專利名稱：一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件的制作方法
一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于節(jié)水灌溉噴灌系統(tǒng)射流噴頭中的關(guān)鍵設(shè)備，特指一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件。
背景技術(shù)：
噴灌技術(shù)是節(jié)水灌溉中的關(guān)鍵技術(shù)之一，射流噴頭是屬于中國獨創(chuàng)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的節(jié)水噴頭。全射流噴頭的工作原理是水流的附壁效應(yīng)。射流元件中的流動，水流從一個狹小的噴嘴中射向大氣。此時，邊緣射流的分子與周圍靜止的空氣發(fā)生沖撞，使原來靜止的氣體一起流動，這就是射流流動過程中的卷吸作用，在卷吸過程中通過一定的方法改變水射流左右兩側(cè)的氣體壓力差，從而使主射流方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)。
經(jīng)檢索，目前相關(guān)申報專利有雙擊同步全射流噴頭，申請?zhí)?0200784 ；—種全射流噴頭，申請?zhí)?6209507 ；全射流噴頭，申請?zhí)?3222424 ；附壁式射流噴頭，申請?zhí)?200710134562. 5 ；目前這些專利中，均要求在作用區(qū)內(nèi)設(shè)有信號水接嘴取得信號水，流入射流元件的某一側(cè)，使這一側(cè)在高低間切換，這就存在著信號水接嘴的設(shè)計和連接尺寸要求精度高等問題，這個關(guān)鍵技術(shù)問題成為制約射流噴頭發(fā)展的主要瓶頸之一。
目前射流噴頭在工作過程中，存在著噴灑時出現(xiàn)距噴頭遠處水量多、近處水量少的缺點；同時，還存在著由于從中心孔噴射出的水流流速過高，導(dǎo)致信號水接嘴取水不夠穩(wěn)定，射流元件左右兩側(cè)空氣串通，不能穩(wěn)定的形成壓差從而旋轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定等缺點。因此，開發(fā)出各種不同結(jié)構(gòu)和工作原理的新型射流噴頭，將射流技術(shù)推廣的同時解決存在的上述問題意義重大。
本發(fā)明提出一種新結(jié)構(gòu)、新工作原理的主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，具有工作穩(wěn)定可靠、水力性能優(yōu)良等優(yōu)點，屬于一種技術(shù)創(chuàng)新。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是水流直射時，信號接嘴不能間斷性的取到信號水， 從而射流元件左右不能形成壓差，不易形成附壁射流沖擊蓋板，造成噴頭不能步進、反向旋轉(zhuǎn)運動的關(guān)鍵技術(shù)問題，是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、工作穩(wěn)定的主副噴嘴兩次附壁射流控制元件。
—種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，包括主噴嘴蓋板、射流元件體、主噴嘴補氣孔、主噴嘴連接管、空氣三通、副噴嘴連接管、彎管連接件、副噴嘴、主噴嘴信號接嘴和副噴嘴導(dǎo)流管。
主噴嘴蓋板位于射流元件體上端與其密封連接，中心出口孔呈正圓錐狀。
射流元件體的內(nèi)腔上部為作用區(qū)、中部為中心孔、下部為圓錐段。中心孔的出口處延其豎直中心線上對應(yīng)開有兩個凹槽，在射流元件體外壁上，一邊設(shè)有主噴嘴補氣孔，另一邊設(shè)有主噴嘴信號接嘴，副噴嘴和主噴嘴信號接嘴處于射流元件體的同一側(cè)，副噴嘴、主噴嘴信號接嘴、主噴嘴補氣孔的中心軸線處在同一平面上。主噴嘴信號接嘴下端正對副噴嘴處設(shè)有主噴嘴入水孔。
副噴嘴內(nèi)部為柱形內(nèi)腔，在副噴嘴外壁上，一邊設(shè)有副噴嘴入水孔，另一邊設(shè)有副噴嘴補氣孔及位于其上方的副噴嘴取水嘴，副噴嘴取水嘴的一端延伸到副噴嘴柱形內(nèi)腔一定距離，副噴嘴上端有副噴嘴蓋板，副噴嘴蓋板中心出口孔呈正圓錐狀。
空氣三通一端有主噴嘴引氣孔，另一端有副噴嘴引氣孔，中間有入氣孔。
主噴嘴連接管一端與主噴嘴補氣孔密封連接，另一端與主噴嘴引氣孔密封連接； 副噴嘴連接管一端與副噴嘴補氣孔密封連接，另一端與副噴嘴引氣孔密封連接；副噴嘴導(dǎo)流管一端與副噴嘴取水嘴密封連接，另一端與副噴嘴入水孔密封連接；彎管連接件一端與射流元件體內(nèi)的圓錐段貫通密封連接，另一端與副噴嘴底部內(nèi)腔密封連接。
在噴頭工作過程中，直射狀態(tài)時，副噴嘴出口水流呈附壁狀態(tài)，主噴嘴入水孔補入空氣。當(dāng)副噴嘴導(dǎo)流管的信號水被水流抽空后，副噴嘴出口水流恢復(fù)直射狀態(tài)，噴射進入主噴嘴入水孔，使射流元件體的一側(cè)沒有空氣補入，造成低壓旋渦區(qū)，主射流向沒有空氣補入的一側(cè)附壁，水流附壁沖擊沒有空氣一側(cè)的蓋板，使射流噴頭旋轉(zhuǎn)運動。此時，副噴嘴取水嘴由于直射取到信號水，信號水流入副噴嘴入水孔后，射流恢復(fù)附壁，如此反復(fù)循環(huán)，主副噴嘴兩次附壁射流控制元件間斷性完成直射、附壁的切換動作。
本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，避免了目前射流噴頭由于中心孔噴射出的水流流速過高，信號水接嘴不夠穩(wěn)定，從而旋轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定等缺點，并克服了現(xiàn)有噴頭水量分布距噴頭遠處水量較多，距噴頭近處水量分布較少的缺點。


圖1為主副噴嘴兩次附壁射流控制元件示意圖。
圖2為圖1中的A-A向視圖。
圖3為圖1中的空氣三通結(jié)構(gòu)圖。
圖4為圖1中副噴嘴的部面圖。
圖5主射流直射狀態(tài)示意圖。
圖6主射流直射時副噴嘴流動狀態(tài)示意圖。
圖7主射流附壁狀態(tài)示意圖。
圖8主射流附壁時副噴嘴流動狀態(tài)示意圖。
圖9本發(fā)明反向狀態(tài)示意圖。
圖10本發(fā)明反向時副噴嘴流動狀態(tài)示意圖。
圖中，1.主噴嘴蓋板，2.射流元件體，3.主噴嘴補氣孔，4.作用區(qū)，5.中心孔， 6.圓錐段，7.主噴嘴連接管，8.空氣三通，9.副噴嘴連接管，10.下鎖緊螺母，11.彎管連接件，12.上鎖緊螺母，13.副噴嘴，14.主噴嘴入水孔，15.主噴嘴信號接嘴，16.凹槽，17.主噴嘴引氣孔，18.入氣孔，19.副噴嘴引氣孔，20.副噴嘴入水孔，21.副噴嘴補氣孔，22.副噴嘴取水嘴，23.副噴嘴導(dǎo)流管，24.副噴嘴蓋板。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明的具體實施進行詳細的說明。
如圖1、圖2、圖3和圖4，主副噴嘴兩次附壁射流控制元件包括主噴嘴蓋板1、射流元件體2、主噴嘴補氣孔3、主噴嘴連接管7、空氣三通8、副噴嘴連接管9、彎管連接件11、副噴嘴13、主噴嘴信號接嘴15、副噴嘴導(dǎo)流管23。
主噴嘴蓋板1位于射流元件體2上端與其密封連接，中心出口孔呈正圓錐狀。
射流元件體2內(nèi)腔上部有作用區(qū)4、中部有中心孔5、下部有圓錐段6。中心孔5的孔壁上延其豎直中心線上對應(yīng)開有兩個凹槽16，凹槽16從中心孔15的底部貫通到中心孔 15的頂部，當(dāng)主射流通過中心孔5時，主射流在凹槽16的作用下，將作用區(qū)4分隔為左右兩部分，使其兩部分之間空氣不能流通。在射流元件體2外壁上，一邊設(shè)有主噴嘴補氣孔3， 另一邊設(shè)有主噴嘴信號接嘴15，副噴嘴13和主噴嘴信號接嘴15處于射流元件體2的同一側(cè)，副噴嘴13、主噴嘴信號接嘴15、主噴嘴補氣孔3的中心軸線處于同一平面上。主噴嘴信號接嘴15下端正對副噴嘴13處設(shè)有主噴嘴入水孔14，以便使副噴嘴13噴射出來的水流， 受到主噴嘴信號接嘴15的阻擋，保證噴灑水量在距噴頭噴灑時的近處。
副噴嘴13內(nèi)部為柱形內(nèi)腔，在副噴嘴13外壁上，一邊設(shè)有副噴嘴入水孔20，另一邊設(shè)有副噴嘴補氣孔21及位于其上方的副噴嘴取水嘴22，副噴嘴取水嘴22的一端延伸到副噴嘴13柱形內(nèi)腔一定距離，副噴嘴13上端有副噴嘴蓋板對，副噴嘴蓋板M中心出口孔呈正圓錐狀。
空氣三通8—端有主噴嘴引氣孔17，另一端有副噴嘴引氣孔19，中間有入氣孔18。
主噴嘴連接管7 —端與主噴嘴補氣孔3密封連接，另一端與主噴嘴引氣孔17密封連接；副噴嘴連接管9 一端與副噴嘴補氣孔21密封連接，另一端與副噴嘴引氣孔19密封連接；空氣流動時起到密封與導(dǎo)流的作用。副噴嘴導(dǎo)流管23 —端與副噴嘴取水嘴22密封連接，另一端與副噴嘴入水孔20密封連接。彎管連接件11 一端與射流元件體2內(nèi)的圓錐段 6貫通密封連接，另一端與副噴嘴13底部內(nèi)腔密封連接。
具體的，采用以下技術(shù)方案，可以使本發(fā)明得到最佳的實施效果。
主噴嘴蓋板1、主噴嘴補氣孔3、彎管連接件11、主噴嘴信號接嘴15分別與射流元件體2螺紋連接，采用上鎖緊螺母12來固定彎管連接件11的位置，采用下鎖緊螺母10來固定副噴嘴13的位置，使主副噴嘴兩次附壁射流控制元件整體連接穩(wěn)定可靠。
作用區(qū)4為倒錐形空腔，其圓錐角不大于60°，起到增加水流附壁力的作用。
副噴嘴取水嘴22 —端伸入副噴嘴13柱形內(nèi)腔的距離為副噴嘴13柱形內(nèi)腔直徑的 1/8 至 1/6。
副噴嘴引氣孔19的直徑為主噴嘴引氣孔17直徑的1/4至1/2。
主噴嘴補氣孔3和主噴嘴信號接嘴15距中心孔5出口位置的距離為中心孔直徑的1/4至1倍，直徑為中心孔直徑的1/4至1/2。
主副噴嘴兩次附壁射流控制元件的主噴嘴蓋板1和副噴嘴蓋板M可為任意形狀 (如方形、圓形、橢圓形、腰圓形等)，本實施例設(shè)定為橢圓形。
主副噴嘴兩次附壁射流控制元件的工作狀態(tài)包括直射、步進、反向三個狀態(tài)。工作過程如下。
直射狀態(tài)如圖5所示，水流從圓錐段6 —部分主射流通過中心孔5噴射到作用區(qū)4內(nèi)，另一部分副射流通過彎管連接件8噴射到副噴嘴13中，從圖2 A-A向視圖中可以看出，主射流從中心孔5噴射時，由于凹槽16的影響，主射流從中心孔5噴射出來后，將作用區(qū)4分隔成左右兩部分，左右腔內(nèi)的空氣由此不能流通。射流元件體2左側(cè)的主噴嘴補氣孔3由主噴嘴引氣孔17通過主噴嘴連接管7向左腔補氣，射流元件體2右腔由主噴嘴入水孔14補入空氣，因此左右兩邊壓強基本相等，主射流呈直射狀態(tài)，噴頭靜止。此時，副噴嘴13中的流動狀態(tài)如圖6所示，副噴嘴右側(cè)的副噴嘴補氣孔21由副噴嘴引氣孔19通過副噴嘴連接管9向右腔補氣，左側(cè)沒有空氣補入，右側(cè)壓強大于左側(cè)，副射流向左側(cè)附壁， 副射流從副噴嘴蓋板M噴射出后，噴射不到主噴嘴入水孔14，使主噴嘴入水孔14補入空氣。
與此同時，由于副射流的彎曲，副噴嘴取水嘴22脫空取不到任何信號水，與副噴嘴補氣孔21連通接到空氣，副噴嘴導(dǎo)流管23中的信號水抽完之后，空氣進入副噴嘴入水孔 20，副噴嘴中左右兩側(cè)壓強基本相等，副射流恢復(fù)到直射。
步進狀態(tài)如圖7所示，射流元件體2左側(cè)的主噴嘴補氣孔3由主噴嘴引氣孔17 通過主噴嘴連接管7向左腔補氣，在右側(cè)，副噴嘴13中噴射的水流進入主噴嘴入水孔14，射流元件體2右腔沒有空氣補入，右側(cè)造成低壓旋渦區(qū)，左側(cè)壓強大于右側(cè)，主射流向右側(cè)附壁，水流通過主噴嘴蓋板1的倒角對噴頭產(chǎn)生推動力使噴頭向右步進轉(zhuǎn)動。
此時，副噴嘴13中的流動狀態(tài)如圖8所示，副噴嘴右側(cè)的副噴嘴補氣孔21由副噴嘴引氣孔19通過副噴嘴連接管9向右腔補氣，副噴嘴左側(cè)由副射流與副噴嘴蓋板M之間形成的間隙補入空氣，副噴嘴中左右兩側(cè)壓強基本相等，副射流呈直射狀態(tài)。
與此同時，由于副射流直射，副噴嘴取水嘴22取到信號水，信號水通過副噴嘴導(dǎo)流管23流入副噴嘴入水孔20，堵死間隙，副噴嘴右側(cè)壓強大于左側(cè)，副射流向左側(cè)附壁，使主噴嘴入水孔14補入空氣，射流元件體2兩側(cè)壓強相等，主射流恢復(fù)直射，如此反復(fù)循環(huán)， 主副噴嘴兩次附壁射流控制元件完成直射一步進一直射一……動作。
反向狀態(tài)如圖9所示，入氣孔18與噴頭換向機構(gòu)相連，噴頭步進到換向機構(gòu)封死入氣孔18，射流元件體2左側(cè)的主噴嘴補氣孔3沒有空氣補入，元件右腔由主噴嘴入水孔 14補入空氣，右側(cè)壓強大于左側(cè)，主射流向左側(cè)附壁，噴頭反向。
此時，副噴嘴13中的流動狀態(tài)如圖10所示，副噴嘴補氣孔21封死沒有空氣補入， 左側(cè)由副射流與副噴嘴蓋板M之間形成的間隙補氣，左側(cè)壓強大于右側(cè)，副射流向右側(cè)附壁，副射流從副噴嘴蓋板M噴射出后，噴射不到主噴嘴入水孔14，使主噴嘴入水孔14補入空氣。
與此同時，噴頭往左側(cè)連續(xù)反向轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動到入氣孔18重新打開，空氣進入主噴嘴補氣孔3，與右腔的壓力差相平衡，反向運轉(zhuǎn)終止，主射流恢復(fù)直射狀態(tài)，噴頭靜止。
如此反復(fù)循環(huán)，主副噴嘴兩次附壁射流控制元件完成直射一步進一……反向一直射一步進……的噴灑作業(yè)。
權(quán)利要求
1.一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，包括主噴嘴蓋板(1)、射流元件體(2)、主噴嘴補氣孔(3)、主噴嘴連接管(7)、空氣三通(8)、副噴嘴連接管(9)、彎管連接件 (11)、副噴嘴(13)、主噴嘴信號接嘴(15)和副噴嘴導(dǎo)流管(23)；所述主噴嘴蓋板(1)位于所述射流元件體(2 )上端與所述射流元件體(2 )密封連接，所述主噴嘴蓋板(1)中心出口孔呈正圓錐狀；所述射流元件體(2)的內(nèi)腔上部為作用區(qū)(4)、中部為中心孔(5)、下部為圓錐段(6)； 所述中心孔(5)的出口處延其豎直中心線上對應(yīng)開有兩個凹槽(16)，在所述射流元件體 (2)外壁上，一邊設(shè)有主噴嘴補氣孔(3)，另一邊設(shè)有主噴嘴信號接嘴(15)，所述副噴嘴 (13)和所述主噴嘴信號接嘴(15)處于所述射流元件體(2)的同一側(cè)，所述副噴嘴(13)、主噴嘴信號接嘴(15)、主噴嘴補氣孔(3)的中心軸線處在同一平面上，所述主噴嘴信號接嘴 (15)下端正對所述副噴嘴13處設(shè)有主噴嘴入水孔(14)；所述副噴嘴(13)內(nèi)部為柱形內(nèi)腔，在所述副噴嘴(13)外壁上，一邊設(shè)有副噴嘴入水孔 (20)，另一邊設(shè)有副噴嘴補氣孔(21)及位于所述副噴嘴補氣孔(21)上方的副噴嘴取水嘴 (22)，所述副噴嘴取水嘴(22)的一端延伸進所述副噴嘴(13)的柱形內(nèi)腔一定距離，所述副噴嘴(13)上端設(shè)有副噴嘴蓋板(24)，所述副噴嘴蓋板(24)中心出口孔呈正圓錐狀，與所述副噴嘴(13)密封連接；所述空氣三通(8) —端設(shè)有主噴嘴引氣孔(17)，另一端設(shè)有副噴嘴引氣孔(19)，中間設(shè)有入氣孔(18);所述主噴嘴連接管(7)—端與所述主噴嘴補氣孔(3)密封連接，另一端與所述主噴嘴引氣孔(17)密封連接；所述副噴嘴連接管(9) 一端與所述副噴嘴補氣孔(21)密封連接，另一端與所述副噴嘴引氣孔(19)密封連接；所述副噴嘴導(dǎo)流管(23) —端與所述副噴嘴取水嘴(22)密封連接，另一端與所述副噴嘴入水孔(20)密封連接；所述彎管連接件(11)一端與所述圓錐段(6)貫通密封連接，另一端與所述副噴嘴(13)底部內(nèi)腔密封連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述主噴嘴蓋板(1)、所述主噴嘴補氣孔(3)、所述彎管連接件(11)、所述主噴嘴信號接嘴(15)分別與所述射流元件體(2)螺紋密封連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，采用上鎖緊螺母(12)來固定所述彎管連接件(11)的位置，采用下鎖緊螺母(10)來固定所述副噴嘴(13)的位置，使主副噴嘴兩次附壁射流控制元件整體連接穩(wěn)定可靠。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述作用區(qū)(4)為錐形空腔，其圓錐角不大于60°，起到增加水流附壁力的作用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述副噴嘴取水嘴(22)—端伸入所述副噴嘴(13)柱形內(nèi)腔的距離為所述副噴嘴(13)柱形內(nèi)腔直徑的1/8至1/6。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述副噴嘴引氣孔(19)的直徑為所述主噴嘴引氣孔(17)直徑的1/4至1/2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述主噴嘴補氣孔(3)和所述主噴嘴信號接嘴(15)距中心孔(5)出口位置的距離為所述中心孔 (5)直徑的1/4至1倍，所述主噴嘴補氣孔(3)和所述主噴嘴信號接嘴(15)的直徑為所述中心孔(5)直徑的1/4至1/2。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，其特征在于，所述主噴嘴蓋板(1)和所述副噴嘴蓋板(24)的形狀為任意形狀。
全文摘要
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是水流直射時，信號接嘴不能間斷性的取到信號水，從而射流元件左右不能形成壓差，不易形成附壁射流沖擊蓋板，造成噴頭不能步進、反向旋轉(zhuǎn)運動的關(guān)鍵技術(shù)問題。一種主副噴嘴兩次附壁射流控制元件，包括主噴嘴蓋板、射流元件體、主噴嘴補氣孔、主噴嘴連接管、空氣三通、副噴嘴連接管、彎管連接件、副噴嘴、主噴嘴信號接嘴和副噴嘴導(dǎo)流管。本發(fā)明的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單，穩(wěn)定可靠，避免了目前射流噴頭由于中心孔噴射出的水流流速過高，信號水接嘴不夠穩(wěn)定，從而旋轉(zhuǎn)不夠穩(wěn)定等缺點，并克服了現(xiàn)有噴頭水量分布距噴頭遠處水量較多，距噴頭近處水量分布較少的缺點。
文檔編號B05B3/04GK102553742SQ20121005981
公開日2012年7月11日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月9日
發(fā)明者劉俊萍, 朱興業(yè), 袁壽其 申請人:江蘇大學(xué)