专利名称：喷头用旋转机构及应用该旋转机构的无摇臂喷头的制作方法
技术领域：
本发明涉及农林灌溉机械领域，具体涉及一种喷头用旋转机构和应用该旋转机构 的无摇臂喷头。
背景技术：
现有的摇臂式旋转喷头主要由喷头座、弯头、喷体、摇臂、换向机构等构成。其旋转 机理是依靠从弯头中喷出的水流动能作用在摇臂导流器上，使摇臂受到一个沿着旋转方向 的反作用力而旋转，这个受力过程一直持续到导流器脱离水射流为止。脱离射流后，摇臂继 续旋转，摇臂弹簧被逐渐扭紧。当弹簧扭矩达到某一个数值时，摇臂停止转动，摇臂转动动 能转化为弹簧的弹性势能。接下来摇臂在弹簧弹性势能作用下开始回摆，弹簧的弹性势能 逐渐转化为摇臂的旋转动能，直到摇臂进入射流水舌时，弹簧的弹性势能全部得到释放，而 摇臂则继续运动，撞击喷体而停止，而喷体则在摇臂冲击力作用下，产生一个动量矩，使喷 体克服密封圈的摩擦力而旋转一个小的角度。然后摇臂重新开始下一个周期的运动。每一 个周期的运动均撞击喷体一次，使喷体继上一个转动角度又旋转一个小角度。
在这种传统摇臂式旋转喷头中，摇臂就成了该类型喷头实现旋转的关键构件。摇 臂式喷头作业时，摇臂承受的力包括弹簧力、水流冲击力、重力和碰撞冲击力。其中摇臂与 喷体之间的碰撞冲击力是摇臂发生疲劳断裂的主要因素。喷体每旋转一周，摇臂就要承受 100余次冲击力的作用。因此摇臂强度不但影响喷头的使用寿命和运转可靠性，而且影响 整个喷灌系统的可靠性和作业成本。但是对于具体的持续不断受到冲击载荷作用的机构， 其强度尤其受到制造工艺和制造质量的到影响。目前金属结构的喷头，其摇臂均为铸造成 型，铸造过程中难以避免出现砂眼和气孔，使正常设计的摇臂强度大大下降，在多次冲击力 作用下，易产生疲劳断裂。这是目前摇臂旋转喷头存在的主要技术问题。这种传统摇臂式 喷体的另一个主要问题是，由于摇臂与摇臂弹簧消耗掉一部分水流动能，使喷头的射程受 到较大影响。这种传统摇臂式喷体的再一个主要问题是为了实现旋转和换向，需要的零件 较多，制造成本较高。发明内容
本发明的发明目的在于提供一种无需摇臂的喷头旋转结构。
本发明的另一发明目的在于提供一种结构简单、不易损坏、水流射程远的无摇臂 喷头。
为实现第一发明目的，本发明采用如下技术方案一种喷头用旋转机构，包括支 架、转向架；所述的支架包括相互平行但不在一个平面内的依次连接的连接平板、安装平 板、固定平板和转轴，其中连接平板上设置有活动孔，转轴垂直设置在连接平板上，安装平 板上开有安装孔，固定平板上开有固定孔；所述的转向架由设置有钳形开口的承接平板、 传动轴、圆环体构成，圆环体垂直设置在承接平板钳形开口的相对侧，在圆环体上位于钳形 口下方设置有垂直于圆环体轴线的突出平板，传动轴垂直向下装设在突出平板上；转向架通过圆环体的中心孔套装在支架的转轴上，传动轴伸入支架上的活动孔内之间。本结构通 过转向架和支架之间的碰触，牵引喷头旋转换向，本结构零部件少，机构简单，转动过程中 不会消耗水流动能，运行稳定性强。
本发明的进一步改进在于在所述的连接平板上活动孔两侧各设置有一近似长方 形孔，在近似长方形孔内装设有弹片，减小转向架和支架之间碰触的冲击力，延长设备使用寿命ο
本发明进一步改进在于在所述圆环体和传动轴之间的突出平板上设置有加强筋， 转向架结构更加牢固，使用寿命延长。
为实现本发明的另一个发明目的，本发明采用如下技术方案一种无摇臂喷头，包 括通管、垫片、接头、角度架、喷头旋转机构、换向机构、喷头管、喷嘴，接头套装在通管的进 口端，通管能在接头内转动，角度架卡接在接头上，所述的喷头旋转机构通过安装平板上的 安装孔固定套设在接头上方的通管上，换向机构套装在通管上，喷头管装设在通管的出口 端上，喷头管的管体外壁上设置有带通孔的耳式部件，螺杆先后穿过喷头旋转机构的支架 上固定孔和喷头管耳式部上通孔后与螺母连接，喷嘴装设在喷头管的出口上。本结构克服 了现有技术中利用弹簧变形带动摇臂转动易疲损，使用寿命短的缺陷。
本发明的进一步改进在于所述的安装平板上的安装孔为多边形孔，在通管上设置 有与孔配合的卡位装置，安装更方便，结构稳定。
本发明的进一步改进在于在换向机构和和喷头旋转机构之间的通管上从下至上 依次套装有弹簧、支撑盖、垫片，使转向机构与旋转机构之间连接紧凑，不会因长时间转动 而导致相互间磨损，影响转动效果。
本发明的进一步改进在于所述的换向机构包括人字形换向头、圆环柱体、支撑板， 支撑板一端垂直于圆环柱体轴线并与圆环柱体的外圆柱面连接，另一端与人字形换向头相 连；所述人字形换向头由左水流转向面与右水流转向面、左右上托水板、左右下托水板、碎 水尖构成；左水流转向面与左上托水板及左下托水板垂直构成左通道，右水流转向面与右 上托水板及右下托水板垂直构成右通道，左右通道形成“人”形交汇，碎水尖设置在左右水 流转向面与上；在支撑架与圆柱孔轴线垂直的平面上设置有圆柱轴，圆柱轴插入转向架的 转向曲面内；换向结构通过圆柱孔套装在通管上。采用人字形水流通道后，换向机构对水流 作用灵敏，水流对换向机构的冲击力大，水流射程远。
本发明的进一步改进在于所述的圆柱轴设置有中心盲孔，节省材料和生产成本。
本发明的进一步改进在于所述的碎水尖的形状为一由大截面过渡到小截面的半 弧形扫面体，扫描方向沿着脱水板弧形轮廓由外往里扫描，易于将来水打碎，喷洒效果好。
本发明的进一步改进在于在所述的人字形换向头和圆环柱体之间支撑板上设置 一支撑架，增加结构牢固性、稳定性。
本发明的有益效果是本发明将现有技术中通过弹簧变形实现水流转动改变机械 转动，结构简单，不易损坏，水流射程远。
图1为喷头用旋转机构装配示意图； 图2为旋转机构的支架结构示意图；图3为旋转机构的转向架结构上侧角立体图； 图4为旋转机构的转向架结构下侧角立体图； 图5为喷头整体结构示意图； 图6为人字换向机构主视图； 图7为人字换向机构左视图； 图8为人字换向机构立体图。
图中1-通管、2、卡位结构、3-垫片、4-接头、5-角度架、6-螺栓、7-支架、71-长方 形孔、72-转轴、73-连接平板、74-活动孔、75-安装孔、76-安装平板、77-固定孔、78-固定 平板、8-弹片、9-螺母、10-弹簧、11-支撑盖、12-转向架、121-传动轴、122-圆环体、123-承 接平板、124-钳形口面、125-加强筋、13-垫片、14-换向机构、141-人字换向头、143-圆柱 孔、144-碎水尖、145-支撑架、146-圆柱孔、147-支撑板、148-右水流转向面、149-左水流 转向面、1410-上托水板、1411-下托水板、15-喷头管、16-喷嘴。
具体实施方式
如图1-4所示，本发明旋转机构包括支架7、转向架12，支架7包括相互平行但不 在一个平面内的依次连接的连接平板73、安装平板76、固定平板78和转轴72，连接平板73 上设置有活动孔74，在连接平板73上活动孔74两侧各设置有一近似长方形孔71，在近似 长方形孔71内装设有弹片8，转轴72垂直设置在连接平板73上，安装平板76上开有六边 形安装孔75，固定平板78上开有固定孔77 ；转向架12由设置有钳形开口的承接平板123、 传动轴121、圆环体122构成，圆环体122垂直设置在承接平板123上钳形开口的相对侧， 钳形口面IM为与承接平板123垂直开口逐渐收缩的曲面，在圆环体122上位于钳形口下 方设置有垂直于圆环体轴线的突出平板，传动轴121垂直向下装设在突出平板上，在圆环 体122和传动轴121之间的突出平板上设置有加强筋125 ；转向架12通过圆环体122的中 心孔套装在支架7的转轴72上，传动轴121伸入支架7上的设置的两块弹片8之间。如图 5-8所示，本发明无摇臂喷头的结构包括通管1、卡位结构2、垫片3、接头4、角度架5、螺栓 6、所述旋转机构、弹片8、螺母9、弹簧10、支撑盖11、换向机构14、喷头管15、喷嘴16，接头 4套装在通管1的进口端，垫片3装设在接头4和通管1接触处，通管1可以在接头4内转 动，角度架5卡接在接头4上，在接头4上方通管1上设置有与六边形孔75相配合的卡位 结构2，旋转机构通过设置在安装平板76上的六边形孔75套装在通管1的卡位结构2上， 喷头管15装设在通管1的出口处，换向机构14套装在通管1上，喷头管15的管体上设置 有带通孔的耳式部件，螺杆6先后穿过旋转机构的支架7上固定孔77和喷头管15耳式部 上通孔后与螺母9连接；换向机构14包括人字形换向头141、圆环柱体146、支撑板147，支 撑板147 —端垂直于圆环柱体146轴线并与圆环柱体146的外圆柱面143连接，另一端与 人字形换向头141相连，在人字形换向头141和圆环柱体146之间支撑板147上设置一支 撑架145 ；人字形换向头141由左水流转向面148与右水流转向面149、上托水板1410、下 托水板1411、碎水尖144构成；上托水板1410、下托水板1411与圆柱孔146的轴线垂直，左 水流转向面148与左上托水板1410及左下托水板1411垂直构成左通道，右水流转向面148 与右上托水板1410及右下托水板1411垂直构成右通道，左右通道形成“人”形交汇，碎水 尖144设置在左右水流转向面148与149上，碎水尖144的形状为一由大截面过渡到小截6面的半弧形扫面体，扫描方向沿着脱水板弧形轮廓由外往里扫描；在支撑架147与圆柱孔 146轴线垂直的平面上设置有圆柱轴142，圆柱轴142设置有中心盲孔，圆柱轴142插入转 向架12的转向曲面124内；换向结构14通过圆柱孔146套装在通管1上。在旋转机构和 换向机构14之间的通管1上从下向上依次套装有弹簧10、支撑盖11、垫片13，弹簧10确保 支撑盖11与垫片13之间、垫片13与换向机构之间紧密接触；喷嘴16装设在喷头管15上， 接头4连接在给水管道上。
本发明的工作原理是，刚开始喷嘴16位于换向头14的人字形换向头141的一侧， 如左侧，水流经接头4进入通管1，再经喷头管15由喷嘴16喷出，喷出水流打在换向头14 的人字形换向头141左侧通道内水流转向面148上，使换向头14向右旋转，当换向头14的 转向摆动圆柱轴142触碰到转向架12的钳形口 124，使转向架12跟着向右旋转，转向架12 的传动轴121再触碰弹片8，由于支架7通过安装孔75套装在通管1的卡位结构上，带动支 架7和通管1整体向右旋，由于喷头管15与支架7通过螺栓6锁定，因此当通管1向右旋 动时，喷头管15跟着向右旋动，使喷嘴塞16喷出的水打在换向头14的人字形换向头141 右侧面上，使换向头14向左旋转，当换向头14的转向摆动圆柱轴142触碰到转向架12的 钳形口面124，使转向架12跟着向左旋转，转向架12再触碰弹片8，带动支架7和通管1整 体向左旋，由于喷头管15与通管1通过螺栓锁定，因此当通管1向左旋动时，喷头管15特 跟着向左旋动，因此实现喷嘴塞16的来回旋转喷水。
权利要求
1.一种喷头用旋转机构，其特征在于所述的旋转机构包括支架(7)、转向架(12)；所 述的支架(7)包括相互平行但不在一个平面内依次连接的连接平板(73)、安装平板(76)、 固定平板(78)和转轴(72)，其中连接平板(73)上设置有活动孔(74)，转轴(72)垂直设置在 连接平板(73)上，安装平板(76)上开有安装孔(75)，固定平板(78)上开有固定孔(77);所 述的转向架(12)由设置有钳形开口(124)的承接平板(123)、传动轴(121)、圆环体(122) 构成，圆环体(122)垂直设置在承接平板(123)钳形开口( 124)的相对侧，在圆环体(122) 上位于钳形口(124)下方设置有垂直于圆环体轴线的突出平板，传动轴(121)垂直向下装 设在突出平板上；转向架(12)通过圆环体(122)的中心孔套装在支架(7)的转轴(72)上， 传动轴(121)伸入支架(7 )上的活动孔(74 )内之间。
2.根据权利要求2所述的喷头用旋转机构，其特征在于在所述的连接平板(73)上活 动孔(74)两侧各设置有一近似长方形孔(71)，在近似长方形孔(71)内装设有弹片(8)。
3.根据权利要求1获2所述的喷头用旋转机构，其特征在于在所述圆环体(122)和传 动轴(121)之间的突出平板上设置有加强筋(125)。
4.一种应用权利要求1或2所述喷头旋转机构的无摇臂喷头，其特征在于所述的无 摇臂喷头包括通管(1)、垫片(3)、接头(4)、角度架(5)、喷头旋转机构、换向机构(14)、喷头 管(15)、喷嘴(16)，接头(4)套装在通管(1)的进口端，通管(1)能在接头(4)内转动，角度 架(5)卡接在接头(4)上，所述的喷头旋转机构通过安装平板(76)上的安装孔(75)固定套 设在接头(4)上方的通管(1)上，换向机构(14)套装在通管(1)上，喷头管(15)装设在通 管(1)的出口端上，喷头管(15)的管体外壁上设置有带通孔的耳式部件，螺杆(6)先后穿过 喷头旋转机构的支架(7)上固定孔(77)和喷头管(15)耳式部上通孔后与螺母(9)连接，喷 嘴(16)装设在喷头管(15)的出口上。
5.根据权利要求4所述的无摇臂喷头，其特征在于所述的安装平板(76)上的安装孔 (75)为多边形孔，在通管(1)上设置有与孔(75)配合的卡位结构(2)。
6.根据权利要求5所述的无摇臂喷头，其特征在于在换向机构(14)和喷头旋转机构 之间的通管(1)上从下至上依次套装有弹簧(10)、支撑盖(11)、垫片(13)。
7.根据权利要求6所述的无摇臂喷头，其特征在于所述的换向机构(14)包括人字形 换向头(141)、圆环柱体(146)、支撑板(147)，支撑板(147)—端垂直于圆环柱体(146)轴线 并与圆环柱体(146)的外圆柱面(14 连接，另一端与人字形换向头(141)相连；所述人字 形换向头(141)由左水流转向面(148)与右水流转向面(149)、左右上托水板(1410)、左右 下托水板(1411 )、碎水尖(144)构成；左水流转向面(148)与左上托水板(1410)及左下托水 板(1411)垂直构成左通道，右水流转向面(149)与右上托水板(1410)及右下托水板(1411) 垂直构成右通道，左右通道形成“人”形交汇，碎水尖(144)设置在左右水流转向面(148)与 (149)上；在支撑架(147)与圆柱孔(146)轴线垂直的平面上设置有圆柱轴(142)，圆柱轴 (142)插入转向架(12)的钳形开口( 1 )内；换向结构(14)通过圆柱孔(146)套装在通管 (1)上。
8.根据权利要求6所述的无摇臂喷头，其特征在于所述的圆柱轴(142)设置有中心盲孔。
9.根据权利要求6所述的无摇臂喷头，其特征在于所述的碎水尖(144)的形状为一由 大截面过渡到小截面的半弧形扫面体，扫描方向沿着脱水板弧形轮廓由外往里扫描。
10.根据权利要求5所述的无摇臂喷头，其特征在于在所述的人字形换向头(141)和 圆环柱体(146)之间支撑板(147)上设置一支撑架(145)。
全文摘要
本发明公开了一种喷头用旋转机构及应用该旋转机构的无摇臂喷头，该旋转机构包括支架和转向架，转向架套装在支架的转轴上，转向架上设置有拨动支架转动的传动轴；该无摇臂喷头包括通管、卡位结构、垫片、接头、螺栓、所述旋转机构、弹片、螺母、弹簧、支撑盖、换向机构、喷头管、喷嘴，换向机构转动后碰触旋转机构，带动喷头管转动，喷出的水流再从另一角度冲击换向机构，如此反复，实现喷头转动，本发明将现有技术中通过弹簧变形实现水流转动改变机械转动，结构简单，不易损坏，水流射程远。
文档编号B05B15/08GK102039232SQ201010551218
公开日2011年5月4日 申请日期2010年11月19日 优先权日2010年11月19日
发明者杨继跃, 符伟全, 黄光平, 黄虹宾 申请人:广东联塑科技实业有限公司