[发明专利]异形喷嘴全射流喷头

说明书

技术领域

本发明属于一种节水灌溉关键设备，特指异形喷嘴全射流喷头。

背景技术

目前，我国的农业用水约占全国用水量的80％，农业用水效率不高，水资源浪费严重，使农业水资源缺乏进一步加剧。在各种各样的灌溉技术中，喷灌技术是当今世界上最主要的节水灌溉技术之一，应用广泛，适应面广。在喷灌设备中，目前大量应用的旋转式喷头为摇臂式喷头，该喷头由流道、旋转密封机构、驱动机构、换向机构等几部分组成。驱动机构又由摇臂、摇臂轴、摇臂弹簧、弹簧座等零件组成。结构较复杂，能量转化率不高。喷头的摇臂弹簧工作频繁，工作寿命远远低于喷头其他部件的工作寿命，这是摇臂式喷头推广应用中的一个无法克服的瓶颈。全射流喷头依靠水流的附壁来实现喷头的步进与反向，具有结构简单，喷洒性能好的特点，但是存在着因为加工精度要求高而使生产成本难以降低的不足，使产业化开发受到限制。

经检索，目前还没有此异形喷嘴喷头结构的申报专利。

发明内容

针对已有全射流喷头尺寸精度要求高的缺点，本发明的目的是提供转动均匀稳定、喷洒性能优良的喷头，为我国的节水灌溉市场提供价廉物美的更新换代产品。本发明具有结构简单、工作稳定可靠、成本低廉的特点。

本发明由旋转密封机构、流道、换向机构、异形射流元件体四部分组成。异形射流元件体是全射流喷头的关键部件，既是喷洒作业的喷头出口零件，又是自控完成直射、步进、反向的控制零件。其特征是异形射流元件体喷嘴为非圆形，在喷嘴的信号嘴I取水位置开有凹槽，凹槽为圆弧形、矩形或三角形。凹槽的横截面宽度B为信号嘴I内径的0.5-1.2倍，凹槽的横截面长度L小于信号嘴I的内径，凹槽的深度为贯穿喷嘴长度。

其优点是该喷嘴结构与信号嘴的配合，有利于从作用区的低压旋涡区截取控制信号流，有利于取水量的调节，同时信号嘴的取水位置对主射流影响不敏感，使取水位置要求精度降低。从而提高了喷头旋转的可靠性，为产业化生产带来了方便，降低了生产成本。整个喷头结构简单、工作稳定、雾化性能好。

附图说明

图1为异形喷嘴全射流喷头结构示意图。

图2为异形射流元件体截面图。

图3为异形射流元件体的A-A视图。

图4为喷头的直射状态示意图。

图5为喷头的步进状态示意图。

图6为喷头的反向运转状态示意图。

图中，1.旋转密封机构，2.流道，3.换向机构，4.异形射流元件体，5.信号嘴I，6.信号嘴II，7.反向接嘴，8.喷嘴，9.作用区，10.凹槽。

具体实施方式

异形喷嘴全射流喷头由旋转密封机构(1)、流道(2)、换向机构(3)、异形射流元件体(4)等四部分组成。异形射流元件体既是喷洒作业的喷头出口零件，又是自控完成直射、步进、反向的控制零件。异形射流元件体由信号嘴I(5)、信号嘴II(6)、反向接嘴(7)、喷嘴(8)、作用区(9)组成。利用信号嘴I(5)、信号嘴II(6)中信号水的截取及流动，反向接嘴(7)的开启及关闭实现水流的附壁，从而完成喷头的直射、步进和反向运转。异形射流元件体的喷嘴为非圆形，在喷嘴的信号嘴I取水位置开有凹槽，凹槽可为圆弧形、矩形或三角形。凹槽的横截面宽度B为信号嘴I内径的0.5-1.2倍，凹槽的横截面长度L为小于信号嘴I的内径，凹槽的深度为贯穿喷嘴长度。

工作过程为：

直射状态：异形射流元件体左侧的反向接嘴开敞着，由此向左腔补气，元件右侧出口处与水束之间的间隙C补入空气，由于补气的压力损失大于左腔，因此，左右腔略有压力差，此压力差不足以推动主射流产生附壁，因此主射流呈直射状态。与此同时，信号嘴I在喷嘴的凹槽处取得了信号水，由于左右腔略有压力差存在，因此这些信号水在传输管中向信号嘴II方向流动。

步进状态：信号水通过信号嘴II进入元件右腔，间隙C越来越小，最终被堵死，左右腔的压力差将主射流推向右侧，产生附壁，整个元件向右转动。在附壁状态下，由于主射流的弯曲，信号嘴I与主射流脱开，不再取到信号水，但可取到空气。空气由信号嘴I传到信号嘴II，给右腔补气，最终左右腔的压力差消失，恢复直射状态，喷头向右的转动停止。间隙C又重新生成，并向右腔补气，如此往复循环，完成喷头的直射、步进动作。

反向状态：通过反向开关拨杆关闭反向接嘴，左腔中不再有空气补入，形成低压区，而右腔中仍有空气从间隙C补入，左右腔形成压力差，喷射水束向左侧弯曲而附壁。接嘴I与射流脱开，取不到信号水，左右腔压力差持续存在，喷头向左连续反向转动。直到反向开关拨杆转向，反向接嘴打开，空气进入左腔，与右腔的压力差相平衡，反向运转才终止，恢复直射。