喷洒器的制作方法

相关申请的交叉引用

本申请是2018年4月5日提交的未决的美国专利申请no.15/946,382的部分继续申请(cip)，其中美国专利申请no.15/946,382要求2017年8月21日提交的美国临时专利申请no.62/547,989的权益，这些申请中的每一者的全部内容均通过引用并入在本申请中。

背景技术：

本实用新型涉及一种转动/摆动喷洒器组件，更具体地，涉及一种可以刚性地安装在中心枢轴(或其他支撑结构)上的喷洒器，该喷洒器利用旋转的或转动的偏转板并且通过偏转板组件的轨道运动来分散水。

已知诸如常规的枢转系统或线型系统之类的移动灌溉系统包括用于安装喷洒头的导管桁架跨度组件，喷洒头沿着桁架组件间隔开以喷洒或灌溉相对大面积的土地。喷洒头可以以正常的直立方式安装在桁架组件的顶部，或者它们可以倒置并借助于下悬管悬挂在跨度组件上。喷洒头通常是旋转型的，其包括可转动的流分配器(也称为转子板或喷射板、固定喷射板或喷水式装置(bubblerdevices))。

当用枢转喷洒器或线型喷洒器灌溉大面积的土地时，喷洒器需要尽可能间隔开以最小化系统硬件成本。以宽间隔获得均匀的水分布需要喷洒器同时将水长距离地抛洒并且在与相邻的喷洒器重叠时产生均匀的喷洒图案。这两个要求在某种程度上是排他的，因为最大抛洒半径是通过以相对较高的轨迹角度(trajectoryangle)射出集中的水流来实现的。然而，这些流在低压下倾向于产生非均匀重叠的环形喷洒图案。使用章动或摆动喷洒器来增强分布均匀性，尤其是在低压下增强分布均匀性是本领域已知的，如例如美国专利no.5,439,174、no.5,671,885、no.5,588,595、no.5,950,927、no.6,439,477以及no.6,932,279所显示的。然而，摆动式喷洒器从以下意义来说可能存在问题，即在某些情况下，喷洒器仅绕其中心轴线转动而不会摆动。如果允许喷洒器转子板在静止时呈现中心取向，则尤其如此。

需要一种喷洒器，其可以刚性地安装在中心枢轴(或其他支撑结构)上，该喷洒器以转动和摆动相结合的方式分散水。现有设计必须安装在阻尼装置、例如最小长度为2英尺的下悬软管上，以使结构免受破坏性振动。轨道运动(或章动或摆动)喷洒器通常在1000-2400圈/分钟的范围内运行。来自偏转流的载荷以该速度反转方向，因此是振动的主要原因，但轨道运动部件的质量和平衡也影响振动。到达结构的振动幅度是重要的，但振动频率与结构的共振频率不匹配也是重要的。

技术实现要素：

刚性安装的轨道喷洒器组件包括偏转板结构，该偏转板结构构造为用于旋转/转动运动以及围绕筒管组件的中心的轨道运动或摆动运动。喷洒器结合了用于减少可能落在喷洒器下方的集中区域中的淌水以及用于防止含沙水等中的杂质加速喷洒器部件磨损的结构。由于振动减小，组件可以刚性地安装在中心枢轴或其他支撑结构上，同时实现与摆动和转动喷洒器组件有关的优势。

在示例性实施例中，喷洒器包括喷洒器本体、与喷洒器本体的一端关联的喷嘴、以及固定到喷洒器本体的相反端或与喷洒器本体的相反端成一体的盖部。盖部包括中心开口和定位于中心开口的径向外侧的至少一个蜘蛛入口，优选为三个蜘蛛入口。由盖部支撑的偏转板组件包括位于上游端的面向喷嘴的偏转板、支撑在盖部的中心开口中的筒管组件、以及位于下游端的平衡配重。偏转板组件相对于喷洒器本体以一角度倾斜。设置成与盖部接合的蜘蛛阻挡件限定了在至少一个蜘蛛入口的上方封围件。

盖部可包括在中心开口的径向外侧的下平台(ledge)，其中至少一个蜘蛛入口设置在下平台中。盖部还可包括在下平台的径向外侧的上平台。蜘蛛阻挡件可包括外壁和与外壁连接的内壁，外壁和内壁之间具有空间。在这种情况下，内壁可以接合下平台并且外壁可以接合上平台，使得内壁和外壁之间的空间定位在至少一个蜘蛛入口的上方。内壁可以是锥形的，以适应偏转板组件的轨道运动。

喷洒器还可包括喷洒头罩部，该喷洒头罩部定位在平衡配重的上方并固定到盖部。在一些实施例中，盖部可包括在上平台的径向外侧的外平台，其中喷洒头罩部固定到外平台。

蜘蛛阻挡件的横截面可以是大致v形的。

蜘蛛阻挡件可以被定尺寸和定位成形成空间同时阻止接近喷洒器的在盖部的下游侧的运动部件。

在另一示例性实施例中，喷洒器包括：喷洒器本体，该喷洒器本体具有纵向轴线；盖部，该盖部固定到喷洒器本体或与喷洒器本体成一体并且该盖部包括中心开口和位于中心开口的径向外侧的至少一个蜘蛛入口；喷嘴；以及偏转板组件，该偏转板组件包括位于一端的设置成面向喷嘴的偏转板、设置在相反端的平衡配重、以及定位在中心开口中并设置在偏转板和平衡配重之间的筒管组件。蜘蛛阻挡件可以设置成与盖部接合，并且蜘蛛阻挡件可以限定在至少一个蜘蛛入口上方的封围件。偏转板组件可以是能够围绕转动轴线转动的，其中偏转板组件支撑在喷洒器本体中，使得转动轴线相对于纵向轴线倾斜并且使得偏转板组件构造为围绕纵向轴线摆动。蜘蛛阻挡件可以成形为适应偏转板组件绕纵向轴线的摆动。

在又一示例性实施例中，喷洒器包括喷洒器本体、与喷洒器本体的一端关联的喷嘴、以及支撑在喷洒器本体中的偏转板组件。偏转板组件包括位于上游端的面向喷嘴的偏转板和位于下游端的平衡配重。邻近偏转板组件设置有至少一个蜘蛛入口。蜘蛛阻挡件限定了在至少一个蜘蛛入口上方的封围件。蜘蛛阻挡件构造成允许蜘蛛进入，同时防止蜘蛛接近或接触偏转板组件的部件。

附图说明

将参考附图详细描述这些和其他方面以及优点，其中：

图1示出了第一实施例的组装喷洒头；

图2和图3是图1中喷洒头的横截面视图；

图4和图5示出了平衡配重的变型；

图6-图10是组件的各个部件的透视图；

图11和图12示出了平衡配重壳体的变型；

图13示出了喷洒头的替代实施例；

图14和图15是图13中喷洒头的横截面视图；

图16-图18是图13中喷洒头部件的透视图；

图19示出了替代实施例的用于下悬管上的喷洒头；

图20是图19所示喷洒头的平衡配重壳体的透视图；

图21-图23示出了另一替代实施例的喷洒头；

图24-图26示出了替代的盖部结构，其具有与盖部中心开口相邻的启动肋或唇缘；

图27示出了包含蜘蛛阻挡件的实施例的喷洒头；

图28是与图27的实施例相关联的盖部的透视图；

图29是蜘蛛阻挡件的透视图。

具体实施例

图1-图3示出了根据一个实施例的刚性安装的轨道喷洒器组件10。该组件10能够通过入口12连接到加压水源。该入口12可以螺纹连接或以其他方式牢固地连接到水源(未示出)。水流被引导通过喷嘴14，喷嘴14固定在喷洒器本体16中。盖部18与喷洒器本体16连接，并且喷洒头罩部20固定到盖部18。盖部18可以以任何合适的方式固定到喷洒器本体16，包括与喷洒器本体16一体形成。在一些实施例中，盖部18包括用于扭转式锁定或卡口式锁定到喷洒器本体16上互补部件的锁定结构19(参见图6)。盖部18还可包括用于固定喷洒头罩部20的螺纹21。盖部18可选择性地用螺钉等固定到本体16(参见例如图13)。

参考图2、图3和图6-图10，偏转板组件22被支撑以在盖部18中的中心开口24(参见图6)中转动/旋转和轨道运动。该偏转板组件22包括位于上游端的偏转板构件26，偏转板构件26具有在上游侧的面向喷嘴14的偏转板28和在下游侧的花键轴30。如图7中更详细地所示，偏转板构件26的偏转板28包括槽脊(land)和凹槽，槽脊和凹槽构造成以预定图案分散冲击偏转板28的水并且通过水流的冲击使得偏转板组件22进行转动运动和轨道运动。

偏转板组件22还包括支撑在盖部18的中心开口24中的筒管组件32。筒管组件包括固定在偏转板构件26的花键轴30上的上游筒管肩部34。上游凸缘36定位成邻近上游筒管肩部34。下游筒管肩部38通过螺栓40等连接到花键轴30。下游凸缘42定位成邻近下游筒管肩部38。凸缘36、42可以是弹性体凸缘，并且可以设置有凸耳或花键以与上游筒管肩部34和下游筒管肩部38接合并一起转动。衬套44与上游筒管肩部34和下游筒管肩部38接合并被置于在凸缘36和凸缘42之间。

偏转板组件22还包括位于下游端的平衡配重组件46。平衡配重组件46包括固定到下游筒管肩部38的壳体48和设置在壳体48中的平衡配重50。

如图所示，偏转板组件22相对于喷洒器本体16以一角度倾斜。罩部20可设置有面向壳体48配置的倾斜构件23。壳体48可在远端设置有突出构件49。倾斜构件23与突出构件49配合以将偏转板组件22相对于喷洒器本体16成角度地保持在中心开口24中。

图6-图10中示出了偏转板组件22的部件。图8示出了上游筒管肩部34，其包括用于接合偏转板构件26的花键轴30的凸耳52。如图所示，凸耳52突出(图8中向上突出)以接合衬套44。参考图9，衬套44类似地包括用于接合偏转板构件26的花键轴30的凸耳54。参考图10，下游筒管肩部38包括轴56，轴56大致对应于偏转板构件26的花键轴30并开设有键槽。如图2和图3所示，下游筒管肩部38可以抵靠花键轴30并与花键轴30对齐。花键轴30和下游筒管肩部38的轴56共同限定了对置的筒管肩部34、38之间筒管轴。凸耳58围绕轴56设置并且定位成在组装时接合衬套44。在一些实施例中，上游筒管肩部34、下游筒管肩部38和衬套44由硬质塑料模制而成，并且上游凸缘36和下游凸缘42由弹性体或其他柔韧材料形成。当组装时，螺栓40将部件压装到一起，其中衬套44由相应上游筒管肩部34和下游筒管肩部38的硬质塑料凸耳52和凸耳58接合，以避免在将凸缘固定到位时过度地压缩弹性体凸缘36、42以及扭曲弹性体凸缘36、42。

参考图2、图3和图6，盖部18设置有围绕中心开口24的牵引面。特别是，牵引面可包括牵引条60和杂质凹穴62，杂质凹穴62置于牵引条60之间且围绕盖部18的中心开口24周向定位。在使用中，优选由柔软的弹性体材料形成的凸缘36、42与牵引面接合以利于偏转板组件22的转动。也就是说，凸缘36、42被驱动成与牵引条60接合以便牢固地抓握。杂质凹穴62用于积聚可能进入筒管组件32的任何杂质，例如沙子等。杂质凹穴62中积聚的杂质最终将在使用期间排出。

在操作中，水流64从喷嘴14射出并冲击偏转板组件22的偏转板28。随着水流64冲击偏转板28，引起偏转板组件22绕其纵向轴线或转动轴线66转动或旋转(图3)。另外，由于偏转板组件22通过支撑在盖部18的中心开口24中的筒管组件32而相对于喷洒器本体倾斜，也使得偏转板组件22通过围绕筒管组件32的中心轴线68的轨道运动而摆动。

图4和图5示出了一种变型的平衡配重组件46'。如图所示，平衡配重50'能够在壳体48中在低速收缩位置(图4)和高速伸展位置(图5)之间移位。弹簧51置于平衡配重50'和壳体48之间，并且使得平衡配重50'朝向低速收缩位置偏置。在使用中，随着偏转板组件22的轨道运动速度增加(即，围绕轴线68轨道运动或摆动)，平衡配重50'克服弹簧51的力朝向高速伸展位置移位。平衡配重50'的偏移将减慢轨道运动速度，直到平衡配重50'到达高速伸展位置(接近图5所示的壳体48的最外壁)。

图11和图12示出了另一种变型的平衡配重组件46”。在该变型中，壳体48'设置有扇叶53。扇叶53用作阻尼器(例如，空气阻尼器)以减慢偏转板组件22绕轴线68的轨道运动。

图13-图18示出了一种变型的喷洒头组件110。在该实施例中，喷洒头罩部120通过螺钉121等固定在盖部118上。如本领域普通技术人员所理解的，该变型可以类似地应用于先前描述的实施例。参考图14和图15，偏转板组件122包括偏转板构件126、支撑在盖部118中的筒管组件132、以及平衡配重组件146。上游筒管肩部134限定了防护构件，该防护构件位于偏转板构件126的在偏转板128的下游侧的花键轴130上。筒管肩部/防护构件134包括多个叶轮叶片/指部135。叶片/指部135可沿任何方向弯曲，使得叶片/指部135可以用作空气阻尼叶轮以减小围绕两个轴线66、68的转动速度，或者叶片/指部可以作为抛射件来抛洒通常会滴在喷洒器下方集中区域的残留水或淌水。在任一方向上，构件134用于减少在水中含沙等情况下运行时可能到达筒管组件132的磨损区域的磨粒的量。来自相邻喷洒器的含沙水可以被偏转远离筒管组件132，并且叶片135可以成形为将磨粒和空气引入偏转板凹槽正上方的中心区域。

衬套144可在其外径上设置有释放区域(relievedarea)或周向凹口145(参见图18)。如图所示，凹口145可以设置在衬套144外径的中央。释放区域145为沙粒等提供去处而不会堵塞筒管组件132。随着时间的推移，除其他因素之外，由于偏转板组件122的轨道活动，积聚在凹口145中的杂质将从组件脱落并脱离。

在图13-图18所示的实施例中，偏转板组件122的倾斜角度(tipangle)相对于图1所示的实施例减小(例如，从10°减小到7°)，并且运动中心变得更靠近喷嘴114。这些调节的最终效果是减少细雾(细雾会被风吹走并且造成水浪费)产生并且减小振动幅度从而减少筒管部件的磨损而不牺牲水分布性能。由于振动减小，组件可以以较小的重量平衡，这可以显著降低制造成本。

图19和图20示出了用于下悬管的实施例，其中组件被倒置使得平衡配重罩部或壳体248和平衡配重250相对于重力是最低的。壳体248包括从顶部到底部向外逐渐变窄的外部鳍状件272。该鳍状件272终止于周向唇缘274，使得鳍状件272和唇缘274限定了围绕壳体248的外围的隔室276。通过这种结构，壳体248充当抛射件以捕获淌水并将其从喷洒器抛出，而不是让淌水以集中的方式落在装置正下方。

图21-图23示出了变型的实施例，以防止昆虫和蜘蛛在罩部内部筑巢。已经发现，例如蜘蛛网可以阻停喷洒器的动作。在本实施例中，罩部320具有带罩臂321的开放式设计，使得不太可能吸引蜘蛛和昆虫在那里筑巢。另外，参考图22，筒管组件332被改进以改善磨损寿命。具体地，上游凸缘和下游凸缘分别与衬套一体化，以限定邻接上游筒管肩部334的上游凸缘衬套336和邻接下游筒管肩部338的下游凸缘衬套342。单独的衬套已经被取消。更进一步，如图23所示，改进偏转板328以减少产生的细雾量、添加一些较大的液滴并增大抛洒半径。具体地，与前述实施例的偏转板相比，偏转板328具有较少但更宽的用于引导水的凹槽，并且偏转板328中的凹槽竖向地(或轴向地)延伸，因此水流竖向转向时的不会那么突然地转向。

图24-图26示出了具有改进的盖部418的实施例，盖部418包括邻近中心开口424的内径的启动肋或唇缘425。图25示出了结合到图21-图23实施例的处于启动位置的改进的盖部418，其中筒管组件332的下游凸缘衬套342与肋或唇缘425接合，并且在下游凸缘衬套342的径向向外部分与牵引条460和杂质凹穴462之间存在间隙。图26示出了操作位置，其中下游凸缘衬套342与牵引条460和杂质凹穴462接合并在肋或唇缘425上方具有间隙。肋或唇缘425提高了启动可靠性，尤其是对于小喷嘴。直的肋或唇缘425使得筒管组件332能够在启动(图25)时更自由地移动，在操作模式(图26)中则不被接触。

图27-图29示出了包括蜘蛛阻挡件的实施例，该蜘蛛阻挡件与围绕偏转板组件的结构结合以允许不可避免的蜘蛛进入，同时防止蜘蛛接近或接触喷洒器的在盖部中心开口之上、即在中心开口的下游(相对于水流方向)的运动部件。阻挡件/封围件构造对昆虫也是有效的，并且结构并不一定要限于应用于蜘蛛。如图所示，喷洒头组件510与先前的实施例一样，包括喷洒器本体516、与喷洒器本体516的一端关联的喷嘴514、以及固定到喷洒器本体516的相反端或与喷洒器本体516的相反端成一体的盖部518。盖部518还可以包括锁定结构519，用于扭转式锁定或卡口式锁定到喷洒器本体516上的互补部件。喷洒头罩部520固定到盖部518。

盖部518包括中心开口524，并且偏转板组件522被支撑以在中心开口524中转动/旋转和轨道运动。并且与先前的实施例一样，偏转板组件522包括位于上游端的面向喷嘴514的偏转板528、位于盖部518的中心开口524中的筒管组件532、以及位于下游端的平衡配重546。喷洒头罩部520定位在平衡配重546的上方并固定到盖部518。

在图27-图29所示的实施例中，特别参考图27和图28，包括牵引条560和杂质凹穴562的盖部518具有在中心开口524的径向外侧的下平台578和在下平台578的径向外侧的上平台580。盖部518还包括在下平台578中的一个或多个蜘蛛入口572。如图所示，优选的构造为，盖部518包括三个蜘蛛入口572。盖部还在上平台580的径向外侧设置有外平台582。在图27所示的实施例中，喷洒头罩部520优选通过穿过与盖部518成一体的连接件开口583的连接件等固定到外平台582。

蜘蛛阻挡件570设置成与盖部518接合并且限定了在一个或多个蜘蛛入口572上方的封围件。参考图27和图29，蜘蛛阻挡件570包括外周壁586和与外周壁586连接的内周壁584，外周壁与内周壁之间具有空间588。蜘蛛阻挡件570的内壁584可以接合盖部518的下平台578，并且蜘蛛阻挡件570的外壁586可以接合上平台580，使得内壁和外壁之间的空间588定位在一个或多个蜘蛛入口572的上方。如图所示，内壁584可以是锥形的，以适应偏转板组件522的轨道运动。蜘蛛阻挡件570的横截面可以是大致v形的。

因此，蜘蛛阻挡件570定尺寸和定位成形成供蜘蛛进入的空间，同时阻止蜘蛛接近中心开口524上方的喷洒器的运动部件。

图27-图29所示的组件创设了一个尤其对于蜘蛛来说、远离中心开口上方的运动部件的诱惑的庇护区。蜘蛛阻挡件与蜘蛛入口配合用于允许蜘蛛进入，同时防止蜘蛛接近或接触中心开口上方的喷洒器的运动部件。一旦蜘蛛栖居，常驻的蜘蛛可以驱赶其他潜在的闯入者，否则他们可能会被诱惑而在任何运动部件附近筑巢，如上所述，这可能导致停转。

所述实施例的喷洒器组件结合转动和轨道运动提供了均匀分散的水图案，并且可以刚性地安装在中心枢轴或其他支撑结构上。该组件最大限度地减少振动、磨损和淌水，同时其构造降低了制造成本。在一个实施例中，该组件为蜘蛛进入提供空间，同时防止蜘蛛接近重要的运动部件。

虽然已经结合目前被认为是最实用和优选的实施例描述了本实用新型，但是应该理解，本实用新型不限于所公开的实施例，而是相反的，本实用新型旨在涵盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同布置。