[发明专利]一种变域喷灌系统中草坪喷头起落点精确控制机构

说明书

技术领域

本发明涉及一种起落点精确控制的草坪喷头，特指用于变频调速供水实现变域喷灌系统中的草坪喷头。

背景技术

草坪喷头广泛应用于园林绿化灌溉，是一种高效节水灌溉设备。由于现有草坪喷头的喷洒域都是圆形，在实际喷洒时，容易造成边角喷洒不到、或喷洒到界外、以及重叠系数高等情况，造成水资源浪费。

为解决这些问题，很多科研人员对喷头开展了变域喷洒研究。中国专利第CN2719409Y号公开了一种“地埋式变射程全自动节水喷灌喷头”，该专利设计了一种表面凹凸不平的调节盘，调节杆的下端压在调节盘上，上端伸入喷嘴内部。喷头旋转时，调节杆随调节盘上下移动，改变喷嘴出口面积，调节喷头射程，实现变域喷洒。但喷头工作时，射流将冲击调节杆，导致调节杆上下移动不稳定，往往无法按预期规律变化。

中国专利第CN2757544Y号公开了一种“方形草坪喷头轨迹调节装置”，使用柱面凸轮调节草坪喷头射流喷射轨迹。该喷头靠改变喷嘴喷射仰角调节射程，实现方形喷洒。在工作过程中，喷头流量不变化，导致不同射程处喷灌强度变化很大，影响喷灌质量。

以上两种方式都可实现草坪喷头变域喷洒，但一种实现机构复杂，运行不可靠，另一种喷洒质量不高。

中国专利第CN101716563A号公开了一种“基于变频机组的草坪喷头非圆形喷洒域控制方法”，使用实测工作压力与射程、压力与喷头旋转速度的关系，得到喷头压力与时间、变频器频率与时间关系，通过变频器控制水泵转速，实现草坪喷头变域喷洒。农业机械学报“旋转喷头变压节能供水变域喷洒控制策略与试验”(2010年第12期)提出了实现喷头变域喷洒的开环控制策略，推导了变频器频率f_v与喷头旋转a角度所用时间t之间的关系方程和通过试验设定控制规律的方法。上述文献提出了一种基于开环控制策略的变频调速供水的草坪喷头实现变域喷洒的原理，但是，在一次作业完成后，由于喷头的回落位置不能定位，存在再次作业时喷洒域与前次喷洒域不一致的问题，导致草坪喷头变域喷洒还不能实际应用。

发明内容

本发明的目的是，克服开环控制策略下变域喷灌系统中的草坪喷头起落点无法精确定位这一缺点，为草坪喷头提供一种结构可靠、工作稳定的起落点精确控制机构，使喷头在完成一次喷洒后，能够准确降落在某一确定位置，再次喷洒时能够从某一确定位置开始，以便开环控制器能够按确定喷洒域的时间-频率规律对变频器实行控制，使草坪喷头变域喷洒能够实际应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明的关键部分为起落点精确控制机构，起落点精确控制机构主要包括起落点位置控制机构和周向定位控制机构两部分。其中起落点位置控制机构包括限位螺钉、喷嘴、导向件、限位套、喷体、弹簧和圆套。喷头启动抬升时，限位螺钉沿导向件上导向槽的垂直边运动，保证了每次启动均在同一位置；在完成一次喷洒后，喷头停止回落时，在弹簧预紧力的作用下，限位螺钉沿导向件上导向槽的斜边运动，最终回到最低点，从而保证喷头在下一次喷洒时，都能从某一特定位置开始工作。周向定位控制机构包括三通接头、壳体、密封垫片和限位套。限位套和壳体、壳体和三通接头之间均通过卡口连接，连接卡口设计为一大两小，卡口槽的宽度与卡口的宽度一致，该连接方式实现喷头安装位置的精确定位，确保喷洒起点与喷洒域特定位置一致。限位套和壳体、壳体和三通接头之间使用密封垫片密封。

为了便于控制，通常导向件上导向槽的数量需要与变频器控制周期对应。在实现方形域喷洒时，喷头旋转一周，变频器频率f_v应变化四个周期，因此喷头导向件需沿周向四等分，加工出四个导向槽。同理，在实现三角形域喷洒时，喷头旋转一周，变频器频率f_v应变化三个周期，喷头导向件需沿周向三等分，加工出三个导向槽。

本发明专利的有益效果是：应用在基于变频调速供水实现变域喷洒的灌溉系统中，精确定位草坪喷头的起落点位置，简化了控制环节。与现有实现变域喷洒的草坪喷头相比具有可实现任意喷洒域形状，结构简单，运行可靠的优点。

附图说明

图1为草坪喷头的装配图；图中，1.三通接头2.壳体3.密封垫片4.密封件5.限位螺钉6.喷嘴7.导向件8.限位套9.喷体10.弹簧11.密封垫片

图2为图1所示的草坪喷头的A-A向剖视图；

图3为限位螺钉的零件图，图中12为圆套；

图4为图1中所示的导向件7的零件图，图中13为导向槽；

图5至图7为不同喷洒域导向件沿周向的展开图；