一種單反饋射流噴頭及噴灑方法
【專利摘要】本發明屬于農業節水灌溉領域的一種單反饋射流噴頭及噴灑方法，所述單反饋射流噴頭包括旋轉驅動板、射流元件、穩流器、噴體、空心軸和軸套，旋轉驅動板連接于射流出口的斜側流壁最末端，單反饋射流噴頭噴灑時，水流由空心軸進入噴體，通過噴體到達噴嘴處，隨后進入射流元件，在射流空間內形成射流，在反饋通道壓力作用下，附壁水流發生間歇性偏轉，使得水流按照一定頻率在直側壁與斜側壁之間切換流動，間歇性沖擊旋轉驅動板，使得噴頭連同空心軸一起沿著軸套旋轉，實現噴頭沿圓周進行噴灑。本發明具有結構簡單、可靠性與耐久性強、制造成本低、安裝使用方便等特點，適用于大田作物、牧草、蔬菜、林果、花卉等各種噴灌系統的需求。
【專利說明】
一種單反饋射流噴頭及噴灑方法
技術領域
[0001]本發明屬于農業節水灌溉技術研究領域，具體涉及一種單反饋射流噴頭及噴灑方法。
【背景技術】
[0002]搖臂式噴頭是目前使用最多、應用最廣的噴頭，搖臂式噴頭的驅動機構由搖臂、搖臂軸、搖臂彈簧、彈簧座等零件組成，靠搖臂敲擊噴體及彈簧復位來實現噴頭轉動與反向，結構較為復雜。由于敲打和撞擊的作用，對噴管、搖臂材料的剛性及彈簧穩定性要求較高。
[0003]申請號為CN200710134562.5的中國專利“附壁式射流噴頭”、申請號為200610096781.4的中國專利“全射流微噴頭”、申請號為03222424.9的中國專利“全射流噴頭”、申請號為86209507的中國專利“一種全射流噴頭”、申請號為201010552792.5的中國專利“一種外取水射流附壁式控制元件”、申請號為90200784.X的中國專利“雙擊同步全射流噴頭”，都公開了一種利用射流原理的噴頭結構，但是所用原理基本相同，都是采用取水抵消一側射流的空氣，通過另一側補氣，產生大氣壓差，使射流附壁于空氣稀薄的一側，同樣采用補充空氣的方式使射流換向，并通過附壁力使噴頭旋轉，其結構也都是基于基本原理進行設計。本發明設計一種單反饋射流噴頭，以反饋水壓為射流元件提供附壁切換動力，并且以水流沖擊旋轉驅動板獲得旋轉動力，射流換向更為簡易，驅動力更有保障。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對上述問題提供一種結構簡單，造價低，可靠性強，利用水射流控制技術形成的一種單反饋射流噴頭及噴灑方法。
[0005]本發明的技術方案是:一種單反饋射流噴頭，包括旋轉驅動板、射流元件、噴體、空心軸、彈貪和軸套；
[0006]所述射流元件包括噴嘴、射流空間、斜側壁、直側壁、射流出口、反饋通道出口、反饋通道和反饋通道入口；所述射流元件的最前端是噴嘴，噴嘴后面是一段前小后大的射流空間，射流空間的兩側分別為斜側壁和直側壁，所述斜側壁與噴嘴中心線有一定夾角，直側壁與噴嘴的中心線平行;射流空間的最末端為射流出口；在靠近噴嘴處的直側壁上設置反饋通道出口，在靠近射流出口處的直側壁上設置反饋通道入口，反饋通道出口與反饋通道入口連通形成反饋通道；
[0007]所述旋轉驅動板的頂端與射流元件的斜側壁最末端連接；
[0008]所述噴體為斜L形，噴體沿進口至出口的過流斷面逐漸減小；
[0009]所述噴嘴連接噴體的出口，空心軸的一端安裝在噴體的進口處內，軸套套在空心軸的另一端外部，彈簧套在空心軸的外部、且位于噴體進口與軸套之間。
[0010]上述方案中，所述旋轉驅動板為直線型或弧形，旋轉驅動板內壁的末端與頂端中心的連線與斜側壁平行或朝射流出口方向傾斜。
[0011 ]上述方案中，所述噴嘴位于斜側壁一側的邊壁至斜側壁頂端的最小間距為斜側壁位差a，噴嘴位于直側壁一側的邊壁至直側壁的最小間距為直側壁位差b，射流出口位于直側壁一側的邊壁至直側壁的最小間距為反饋位差c;所述直側壁位差斜側壁位差a，反饋位差c <直側壁位差b。
[0012]上述方案中，所述反饋通道出口與反饋通道入口通過外接管連通形成反饋通道。
[0013]上述方案中，所述反饋通道出口與反饋通道入口直接連通形成反饋通道。
[0014]上述方案中，還包括穩流器;所述穩流器安裝在所述噴體的內部、且位于離噴體出口近的一端。
[0015]上述方案中，還包括密封圈I;所述密封圈I安裝在噴體與空心軸的連接處。
[0016]上述方案中，還包括密封圈Π ;所述密封圈Π安裝在軸套與空心軸的連接處。
[0017]上述方案中，還包括彈簧罩;所述彈簧罩安裝于彈簧的外側。
[0018]—種根據所述單反饋射流噴頭的噴灑方法，所述方法具體包括以下步驟:
[0019]S1、將軸套與噴灌管道的立管連接，噴灌系統立管中的壓力水流由空心軸進入噴體的進口，通過噴體到達噴嘴，噴射進射流空間形成射流；
[0020]S2、由于直側壁位差斜側壁位差a，首先產生直線射流，沿直側壁到達射流出口，噴灑至中間及遠處地面;在直線射流的水流由射流出口噴出的同時，一部分壓力水流也會通過反饋通道入口進入反饋通道；
[0021]S3、反饋通道的壓力水流通過反饋通道出口射出作用于射流噴嘴處的水流，使射流發生偏轉，附壁于斜側壁射出，到達射流出口，沖擊旋轉驅動板I，一方面驅使噴頭旋轉，另一方面將水流擊散后噴灑至近處及中間地面；
[0022]S4、當水流偏轉向斜側壁輸出時，反饋通道無水流輸入，作用于射流噴嘴處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態；
[0023]S5、如此循環往復，水流沿直側壁直線輸出與沿斜側壁斜向輸出，間歇性擊打旋轉驅動板，驅使噴頭持續旋轉，使得整個圓周面上的噴灑水量保持均勻。
[0024]本發明的有益效果是:與現有技術相比，本發明由于應用射流控制技術，切換水流的射流方向，使水流沖擊驅動板，驅使噴頭旋轉，用水射流元件取代搖臂式驅動的一套復雜機構，元件結構簡單，省去現有搖臂式噴頭的彈簧與搖臂，簡化了驅動與換向結構，使得噴頭運行更為可靠、持久。通過驅動板分散噴灑水流，與直射流的噴灑水量相互補，能夠得到較好的噴灑性能。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發明實施例1的正剖面圖；
[0026]圖2是圖1的A-A剖面圖；
[0027]圖3是圖1的B-B剖面圖；
[0028]圖4是圖1的C-C剖面圖；
[0029]圖5是圖1的D-D剖面圖；
[0030]圖6是圖1的E-E剖面圖；
[0031]圖7是本發明實施例2的射流原件圖。
[0032]圖中，1、旋轉驅動板;2、射流元件;201、噴嘴;202、射流空間；203、斜側壁;204、直側壁;205、射流出口； 206、反饋通道出口； 207、反饋通道;208、反饋通道入口； 3、穩流器;4、噴體;5、空心軸;6、彈簧罩;7、彈簧;8、軸套;9、密封圈I; 10、密封圈Π ;a、斜側壁位差;b、直側壁位差;c、反饋位差。
【具體實施方式】
[0033]為了對發明的技術特征、目的和效果有更加清楚的理解，現對照【附圖說明】本發明的【具體實施方式】，在各圖中相同的標號表示相同或相似的部分。附圖僅用于說明本發明，不代表本發明的實際結構和真實比例。
[0034]實施例一
[0035]圖1、2、3、4、5和6所示為本發明所述單反饋射流噴頭的一種實施方式，所述單反饋射流噴頭，包括旋轉驅動板1、射流元件2、穩流器3、噴體4、空心軸5、彈簧罩6、彈簧7、軸套8、密封圈19和密封圈Π 10。
[0036]所述射流元件2包括噴嘴201、射流空間202、斜側壁203、直側壁204、射流出口 205、反饋通道出口 206、反饋通道207和反饋通道入口 208;所述射流元件2的最前端是噴嘴201，噴嘴201后面是一段前小后大的射流空間202，射流空間202的兩側分別為斜側壁203和直側壁204，所述斜側壁203與噴嘴5中心線有一定夾角，直側壁204與噴嘴5的中心線平行;射流空間202的最末端為射流出口 205;在靠近噴嘴201處的直側壁204上設置反饋通道出口 206，在靠近射流出口 205處的直側壁204上設置反饋通道入口 208，反饋通道出口 206與反饋通道入口 208通過外接管連通形成反饋通道207，反饋通道207的長度可以調節。
[0037]所述旋轉驅動板I的頂端與射流元件2的斜側壁203最末端連接;所述旋轉驅動板I為直線型或弧形，旋轉驅動板I內壁的末端與頂端中心的連線與斜側壁203平行或朝射流出口 205方向傾斜。
[0038]所述噴體4為斜L形，噴體4沿進口至出口的過流斷面逐漸減小；所述噴嘴201連接噴體4的出口，所述噴體4的內部離噴體4出口近的一端設置有穩流器3;空心軸5的一端安裝在噴體4的進口處內，軸套8套在空心軸5的另一端外部，彈簧7套在空心軸5的外部、且位于噴體4進口與軸套9之間；所述密封圈19安裝在噴體4與空心軸5的連接處。所述密封圈Π 10安裝在軸套8與空心軸5的連接處。所述彈簧罩6安裝于彈簧7的外側。
[0039]所述噴嘴201位于斜側壁203—側的邊壁至斜側壁203頂端的最小間距為斜側壁位差a，噴嘴201位于直側壁204—側的邊壁至直側壁204的最小間距為直側壁位差b，射流出口205位于直側壁204—側的邊壁至直側壁204的最小間距為反饋位差c;所述直側壁位差斜側壁位差a，主要作用是直射流的換向壓力小于斜射流的換向壓力，使直射流比斜射流更穩定;反饋位差直側壁位差b，既可保證射流所需的反饋水壓，又可減少射流損失。
[0040]本發明還提供一種根據所述單反饋射流噴頭的噴灑方法，所述方法具體包括以下步驟:
[0041]S1、將軸套8與噴灌管道的立管連接，噴灌系統立管中的壓力水流由空心軸5進入噴體4的進口，通過噴體4到達噴嘴201，噴射進射流空間202形成射流；
[0042]S2、由于直側壁位差斜側壁位差a，首先產生直線射流，沿直側壁204到達射流出口 205，噴灑至中間及遠處地面；
[0043]在直線射流的水流由射流出口 205噴出的同時，一部分壓力水流也會通過反饋通道入口 208進入反饋通道207 ；
[0044]S3、反饋通道207的壓力水流通過反饋通道出口 206射出作用于射流噴嘴201處的水流，使射流發生偏轉，附壁于斜側壁203射出，到達射流出口 205，沖擊旋轉驅動板I，一方面驅使噴頭旋轉，另一方面將水流擊散后噴灑至近處及中間地面；
[0045]S4、當水流偏轉向斜側壁203輸出時，反饋通道207無水流輸入，作用于射流噴嘴201處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態；
[0046]S5、如此循環往復，水流沿直側壁204直線輸出與沿斜側壁203斜向輸出，間歇性擊打旋轉驅動板I，驅使噴頭持續旋轉，同時直線射流輸出時，噴灑中間及遠處地面，斜向射流輸出時，噴灑近處及中間地面，使得整個圓周面上的噴灑水量保持均勻。
[0047]本發明提供的單反饋射流噴頭及噴灑方法，所述噴嘴201為噴體4的出口，也是射流元件2的入口，旋轉驅動板I連接于射流出口的斜側壁203最末端。單反饋射流噴頭噴灑時，水流由空心軸5進入噴體4，通過噴體4到達噴嘴201處，隨后進入射流元件2，在射流空間202內形成射流，在反饋通道207壓力作用下，附壁水流發生間歇性偏轉，使得水流按照一定頻率在直側壁204與斜側壁203之間切換流動，間歇性沖擊旋轉驅動板I，使得噴頭連同空心軸5—起沿著軸套8旋轉，實現噴頭沿圓周進行噴灑。本發明具有結構簡單、可靠性與耐久性強、制造成本低、安裝使用方便等特點，適用于大田作物、牧草、蔬菜、林果、花卉等各種噴灌系統的需求。
[0048]實施例二
[0049]如圖7所示，本實施例的基本結構特征與實施例一相似，與實施例一的不同之處在于所述反饋通道出口 206與反饋通道入口 208直接連通形成反饋通道207。
[0050]反饋通道207是與射流元件2—次成形，成為一個整體，反饋通道207長度不可調節，而實施例一中的反饋通道207是通過外接管連接于射流元件2上，長度可以調節。
[0051]應當理解，雖然本說明書是按照各個實施例描述的，但并非每個實施例僅包含一個獨立的技術方案，說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見，本領域技術人員應當將說明書作為一個整體，各實施例中的技術方案也可以經適當組合，形成本領域技術人員可以理解的其他實施方式。
[0052]上文所列出的一系列的詳細說明僅僅是針對本發明的可行性實施例的具體說明，它們并非用以限制本發明的保護范圍，凡未脫離本發明技藝精神所作的等效實施例或變更均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種單反饋射流噴頭，其特征在于，包括旋轉驅動板(I)、射流元件(2)、噴體(4)、空心軸(5)、彈簧(7)和軸套(8); 所述射流元件(2)包括噴嘴(201)、射流空間(202)、斜側壁(203)、直側壁(204)、射流出口( 205)、反饋通道出口( 206)、反饋通道(207)和反饋通道入口( 208);所述射流元件(2)的最前端是噴嘴(201)，噴嘴(201)后面是一段前小后大的射流空間(202)，射流空間(202)的兩側分別為斜側壁(203)和直側壁(204)，所述斜側壁(203)與噴嘴(5)中心線有一定夾角，直側壁(204)與噴嘴(5)的中心線平行;射流空間(202)的最末端為射流出口(205);在靠近噴嘴(201)處的直側壁(204)上設置反饋通道出口(206)，在靠近射流出口(205)處的直側壁(204)上設置反饋通道入口(208)，反饋通道出口(206)與反饋通道入口(208)連通形成反饋通道(207); 所述旋轉驅動板(I)的頂端與射流元件(2)的斜側壁(203)最末端連接； 所述噴體(4)為斜L形，噴體(4)沿進口至出口的過流斷面逐漸減小； 所述噴嘴(201)連接噴體(4)的出口，空心軸(5)的一端安裝在噴體(4)的進口處內，軸套(8)套在空心軸(5)的另一端外部，彈簧(7)套在空心軸(5)的外部、且位于噴體(4)進口與軸套(9)之間。2.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，所述旋轉驅動板(I)為直線型或弧形，旋轉驅動板(I)內壁的末端與頂端中心的連線與斜側壁(203)平行或朝射流出口(205)方向傾斜。3.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，所述噴嘴(201)位于斜側壁(203)一側的邊壁至斜側壁(203)頂端的最小間距為斜側壁位差a，噴嘴(201)位于直側壁(204)—側的邊壁至直側壁(204)的最小間距為直側壁位差b，射流出口(205)位于直側壁(204) 一側的邊壁至直側壁(204)的最小間距為反饋位差c;所述直側壁位差斜側壁位差a，反饋位差c <直側壁位差b。4.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，所述反饋通道出口(206)與反饋通道入口( 208)通過外接管連通形成反饋通道(207)。5.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，所述反饋通道出口(206)與反饋通道入口( 208)直接連通形成反饋通道(207)。6.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，還包括穩流器(3);所述穩流器(3)安裝在所述噴體(4)的內部、且位于離噴體(4)出口近的一端。7.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，還包括密封圈1(9);所述密封圈1(9)安裝在噴體(4)與空心軸(5)的連接處。8.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，還包括密封圈Π(10);所述密封圈Π (10)安裝在軸套(8)與空心軸(5)的連接處。9.根據權利要求1所述的單反饋射流噴頭，其特征在于，還包括彈簧罩(6);所述彈簧罩(6)安裝于彈簧(7)的外側。10.—種根據權利要求1所述單反饋射流噴頭的噴灑方法，所述方法具體包括以下步驟: S1、將軸套(8)與噴灌管道的立管連接，噴灌系統立管中的壓力水流由空心軸(5)進入噴體(4)的進口，通過噴體(4)到達噴嘴(201)，噴射進射流空間(202)形成射流； S2、由于直側壁位差斜側壁位差a，首先產生直線射流，沿直側壁(204)到達射流出口( 205 )，噴灑至中間及遠處地面;在直線射流的水流由射流出口( 205)噴出的同時，一部分壓力水流也會通過反饋通道入口( 208)進入反饋通道(207); S3、反饋通道(207)的壓力水流通過反饋通道出口(206)射出作用于射流噴嘴(201)處的水流，使射流發生偏轉，附壁于斜側壁(203)射出，到達射流出口(205)，沖擊旋轉驅動板(1)，一方面驅使噴頭旋轉，另一方面將水流擊散后噴灑至近處及中間地面； S4、當水流偏轉向斜側壁(203)輸出時，反饋通道(207)無水流輸入，作用于射流噴嘴(201)處的側向壓力消失，水流將恢復直線射流狀態； S5、如此循環往復，水流沿直側壁(204)直線輸出與沿斜側壁(203)斜向輸出，間歇性擊打旋轉驅動板(I)，驅使噴頭持續旋轉，使得整個圓周面上的噴灑水量保持均勻。
【文檔編號】B05B3/04GK105944857SQ201610524298
【公開日】2016年9月21日
【申請日】2016年7月4日
【發明人】王新坤
【申請人】江蘇大學