專利名稱：射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于一種流體控制設(shè)備，特指射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)，按國(guó)際專利分類表(IPC)劃分屬于控制用的流體回路元件技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
噴灌技術(shù)是目前高效的節(jié)水技術(shù)之一，而噴頭又是噴灌系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一，其性能的優(yōu)劣直接影響到噴灌噴灑的質(zhì)量。中國(guó)專利第CN200710134562號(hào)公開了一種“附壁式全射流噴頭”，它與傳統(tǒng)的射流式噴頭相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、霧化性能好、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)。中國(guó)專利第CN200410066136號(hào)公布了一種自吸式射流噴頭反向裝置，通過接嘴的開啟和閉合來控制射流噴頭的正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，在噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，擺塊和撥桿不承受反復(fù)的沖擊負(fù) 荷，反向機(jī)構(gòu)不需要傳動(dòng)彈簧及反轉(zhuǎn)鉤，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。但在實(shí)際使用中該反向裝置仍不夠完善。首先，該反向裝置只能實(shí)現(xiàn)正向步進(jìn)，不能實(shí)現(xiàn)反向步進(jìn)，反向只能連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。由于噴頭的反向連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，使噴頭反向時(shí)射程變短，水量分布均勻性不如正向步進(jìn)；其次，不能完全滿足射流噴頭信號(hào)水管中氣水分離要求，使射流式噴頭附壁不充分，在步進(jìn)過程中工作不穩(wěn)定，并且在正反向步進(jìn)切換的過程中會(huì)出現(xiàn)無法切換的“中間狀態(tài)”，使噴頭無法正常工作，影響射流噴頭性能；最后，該反向裝置安裝在噴頭流道末端，需通過一定長(zhǎng)度的塑料信號(hào)管連接位于噴頭前端的射流元件信號(hào)接嘴與位于噴頭末端的反向補(bǔ)氣孔。當(dāng)應(yīng)用于大型噴頭時(shí)，需增加信號(hào)管的長(zhǎng)度。經(jīng)試驗(yàn)證明，信號(hào)水管長(zhǎng)度過長(zhǎng)，不能及時(shí)實(shí)現(xiàn)氣液分離，不利于射流噴頭運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種運(yùn)行穩(wěn)定可靠、結(jié)構(gòu)合理的射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)，進(jìn)一步完善現(xiàn)有射流噴頭的性能，使其能夠?qū)崿F(xiàn)正反向雙向步進(jìn)，并能夠更加穩(wěn)定地運(yùn)轉(zhuǎn)和切換。本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是應(yīng)用本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的射流噴頭由旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)、流道、射流元件、換向控制機(jī)構(gòu)等四部分組成。該射流噴頭利用其射流元件與換向控制機(jī)構(gòu)的切換配合改變信號(hào)水的流向，調(diào)節(jié)射流元件內(nèi)左右腔的壓力，實(shí)現(xiàn)主射流在射流元件內(nèi)向左或向右附壁，從而使噴頭在附壁力的驅(qū)動(dòng)下實(shí)現(xiàn)向左或向右的步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明關(guān)鍵部分為換向控制機(jī)構(gòu)。換向控制機(jī)構(gòu)主要由換向器、限位裝置、接嘴、導(dǎo)管四部分構(gòu)成。由限位裝置控制換向器上的換向閥芯的位置以實(shí)現(xiàn)信號(hào)水流向的切換，并通過正反向?qū)Ч苌系恼聪蜓a(bǔ)氣孔進(jìn)行補(bǔ)氣和氣水分離，控制射流噴頭的穩(wěn)定雙向步進(jìn)。本發(fā)明專利的有益效果是相比搖臂式噴頭的換向機(jī)構(gòu)，本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)可靠性較好，切換平穩(wěn)，對(duì)轉(zhuǎn)體沖擊力小，使用壽命較長(zhǎng)；相比自吸式射流噴頭反向裝置，本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)氣液分離更加充分，能同時(shí)控制正向和反向步進(jìn)，使射流噴頭水量分布更加均勻，同時(shí)在換向閥內(nèi)置入永久磁鐵，消除了僅靠限位裝置控制切換時(shí)出現(xiàn)的“中間狀態(tài)”，使切換更加穩(wěn)定可靠。


圖I為應(yīng)用本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的射流噴頭的局部剖視立體組合圖；圖中，I.雙向間隙蓋板2.信號(hào)水管3.反向?qū)Ч?.正向?qū)Ч?.射流元件6.換向器7.連接螺栓8.定位擋塊9.噴管10.定位螺栓11.六角螺母12.噴體13.換向撥叉14.檔桿15.空心軸16. O型圈17.擋塊18.連接螺栓19.限位環(huán)。圖2為本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)在射流式噴頭中的裝配組合圖。圖3為圖I所示的射流噴頭的射流元件5的剖視示意圖；圖中，20.反向接嘴I，21.信號(hào)接嘴I，22.左間隙C2，23.右間隙Cl，24.正向接嘴I。圖4為本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的換向器6的剖視裝配圖；圖中，25.換向鐵板，26.永久磁鐵，27.換向閥芯，28.換向閥殼，29.反向接嘴II，30.反向補(bǔ)氣孔M2， 31.信號(hào)接嘴II，32.正向補(bǔ)氣孔Ml，33.正向接嘴II，34.螺釘，35.螺栓，36.定位孔。圖5為本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的換向閥殼28的放大示意圖；圖中，37.閥芯孔，38.磁鐵孔。圖6為沿圖5中A-A線方向的剖視圖；圖中，39.反向接嘴孔，40.信號(hào)接嘴孔，41.正向接嘴孔，42.定位螺栓孔。圖7為圖4中所示的換向閥閥芯27的放大剖視示意圖；圖中,43.螺栓孔，44.左閥芯槽，45.右閥芯槽。圖8為本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的換向撥叉13的示意圖。
具體實(shí)施例方式請(qǐng)參閱圖1，應(yīng)用本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的射流噴頭由旋轉(zhuǎn)密封機(jī)構(gòu)、流道、射流元件、換向控制機(jī)構(gòu)等四部分組成。本發(fā)明關(guān)鍵部分為換向控制機(jī)構(gòu)，該換向控制機(jī)構(gòu)主要由圖4所示換向器6、限位裝置(包括圖I中的定位擋塊8、定位螺栓10、六角螺母
11、換向撥叉13、檔桿14、擋塊17、連接螺栓18、限位環(huán)19)、接嘴(包括圖4中的反向接嘴1129、信號(hào)接嘴1131、正向接嘴1133)導(dǎo)管(包括圖I和圖2中的信號(hào)水管2、反向?qū)Ч?、正向?qū)Ч?)四部分構(gòu)成。射流噴頭利用射流附壁原理，在附壁力的驅(qū)動(dòng)下使噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)，通過射流元件與換向控制機(jī)構(gòu)的切換配合，改變信號(hào)水的流向，調(diào)節(jié)射流元件內(nèi)射流左右兩側(cè)的壓力，實(shí)現(xiàn)射流向左或向右附壁，從而使噴頭向左或向右步進(jìn)轉(zhuǎn)動(dòng)。請(qǐng)參閱圖2，雙向間隙蓋板I安裝于射流元件5出口處，換向器6通過連接螺栓7安裝于射流噴頭噴管上，信號(hào)水管2、反向?qū)Ч?、正向?qū)Ч?分別連接射流元件5和換向器6上的接嘴，反向接嘴120和正向接嘴124分別連接反向?qū)Ч?和正向?qū)Ч?，傳遞信號(hào)流；限位環(huán)31兩相疊加套在空心軸15上，檔桿14通過連接螺栓18垂直固定于限位環(huán)19上的擋塊17上，調(diào)節(jié)兩限位環(huán)31之間的相對(duì)位置可設(shè)定兩檔桿14之間的距離；換向撥叉13通過定位螺栓10和六角螺母11固定于噴管9,換向撥叉13以定位螺栓10為圓心在一定幅度內(nèi)來回?cái)[動(dòng)，其末端置于兩檔桿14之間。請(qǐng)參閱圖3，所述雙向間隙蓋板I左間隙22與右間隙23在反向步進(jìn)和正向步進(jìn)時(shí)分別進(jìn)行補(bǔ)氣，使射流噴頭得以正常雙向步進(jìn)。信號(hào)接嘴121從主射流中取得信號(hào)水并傳入與之相連的信號(hào)水管2中，再向換向器6傳輸，經(jīng)過換向器6切換、補(bǔ)氣的信號(hào)流通過反向?qū)Ч?或正向?qū)Ч?經(jīng)由反向接嘴120或正向接嘴124傳輸回射流元件5，使主射流反向或正向附壁，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)反向或正向步進(jìn)。請(qǐng)參閱圖4至圖7，換向器6采用活塞結(jié)構(gòu)，換向閥芯27同軸安裝于圖5中的閥芯孔37內(nèi)，換向閥芯27上開有左閥芯槽44和右閥芯槽45。換向閥芯27兩端通過螺釘34安裝換向鐵板25，換向鐵板25為一圓形薄鐵片，起密封和定位作用。如圖4所示，當(dāng)右側(cè)換向鐵板25貼于換向閥殼28的右端時(shí)，換向閥芯27位于左極限位置，右閥芯槽45兩端分別位于信號(hào)接嘴Π31與正向接嘴1133孔中心，信號(hào)接嘴1131與正向接嘴1133得以連通，反向接嘴1129和信號(hào)接嘴1131之間的連通被切斷，此時(shí)信號(hào)水流入正向接嘴，使噴頭正向步進(jìn)；反之，當(dāng)左側(cè)換向鐵板25貼于換向閥殼28的左端時(shí)，換向閥芯位于右極限位置，左閥芯槽44兩端分別位于信號(hào)接嘴1131與反向接嘴1129孔中心，信號(hào)接嘴1131與反向接嘴1129得以連通，正向接嘴1133和信號(hào)接嘴1131之間的連通被切斷，此時(shí)信號(hào)水流入反向接嘴，使噴頭反向步進(jìn)。即在射流噴頭工作過程中，通過控制換向閥芯27在換向器6中的的左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)射流噴頭的正向和反向步進(jìn)。圖4中永久磁鐵26安裝于圖5中位于換 向閥殼兩端的磁鐵孔38內(nèi)，并通過螺栓孔42使用螺栓35固定。永久磁鐵26可以使換向鐵板在換向撥叉13的推動(dòng)和磁力作用下，得以更加迅速貼于換向閥殼28的左或右端面，使換向閥芯27準(zhǔn)確迅速的達(dá)到左或右極限位置，從而更加穩(wěn)定地完成切換過程。接嘴包括信號(hào)接嘴121和1131、正向接嘴124和1133、反向接嘴120和1129，所有接嘴均為兩端帶有螺紋的銅管，起連接信號(hào)孔和導(dǎo)管的作用。導(dǎo)管包括信號(hào)水管2、反向?qū)Ч?、正向?qū)Ч?，信號(hào)水管2和正向?qū)Ч?上分別開有反向補(bǔ)氣孔30和正向補(bǔ)氣孔32。應(yīng)用本發(fā)明射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)的射流噴頭上，反向?qū)Ч?連接反向接嘴120和反向接嘴1129，信號(hào)水管2連接信號(hào)接嘴121和信號(hào)接嘴1131，正向?qū)Ч?1連接正向接嘴124和正向接嘴1133。換向器6通過定位孔36使用連接螺栓7固定在噴管9上，換向撥叉13通過定位擋塊8、定位螺栓10、六角螺母11安裝在噴頭噴管9上，換向撥叉13能夠以定位螺栓10為圓心在一定范圍內(nèi)擺動(dòng)。換向器6置于換向撥叉13前端分叉中間，換向撥叉13擺動(dòng)時(shí)可推動(dòng)換向鐵板25，再推動(dòng)換向閥芯27左右運(yùn)動(dòng)。限位環(huán)19兩兩圓心疊力口，安裝在空心軸15上，檔桿14固定于擋塊17上，兩擋桿14之間的距離可通過調(diào)整限位環(huán)19的位置進(jìn)行調(diào)整，換向撥叉13的尾端位于兩檔桿14之間，噴頭轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)換向撥叉13轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)換向撥叉13轉(zhuǎn)動(dòng)到檔桿14的位置，噴頭繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)而換向撥叉13受到檔桿14的阻檔，反向作用力推動(dòng)換向撥叉13,推動(dòng)換向器6上的換向鐵板25移動(dòng)。有時(shí)由于換向撥叉13對(duì)換向鐵板25的作用力較小，切換過程中會(huì)出現(xiàn)“中間狀態(tài)”，即換向閥芯27不處于最左端的左極限或最右端的右極限位置，噴頭無法正常工作，因此在換向器6的左右兩端加上永久磁鐵26，使換向閥芯27即將達(dá)到左或右極限位置時(shí)，通過永久磁鐵26與換向鐵板25的相互作用，使換向鐵板25更加徹底迅速的貼近換向閥殼28的左或右端面，從而更加順利的實(shí)現(xiàn)換向閥芯27上左右閥芯槽44、45與換向閥殼上正反向信號(hào)接嘴29、33之間的切換。工作過程為射流噴頭開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，射流元件5左右腔壓力基本平衡，射流噴頭處于直射狀態(tài)。
正向步進(jìn)時(shí)，右側(cè)換向鐵板25貼于換向閥殼28的右端，換向閥芯27位于左極限位置，右閥芯槽45兩端分別位于信號(hào)接嘴1131與正向接嘴1133孔中心，信號(hào)接嘴1131與正向接嘴Π33得以連通，反向接嘴1129和信號(hào)接嘴1131之間的連通被切斷，從射流元件5的信號(hào)接嘴121取到的信號(hào)水通過信號(hào)水管2流入換向器6上的信號(hào)接嘴1131，再通過閥芯槽45進(jìn)入正向接嘴1133，信號(hào)流從正向接嘴1133流入正向?qū)Ч?，先通過正向?qū)Ч?上的正向補(bǔ)氣孔32進(jìn)行氣水分離，再通過正向?qū)Ч?送入射流元件5上的正向接嘴124，進(jìn)入射流元件5右腔內(nèi)。此時(shí)，信號(hào)水一部分加入主射流，一部分留在旋渦區(qū)，當(dāng)旋渦區(qū)的水流積累到臨界體積時(shí)，左右腔的壓力差將主射流推向右側(cè)附壁，右側(cè)間隙23堵死，射流噴頭正向步進(jìn)。此時(shí)，主射流彎曲，信號(hào)接嘴121脫空，不再取到信號(hào)水，取到空氣，左右腔形成最大壓力，信號(hào)水管2中的信號(hào)水被迅速抽空，空氣進(jìn)入右腔，恢復(fù)直射狀態(tài)，同時(shí)右側(cè)間隙23被打開，如此反復(fù)實(shí)現(xiàn)正向步進(jìn)。正向步進(jìn)到某一角度，檔桿14作用于換向撥叉13，在換向撥叉13和永久磁鐵26的作用下使左側(cè)換向鐵板25貼于換向閥殼28的左端，使換向閥芯位于右極限位置，左閥芯 槽44兩端分別位于信號(hào)接嘴1131與反向接嘴1129孔中心，信號(hào)接嘴1131與反向接嘴1129得以連通，正向接嘴1133和信號(hào)接嘴1131之間的連通被切斷。信號(hào)水通過左閥芯槽44直接進(jìn)入反向信號(hào)接嘴Π29到達(dá)射流元件5上的反向接嘴120，這一瞬間射流元件5的左右腔壓力相當(dāng)，射流噴頭恢復(fù)直射狀態(tài)。經(jīng)過水流的積累，左側(cè)的間隙22被堵死，右腔的壓力大于左腔，主射流向左附壁，推動(dòng)射流噴頭反向步進(jìn)，此時(shí)信號(hào)接嘴121脫空，不再取到信號(hào)水，而反向補(bǔ)氣孔30補(bǔ)入空氣,左右腔壓力減小,噴頭恢復(fù)直射狀態(tài),如此反復(fù)實(shí)現(xiàn)反向步進(jìn)。反向步進(jìn)至某一角度，由檔桿14作用于換向拔叉13，再次回復(fù)正向步進(jìn)狀態(tài)。如此往復(fù)，從而實(shí)現(xiàn)射流噴頭的正反步進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)，應(yīng)用于射流式噴頭上，由換向器、限位裝置、接嘴及導(dǎo)管四部分構(gòu)成，其特征是換向器包括換向鐵板(25)、永久磁鐵(26)、換向閥芯(27)、換向閥殼(28)，限位裝置包括換向撥叉(13)、限位環(huán)(19)、檔桿(14)，接嘴包括信號(hào)接嘴1(21)和II (31)、正向接嘴1(24)和II (33)、反向接嘴1(20)和II (29)，導(dǎo)管包括信號(hào)水管(2)、反向?qū)Ч?3)、正向?qū)Ч?4)，反向?qū)Ч堍呛驼驅(qū)Ч堍壬戏謩e開有反向補(bǔ)氣孔(30)和正向補(bǔ)氣孔(32);換向器、限位裝置、接嘴及導(dǎo)管相互配合來完成噴頭的正向和反向步進(jìn)及切換，由限位裝置控制換向器內(nèi)換向閥芯(27)的位置以實(shí)現(xiàn)信號(hào)水流向的切換，并通過雙向間隙蓋板上的雙向間隙以及正反向?qū)Ч苌系恼聪蜓a(bǔ)氣孔進(jìn)行補(bǔ)氣和氣水分離，實(shí)現(xiàn)射流噴頭的運(yùn)轉(zhuǎn)以及雙向步進(jìn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)，其特征是所述換向器采用活塞結(jié)構(gòu)，換向閥芯(27)同軸安裝于換向閥殼(28)上的閥芯孔(37)內(nèi)，換向閥芯(27)兩端通過螺釘安裝換向鐵板(25);換向閥芯(27)上對(duì)稱開有左閥芯槽(44)和右閥芯槽(45)，換向閥芯(27)可在閥芯孔(20)內(nèi)做左右往復(fù)運(yùn)動(dòng)；當(dāng)右側(cè)換向鐵板(25)貼于換向閥殼(28)的右端時(shí)，換向閥芯(27)位于左極限位置，右閥芯槽45兩端分別位于信號(hào)接嘴II (31)與正向接嘴11(33)孔中心，正向信號(hào)接嘴(41)和信號(hào)流接嘴(40)得以連通，反向接嘴孔(39)和信號(hào)流接嘴孔(40)之間的連通被切斷；當(dāng)左側(cè)換向擋板(25)貼于換向閥殼(28)的左端時(shí)，換向閥芯(27)位于右極限位置，左閥芯槽44兩端分別位于信號(hào)接嘴(11)31與反向接嘴11(29)孔中心，信號(hào)接嘴11(31)與反向接嘴11(29)得以連通，反向信號(hào)接嘴孔(39)和信號(hào)流接嘴(40)得以連通，正向接嘴孔(41)和信號(hào)流接嘴孔(40)之間的連通被切斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)，其特征是所述永久磁鐵(26)安裝于位于換向閥殼(28)左右兩端的磁鐵孔(38)內(nèi)，并通過螺栓孔(42)使用螺栓(35)進(jìn)行固定。
全文摘要
本發(fā)明屬于一種流體控制設(shè)備，特指射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)。本發(fā)明關(guān)鍵部分為換向控制機(jī)構(gòu)，該換向控制機(jī)構(gòu)主要由換向器、限位裝置、接嘴、導(dǎo)管四部分構(gòu)成。換向器、限位裝置、接嘴及導(dǎo)管相互配合來完成噴頭的正向和反向步進(jìn)及切換，由限位裝置控制換向器內(nèi)換向閥芯的位置以實(shí)現(xiàn)信號(hào)水流向的切換，并通過雙向間隙蓋板上的雙向間隙以及正反向?qū)Ч苌系恼聪蜓a(bǔ)氣孔進(jìn)行補(bǔ)氣和氣水分離，實(shí)現(xiàn)射流噴頭的運(yùn)轉(zhuǎn)以及雙向步進(jìn)。射流式噴頭換向控制機(jī)構(gòu)可靠性較好，切換平穩(wěn)，對(duì)轉(zhuǎn)體沖擊力小，使用壽命較長(zhǎng)；能夠?qū)崿F(xiàn)正向與反向步進(jìn)，使射流噴頭水量分布更加均勻；使氣液分離更加充分；在換向閥內(nèi)置入永久磁鐵，使切換更加穩(wěn)定可靠。
文檔編號(hào)B05B3/04GK102962149SQ20121047194
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者李紅, 王超, 楊炎財(cái), 陳超, 向清江, 涂琴 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)