專利名稱：射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)械零部件制造領(lǐng)域，涉及一種用于農(nóng)田、園林綠地和花卉苗圃等噴灌的噴頭，特別涉及一種射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭。
背景技術(shù)：
精確灌溉的核心技術(shù)是能夠開發(fā)出根據(jù)作物或地塊形狀需要在不同位置灌溉不同水量的設(shè)備，除了在噴灌機(jī)上配備有全球定位系統(tǒng)(GPS)和地理信息系統(tǒng)(GIS)的設(shè)備外，主要包括變量施水灌溉噴頭、控制器和變流量泵。其中最為關(guān)鍵的設(shè)備應(yīng)屬變量施水精確灌溉噴頭，主要有三種類型一種是通過計(jì)時(shí)器控制噴灑時(shí)間的脈沖式噴頭，另一種將噴嘴尺寸不同的噴頭安裝在多排并列管道上，工作時(shí)可控制其中一條管道單獨(dú)工作或幾條管道同時(shí)工作來實(shí)現(xiàn)變量施水；第三種是流量由電磁閥控制的變量施水噴頭。變量噴頭可以根據(jù)作物和地塊形狀的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量同步可控，避免地出現(xiàn)重噴、漏噴和界外噴灑等現(xiàn)象，以節(jié)約水資源。
噴頭的應(yīng)用和研究已有多年，相繼有許多類型的噴頭也多有報(bào)道和專利申請(qǐng)，如中國(guó)專利號(hào)為01265799.9、00257672.4和00215392.0中公開的噴灑域調(diào)節(jié)裝置也可以實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量同步可控，其工作原理是通過增加周期性能量消耗的上下阻水片來實(shí)現(xiàn)噴頭壓力和流量的改變。它們的主要缺點(diǎn)是周期性能量消耗裝置的密封性差，噴灑域和噴灑量同步可控精度低，工作可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)上述變量噴頭存在的缺陷或不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭。
為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明的技術(shù)思路是將原搖臂式噴頭的空心軸入水口由原來的圓形過水?dāng)嗝娓臑榉菆A形過水?dāng)嗝?，在搖臂式噴頭的空心軸和給水豎管之間增設(shè)一雙頭螺紋管接頭，在雙頭螺紋管接頭內(nèi)增設(shè)一個(gè)可以上下活動(dòng)的阻水片。噴頭工作時(shí)，通過阻水片和過水通孔的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴頭過水?dāng)嗝娴闹芷谛愿淖?，從而改變噴頭壓力、流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量的同步可控，并提高密封性和控制精度。
本發(fā)明采取的技術(shù)方案是一種射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，包括一搖臂式噴頭，其特征在于，將搖臂式噴頭空心軸的入水口端的過水通孔的圓形過水?dāng)嗝嫘螤罡臑榉菆A形過水?dāng)嗝?，并在原搖臂式噴頭的空心軸與給水豎管之間增設(shè)一個(gè)雙頭螺紋管接頭；上述雙頭螺紋管接頭的兩段螺紋之間設(shè)有一個(gè)環(huán)形支承節(jié)，該環(huán)形支承節(jié)的中央開有一通孔，其直徑與空心軸的過水通孔的外徑相同，環(huán)形支承節(jié)周邊直徑方向上開有兩個(gè)定位孔，環(huán)形支承節(jié)上設(shè)有帶過水孔的阻水片，該阻水片的直徑方向上有兩個(gè)定位桿，用于插入環(huán)形支承節(jié)的定位孔中，使阻水片在定位孔中相對(duì)于雙頭螺紋管接頭上下運(yùn)動(dòng)。
本發(fā)明的工作原理是，當(dāng)噴頭豎管來水后，阻水片在來水壓力的作用下，與搖臂式噴頭空心軸上的過水通孔保持接觸，噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，過水通孔隨搖臂式噴頭一起轉(zhuǎn)動(dòng)，而阻水片固定不動(dòng)，通過阻水片和過水通孔的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴頭過水?dāng)嗝娴闹芷谛愿淖儯瑥亩淖儑婎^壓力、流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴頭噴灑域和噴灑量的同步可控。
本發(fā)明的其它一些特點(diǎn)是，所述過水通孔的非圓形過水?dāng)嗝鏋閳A形和相同數(shù)量的均勻分布的上下底邊均為圓弧的梯形的結(jié)合。
所述的阻水片過水孔的過水?dāng)嗝媾c過水通孔的非圓形過水?dāng)嗝嫘螤钕嗤?br> 所述阻水片上下活動(dòng)的范圍為噴頭空心軸的過水通孔和雙頭螺紋管接頭內(nèi)部的環(huán)形支承節(jié)之間。
本發(fā)明的射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，由于采用了與噴頭空心軸聯(lián)成一體的過水通孔，增加了噴頭的密封性；采用了相對(duì)于雙頭螺紋管接頭可以上下活動(dòng)的阻水片，使阻水片和過水通孔在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中保持接觸，增加了變量噴頭的工作可靠性，實(shí)現(xiàn)了噴頭噴灑域和噴灑量的同步可控以及精確灌溉的目的。本發(fā)明與中國(guó)專利號(hào)為01265799.9、00257672.4和00215392.0中公開的噴灑域調(diào)節(jié)裝置的根本區(qū)別在于所述的過水通孔與噴頭空心軸是聯(lián)成一體的。


圖1是本發(fā)明的雙變量精確灌溉噴頭空心軸入水口過水?dāng)嗝娼Y(jié)構(gòu)示意圖；其中(a)是空心軸入水口過水?dāng)嗝娓┮晥D；(b)是空心軸入水口過水?dāng)嗝嫫拭鎴D。
圖2是本發(fā)明的雙變量精確灌溉噴頭螺紋套管及支承節(jié)結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明的雙變量精確灌溉噴頭阻水片的結(jié)構(gòu)示意圖，其中(a)是阻水片正視剖面圖，b是阻水片俯視圖，c是阻水片俯視剖面圖；圖4是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)圖。
下面結(jié)合附圖和發(fā)明人完成的具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
具體實(shí)施例方式
參見附圖4，依本發(fā)明的技術(shù)方案，該射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，包括一搖臂式噴頭20，搖臂式噴頭20空心軸的入水口端的過水通孔1(直徑為Φ2)的結(jié)構(gòu)由圓形過水?dāng)嗝娓臑榉菆A形過水?dāng)嗝嫘螤?圖1)，過水通孔1與搖臂式噴頭空心軸為一體。并在原搖臂式噴頭20的空心軸與給水豎管之間增設(shè)一個(gè)雙頭螺紋管接頭5(圖2)；該雙頭螺紋管接頭5的兩段螺紋之間設(shè)有一個(gè)環(huán)形支承節(jié)6，該環(huán)形支承節(jié)6的中央開有一通孔7，其直徑與空心軸過水通孔1的外徑相同，環(huán)形支承節(jié)6周邊直徑方向上開有兩個(gè)定位孔8，環(huán)形支承節(jié)6上設(shè)有帶過水孔的阻水片9(圖3)，該阻水片9的直徑方向上有兩個(gè)定位桿13，用于插入環(huán)形支承節(jié)6的定位孔8中，使阻水片9在定位孔8中相對(duì)于雙頭螺紋管接頭5上下運(yùn)動(dòng)。
過水通孔1的過水?dāng)嗝娼Y(jié)構(gòu)為中央為一個(gè)圓形通孔4(直徑為Φ1)，從在從Φ1到Φ2的環(huán)形面積上再均勻開出上下底邊為圓弧的類似梯形孔2，剩余部分也是均勻分布的類似梯形的阻水分片3。這樣空心軸的過水通孔1的過水?dāng)嗝婕词怯伤膫€(gè)類似梯形孔2、四個(gè)類似梯形阻水分片3以及一個(gè)中央通孔4組合而成，四個(gè)類似梯形孔2和四個(gè)類梯形阻水分片3呈對(duì)稱間隔排列。
圖2所示的雙頭螺紋管接頭5，其兩段螺紋之間有一個(gè)環(huán)形支承節(jié)6，支承節(jié)6的中央為一通孔7(直徑為Φ2)，周邊直徑方向上開有兩個(gè)定位孔8，在支承節(jié)6上安裝一個(gè)可以上下活動(dòng)的阻水片9。
參見圖3，阻水片9的開孔形狀與空心軸入水口過水通孔相同，由四個(gè)類梯形孔10和一個(gè)中央通孔12(直徑為Φ1)組成，四個(gè)類梯形孔10和四個(gè)類梯形阻水分片11呈對(duì)稱間隔排列。兩個(gè)定位桿13插入雙頭螺紋管接頭內(nèi)部環(huán)形支承節(jié)6上的兩個(gè)定位孔8中，使阻水片9相對(duì)于雙頭螺紋管接頭5只能上下活動(dòng)，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，環(huán)形支承節(jié)6起到支承阻水片9的作用。
當(dāng)腰臂式噴頭工作時(shí)，空心軸及其上的過水通孔1隨搖臂式噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)。而安裝在雙頭螺紋管接頭5上的阻水片9固定不動(dòng)。阻水片9在來水的壓力下上移和過水通孔1相接觸。水流經(jīng)過阻水片9和過水通孔1上行至噴管和噴嘴，向外噴灑出去。搖臂式噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)使得阻水片9和過水通孔1發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，周期性地改變了搖臂式噴頭過水?dāng)嗝?，從而改變搖臂式噴頭壓力、流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量的同步可控，由于搖臂式噴頭空心軸入水口的過水通孔1與空心軸是一體的，且噴頭工作時(shí)阻水片9和過水通孔1在相對(duì)運(yùn)動(dòng)過程中始終保持接觸，與中國(guó)專利號(hào)為01265799.9、00257672.4和00215392.0中公開的噴灑域調(diào)節(jié)裝置相比，提高了變量噴頭的密封性和工作可靠性。
阻水片9和過水通孔1的過水?dāng)嗝嫘螤钤O(shè)計(jì)要求之一是盡可能使搖臂式噴頭在最大流量(或射程)時(shí)相對(duì)于原圓形噴灑域噴頭的流量(或射程)損失最小。采用本發(fā)明圖1和圖3所示的過水通孔1和阻水片9過水?dāng)嗝嫘螤羁梢詽M足這種條件。當(dāng)阻水片9的過水?dāng)嗝婧涂招妮S過水通孔1的過水?dāng)嗝嫦鄬?duì)轉(zhuǎn)動(dòng)到兩者形狀完全重疊時(shí)，流量調(diào)節(jié)器的過水面積最大，過水面積的大小為圓形面積與所有類梯形孔的面積之和。當(dāng)阻水片9的過水孔和空心軸過水通孔1相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)到類梯形阻水分片3或阻水分片11剛好與類梯形孔12或阻水分片4重疊時(shí)，流量調(diào)節(jié)器的過水面積最小，過水面積的大小僅為圓形通孔的面積。類梯形阻水分片3或阻水分片11的數(shù)目取決于變量噴頭噴灑域的形狀，四邊形噴灑域要求類梯形阻水分片3或阻水分片11的數(shù)目為4，三角形噴灑域要求類梯形阻水分片3或阻水分片11的數(shù)目為3，依次類推。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，科學(xué)合理，重量輕，成本低，可以根據(jù)作物和地塊形狀的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量同步可控的變量施水，可以用于農(nóng)田精確灌溉系統(tǒng)，也可以用于園林景觀噴灌系統(tǒng)，避免地出現(xiàn)重噴、漏噴和界外噴灑等現(xiàn)象，節(jié)約水資源。
權(quán)利要求
1.一種射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，包括一搖臂式噴頭(20)，其特征在于，將搖臂式噴頭(20)空心軸的入水口端的過水通孔(1)的圓形過水?dāng)嗝嫘螤罡臑榉菆A形過水?dāng)嗝?，并在原搖臂式噴頭(20)的空心軸與給水豎管之間增設(shè)一個(gè)雙頭螺紋管接頭(5)；上述雙頭螺紋管接頭(5)的兩段螺紋之間設(shè)有一個(gè)環(huán)形支承節(jié)(6)，該環(huán)形支承節(jié)(6)的中央開有一通孔(7)，其直徑與空心軸的過水通孔(1)的外徑相同，環(huán)形支承節(jié)(6)周邊直徑方向上開有兩個(gè)定位孔(8)，環(huán)形支承節(jié)(6)上設(shè)有帶過水孔的阻水片(9)，該阻水片(9)的直徑方向上有兩個(gè)定位桿(13)，用于插入環(huán)形支承節(jié)(6)的定位孔(8)中，使阻水片(9)在定位孔(8)中相對(duì)于雙頭螺紋管接頭(5)上下運(yùn)動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，其特征在于，所述的過水通孔(1)的非圓形過水?dāng)嗝鏋閳A形和相同數(shù)量的均勻分布的上下底邊均為圓弧的類似梯形的結(jié)合。
3.如權(quán)利要求1所述的射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，其特征在于，所述的阻水片(9)過水孔的過水?dāng)嗝媾c過水通孔(1)的非圓形過水?dāng)嗝嫘螤钕嗤?br> 4.如權(quán)利要求1所述的射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，其特征在于，所述的所述阻水片(9)上下運(yùn)動(dòng)的范圍為搖臂式噴頭(20)的空心軸的過水通孔(1)和雙頭螺紋管接頭(5)內(nèi)的環(huán)形支承節(jié)(6)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種射程和流量同步可控的雙變量精確灌溉噴頭，包括搖臂式噴頭，將搖臂式噴頭空心軸的入水口端的過水通孔的圓形過水?dāng)嗝嫘螤罡臑榉菆A形過水?dāng)嗝?，并在原搖臂式噴頭的空心軸與給水豎管之間增設(shè)一個(gè)雙頭螺紋管接頭；在雙頭螺紋管接頭內(nèi)增設(shè)一個(gè)可以上下活動(dòng)的阻水片。噴頭工作時(shí)，通過阻水片和過水通孔的相對(duì)運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)噴頭過水?dāng)嗝娴闹芷谛愿淖儯瑥亩淖儑婎^壓力、流量和射程，實(shí)現(xiàn)噴灑域和噴灑量的同步可控，并提高密封性和控制精度。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，成本低，根據(jù)作物和地塊形狀的需要自動(dòng)調(diào)節(jié)流量和射程，可以用于農(nóng)田精確灌溉系統(tǒng)，也可以用于園林景觀噴灌系統(tǒng)，避免地出現(xiàn)重噴、漏噴和界外噴灑等現(xiàn)象，節(jié)約水資源。
文檔編號(hào)B05B15/04GK1907574SQ20061010449
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2006年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月11日
發(fā)明者韓文霆, 陳香維, 牛文全, 馮浩, 高建恩 申請(qǐng)人:西北農(nóng)林科技大學(xué)