專利名稱：用于間歇式液體分配的設備的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及間歇式液體的分配，更特別的是涉及灌溉和害蟲防治的間歇式液體分配。
背景技術：
市場上可得到多種灌溉系統以便為農作物、植物和草坪澆水。盡管同樣采用將水直接噴灑在地面上的例如滴灌系統的系統，噴灌系統通常最為廣泛。在任一情況下，這些系統經常是自動的，使得它們周期性地灌溉相關的區域而沒有大量的人工干預。
自動系統通常包括電子控制裝置和電連接在該控制裝置上的電磁閥。電磁閥通常與水加壓源串聯。在操作中，閥開啟使得水流自加壓源通過導管并流出一個或多個噴灑頭或滴灌噴嘴。當完成該循環時，控制裝置給電磁閥傳送信號以便關閉。通常，這些系統日間操作次數不多。通常澆水循環可持續幾分鐘到多于一小時。
在完成澆水循環之后，地面通常浸濕和飽和。在循環之間的干預期間，土壤在特別是干旱和炎熱的氣候下變得干燥。飽和和干燥的地面條件可對于某些類型的植物有損害。例如，如果足夠水加入地面以造成泥漿，沒有長成根系的幼苗可脫離土壤。另外，如果幼苗周圍的地面即使短時間完全干燥，幼苗可快速脫水并死亡。另外，多種類型的植物其根系特別不適應飽和的土壤條件，并且如果經常性暴露于飽和土壤可受到損害。
理想的是，需要將土壤保持在對于生長其中的植物理想的預定和恒定的濕潤水平下。增加灌溉循環的頻率并同時降低維護之間的間隔時間以便將土壤保持在更恒定的濕潤水平，但大多數電子控制裝置設計只在每天打開相關的電磁閥至多幾次。即使可得到允許短持續時間的頻繁澆水循環的控制裝置，通常可得到的用于噴灌系統的電磁閥不設計用來連續重復的運行。
電子系統的另一缺點在于它們需要連接在不能方便得到的電源上。另外，例如電磁閥和控制裝置之間的電線的電流導管必須保護不受潮濕和其他潛在源的損害。傳統自動系統的這些要求使其復雜并因而安裝困難且成本高。
傳統上影響農場主和家庭園丁等的另一問題是由動物對于植物造成的損害。應該明白的是動物通常在噴灌裝置操作時不侵害植物或農作物，這是由于它們不喜歡水或它們害怕噴灌裝置的噪音。傳統噴灌裝置對于防止動物進入正在灌溉的區域相對有效。不幸的是，由于所使用的水量和下面土壤的潛在的飽和，傳統噴灌裝置不能使其連續很長時間操作。其他例如稻草人的物體對于大多數動物影響很小。有些解決方法可施加在植物表面上使得動物對其不感興趣，盡管由于該解決方法的性質，經常不能使用在人們食用的農作物上。
發明內容
這里描述了按照本發明用于間歇式分配流體的閥的多種實施例、結構和構形。在一實施例中，閥包括限定內部空腔的閥殼體和至少部分包含在該空腔中的閥構件。流體在能夠在壓力下保持流體的儲槽內。設置入口以便接收流體進入閥殼體的空腔，并設置出口以便允許流體流出空腔。閥構件可在空腔內閉合位置和開啟位置之間運動。在閉合位置上，閥構件阻止空腔內入口和出口之間的液體流動。在開啟位置上，閥構件允許入口和出口之間的流體流動。另外，設置偏置機構以便控制閥構件在閉合和開啟位置之間的運動。特別是，偏置機構提供(i)施加在閥構件上的保持力以便當閥構件在閉合位置時將閥構件保持在閉合位置上，以及(ii)當閥構件在開啟位置時迫使閥構件進入閉合位置的偏置力，偏置力在一實施例中小于保持力。
在另一實施例中，閥殼體限定孔口，其具有入口和從該孔口延伸通過殼體的一壁的至少一出口。入口適于連接到液體源上，并與該至少一出口通過該孔口流體連通。該閥還包括至少部分包含在該孔口內的閥桿。該閥桿可在該孔口內開啟和閉合位置之間運動(行程)，其中該閥桿在閉合位置上阻止入口和出口之間的液體流動并在開啟位置上允許入口和出口之間的液體流動。設置偏置機構以便當閥桿在閉合位置時施加將閥桿保持在孔口內閉合位置上的保持力。另外，偏置機構提供回復力，該回復力當閥桿在開啟位置上時迫使閥桿進入閉合位置，其中回復力的大小小于保持力。行程可通過保持帶或類似物設定。另外，該孔口可限定孔口的第二增大部段，并且閥桿包括止擋調節件以便在該孔口內操作并因此控制該行程。
在本發明的實施例中，該偏置機構包括兩組一個或多個磁體，一個與該閥殼體連接并且另一個與閥桿連接。該保持力至少部分包括該磁體之間的磁力。另外，該閥可包括一個或多個橫跨該閥桿和表面到該孔口的內表面之間的距離的O形圈。
在本發明的另一實施例中，通常類似于上面描述的閥與設計成在加壓狀態下保持流體的儲槽結合使用。操作上，該閥構件當儲槽的壓力超過臨界水平(即致動力等于或超過該保持力)時從閉合位置運動進入開啟位置。直到儲槽內壓力水平降低到小于臨界壓力水平時該閥構件才從開啟位置運動到閉合位置。因此，在臨界壓力下包含在儲槽內液體量與在第二壓力水平下儲存在儲槽內的液體量之間的差值的液體量從儲槽通過周期流體排放閥排出。
在另一優選實施例中，該儲槽通過控制儲槽填充速率的流動控制調節器流體地連接到液體的加壓源上。包括該調節器、該儲槽和周期控制閥的組合系統在提供液體加壓源時有助于從該閥的出口重復周期地排放液體。
這里描述用于周期流體分配的流體分配系統及其方法。本發明的實施例結合下面描述的壓力致動周期流體分配閥(周期閥)，該閥連接有包含流體的儲槽并位于其下游。該儲槽與流體源流體連通，其中流動調節閥(調節器)介入其中以便控制來自該流體源的流體流速。
在一實施例中，流體從該源以調節器控制的流速流入儲槽。該儲槽包含流體并當儲槽內流體量增加時膨脹。在臨界壓力下，周期閥觸發進入開啟位置，其中包含在該儲槽內的一部分流體從其中通過該周期閥排出。一旦儲槽內的壓力降低到通常低于該臨界壓力的某一水平之下，該周期閥閉合。
在另一方法中，該閥的多種實施例在形成防火線的情況下有用以有助于防止火運動越過某一點。以本發明形成防火線，多個噴灑頭在地面區域內通常以直線分布。每個噴灑頭與該閥流體連通，并且每個閥與儲槽流體連通。例如水或其他防火線介質的流體源與該儲槽流體連通使得該儲槽充滿并且其中的流體加壓。在噴灑裝置最廣范圍內的地面區域通過從周期流體分配閥組件周期地分配水保護在減小火的水平上。
該周期閥的操作與壓力容器上經常發現的彈簧加載的安全釋放閥形成對比。安全釋放閥當達到臨界壓力時開啟但一旦相關壓力容器或儲槽內的壓力降低到連接壓力之下時閉合。根據流體從加壓源流入該儲槽或壓力容器，從安全釋放閥釋放的流體量通常很少。
為說明起見，這里根據用于灌溉植物、草坪或農作物并用于形成防火線的周期噴灑裝置以及阻嚇找尋農作物的動物來說明本發明。應該明白的是本發明的其他實施例可使用在任何需要周期性分配流體、液體或氣體的情況下。
圖1是本發明第一實施例的立體圖；圖2是沿圖1線2-2截取的第一實施例的截面圖，并表示該閥在閉合位置；圖3是該第一實施例的截面圖，并表示該閥在開啟位置；圖4是該第一實施例的分解立體圖；圖5是沿圖3的線5-5截取的第一實施例的部分截面圖；圖6是沿圖3的線6-6截取的第一實施例的部分截面圖；圖7是表示在一實例中按照本發明的閥操作的方框圖；圖8是本發明第二實施例的立體圖；圖9是沿圖8線9-9截取的第二實施例的部分截面圖，并表示該閥在閉合位置；圖10是沿圖9線10-10截取的第二實施例的部分截面圖，并表示環繞閥桿的底部的O形圈，該O形圈在該閥的出口之下；圖11是類似圖9的截面圖，其中該閥在開啟位置；圖12是沿圖11的線12-12截取的第二實施例的部分截面圖，并表示O形圈在該出口之上使得流體向上脈動進入該閥并流出該出口；圖13是適于大量流體分配的本發明一實施例的立體圖；圖14是沿圖13線14-14截取的圖13的實施例的截面圖，并表示出該閥在開啟位置；圖15是本發明另一實施例的立體圖，其具有柔性上升裝置使得可調節噴灑頭以便與其上使用該閥的地形匹配；圖16是按照本發明另一實施例的閥的垂直截面圖，此實施例包括第二O形圈和內閥桿行程控制裝置；圖17表示一系列噴灑裝置排列成一直線以便產生一行具有高濕量的土地從而用作按照本發明一實施例以及用于本發明方法的防火線；圖18表示一系列噴灑頭通過供應軟管連接一起并連接到單一周期閥上以便用于按照本發明的另一實施例和方法的防火線。
具體實施例方式
圖1表示噴灑裝置5的立體圖，其包括按照本發明一實施例的間歇式液體排放閥10。圖2表示沿圖1的線2-2截取的截面圖并表示閥10在閉合位置。圖4是按照第一實施例的閥10的分解視圖，并部分表示一實例中的閥10的每個部件。圖3同樣表示閥10的截面圖，但該閥在開啟位置。通常，閥10按照儲槽12內的壓力增加來周期和循環地或間歇式排放流體。這里使用的“流體”包括液體、氣體及其組合物，以及任何顯示流體特性的材料，即能夠自由流動或運動的材料。
參考圖1和2，閥10有底部14支承，該底部適于將閥10保持在通常垂直的位置。在一實例中底部14是錐形，其底部頂點有開口，其中閥10的底端滑動進入開口并由夾子16固定在其中，在底部14，閥10的底部與至少部分彈性的儲槽12流體連通。儲槽12的一部分在圖1中表示從底部14伸出。
主要參考圖1～4，描述了第一實施例的閥10的部件。閥10包括限定一縱向孔口30和至少一出口22的閥殼體20。在一實例中，有兩個出口，每個出口22具有11/64英寸的直徑。在一實例中，閥殼體20是細長圓柱體，其具有螺紋頂部24、螺紋底部26和在頂部24和底部26之間延伸的側壁28。閥殼體20通常由具有低摩擦系數的聚合材料制成，例如TeflonTM。在一實例中，螺紋頂部24和螺紋底部26按照3/4～11.5ANSI標準(外)軟管連接螺紋，其中螺紋部分延伸大約7/16英寸。
在一實例中，縱向圓柱形孔口30在頂部24和底部26之間延伸通過閥殼體20，并具有大約1/4英寸的直徑。孔口30適于容納閥桿32。出口22位于閥殼體20的底部螺紋部分26之上。通常，出口22與孔口30和側壁28垂直，并在其中形成開口。圖1～6所示的實施例包括兩個出口22。然而可以看出閥殼體20包括至少一出口并可以包括所需任何數量的出口以便有助于特定的流體分配圖案。
液體分配通道34或導管與出口22流體連通。在圖1～6所示的實施例中，有兩個與兩個出口22分別流體連通的液體分配通道34。在一實例中，通道34由內徑(I.D)為4mm的聚乙烯管限定，其例如通過熱風器按照特定使用者的需要彎曲成多種分配圖案。可以看出可使用例如不銹鋼、橡膠軟管、預成形管、可調節管、球和插口管道和類似物的其它導管。在圖1～6所示的實施例中，管34從閥10橫向延伸并接著向上彎曲，并大致垂直，管34的端部通常在閥10之上以便不妨礙液體在該通道上端處從噴灑頭36分配。該管可從United GreenMark，Inc，15579E.Hinsdale CR #200，Englewood，Colorado得到。具有延伸通過其中的孔口的管件38壓配合在每個出口22上。每個管34具有容納在該管件孔口的螺紋部段內的螺紋下端。圖1所示的噴灑頭36具有多個開口，水從該開口中脈動而出。噴灑頭36壓配合在管34的上端內。噴灑頭36可從多種渠道得到，其中包括Spotjet，14452Chestnut Street，Westminster，California 92683。
液體儲槽12的出口部分40(圖2～4清楚示出)與閥殼體10的底部螺紋部分26流體連通。在一實例中，液體儲槽12與該孔口30的入口部分42通過導管41的一部段流體連通，該導管與閥殼體10的螺紋底部26螺紋連接。在圖1～6所示的實施例中，已發現園藝軟管可有效地作為儲槽12，其中該儲槽的長度與閥10的每一循環期間將排放的水量直接相關。值得注意這里描述該第一實施例和其他實施例的變型，從源頭載水到閥10的同樣園藝軟管可同樣兼作儲槽12。在一實例中，儲槽12可由彈性材料制成，該材料在進入其中的壓力下膨脹并儲存能量，并通過在設置流體出口時排出流體來釋放能量。儲槽12(圖4所示)的入口部分43與液體供應47流體連通。入口閥或調節器45位于儲槽12的入口43和流體供應47之間以便控制進入儲槽的流體流速。在一實例中，該儲槽的入口部分43限定一適于與該流體供應的螺紋凹形連接部接合的螺紋凸形連接部。該儲槽的出口部分40與孔口30的入口部分42流體連通。
入口閥45允許例如水的流體從與家用水龍頭流體連通的例如標準園藝軟管的流體源進入儲槽12。在一實例中，調節器45是通常可得到的單向噴射器，該噴射器壓配合進入儲槽12的入口43端部以便允許水從源頭以給定速率流動，并在其他的變型中，該調節器是標準的龍頭或類似類型的可調節閥，其只有部分開啟以便限制從中流過的水流。該噴射器使得液體按照所使用的噴射器以所需速率即1加侖/小時從流體源流入該儲槽，該噴射器在一實例中用來控制該閥循環速率。液體通過該噴射器流入儲槽12并在該儲槽中增加壓力。如下所述，防止液體流出儲槽12的出口部分40，直到該儲槽內壓力達到或超過保持力(R)為止，該壓力作用為閥桿32底部上的致動力(A)。
在第一實施例中，部分彈性的儲槽12在加壓下體積膨脹。當閥10開啟時，該部分彈性壁收縮并當壁收縮進入其正常位置時壓迫包含其中的水進入孔口30。因此，儲槽12在該閥開啟時的壓力下比在該周期閥閉合的壓力水平下包含更多水量。通常是這些體積差值在閥10的每次操作循環時從儲槽12排出。由于液體是不可壓縮的流體，如果使用相當剛性的儲槽，也許可忽略的非常少量的水在儲槽內壓力降低到該周期閥閉合的水平之下以前從該剛性儲槽排出。在本發明的實施例中，適于使用可壓縮氣態流體，由于氣體的膨脹用來保持其中的壓力，所以可以使用剛性儲槽。另外，如果儲槽的一部分包含有氣體或其它介質，該介質在儲槽內液體排出時產生膨脹，則剛性儲槽可用于液體。
閥桿32從靠近閥殼體20的螺紋頂部24的孔口30向上伸出。如圖4清楚所示，閥桿32由剛性材料制成，該材料可抵抗任何從閥10分配出的流體的腐蝕。在一實例中，閥桿32由直徑為0.25+0/-0.001英寸、長度為9英寸的不銹鋼制成。另外，在一實例中，在該閥桿底部之上大約4.75英寸處通過閥桿32鉆制大約1/16英寸的小孔50以便容納連接銷52(下面更詳細描述)。閥桿32的表面通常光滑以便降低其摩擦系數，從而為閥桿32在孔口30內提供平滑的運動。在一實例中，孔口具有略微大于閥桿32直徑的直徑，從而大大降低閥桿32和孔口30之間的任何接觸，并且使得O形圈58成為閥桿組件接觸孔口30的唯一部分。將在下面進一步描述的O形圈58防止流體流動通過閥10，直到致動力(A)達到或超過保持力(R)為止。
蓋件44螺紋接合在閥殼體20的頂部24上。蓋件44限定閥桿32通過的開口，在一實例中，該開口具有與縱向孔口30對準的3/8英寸的直徑。至少一磁體46(下磁體)通過例如3M Scotch GripTM1099塑性粘合劑連接在蓋件44上。在此實施例中，三個陶瓷環磁體46與蓋件44連接。如同蓋件44，磁體46限定與該蓋件開口對準的開口，使得閥桿32從中通過。在另一變型中，具有類似于下環形磁體46的內直徑的直徑的薄黃銅管(未示出)通過下磁體和蓋件44的中心開口。延伸超過蓋件44和任一端的下磁體46的管端部接著在相應表面上向外擴張以便將磁體46和蓋件44保持在一起。
另外，至少一磁體(上磁體)48與從孔口30向上伸出的閥桿32的部分連接。上磁體48適于磁性接合下磁體46并因此提供保持力(R)，從而抵抗致動力(A)將閥桿32向下保持在閉合位置上。在一實例中，上和下磁體是CR145類型5磁體。不需要上磁體48和下磁體46接觸。在此實施例中，與該下部分連續的閥桿32的上部分在閥殼體20的頂部24之上延伸，通過蓋件44內的開口，并通過下磁體46的開口。水平孔50延伸通過閥桿32的上部分以便容納連接銷52(例如來自Western Wire Products Company，770 Sun Park Drive，Fenton，MO的Western Wire ClipTMno.237)、開口銷或類似物，如圖4～6清楚所示。如圖4所示，例如具有21/4英寸內徑和93/8英寸外徑(O.D)的乳膠管的一部分的上緩沖器54支承在連接銷52上。在此實施例中，上磁體48靜置在上緩沖器54上。
通常，陶瓷磁體相當脆并因此容易破碎和裂紋。為降低損壞上磁體48的可能性，可在閥桿32和上磁體48的內直徑之間放置一個或多個管狀橡膠或合成墊圈(見圖16的468，470)，因此隔離上磁體與該閥桿的硬表面的直接接觸。另外，套環49可保護磁體46、48的外表面。
在操作期間位于閥殼體20的孔口30內的閥桿32的下部分限定適于固定O形圈58(例如具有高潤滑涂層和/或高潤滑丁鈉橡膠組分的尺寸00650硬度的O形圈)的圓周凹槽56。在一實例中，該凹槽具有大約0.075”的寬度和大約0.132”到大約0.135”并且公差為+/-0.005英寸的直徑。O形圈58沿閥桿32的下部分定位在閥桿32的底部表面59之上，使得O形圈58當閥桿32在閉合位置時位于出口22之下。O形圈58在位于O形圈之下的流體(即儲槽12內的流體)到O形圈58之上的孔口部分內橫跨閥桿32的外直徑和孔口30的內直徑之間的間隙，并因此防止流體流過閥10直到A≥R為止。由于O形圈58和閥桿32一起在孔口30內滑動，可在O形圈58上施加例如Synco ChemicalCorp.的SuperLubeTM的潤滑劑以有助于在孔口30內平滑運動并有助于O形圈58磨合。通常，保持閥10的密封或閉合位置(其中水不流過該出口)，同時保持力超過該儲槽內的壓力。圖2表示閥10在閉合位置，圖3表示該閥在開啟位置。
在該閉合位置，上磁體48和下磁體46之間的磁力提供保持力(R)以便將閥桿32向下保持在閉合位置上。該保持力可通過增加或去除磁體46、48并改變上和下磁體48和46之間的間距來調整。該保持力可同樣通過使用不同保持力的磁體來調整。另外，該保持力可通過增加或去除位于上磁體48之上的配重60來調整。
在第一實施例中，連接到閥殼體20上的下磁體46和連接到閥桿32上的上磁體48通過柔性、彈性和耐水分離器或緩沖器54分開，在一實例中該分離器是橡膠或合成墊圈。磁體46、48的分開允許使用比沒有分離器的實施例所使用的磁體更強的磁體。因此，不管該磁體是否分開，該磁體之間的磁力或保持力很強。通過提供上磁體48和下磁體46之間的磁耦合，閥桿32加速或“快速”向上進入開啟位置(圖3)并同樣在流體從儲槽12脈動之后加速向下進入閉合位置，如下詳細描述。
在一實例中，一個或多個圓柱形配重60靜置在上磁體48上。配重60限定與上磁體48開口對準的開口，并具有閥桿32通過的上部分。在一實例中，橡膠或合成墊圈(未示出)放置在上磁體48和配重60之間以便降低上磁體48損壞的可能性。配重60可用來增加保持力R和回復力(下面描述)的附加重力分量。
當流體通過入口閥45引入儲槽12時，儲槽12內的壓力增加。由于閥桿32的下部分和O形圈58一起防止流體流入閥10，即通過該儲槽的出口部分40，通過孔口30的入口部分42并流出出口22，因此壓力增加。閥桿32通過保持力(R)抵抗儲槽12內的壓力保持在密封位置。當儲槽12內壓力增加時，閥桿32的底部表面上的向上致動力(A)增加。當儲槽12內的壓力造成致動力(A)達到或超過保持力(R)時，閥桿32在孔口30內快速向上運動。向上動作是克服保持力(R)的致動力(A)和閥桿32加速向上的函數。當閥桿32向上運動時，磁力分量顯著降低使得閥桿32加速向上，這有助于流體脈動流過該閥。當閥桿32運動向上到圓筒內，O形圈58運動到出口22之上。在O形圈運動到出口22之上以后，液體從儲槽12脈動并通過出口22進入液體分配通道34并流出噴灑頭36。通過出口22排放的液體降低儲槽12內壓力并因此降低閥桿32底部上的力。
從O形圈58在出口22之下的密封位置運動到O形圈58在出口之上的松開或開啟位置是閥桿32的“行程”。在該行程的下部分，O形圈58在出口22之下并因此密封或閉合儲槽12通過出口22釋放液體。在該行程的上部分，O形圈58在出口22之上，并因此開啟或打開儲槽12并使得液體通過出口22脈動。在該行程的下部分，閥桿32由保持力(R)保持就位。當閥桿32的底部上的致動力(A)超過該保持力時，閥桿32在圓筒30內快速向上。當閥桿32沿該行程朝向該行程的上部分向上運動時，磁體46，48之間的力下降，使得O形圈58加速通過出口22。在一實例中，閥桿32由例如聚丙烯帶、尼龍或類似物的保持帶62沿向上的行程保持而不脫出該圓筒30，該保持帶構造成在大約11/2英寸和大約2 1/2英寸之間控制閥桿32的行程。在一實例中，該帶具有大約5/8英寸的寬度以及一部分外徑為5/8英寸、內徑為1/2英寸的聚乙烯管段，并提供一保護套筒66以便保護該帶不使其與該上磁體脫離。注意到，如果該回復力足夠大以便防止閥桿32脫出孔口30，閥桿32為響應閥桿32底部的力的向上運動不需要保持帶62。
當閥桿32在該行程的上部分時，上磁體48和下磁體46之間的磁力以及通常小于該保持力(R)的配重60的重力提供回復力(RF)。在儲槽12內的壓力下降到等于或小于該回復力(RF)的水平時，閥桿32開始在孔口30內向下運動。除了在閉合位置上是保持力(R)之外，回復力(RF)表示上磁體48和下磁體46之間的力以及閥桿32在所有位置上的重力。當閥桿32向下運動以及上磁體48和下磁體46之間的間隔減小時，回復力(RF)增加造成閥桿32加速向下。此向下加速通過加速O形圈58加速向下通過出口22進入該閉合位置來幫助開啟和閉合閥10。在儲槽12閉合之后，儲槽12內壓力開始再次增加并重復流體分配的循環。因此，只要流體以如下方式供應到儲槽12使得閥桿32底部上的致動力(A)再次超過保持力(R)，閥10周期地將流體脈動出出口22。
在該行程的最上部分，回復力(RF)小于該行程最下部分的保持力(R)。在該行程的最上部分使用配重60來確保克服閥桿32底部上的液體的力以便閥桿32返回該閉合位置。只通過重力在閥桿32上提供向下力的配重60在該磁力不足以確保閥桿32開啟儲槽12時是需要的。另外，盡管不需要重新閉合儲槽12，配重60通過在液體流出出口22時幫助磁力快速克服閥桿32底部上的力也可提供比沒有配重的實施例更快的行程。
如上所述，O形圈58可使用任何通常可得到的水助潤滑劑來潤滑以便有助于閥桿32在孔口30內的運動。使用潤滑劑在低壓場合特別重要，其中儲槽12內的壓力和保持力(RF)如下調整以便低壓液體從出口22排出。
保持力(R)和回復力(RF)主要是兩個單獨分力之和上磁體48和下磁體46之間的磁力以及作用在閥桿32、上磁體48和一個或多個配重60上的重力。吸引磁力的力量是磁體46、48之間距離的函數，其中當該距離增加時該漸漸減小。在一實例中，上陶瓷磁體48和下陶瓷磁體46在相互直接接觸時具有大約48磅的組合吸引力，但由1/4英寸的緩沖器54分開時只有大約4～5盎司的吸引力。增加或減小緩沖器疊摞54的高度可調節保持力(R)分量。當上磁體48和下磁體46之間的距離增加時，保持力(R)的磁力分量快速下降到可忽略的水平。
保持力(R)和回復力(RF)的重力分量與閥桿32的重量以及連接在閥桿上的例如上磁體48和配重60的部件的重量相關。該重力是恒定的并不隨閥桿32相對于閥殼體20的位置改變。一旦水壓以及致動力(A)下降，保持力(R)和回復力(RF)的此分量促使閥桿32運動返回到該閉合位置。可注意到為使閥10正常工作，閥桿32和孔口30必須至少部分垂直定向，閥桿32的頂部布置在閥10的其余部分之上。當閥32的角度偏移垂直時，施加推動閥桿32的重力大小將相應減小，潛在地影響閥10的工作。然而，可按需要通過增加或去除配重60從而改變保持力(R)和回復力(RF)和類似物的磁力分量來進行調整以有助于在傾斜表面上的工作。
有幾個另外的保持力(R)分量可以影響將閥桿32運動進入其開啟位置的所需致動力(A)的水平。例如，孔口30內與O形圈58的靜摩擦系數相關的靜摩擦力，一旦O形圈58開始滑動，該摩擦力降至零。還有與動摩擦系數相關的動摩擦力(通常大大小于該靜摩擦力)，該摩擦力在O形圈58沿孔口30的表面滑動時作用。在第一實施例中，這些另外的力分量不顯著影響閥10的工作，但根據可選擇的閥組件的設計，它們可以是顯著的。
只要(i)一旦閥開啟該力整體顯著減小以使得流體自由流過該閥以及(ii)只需要全部保持力(回復力)的一部分來閉合閥10，可同樣在本發明的另一實施例中使用由其他方式產生的保持力分量。例如，可使用柔軟可變形的O形圈代替上和下磁體，其中柔軟O形圈在儲槽12的加壓流體將其壓靠孔口30的壁時變形。由于O形圈的變形，需要高致動力(A)破壞O形圈58和該壁的摩擦接合。然而，一旦克服此靜摩擦，推動閥桿32向上并將其保持在開啟位置所需力的大小降低到主要取決于施加在閥桿32上的重力的水平，該重力基于閥桿32和任何連接其上的配重60的重量。一旦儲槽12內的壓力降低到足夠低的水平，重力將造成閥桿32和未變形的柔軟O形圈向下運動進入其閉合位置。同樣可預想到連接在閥殼體10和閥桿32的上部分之間的彈簧構件可與該磁體和配重一起使用或在本發明的另一實施例中代替它們。
圖7是按照一實施例的閥10操作的方框圖。操作710～730參考第一實施例(圖1～6)描述，然而，該操作通常可適用于這里說明和描述的本發明的其他實施例。在第一操作710中，流體流入儲槽12以便增加該儲槽內的壓力。該儲槽內壓力增加造成閥桿32底部上的力(A)增加。在第二操作720中，閥桿32底部的致動力A超過保持力(R)，造成閥桿32開始在孔口30內向上運動。在第三操作730中，O形圈58運動到出口22之上，使得流體從儲槽12流入閥10并通過出口22。在第三操作730中，該儲槽內的壓力由于流體從儲槽12排出降低。
應該理解在可選擇的實施例中，上磁體48或下磁體46可由鐵素體吸引器代替。例如，配重60和上陶瓷磁體48可由被吸引到下磁體46上并將實現配重功能的鐵素體不銹鋼的單個圓柱形件代替。根據閥10的構形，下磁體46的力量需要增加和/或該下磁體和該不銹鋼吸引器之間的距離減小以便提供與具有上磁體48和下磁體46兩者的閥10差不多的吸引磁力。
圖8～12表示本發明的第二實施例。總體上，該第二實施例類似于第一實施例。閥110使用與第一實施例中所述相同類型的儲槽112和調節器45。類似于第一實施例，閥110結合限定縱向通過其中的孔口130的殼體120，其中孔口130的下端與儲槽112流體連通，并且至少一出口134大致與孔口130橫向延伸。液體分配通道134與帶有噴灑頭136的出口122流體連通。具有壓力表170連接其上的T形配件168與孔口130在出口122和儲槽112之間流體連通。壓力表170使得使用者在調整閥110的操作特性時通過增加或去除配重160和/或調整磁體146的力量和/或數量來確定致動力(A)超過使用保持力(R)的壓力。來自壓力表170的反饋同樣幫助操作者調整進入儲槽112的流動調整流速。例如，通過觀察該壓力增加多快，通過例如調整龍頭、改變噴射器或改變儲槽112的容量可方便地調整進入儲槽112的流體流以便獲得閥110的所需間歇頻率。T形配件168與閥殼體120連接。T形配件限定與閥殼體120的孔口130對準的第二孔口131。在一實例中，限定第三孔口135的中間配件133將閥殼體120連接在T形配件168上。可看出表170可以所述大致相同的方式與其他這里描述的其他實施例一起使用和配合。可以看出表170可與其他構形的閥殼體120連接。例如，表170可通過螺紋開口直接與閥殼體120連接，并且可去除一個或多個中間配件或采用不同的布置。在一實例中，T形配件168的下部分通過另外的配件145直接與第二底部137連接。
如圖8清楚所示，第二底部137包括具有第一端141和第二端143的橫向構件139，和具有與該橫向構件的第一端141橫向連接的第一支承構件145以及具有與該橫向構件的第二端143橫向連接的第二支承構件147。第二底部137限定總體為H形結構。另外的中間配件145限定兩個螺紋凸形端部并限定第三孔口147，并在其下端與由橫向構件139限定的流體通道149流體連通，該流體連通大約在該第一支承構件145和第二支承構件147的中間。在此實施例中，流體通道149是L形(未示出)，其中L的垂直部段限定并在支承構件145的頂部開放，L的橫向下部段在支承構件147的前表面內限定開口。適于容納并連接儲槽112的凹形配件151連接在靠近L形通道的橫向構件的前表面上，并與流體通道149流體連通。因此，在此實施例中，流體流動在儲槽112和閥110之間通過由第二底部137限定的流體通道149。底部137便于與參考第一實施例描述的底部14互換，并且儲槽112與閥110的入口流體連通。
閥桿132同樣類似第一實施例中描述的閥桿32，在一實例中，其結合可滑動地包含在孔口130內以便在開啟和閉合位置之間運動的下部分并具有配重160連接其上的上部分。
不同于該第一實施例，該第二實施例使用與閥桿132連接的一個或多個金屬部件接合的更弱的磁體146以便提供該保持力。在一實例中，磁體146連接在螺紋連接在閥殼體120頂部上的磁體平臺172上。如圖8和9所示，在一實例中，磁體146通過螺母174和兩個保持螺栓176保持在磁體平臺172上。每個保持螺栓176的軸的上部分從磁體平臺172向上延伸直到終止于螺栓保持頭177。在此實施例中，頂部螺栓174和螺栓頭177之間的距離提供閥桿132的行程。相應的配重平臺178通過由固定螺釘182固定在閥桿132上的金屬套180連接在磁體平臺172之上的閥桿132上。如圖9～11清楚所示，配重平臺178是矩形的并具有一對螺栓軸上部分通過的孔。另外，中心孔185允許閥桿132上部段的一部分通過配重平臺178。配重平臺178提供保持配重160的平臺，并用作通過撞擊所述保持螺栓176的頭177防止閥桿132脫出孔口130的止擋。在一實例中，連接在平臺178之下閥桿上的金屬套180用作磁體146的吸引器。
圖9是沿圖8的線9-9截取的第二實施例的截面圖，并表示該第二實施例在密封或閉合位置。由于磁體146實際上接合與閥桿132連接的套180，在第二實施例中使用的磁力小于在第一實施例中使用的磁力。當磁體146和套180接合時，其中的磁力最大。因此，力量更大的磁體具有比磁體146更大的保持力，并因此需要更大的致動力(A)以便克服保持力(R)；并因此，從閥110噴出的流體的壓力更高和容量更大。
圖10是沿圖9線10-10截取的截面圖。如圖10所示閥桿132的底部具有大致尖角底部153，底部153具有平的尖部155。相反，該第一實施例描述的閥桿32具有大致平的底部，其具有倒圓的邊緣和0.020英寸的寬度。每一實施例中的閥桿132操作類似。當閥桿132在開啟位置和閉合位置之間運動時，尖角底部閥桿與孔口130的邊緣約束的可能性略小。另外，來自儲槽112的加壓流體沿尖角底部的力的分布與平的底部的力的分布略有不同。然而，不同的力的分布的凈效應大致類似地導致作用在閥桿底部上的力(如果有的話)凈差別很小。
圖11時沿圖8線9-9截取的截面圖，其表示閥的第二實施例在該開啟位置上。如同第一實施例，當儲槽112內的壓力增加時，流體作用在閥桿132底部153的力超過保持力(R)并且閥桿132在孔口130內向上運動直到0形圈158在出口122之上。當O形圈158在出口122之上時，流體從儲槽112通過孔口130的入口部分142脈動，并通過出口122。當流體流過出口122時，儲槽112內的壓力下降直到閥桿132底部上的力小于回復力(RF)使得閥桿運動返回到圖9和10所示的閉合位置。
通過使用力量比該第一實施例弱的磁體146，并使用配重160(在某些情況下多于該第一實施例)，保持力(R)和回復力(RF)略微調整，并因此閥110的操作略微不同。在此實施例中，一旦不接觸磁力場顯著下降。然而，在分開磁體的實施例中，如圖1～6和13～16所示，其具有更加有效的磁作用范圍，并且其中的力在閥桿從閉合位置運動到開啟位置時更徐緩下降，并相反地當該閥桿在每一循環的端部向下返回到該閉合位置時更快速增加。對于保持力(R)，使用弱力磁體146用來防止閥桿132為響應來自儲槽112的致動力(A)而振動，并因此有助于閥110總體快速動作。然而大部分保持力(R)由配重160提供。
當該閥啟動并且閥桿132快速向上時，由于主要力的分量由配重160而不是由磁體146提供，該運動比該第一實施例更趨于線性。然而由于接觸磁體146的保持力(R)一旦不接觸幾乎馬上有效地降至零，由接觸磁體146提供的最初上升脈動大于例如圖1的非接觸構形。閥桿132以此方式得到更有力的最初推動。在另一實施例中，采用非接觸強力磁體，保持力(R)更徐緩下降。最初推動不是很大。然而，非接觸型磁體的優點是在該循環的閉合階段頂部磁體向下再次返回的時候。當非接觸磁體更接近時磁吸引力大幅增加。在接觸磁體構形中，磁體對于閉合操作具有很小作用直到完全接觸為止。如同該第一實施例，由于弱力磁體提供很小附加加速返回該閉合位置，此運動的加速相當線性。可以看出第二實施例的閥的多種特征例如弱力磁體、配重等可以完全與第一實施例和其他所述的實施例的多種類似的特征互換。
另外，參考該第一實施例描述的總體原理適用于該第二實施例。例如，當來自該儲槽內流體的致動力(A)超過保持力(R)時，閥桿132向上運動進入該開啟位置使得流體從儲槽112脈動進入該閥。并且，當回復力(RF)超過來自儲槽112內流體的剩余致動力時，閥桿132從開啟位置運動返回閉合位置。
在第三實施例中，未在這里示出，沒有使用磁體用于保持力。而是，只使用配重以產生該保持力。此實施例通過去除該保持力和回復力的磁力分量將該閥的操作簡化到某種程度。如果希望該閥在小的增量內上和下振動并且使得流體噴灑的體積和壓力相當低，此實施例特別有用。如在前面兩個實施例中發現的，主要由于由該磁體提供的非線性力的分量而產生的情況在該第三實施例中沒有出現。另外，使用柔軟O形圈可提供大的初始靜摩擦，其有助于“快速動作”的影響以便將閥桿頂起。
本發明的第四實施例表示在圖13和14中。圖13表示噴灑系統205的第四實施例的立體圖，該系統包括例如通常可得到并對于本領域技術人員已知的脈動類型噴灑頭236。圖14是第三實施例的部分截面圖，其表示與第一實施例所述的閥10的構形和操作類似的閥210。同樣可以看出這里描述的本發明第二和第三實施例同樣使用下面描述的噴灑頭236和相關的連接結構。與第一和第二實施例所述的兩個出口相反；如圖14清楚所示的閥210具有單個出口222。該第四實施例同樣在下述方式中不同于該第一實施例，其中閥210結合在噴灑系統205中。該第四實施例適于使用標準尺寸的噴灑頭，例如通常可得到的所述的脈動類型的噴灑頭236；然而，該第一和第二實施例表示有更小的噴灑頭(36，136)，例如使用在流量低的灌溉場合中的類型。使用更大的噴灑頭(236)允許噴灑系統205提供更大的覆蓋面積并在更短的時間內排出更大的流量。該第四實施例同樣結合立柱284來代替底部(14，137)以便將其固定在地面上。這些和其他的不同之處以及該第四實施例的其他部件在下面進一步詳細描述。
參考圖14，在一實例中，凹形/凹形可轉動連接器286螺紋連接在閥殼體220的底端上；因此有助于將與儲槽212相關的凸形連接件從閥210上拆下而不使塑料閥殼體220的柔性螺紋脫扣。在另一實例中，快速連接器螺紋連接在閥殼體220的底端，其有助于連接在儲槽220上并從其上拆下，并且降低泄漏的可能。閥殼體220的凸出側部容納在支承組件290的垂直和凹入側部288內。支承組件290在靠近凹入側部具有水平通過其中的孔292，其中例如不銹鋼軟管夾的夾子291通過孔292并圍繞閥殼體220以便將支承組件290固定其上。盡管可以使用其他類型的材料，在一實例中，支承組件290由例如聚乙烯的聚合材料制成。鋼制立柱284從支承組件290底表面上的孔293向下延伸，并插入地面以便將噴灑裝置205固定在通常垂直的方向上。
凸形/凹形配件295的凸形端沿支承組件290的頂部表面螺紋容納在開口297內。垂直上升管294螺紋進入配件292的螺紋凹形部分299中，其中上升管294的頂部構造成具有任何一個例如噴灑頭236的標準噴灑頭。如果垂直上升管294與開口297的螺紋相配(圖14)，配件295可去除。上升管294接著直接容納進入開口297。
參考圖14，帶有倒鉤的螺紋配件221容納在閥210的出口222內。配件221的另一端壓配合進入限定水平延伸并垂直通過支承組件290的液體分配通道301的水平孔口223內，如圖14清楚所示。在一實例中，通道301具有大約1/2英寸的直徑，并且出口222具有大約3/8英寸的直徑。配件221壓配合在出口222內，并且水平通道223壓配合在配件221上。垂直孔口296與水平孔口223交叉，孔口296沿支承組件290的頂部表面限定開口。因此，當閥210在其開啟位置上，儲槽212通過液體分配通道301與噴灑頭236流體連通，如圖14所示。該液體分配通道具有比所述其他實施例更大的直徑，例如大約1/2英寸，其用來降低流體流過通道301的摩擦能量損失并增加間歇流量和動力，有助于例如噴灑裝置236的更大的噴灑頭的使用。
在此實施例中(類似于第一實施例)，保持力(R)和回復力(RF)主要由三個與閥殼體220的頂部連接的下陶瓷環形磁體302、三個與閥桿232連接的上陶瓷環形磁體304和與閥桿232連接的配重260提供。上磁體304由一個或多個緩沖器352與下磁體302分開。
本發明的第五實施例表示在圖15中，除了上升管294由球窩型管394的部段代替之外，第五實施例與第四實施例類似，其中噴灑頭236的角度可以改變以便與下面的地面的地勢緊密配合，例如定向成與地面橫向，并同時保持閥210在通常的垂直位置。可使用柔性管的其他類型來代替球窩管，只要該管具有足夠剛性以便抵抗來自排出噴灑頭236的水的沖力。例如，具有塑料襯里的柔性互鎖金屬軟管可用來代替球窩管。
結合內部閥桿432止擋來代替先前實施例的保持帶62的閥410表示在圖16中。閥殼體420的縱向孔口430限定靠近閥殼體420的上部分的增大部段431，增大部段431具有大于閥桿432的直徑并大于該孔口下部分的直徑的直徑。止擋構件462具有小于孔口430的增大部段431的直徑的直徑并放置在閥桿432之上并通過任何適合的裝置固定其上以便防止止擋462相對于閥桿432運動離開其連接位置。例如，止擋構件462可壓陷就住或由連接銷保持就位。在一實例中，止擋構件462是柔性的彈性緩沖器，例如乳膠軟管的一部段，其支承在不銹鋼開口銷上，并且該開口銷通過閥桿432內的5/64英寸的孔口與閥桿連接。限定孔口445以便使閥桿432滑動通過的蓋件444螺紋固定在閥殼體420的頂部，大致包圍孔口430的增大部段431。當致動力(A)在噴灑循環期間超過閥410的保持力(R)并且閥桿432向上推動時，其向上運動由蓋件444的內表面447撞擊止擋462來限制，其行程大約1英寸。
圖16所示的閥桿432包括圍繞閥桿432的下O形圈450和圍繞閥桿432的上O形圈452。下O形圈450和閥桿432通常以與上述關于其他實施例大致相同的方式操作。在一實例中，O形圈450、452裝配的凹槽具有大約0.075英寸的寬度和大約0.136英寸的直徑。
上或第二O形圈452定位成當閥在該閉合位置時防止回流通過出口452返回并向上進入孔口430并流出孔口430。同樣，第二O形圈452在閥桿432上定位足夠低以便在該行程的頂部不進入孔口430的增大部段431并當閥桿432在開啟位置時為通過TeflonTM圓筒的孔口430的任何意外的泄漏提供另外的阻擋。
如圖16所示，六個陶瓷環形磁體458(下磁體)與蓋件444連接，并且六個陶瓷環形磁體460(上磁體)以及兩個配重463用連接銷464與閥桿432的上部分連接。大約1/4英寸到大約5/16英寸的寬度的例如一段乳膠軟管的緩沖器466將上磁體460和下磁體458分開。在一實例中，六個上磁體和六個下磁體之間的力提供例如大約4磅的吸引力并增加大約1磅的配重463的保持力(R)分量，其總(R)大約5磅。作為選擇，可使用具有類似磁力的大磁體。在閥桿432和上磁體460之間的上乳膠套筒470和下乳膠套筒468用來降低磁體上的磨損和撕裂。另外，在一實例中，橡膠墊圈470放置在上磁體460和配重463之間以便降低磁體上的磨損和撕裂。與例如三個上磁體和下磁體相比，另外的上磁體460和下磁體458用來提供更大的保持力，使得儲槽內的壓力更大和流體容量更多。
入口部分454與保持例如水的流體儲槽(未示出)流體連通。流體通過例如發射器類型的閥從例如龍頭的源頭流入該儲槽，并逐漸在該儲槽內以及閥桿432和下O形圈450的底部增加壓力。當該儲槽內的壓力即致動力(A)超過保持力(R)時，閥桿432在孔口430內快速向上。當下O形圈450向上運動通過出口456時，來自儲槽的流體脈動進入入口454并流出出口456。在一實例中，流體從出口456脈動進入分配通道并進入噴灑裝置，如圖13和14所示。
使用本發明實施例的場合通過從結合有這里描述的周期閥的噴灑裝置周期排放水，在該噴灑裝置范圍內的地面和土壤可保持總體恒定的濕度水平。這與其他類型的自動噴灑系統使用的方法大不相同，其中地面濕透并在施加更多水之前干燥到某一程度。
由體現本發明特征的噴灑裝置排出的水量根據使用儲槽的尺寸、儲槽再填充的速率、開啟周期閥組件所需的臨界壓力(當致動力克服該保持力時)以及閥閉合時的壓力水平(回復力)。這些參數的每一項對于特定的應用可調整。
本發明的實施例在保持種植種子的土壤表面附近的濕度水平特別有用，因此有助于快速發芽。可以理解使用傳統噴灑方法，種子在澆水之間可干枯，因此增加發芽所需的時間。幼苗和其他新生植物通常非常嬌弱并不能忍受濕度水平的顯著變化。特別是，如果它們不能從土壤中得到所需流體，幼苗趨于在短時間內枯萎并死亡。另外，如果根系未發育的幼苗澆水過多，它們由于沒有牢固固定在地面上而沖走。本發明可確保在恒定速率下將所需水量輸送到土壤中，可同樣與水蒸發的速率平衡以便保持對于種子或幼苗優選的濕度水平。另外，由于調節器控制水的消耗量的速率(即儲槽填充的速率)，噴灑裝置可放置很長時間無需擔心過多和浪費地消耗水，或需要電計時部件。結合本發明實施例的噴灑裝置也可用于成熟植物，其中成熟植物無需使用其資源來生長深的根系以便達到潮濕的土壤，因此自由使用資源生長植物的其他部分，例如葉片和/或可收獲的農作物。作為另一優點，濕度水平幫助促進需氧細菌和真菌的生長，其將有機物質分解成用于植物的營養物。
結合本發明實施例的噴灑裝置頻繁和可能猛烈排出水有效地防止例如老鼠、田鼠、鳥和兔子的不同害蟲進入噴灑裝置使用的區域。在某些例子中，害蟲害怕由于閥桿(32，132)向上沖擊保持帶62、止擋構件462或類似物而伴隨快速排出水所產生的噪聲。在其他例子中，害蟲由周期噴灑水而造成的濕透來阻止。
在與園藝無關的另一使用中，可在一序列中使用本發明以便產生用來撲滅野火的“濕線”。通常，救火員圍繞火或沿火的前部產生“防火線”以便通過防止火蔓延到該火線的另一側將火包圍。根據火勢和相關土地的構形，“防火線”可挖入地下或在構成“防火線”的地面上焚燒或清理燃燒材料形成。另外，形成“防火線”的地面區域噴水以便將地面和植物的濕度水平增加到不可燃燒的水平(通常濕度為重量15％)。盡管噴水很有效，由于所需水量(大多數水滲入地面)以及如果沿火線的整個長度噴水不均勻造成火線破壞的可能，因此經常是不實際的。
可使用結合該周期閥組件的一行噴灑裝置產生“濕線”并將其保持在特定的濕度水平上而不需過多使用水。可使用連接在該噴灑裝置上的噴灑頭將水分布在野火不易越過的相對大的區域內。在圖17所示的實施例中，一序列噴灑裝置505，每個具有其各自的儲槽512和調節器閥513通過供應軟管517連接在例如水罐卡車515的加壓水源上，其中每個噴灑裝置505相互獨立操作。如圖17所示，每個噴灑裝置在圓形區域519內噴水。通過將每個噴灑裝置的角度覆蓋降低到只有180°可實現救火用水節約例如大約50％。噴灑裝置所得到的半圓形噴灑圖案沿其直徑的軸線對準。在一實例中，這減小的覆蓋區域始終導致寬度30英尺以上的防火間距，而沒有改變原來完全360°布置的噴灑裝置的疊置圖案。相鄰噴灑裝置的覆蓋區域疊置以便形成足夠寬度的“防火線”。
在圖18所示的另一實施例中，一序列噴灑頭636連接在供水軟管617上以便形成防火線，供應軟管617連接在尺寸足夠大的單個閥610上以便控制所有與軟管617連接的噴灑頭636的所需水量。周期閥組件610連接在大的儲槽612上并且儲槽612通過流量調節器613連接在水源615上。
其他可選擇實施例盡管本發明已經描述到某一特別的程度，可以明白此說明由實例作出，可在細節或結構上作出改變而不超出所附權利要求限定的本發明的精神。
使用在所述實施例中的許多特定部件只是示例性的，并且取代它們的其他部件不偏離本發明的范圍。例如，O形環件密封可由在該閥在其閉合位置時防止包含在儲槽內的流體流出的任何適合類型的密封元件代替。另外，包括不同組分的材料可改變。在所述實施例中由TeflonTM制成的閥殼體可包括另一例如超高密度聚乙烯的聚合材料，或可包括例如黃銅的金屬材料。同樣，閥桿可由不是不銹鋼的塑料或合成材料制成。
所述閥主要關于用于草坪、植物和/農作物灌溉的噴灑系統。除了此目的之外，噴灑系統的可選擇實施例可用來在圍繞該噴灑裝置的區域內嚇走干擾植物和農作物的家畜和有害動物。可以理解當閥開啟和閉合時從閥產生的噪聲根據閥的設計可以很大，并且此噪聲可用來驚嚇動物。如果需要另外的噪聲，例如鈴當的其他噪聲發生器可連接在閥桿上以便在閥啟動時產生另外的噪聲。在其他實施例中，閥可用于與噴灑系統或灌溉無關的用途。可設想閥可用于需要從加壓源周期可控制排放流體的許多場合。流體可以是液體或氣體及其混合物。
總之，本發明是一種用于從加壓源排放流體的閥，該加壓源在儲槽內的壓力到達第一臨界水平時啟動并在來自其源頭的流體壓力降低到臨界水平之下時結束。所述的閥組件提供示例性裝置，該裝置使用由配重和磁體提供的力實現從加壓源周期排放流體。可考慮例如彈簧、電磁和類似物的其他機構代替磁體和配重以便為閥提供類似的功能。
盡管描述了直立的位置，其中閥桿在圓筒內上下運動，本發明也可定向在其他位置上。所述原理將以類似方式起作用。然而，磁力需要調整以便補償重力作用的差別。本發明在任何需要周期排放流體的場合是有用的。
權利要求
1.一種用于間歇式排放流體的閥，其包括一包括限定一內部空腔的一個或多個壁的閥殼體，該空腔具有至少一入口和至少一出口，該入口(i)適于與流體連通并且(ii)通過該內部空腔與該至少一出口流體連通；一至少部分包含在該內部空腔內的閥構件，該閥構件可在一閉合位置和開啟位置之間運動，其中在該閉合位置，該閥構件阻止該內部空腔內該入口和該至少一出口之間的流體流動，并在該開啟位置，該閥構件允許該入口和該至少一出口之間的流體流動；以及一提供一保持力以便當該閥構件在該閉合位置時將該閥構件保持在該閉合位置的偏置機構。
2.如權利要求1所述的閥，其特征在于，(i)該內部開啟限定一至少部分延伸通過該閥殼體的孔口，該入口在一第一位置與該孔口交叉，該至少一出口在一第二位置與該孔口交叉，該第一位置與該第二位置縱向間隔，并限定該孔口的一中間部分，并且(ii)該閥構件包括一適于在該孔口內該閉合位置和開啟位置之間滑動的閥桿，當在該閉合位置時該閥桿至少一部分在該孔口的中間部分內。
3.如權利要求2所述的閥，其特征在于，該閥構件還包括一O形圈，該O形圈圍繞該閥桿并跨過從該閥桿的一表面到該孔口的一內表面的距離。
4.如權利要求3所述的閥，其特征在于，在該閉合位置該O形圈位于該孔口的中間部分內。
5.如權利要求2所述的閥，其特征在于，該閥構件包括一第二O形圈。
6.如權利要求5所述的閥，其特征在于，該第二O形圈位于該第一O形圈之上。
7.如權利要求1所述的閥，其特征在于，其還包括至少一與該至少一出口流體連通的噴灑頭。
8.如權利要求1所述的閥，其特征在于，其還包括一與該入口流體連通的儲槽，該儲槽還與加壓流體流體連通。
9.如權利要求8所述的閥，其特征在于，該儲槽包括一用于調節加壓流體進入該儲槽的流體流動的噴射器。
10.如權利要求1所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括至少一磁體和至少一磁吸引器，該磁吸引器與該閥殼體和該閥構件之一連接，該至少一磁體與該閥殼體和該閥構件的另一個連接。
11.如權利要求10所述的閥，其特征在于，該至少一磁體是陶瓷磁體。
12.如權利要求10所述的閥，其特征在于，該磁吸引器包括至少一第二磁體。
13.如權利要求10所述的閥，其特征在于，當該閥構件在該閉合位置時，該保持力的至少一部分包括在該至少一磁體和該磁吸引器之間的磁力。
14.如權利要求10所述的閥，其特征在于，該第一磁體和該磁吸引器由墊圈隔開。
15.如權利要求14所述的閥，其特征在于，其包括彈性體墊圈。
16.如權利要求1所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括一與該閥構件連接的配重，并且其中該保持力的至少一部分是作用在該配重和該閥構件上的重力。
17.如權利要求16所述的閥，其特征在于，該作用在該配重和該閥構件上的重力限定該偏置力。
18.如權利要求1所述的閥，其特征在于，其還包括一與該閥殼體和該閥構件連接的保持帶。
19.如權利要求2所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括至少一磁體和至少一磁吸引器，該磁吸引器與該閥殼體和該閥桿之一連接，該至少一磁體與該閥殼體和該閥桿的另一個連接。
20.如權利要求19所述的閥，其特征在于，該磁吸引器包括至少一第二磁體。
21.如權利要求19所述的閥，其特征在于，該偏置機構還包括一配重，該配重與閥桿連接以便與其運動一致。
22.如權利要求2所述的閥，其特征在于，該閥桿和該孔口通常垂直定向。
23.如權利要求19所述的閥，其特征在于，一作用在該第一磁體和該磁吸引器之間的磁力和一作用在該配重、該閥桿以及該第一磁體和與該閥桿連接的磁吸引器之一上的重力大致限定該保持力。
24.如權利要求1所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括一彈簧。
25.一種用于間歇式排放流體的裝置，該裝置包括一具有儲槽出口的儲槽，該儲槽適于在壓力下保持該流體；一具有殼體入口和殼體出口的殼體，該殼體入口與該儲槽出口連接；一至少部分包含在該殼體內的閥構件，該閥構件(i)當該儲槽內流體的壓力等于或超過第一壓力水平時，可從一閉合位置運動到一開啟位置，并且(ii)當該流體的壓力小于或等于第二壓力水平時，從一開啟位置運動到一閉合位置，該第二壓力水平小于該第一壓力水平；以及其中當在該閉合位置時該閥構件阻止流體從該殼體入口流動到該殼體出口，并且當在該開啟位置時允許流體從該殼體入口流動到該殼體出口。
26.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，其還包括一噴灑頭，該噴灑頭與該殼體出口流體連通。
27.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，該儲槽還包括一儲槽入口。
28.如權利要求27所述的裝置，其特征在于，其還包括一與該儲槽入口流體連通的流動控制調節器，該流動控制調節器具有一適于與一流體源連接的調節器入口，該流動控制調節器適于控制從該流體源進入該儲槽的流體的容積流速。
29.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，該儲槽包括至少一部分彈性的壁。
30.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，該儲槽包括一段長度的軟管。
31.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，該儲槽還包括一可壓縮的介質，并且其中當液體從該儲槽出口排出時，該可壓縮介質的膨脹將包含在該儲槽內液體保持在加壓狀態下。
32.如權利要求25所述的裝置，其特征在于，該儲槽還包括一可擴張的介質，并且其中當液體從該儲槽出口排出時，該可擴張介質的收縮將包含在該儲槽內液體保持在加壓狀態下。
33.如權利要求32所述的裝置，其特征在于，該可擴張的介質包括該儲槽的一個或多個壁。
34.如權利要求25所述的裝置，其還包括一噴灑頭和一流動控制調節器，其特征在于，(i)該流動控制調節器與一儲槽入口流體連通，該流動控制調節器還具有一適于與一流體源連接的調節器入口，并且(ii)該噴灑頭與該殼體出口流體連通。
35.一種間歇式排出流體的方法，該方法包括在地面的一區域上分布至少一噴灑頭；提供一適于在壓力下保持流體的儲槽；將該至少一噴灑頭與至少一間歇式流體分配閥的出口流體連通，該至少一間歇式流體分配閥包括(i)一殼體，該殼體具有一入口和一出口，以及(ii)一至少部分包含在該殼體內的閥構件，當該儲槽內流體的壓力等于或超過第一壓力水平時，該閥構件從一閉合位置運動到一開啟位置，并且當水的壓力小于或等于第二壓力水平時，從一開啟位置運動到一閉合位置，該第二壓力水平小于該第一壓力水平，其中當在該閉合位置時該閥構件阻止流體從該殼體入口流動到該殼體出口，并且當在該開啟位置時允許流體從該殼體入口流動到該殼體出口。將該至少一間歇式流體分配閥的入口與該儲槽流體連通；將該儲槽通過一調節閥與一流體源流體連通；在至少一噴灑裝置的噴灑范圍內的地面區域內分布該流體。
36.如權利要求35所述的方法，其特征在于，該至少一噴灑頭包括多個噴灑裝置，其中每個與單獨的周期水分配閥流體連通。
37.如權利要求35所述的方法，其特征在于，該至少一噴灑頭包括多個噴灑裝置，其中每個與共同的周期水分配閥流體連通。
38.如權利要求35所述的方法，其特征在于，該至少一噴灑頭覆蓋由該噴灑頭的噴灑范圍限定的地面區域的圓形部分的一部段。
39.如權利要求38所述的方法，其特征在于，該地面區域的圓形部分的部段由該噴灑頭的一角度限制調節裝置限定。
40.如權利要求38所述的方法，其特征在于，該至少一噴灑頭包括多個噴灑頭，并且其中該多個噴灑頭的相鄰噴灑頭的圓形部分重疊。
41.如權利要求35所述的方法，其特征在于，其還包括將地面區域保持在一濕度水平上的操作，該濕度水平太高從而不支持燃燒。
42.一種用于間歇式排放流體的閥，該閥包括一限定一圓筒孔口的閥殼體，該圓筒孔口具有至少一入口和至少一出口，該入口(i)適于與該流體連通并且(ii)與該至少一出口流體連通；一至少部分包含在該圓筒孔口內的閥桿，該閥桿在一閉合位置和開啟位置之間運動，其中在該閉合位置，該閥桿阻止該入口和該至少一出口之間的流體流動，并在該開啟位置，該閥桿允許該入口和該至少一出口之間的流體流動；以及一偏置機構，該偏置機構(i)提供一保持力以便抵抗壓力下的流體將該閥桿保持在該閉合位置上，并且(ii)當該閥桿在該開啟位置時提供一回復力以便將該閥桿推入該閉合位置。
43.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該閥桿還包括一圍繞該閥桿的第一O形圈。
44.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該閥桿包括一圍繞該閥桿的第二O形圈。
45.如權利要求44所述的閥，其特征在于，在該閉合位置上該第一O形圈位于該至少一出口之下。
46.如權利要求44所述的閥，其特征在于，該第二O形圈位于該第一O形圈之上。
47.如權利要求42所述的閥，其還包括至少一噴灑頭，其特征在于，該至少一出口與該至少一噴灑頭流體連通。
48.如權利要求42所述的閥，其還包括一儲槽，其特征在于，該儲槽與該入口流體連通并適于在壓力下包含流體。
49.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括一第一磁體和一第二磁體，該第二磁體與該閥殼體和該閥桿之一連接，該第一磁體與該閥殼體和該閥桿的另一個連接。
50.如權利要求49所述的閥，其特征在于，當該在該閉合位置時，至少部分保持力包括該第一磁體和該第二磁體之間的磁力。
51.如權利要求49所述的閥，其特征在于，該第一磁體和該第二磁體由一墊圈隔開。
52.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該偏置機構包括一配重，該配重與該閥桿連接，并且其中該保持力的至少一部分是作用在該配重上的重力。
53.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該偏置機構還包括一配重，該配重與該閥桿連接以便與其運動一致。
54.如權利要求42所述的閥，其特征在于，該閥桿和該圓筒孔口通常垂直定向。
55.如權利要求49所述的閥，其特征在于，該閥殼體還限定一具有大于該圓筒孔口的直徑的第二孔口。
56.如權利要求55所述的閥，其特征在于，一止擋與該閥桿連接以便定位在該第二孔口內。
57.如權利要求56所述的閥，其特征在于，該第二孔口具有大約1英寸的長度，因此該閥桿的行程限制在大約1英寸。
全文摘要
描述了用于周期、循環或間歇式排放流體的閥(10)以及結合閥(10)的灌溉噴灑裝置(5)。當連接在該閥上的儲槽(12)內的壓力達到臨界壓力時該閥開啟，因此允許包含在儲槽(12)內的流體的一部分通過該閥排放。當流體排放，儲槽內壓力下降。閥不閉合直到儲槽內壓力水平到達低于臨界壓力水平的第二壓力水平為止。當儲槽(12)以受控的速率從加壓源填充，該速率小于在閥開啟時通過該閥排出的速率，閥(10)將重復循環。
文檔編號B05B1/08GK1437691SQ01811500
公開日2003年8月20日 申請日期2001年6月20日 優先權日2000年6月20日
發明者昆廷M·麥肯納 申請人:昆廷M·麥肯納