嘴总成包括底座31、喷嘴32、喷嘴螺母33和泛塞34。

阀体4一侧开设有两个螺纹孔一，用于与外部装置连接。预紧块11上端与阀体4固定，下端与压电陶瓷致动器12的一端固定。压电陶瓷致动器12的另一端与杠杆21的一端铰接。杠杆21的中部与阀体4铰接，另一端开设有通孔一。阀体4下端开设有通孔二，撞针24穿过通孔一和通孔二。顶柱22下端一体成型且底面朝上的半球体一与撞针24上端一体成型的凸台接触，顶柱22上端穿入阀体4上端开设的监视孔41中，与监视孔41构成滑动副。弹簧23套置在顶柱22上，上端与阀体4内壁上端贴合，下端与半球体一底面贴合。其中，弹簧23为压缩状态，在弹簧23的作用下，顶柱23下端压紧撞针24上端的凸台；监视孔41可用于观察撞针24运动是否正常，从而判断装置发生故障时是驱动故障还是流体故障。

底座31固定在阀体4下端。底座31上端开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部嵌入泛塞34，防止药剂渗出。底座31中部位于圆柱形凹槽底部开设有出药通道，底座31一侧开设有进药通道，进药通道与出药通道连通。撞针24的下端穿过泛塞34和圆柱形凹槽，穿入出药通道。喷嘴32固定在喷嘴螺母33底部，喷嘴螺母33与底座31下端的外螺纹连接；喷嘴32的喷射通道顶端呈锥形，撞针24底端的球面嵌入喷嘴32的喷射通道顶端，并堵住喷射通道。调节喷嘴螺母33可改变药剂的单次流量，实现混药比调节。

作为一个优选实施例，阀体4上端开设有通孔三，螺栓一穿过通孔三与螺母一连接，且与预紧块11上端开设的螺纹孔二连接，通过螺栓一可调节对压电陶瓷致动器12的预紧力。

作为一个优选实施例，压电陶瓷致动器12上端和下端均为一体成型的半球体二，上端的半球体二嵌入预紧块11下端的半球状凹槽一内，下端的半球状二嵌入杠杆21的一端的半球状凹槽二内。

作为一个优选实施例，杠杆21中部设有一体成型的半球体三，半球体三嵌入阀体下端内壁开设的半球状凹槽三内。

作为一个优选实施例，底座31通过螺栓二、螺母二和多个螺钉与阀体4固定。

更优选地，底座31与阀体4之间存在间隙，防止泛塞34失效时药剂渗入阀体内部。

作为一个优选实施例，泛塞34由卡簧35和圆柱形凹槽与出药通道的过渡台阶面轴向定位；卡簧35嵌入圆柱形凹槽侧面开设的环形槽内。

本实用新型的工作原理如下：

将进药通道通过输药管与药箱连接；初始状态下，压电陶瓷致动器12处于收缩状态，喷射通道与出药通道未连通，喷射通道处于封堵状态；而进药通道与出药通道始终处于连通状态；当压电陶瓷致动器12供电时，由于压电陶瓷致动器12的上端固定，压电陶瓷致动器12产生的形变推动杠杆21运动，使得杠杆21带动撞针24沿通孔一和通孔二向上滑动，并带动顶柱22上端沿监视孔41向上滑动，弹簧23进一步被压缩；此时，出药通道与喷射通道处于连通状态，进药通道内的药液从出药通道流过，并从喷嘴32的喷射通道流出；当停止向压电陶瓷致动器12供电时，压电陶瓷致动器12回复至初始长度，同时在弹簧23的作用下，带动杠杆21、撞针24和顶柱22复位，使得喷射通道被撞针24封堵，至此完成一次出药过程；控制器根据具体混药比控制按固定频率对压电陶瓷致动器12通断电，使得撞针24能按固定周期接通和断开出药通道与喷射通道，实现小流量、高精度的药剂在线分配与供给。

将本实用新型分配的药剂与输水管输送来的水共同输入混合管道中混合，便形成设定混药比的药水，而调节喷嘴螺母33可改变药剂的单次流量，实现混药比调节。

Claims (7)

1.一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：包括驱动装置、传动装置、喷嘴总成和阀体；驱动装置包括预紧块和压电陶瓷致动器；传动装置包括杠杆、顶柱、弹簧和撞针；喷嘴总成包括底座、喷嘴、喷嘴螺母和泛塞；

所述阀体一侧开设有两个螺纹孔一；所述预紧块上端与阀体固定，下端与压电陶瓷致动器的一端固定；压电陶瓷致动器的另一端与杠杆的一端铰接；杠杆的中部与阀体铰接，另一端开设有通孔一；阀体下端开设有通孔二，撞针穿过通孔一和通孔二；顶柱下端一体成型且底面朝上的半球体一与撞针上端一体成型的凸台接触，顶柱上端穿入阀体上端开设的监视孔中，与监视孔构成滑动副；弹簧套置在顶柱上，上端与阀体内壁上端贴合，下端与半球体一底面贴合；弹簧为压缩状态；

所述底座固定在阀体下端；所述底座上端开设有圆柱形凹槽，圆柱形凹槽内部嵌入泛塞；底座中部位于圆柱形凹槽底部开设有出药通道，底座一侧开设有进药通道，进药通道与出药通道连通；撞针的下端穿过泛塞和圆柱形凹槽，穿入出药通道；喷嘴固定在喷嘴螺母底部，喷嘴螺母与底座下端的外螺纹连接；喷嘴的喷射通道顶端呈锥形，撞针底端的球面嵌入喷嘴的喷射通道顶端，并堵住喷射通道。

2.根据权利要求1所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述阀体上端开设有通孔三，螺栓一穿过通孔三与螺母一连接，且与预紧块上端开设的螺纹孔二连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述压电陶瓷致动器上端和下端均为一体成型的半球体二，上端的半球体二嵌入预紧块下端的半球状凹槽一内，下端的半球状二嵌入杠杆的一端的半球状凹槽二内。

4.根据权利要求1所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述杠杆中部设有一体成型的半球体三，半球体三嵌入阀体下端内壁开设的半球状凹槽三内。

5.根据权利要求1所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述底座通过螺栓二、螺母二和多个螺钉与阀体固定。

6.根据权利要求5所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述底座与阀体之间存在间隙。

7.根据权利要求1所述的一种用于在线混药的微量药剂精准分配阀，其特征在于：所述泛塞由卡簧和圆柱形凹槽与出药通道的过渡台阶面轴向定位；卡簧嵌入圆柱形凹槽侧面开设的环形槽内。

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