一种自动旋转射流喷头及喷洒方法与流程

本发明属于农业节水灌溉领域，涉及喷灌喷头，具体涉及一种自动旋转射流喷头及喷洒方法。

背景技术：

摇臂式喷头是目前使用最多、应用最广泛的喷头，摇臂式喷头的驱动机构由摇臂、摇臂轴、摇臂弹簧、弹簧座等零件组成，靠摇臂敲击喷体及弹簧复位来实现喷头转动与反向，结构较为复杂。由于敲打和撞击的作用，对喷管、摇臂材料的刚性及弹簧稳定性要求较高。带有副喷嘴的摇臂式喷头，较好的解决了喷头近处喷洒均匀性的问题，但同时增加了喷洒强度。

申请号为cn200710134562.5的中国专利“附壁式射流喷头”、申请号为200610096781.4的中国专利“全射流微喷头”、申请号为03222424.9的中国专利“一种外取水附壁式控制元件”、专利号为201010552792.5的中国专利“双击同步全射流喷头”都公开了一种利用射流附壁原理的喷头结构，但是所用原理基本相同，都是采用取水抵消一侧的空气，通过另一侧补气，产生大气压差，使射流附壁于空气稀薄的一侧，同样采用补充空气的方式使射流换向，并通过附壁力使喷头旋转，其结构也是基于原理进行设计。申请号为201610524297.0的中国专利“一种负载反馈双喷嘴喷头及喷洒方法”，申请号为201610524296.6的中国专利“一种双喷嘴射流喷头及喷洒方法”都公开了一种利用水射流控制技术形成的一种双喷嘴射流喷头，其副喷嘴设置有驱动板，通过射流冲击驱动板使喷头旋转。本发明设计了一种自动旋转射流喷头，利用反馈水压为射流元件提供附壁切换动力，通过射流二次附壁提供喷头旋转的动力，两个喷嘴交替喷洒，射流换向更加稳定，喷头旋转更有保障。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种结构简单，造价低，可靠性强，利用水射流控制技术形成的一种自动旋转射流喷头及喷洒方法。

本发明的技术解决方案是：

一种自动旋转射流喷头，其特征在于：包括旋转部件、主喷体、主喷管、主喷嘴、副喷体、副喷管、副喷嘴；

所述旋转部件包括轴套、空心轴、弹簧、弹簧罩、连轴件、密封圈ⅰ、密封圈ⅱ，轴套套装在空心轴前部，空心轴后部连接于连轴件之内，弹簧安装在位于轴套与连轴件之间的空心轴之外，密封圈ⅰ安装在轴套与空心轴的连接处，密封圈ⅱ安装在连轴件与空心轴的连接处，弹簧罩罩于弹簧的外面；

所述射流元件包括射流喷嘴、射流空间、反馈口ⅰ、反馈口ⅱ、反馈控制管ⅰ、反馈控制管ⅱ、侧壁ⅰ、侧壁ⅱ、射流出口ⅰ、射流出口ⅱ、分流劈，所述射流喷嘴为空心轴与连轴件连接后形成的圆柱形通道，在喷嘴出口两边的侧壁上分别设置有反馈口ⅰ和反馈口ⅱ，反馈控制管ⅰ一端连接在反馈口ⅰ，反馈控制管ⅱ一端连接在反馈口ⅱ，射流喷嘴之后是一段前小后大形状的射流空间，射流空间的两侧分别为侧壁ⅰ和侧壁ⅱ，分流劈位于射流空间的末端，并将射流空间的末端分割成射流出口ⅰ和射流出口ⅱ；

所述主喷体连接于射流出口ⅰ后面，主喷体内射流进口部分设置有反馈口ⅲ，主喷体末端连接主喷管，主喷管末端为主喷嘴，副喷体连接于射流出口ⅱ后面，副喷体内射流进口部分设置有反馈口ⅳ，副喷体末端连接副喷管，副喷管末端为副喷嘴；所述主喷体、主喷管、主喷嘴、副喷体、副喷管与副喷嘴的中心线在同一平面内，主喷嘴与副喷嘴呈反向布置。

所述的一种自动旋转射流喷头，其特征在于，所述射流喷嘴、主喷管、副喷管、主喷嘴、副喷嘴的横截面为圆形，主喷嘴、副喷嘴的横截面由前端往后端先减小后不变，射流空间、主喷体、副喷体的横截面为矩形。

所述射流元件中，位差ⅰ为喷嘴位于侧壁ⅰ一侧的边壁至侧壁ⅰ顶端的最小距离，位差ⅱ为喷嘴位于侧壁ⅱ一侧的边壁至侧壁ⅱ顶端的最小距离；所述位差ⅱ≧位差ⅰ。

1.一种自动旋转射流喷头的喷洒方法，具体为：自动旋转射流喷头的轴套连接在喷头进水管上，压力水流由空心轴进入射流喷嘴，进入射流空间形成射流，若射流先附壁于侧壁ⅰ，射流沿着侧壁ⅰ到达射流出口ⅰ并进入喷体ⅰ，由于射流的卷吸作用，喷体ⅰ中的射流会继续附壁于有反馈口ⅲ的一侧壁面，并给壁面一个垂直作用力，使喷头开始旋转，然后射流通过主喷管到达主喷嘴喷出，喷洒至地面。此时，由于射流的卷吸作用，将在反馈口ⅰ处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈控制管ⅰ进行传递，射流在射流空间内两侧的压力差不断减小，加上射流的不稳定等因素，一段时间后射流将附壁于侧壁ⅱ的壁面，此时喷头停止旋转，射流沿着侧壁ⅱ到达射流出口ⅱ并进入喷体ⅱ，由于射流的卷吸作用，喷体ⅱ中的射流会继续附壁于有反馈口ⅳ的一侧壁面，并给壁面一个垂直作用力，使喷头继续旋转，然后射流通过副喷管到达副喷嘴喷出，喷洒至地面。同样的，由于射流的卷吸作用，将在反馈口ⅱ处产生负压，随着射流的持续，负压将通过反馈控制管ⅱ进行传递，射流在射流空间内两侧的压力差不断减小，加上射流的不稳定等因素，一段时间后射流将重新附壁于侧壁ⅰ的壁面，沿着该侧壁面流动至射流出口ⅰ，形成一次震荡过程；如此循环往复，水流间歇性流入主喷体和副喷体，驱使喷头旋转；当沿着主喷嘴喷出时，喷洒中间及远处地面，而沿着副喷嘴喷出时，喷洒近处至中间地面，使得整个圆周面上的喷洒水量保持均匀。

本发明的有益效果为：

本发明应用射流技术，切换水流的射流方向，通过水流附壁产生的驱动力驱动喷头旋转，两个喷嘴交替喷洒，在不增加喷洒强度的情况下，解决了喷头近处喷洒均匀度的问题。利用射流元件代替摇臂式驱动的一套复杂机构，原件结构简单，省去了现有摇臂式喷头的弹簧与摇臂；相比于现有的双喷嘴射流喷头，省去了驱动板结构，完全由射流控制喷头的喷洒和旋转功能，简化了驱动与换向结构，使得喷头运行更为可靠、持久。

附图说明

图1是本发明实施例的外观图；

图2是图1的正剖面图；

图3是图1的a-a剖视图；

图4是图1的b-b剖视图；

图5是图1的c-c剖视图；

图6是图1的d-d剖视图；

图7是图1的e-e剖视图；

图8是图1的f-f剖视图；

图9是图1的g-g剖视图；

图10是图1的h-h剖视图；

图11是图1的i-i剖视图；

图12是图1的中旋转部件与位差大样图；

附图标记如下：

1.旋转部件；1-1.轴套；1-2.空心轴；1-3.弹簧；1-4.密封圈ⅰ；1-5.弹簧罩；1-6.连轴件；1-7.密封圈ⅱ；2.射流元件；2-1.射流喷嘴；2-2.射流空间；2-3.反馈口ⅰ；2-4.反馈口ⅱ；2-5.反馈控制管ⅰ；2-6.反馈控制管ⅱ；2-7.侧壁ⅰ；2-8.侧壁ⅱ；2-9.射流出口ⅰ；2-10.射流出口ⅱ；2-11.分流劈3.主喷体；3-1.反馈口ⅲ；4.副喷体；4-1.反馈口ⅳ；5.主喷管；6.副喷管；7.主喷嘴；8.副喷嘴；s1.位差ⅰ；s2.位差ⅱ；d1.位差ⅲ；d2.位差ⅳ。

具体实施方式

实施例：

结合附图1至图12，自动旋转射流喷头包括旋转部件1、射流元件2、主喷体3、副喷体4、主喷管5、副喷管6、主喷嘴7、副喷嘴8；

所述旋转部件1包括轴套1-1、空心轴1-2、弹簧1-3、弹簧罩1-5、连轴件1-6、密封圈ⅰ1-4、密封圈ⅱ1-7，轴套1-1套装在空心轴1-2的前部，空心轴1-2后部连接于连轴件1-6之内，弹簧1-3安装在位于轴套1-1与连轴件1-6之间的空心轴1-2之外，密封圈ⅰ1-4安装在轴套1-1与空心轴1-2的连接处，密封圈ⅱ1-7安装在连轴件1-6与空心轴1-2的连接处，弹簧罩1-5罩与弹簧1-3的外面；

所述射流元件2包括射流喷嘴2-1、射流空间2-2、反馈口ⅰ2-3、反馈口ⅱ2-4、侧壁ⅰ2-7、侧壁ⅱ2-8、射流出口ⅰ2-9、射流出口ⅱ2-10、分流劈2-11，所述射流喷嘴2-1是空心轴1-2与连轴件1-6连接后形成的圆柱形通道，在喷嘴2-1出口两侧的侧壁上分别设置反馈口ⅰ2-3和反馈口ⅱ2-4，射流喷嘴2-1后是一段前小后大的射流空间2-2，射流空间2-2两侧分别为侧壁ⅰ2-7和侧壁ⅱ2-8，分流劈2-11位于射流空间2-2的末端，并将射流空间2-2分割为射流出口ⅰ2-9和射流出口ⅱ2-10，所述反馈控制管ⅰ2-5连接射流空间2-2内的反馈口ⅰ2-3和主喷体3内的反馈口ⅲ3-1，所述反馈控制管ⅱ2-6连接射流空间2-2内的反馈口ⅱ2-4和副喷体4内的反馈口ⅳ4-1；

所述主喷体3连接在射流出口ⅰ2-9后面，主喷体3前端部分设置有反馈口ⅲ3-1，主喷体3末端与主喷管5连接，主喷管5末端为主喷嘴7；所述副喷体4连接在射流出口ⅰ2-9后面，副喷体4前端部分设置有反馈口ⅳ4-1，副喷体4末端与副喷管6连接，副喷管末端为副喷嘴8；所述主喷体3、主喷管5、主喷嘴7、副喷体4、副喷管6、副喷嘴8的中心线在同一平面内，主喷嘴7与副喷嘴8成反向布置。

结合附图1、2、4和5，一种自动旋转射流喷头，所述射流喷嘴2-1、主喷管5、副喷管6、主喷嘴7、副喷嘴8的横截面为圆形，主喷嘴7、副喷嘴8的横截面由前端往后端先减小后不变，射流空间2-2、主喷体3、副喷体4的横截面为矩形。

结合附图1和12，所述射流元件2中，位差ⅰs1为喷嘴2-1位于侧壁ⅰ2-7一侧的边壁至侧壁ⅰ2-7顶端的最小距离，位差ⅱs2为喷嘴2-1位于侧壁ⅱ2-8一侧的边壁至侧壁ⅱ2-8顶端的最小距离；所述位差ⅱs2≧位差ⅰs1。

结合附图4和7，所述喷体ⅰ3中，位差ⅲd1为一侧壁面进口边壁与出口边壁的最小距离，所述反馈口ⅲ3-1位于位差ⅲd1下端1-2mm，所述喷体ⅱ4中，位差ⅳd2为一侧壁面进口边壁与出口边壁的最小距离，所述反馈口ⅳ4-1位于位差ⅳd2下端1-2mm。

本发明自动旋转射流喷头已通过实施例予以充分揭示，但所述实施例并非用以限制本发明，在不脱离本发明的精神或基本特征的前提下还可有其他的实施方式。分流劈顶面可以为凹弧、多边形、弧面、平面等。在表明本发明的范围内，应参考所附的权利要求书，而不是前述的说明。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。