[发明专利]一种适用于低压均匀喷灌的散水结构及喷头

说明书

本发明涉及一种适用于低压均匀喷灌的散水结构及喷头，散水结构包括喷体和散水支架，喷体的出口射流能够先后撞击散水支架的不同散水凸起，并驱动散水支架绕喷体的出口轴线往复摆动，提升喷灌均匀度，先后撞击散水凸起的间隔时间内，射流不受任一散水结构的作用可以不降低喷灌射程，能够在更低工作压力下兼顾喷灌均匀度和射程，喷头还包括设有弹性件的喷管，喷管与喷体的空间流道内的流体压力能够驱动喷体相对喷管转动，并驱动弹性件变形挤压喷体内壁，在任意压力下喷头能匀速旋转，喷体的气孔还可以使气体时时与内部流体掺混，利用两相流原理和摇摆式散水结构改善喷头的水量分布，提高喷灌质量，满足低压均匀喷灌应用需求。

技术领域

本发明属于喷灌设备技术领域，具体涉及一种适用于低压均匀喷灌的散水结构及喷头。

背景技术

喷灌是借助水泵和管道系统或利用自然水源的落差，把具有一定压力的水通过喷灌喷头喷到空中，散成小水滴或形成弥雾降落到植物上和地面上的灌溉方式，广泛应用于农业灌溉和园林喷洒领域。随着全球能源紧张日益突出，降低喷灌喷头的工作压力已经成为了发展趋势，但喷头的工作压力降低后，会对喷头射程、水量分布及喷洒均匀性产生不利影响。

国内外目前主要采用异形喷体和散水机构相结合的方法来克服喷头降压后的不利影响。但其主要缺陷在于：现有低压喷头存在固定式和周期式两种散水机构，固定式散水机构包括相对喷体位置固定的散水盘或散水齿，利用流体冲击散水盘或散水齿碎水，结构简单但始终以损失射程为代价来提高喷头的均匀性，周期式散水机构包括可以相对喷体转轴旋转的散水盘或散水齿，由垂直方向的流体冲击散水盘的流道曲面或散水齿，使其绕旋转形成周期性散水作用，较固定式散水机构可以兼顾喷头射程和均匀性，但喷头的工作压力仅能降低50kPa左右，若进一步降低喷头的工作压力将会导致周期式散水结构无法旋转而发生故障，射流破碎程度减弱，进而造成喷头水力性能急剧下降，不能满足低压均匀喷灌应用需求。

其次，单一流道的散水盘或单一结构的散水齿结构对射程区域的散水影响范围有限，无法满足全射程区域喷灌的水量分布均匀性需求。

此外，喷头的转速对其水力性能影响巨大，转速高会降低喷头的射程，增加前期喷头资金投入。目前，喷头转速控制一直是一大难题，部分旋转喷头采用阻尼结构与喷头的转轴配合，利用阻尼结构中的阻尼油脂粘性对转轴作用，对喷头的转速进行控制，但喷头装配后阻尼油脂作用上限有限，当工作压力高导致喷头转速升高时，阻尼油脂并不能完全降低喷头的转速，同时，喷头长时间工作的温升将导致阻尼油脂粘性下降，进一步降低阻尼作用，从而导致喷头的射程急剧下降。而绝大多数喷头则根本未考虑喷头转速的问题，导致喷头在运行的过程中，其射程仅5-8m左右，且工作压力越高，射程越低，影响喷灌质量。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一，本发明提供一种适用于低压均匀喷灌的散水结构及喷头，能够在更低工作压力下兼顾喷灌均匀度和射程，在任意压力下喷头能匀速旋转，提高喷灌质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于低压均匀喷灌的散水结构，包括喷体、与喷体活动连接的散水支架，绕散水支架一周间隔设置有若干位于喷体出口前方的散水凸起，所述喷体的出口射流能够先后撞击不同散水凸起，并驱动散水支架绕喷体的出口轴线往复摆动，先后散水凸起之间的距离大于先后散水凸起截面上的出口射流宽度。

进一步的，所述喷体设有环槽，所述散水支架限位设置在环槽内，至少一个散水凸起设有与喷体的出口射流方向倾斜的斜面，所述喷体的出口射流能够撞击斜面驱动散水支架绕喷体的出口轴线转动。

进一步的，所述散水支架设有若干插入喷体出口射流最深时撞击面积不同的散水凸起。

进一步的，若干散水凸起包括针型散水凸起、凸台型散水凸起和楔型散水凸起，所述针型散水凸起的直径、凸台型散水凸起的直径为喷体的出口射流直径的0.4-0.6倍，针型散水凸起、凸台型散水凸起和楔型散水凸起插入喷体出口射流最深时，撞击面积依次增大。