双膜片稳流防滴阀的制作方法

文档序号:10531441
双膜片稳流防滴阀的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种双膜片稳流防滴阀,提供了一种将稳流、防滴双膜片一体化的阀体结构设计,能同时实现压力变化时调节流量稳定和在较高压力下打开阀体确保雾化且不滴水的效果,且本发明结构设计新颖,易于生产制造,组装方便,成本低廉,使用寿命长,可设计多种流量规格,适用于多种喷头,具有较好的经济价值和社会价值,尤其适合在微喷灌系统中推广使用。
【专利说明】
双膜片稳流防滴阀
技术领域
[0001]本发明涉及微水灌溉技术领域,具体为一种与微喷头配套使用的稳流防滴阀设备。
【背景技术】
[0002]近年来,由于微灌具有节水、灌溉均匀度高、省工、节肥、增产等诸多优点,发展迅速,得到了广泛使用,已成为农业生产中的重要技术手段,目前全国微灌应用面积已达到3000多万亩。
[0003]微灌主要包括滴灌和微喷灌两种形式。微喷灌是通过管道系统利用折射或旋转式微喷头将低压水或化学药剂以微流量低压喷洒在枝叶上或地面上的一种灌水形式。微喷灌的工作压力低,流量小,有利于消除含水饱和区,使水分能被土壤随时吸收,改善了根区通气条件,既可以定时定量的增加土壤水分,又能提高空气湿度,调节局部小气候。微喷灌广泛应用于蔬菜、花卉、果树、药材的种植,以及育苗、养殖场等区域的加湿降温。
[0004]微喷头是微喷灌系统中的核心部件,目前应用较多的微喷头主要有旋转式和折射式两种。旋转式有一旋转体,水流经喷嘴射向旋转体后,旋转体使水流按一定的角度喷出,同时还反作用于旋转体本身,使其受撞击高速旋转,从而将水流粉碎成滴状抛出,形成较大喷幅;折射式微喷头是利用折射锥来分散水流,工作时水流由喷嘴垂直射向折射锥,被击散成薄水层向四周射出,在空气阻力作用下形成细小水滴散落在地面上。旋转式微喷头雾滴直径较大,射程较远,适合灌溉补水使用;折射式微喷头,又称雾化喷头,雾滴直径较小,射程较近,适合育苗、加温降温使用。
[0005]当压力低于一定值时,微喷头的水滴很大,不能形成雾状,甚至成水流状,完全不能满足使用要求。当灌溉系统停止工作时,管道中还会留有一部分水,通过喷嘴滴出,这样喷头附近的水量会过多,影响作物生长。所以微喷头必须高于一定压力才能让其工作,目前解决方法是外加防滴阀。
[0006]微喷头一般安装在支管道上,为了节省投资,支管道管径一般较小,支管道的压力损失较大,这样就会造成同一条支管上的微喷头流量有较大差异,使得灌水均匀度较低,影响作物生长。另外丘陵山区的地形存在高度差,微喷头的流量相差更大,灌水均匀度更低,只有加大管径或分高度灌溉的方法,加大了投资和使用成本。
[0007]目前防滴阀主要用于植保机械领域,结构复杂,主要使用弹簧作为弹性元件,加工困难,一致性较差,成本高,很难在农业灌溉领域推广应用。
[0008]中国专利授权公告号:CN2579525 Y,授权公告日:2003年10月15日,公开了 “一种补偿折射式微喷头。”这种微喷头结构较复杂,成本较高,虽然能对流量进行调节,但没有解决低压时滴水、不能雾化情况。
[0009]中国专利授权公告号:CN2699087 Y,授权公告日:2005年5月11日,公开了 “一种恒压防滴阀的结构改进,属于农业植保机械技术领域。该阀的阀体中装有控制阀门流道的阀芯,阀体中的一端还装有弹簧,阀芯与抵靠在弹簧上的膜片固连。”这种防滴阀虽然能实现恒压防滴功能,但结构较复杂,特别是利用弹簧作为弹性元件,成本较高,无法在农业灌溉中的微喷头上大面积大量使用。
[0010]综上所述,现有微喷头存在低压时不能形成雾状、工作压力不一致时流量不均匀等问题,而目前用于微灌微喷头的稳流、防滴方面的产品主要存在结构复杂、成本高、不能同时实现稳流和防滴功能等问题。

【发明内容】

[0011]本发明的技术目的是提供一种可以克服现有技术不足的双膜片稳流防滴阀,其技术方案为:
一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,设有稳流壳体、稳流膜片、中间壳体、防滴膜片以及防滴壳体:
所述稳流壳体的一端连接喷头,另一端与中间壳体连接;
所述防滴壳体的一端连接输水管道,另一端与中间壳体连接;
所述中间壳体呈管状,其管腔通过隔板分隔为左右两个腔室,分别与稳流壳体、防滴壳体对接,所述隔板上设有连通左右两个腔室的通孔;
所述稳流膜片、防滴膜片均为弹性膜片,稳流膜片呈圆片状;所述防滴膜片呈圆帽状,包括向外凸起的弧形顶盖、圆环状的帽檐折边以及连接所述顶盖与帽檐折边的一圈围挡部;
上述结构中:
稳流壳体在其与中间壳体的对接部位设有稳流膜片安装座,所述安装座在对准中间壳体隔板通孔的位置设有嵌入稳流膜片的凹腔,所述凹腔的顶部开口与底面之间设有搁置稳流膜片的环形凸阶,凹腔底面中心处还设有环形凸台,所述环形凸台的中部设有出水孔,环形凸台侧壁上设有连通侧壁内所述出水孔与侧壁外腔体的第一过水槽,所述环形凸台在凹腔中的高度低于所述环形凸阶的高度,稳流膜片搁置在所述环形凸阶上后,将凹腔腔体分隔为上方的集流腔与下方的稳流腔,所述凹腔的内壁上设有连通集流腔与稳流腔的第二过水槽;
所述中间壳体的隔板在朝向防滴壳体的一侧设有呈管状且同心的防滴膜片限位凸台、防滴膜片固定凸台,固定凸台位于限位凸台的外围,所述通孔与纤维凸台的内腔连通,且限位凸台基于隔板的高度大于固定凸台基于隔板的高度,所述限位凸台上设有连通其管壁内外侧腔体的第三过水槽,所述固定凸台上设有连通其管壁内外侧腔体的第四过水槽;
所述防滴壳体在与中间壳体的对接部位设有呈管状且同心设置的进水凸台与防滴膜片支撑凸台,所述支撑凸台位于进水凸台的外围,支撑凸台与中间壳体上固定凸台的位置对应,支撑凸台上设有连通其管壁内外侧腔体的第五过水槽;所述进水凸台中间设有进水孔;所述防滴膜片放置在支撑凸台上,使凸起的顶盖封住所述进水孔,防滴壳体与中间壳体安装到位后,所述固定凸台将防滴膜片的帽檐折边压紧在支撑凸台上,所述限位凸台挡在防滴膜片围挡部的内侧。
[0012]在上述方案的基础上,进一步改进或优选的方案还包括:
所述中间壳体的隔板在朝向稳流壳体的一侧设有稳流膜片限位凸台,所述通孔朝向稳流壳体一侧的开口位于该限位凸台的中心处。
[0013]所述支撑凸台、进水凸台顶端与防滴膜片接触的部位采用半球形结构,使二者与防滴膜片的配合具有更好的密封性。
[0014]所述环形凸阶的阶面包括内圈向中心腔体倾斜的斜面,优选采用弧形斜面,使稳流膜片变形更加均匀,出水量更加精准稳定。
[0015]所述中间壳体外侧设有方便握持的手柄,便于安装与拆卸阀体。
[0016]通过对阀体结构的优化设计与实验,本发明稳流防滴阀各部件参数优选设计为: 所述出水接头、进水接头的内径为3.5?4.0mm ;
所述防滴膜片的厚度为1.0?1.5_,打开压力值为150?180kPa,关闭压力值为130?160kPa;
所述隔板上的通孔直径为3.0?3.5mm;
所述稳流膜片的厚度为1.0?1.2mm,稳流膜片与环形凸台顶端间距Ll=2.0?4.0mm,第一过水槽宽L2=l.5?2.5mm,第一过水槽13深L3=l.0?2.0mm。
[0017]具体可通过第一过水槽宽和深尺寸近似确定稳流防滴阀流量,流量通过下式近似计算:q=y (2*L2*L3)*(2gpΓ0.5,式中q为微喷头流量,μ为流量系数,L2为槽宽,L3为槽深,g为重力加速度,P为稳流出水槽处压力差。稳流防滴阀经过上述设计,其性能参数为:工作压力150?500kPa,流量35?180L/h,打开压力值为150?180kPa,关闭压力值为130?160kPao
[0018]所述稳流壳体、防滴壳体的外围均设有套在中间壳体上的管套,所述管套通过螺纹与中间壳体连接。
[0019]有益效果:
本发明提供了一种将稳流、防滴双膜片一体化的阀体结构,能同时实现压力变化时调节流量稳定和在较高压力下打开阀体确保雾化且不滴水的效果,且本发明结构设计新颖,易于生产制造,成本低廉,使用寿命长,可设计多种流量规格,具有较好的经济价值和社会价值,尤其适合在微喷灌系统中推广使用。
【附图说明】
[°02°]图1是本发明一实施例的分解结构不意图;
图2是图1A向剖面结构示意图;
图3是图1B向剖面结构示意图;
图4是图1C向剖面结构示意图;
图5是图1实施例的装配结构示意图;
图6是图1实施例的工作状态示意图;
图7是装配状态下稳流腔局部放大结构的示意图;
图8是图1实施例的组装外观及与微喷头的装配示意图;
图中:1、稳流壳体;11、出水接头;12、第一过水槽;13、环形凸台;14斜面;15、第二过水槽;2、稳流膜片;3、中间壳体;31、限位凸台;32、手柄;33、固定凸台;34、限位凸台;35、第三过水槽;36、第四过水槽;4、防滴膜片;5、防滴壳体;51、支撑凸台;52、进水凸台;53、进水接头;54、第五过水槽;6、稳流腔;7、微喷头。
【具体实施方式】
[0021]为了阐明本发明的技术方案及技术目的,下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的介绍。
[0022]如图1至图5所示的一种双膜片稳流防滴阀,包括稳流壳体1、稳流膜片2、中间壳体
3、防滴膜片4及防滴壳体5等组成部分。
[0023]所述稳流壳体I的一端通过出水接头11与微喷头7连接,另一端连接在中间壳体3的左侧。所述出水接头11外表面具有1.2:100的锥度,与微喷头7通过锥度紧密配合。
[0024]所述防滴壳体5的一端通过斜口进水接头53与输水管道连接,另一端连接在中间壳体3的右侧。
[0025]所述中间壳体3呈管状,其外壁设有梯形螺纹,其管腔通过隔板分隔为左右两个腔室,分别与稳流壳体1、防滴壳体5对接,所述隔板上设有连通左右两个腔室的通孔。中间壳体外部设有手柄32,便于拆卸。
[0026]所述稳流膜片2、防滴膜片5均为弹性膜片,本实施例中采用硅橡胶材料。稳流膜片2安装在稳流壳体I内,呈圆片状。所述防滴膜片4安装在防滴壳体5内,呈圆帽状,包括向外凸起的弧形顶盖、圆环状的帽檐折边以及连接顶盖与帽檐折边的一圈围挡部。
[0027]上述结构中:
所述稳流壳体I在其与中间壳体3的对接部位设有外部管套和位于管套内的稳流膜片安装座,管套内壁设有梯形螺纹。所述稳流膜片安装座与管套同心(或同轴,下同),二者之间设有环形腔室。在对准中间壳体隔板通孔的位置,所述稳流膜片安装座上设有嵌入稳流膜片2的凹腔,所述凹腔的顶部开口与底面之间设有搁置稳流膜片2的环形凸阶,所述环形凸阶的阶面包括向中心腔体倾斜的弧形斜面。凹腔底面中心处还设有环形凸台13,所述环形凸台13的中部设有连通至出水接头11的出水孔,环形凸台13侧壁上对称设有两个连通侧壁内所述出水孔与环形凸台13侧壁外腔体的第一过水槽12,所述环形凸台13在凹腔中的高度低于所述环形凸阶,稳流膜片2搁置在所述环形凸阶上后,将凹腔腔体分隔为上方的集流腔与下方的稳流腔6,所述凹腔的内壁上沿母线方向对称设有两个连通集流腔与稳流腔6的第二过水槽15。
[0028]所述中间壳体3的隔板在朝向防滴壳体5的一侧设有管状的防滴膜片限位凸台34、防滴膜片固定凸台33,管状结构的限位凸台34、固定凸台33与隔板上的通孔同心,且固定凸台33位于限位凸台34的外围。为了配合防滴膜片4的形状,限位凸台34基于隔板的高度要大于固定凸台33基于隔板的高度。所述限位凸台34上对称设有两个连通其管壁内外侧腔体的第三过水槽36,所述固定凸台33上对称设有两个连通其管壁内外侧腔体的第四过水槽35。所述中间壳体3的隔板在朝向稳流壳体I的一侧设有稳流膜片限位凸台31,使得稳流膜片2不能任意变形,确保出水流量恒定均匀。所述通孔朝向稳流壳体I 一侧的开口位于该限位凸台31的中心处。
[0029]所述防滴壳体5在与中间壳体3的对接部位设有外部管套以及与其同心的管状进水凸台52与防滴膜片支撑凸台51,所述管套内壁设有梯形螺纹。所述支撑凸台51位于进水凸台52的外围,外部管套与支撑凸台51之间设有环形腔室。支撑凸台51与中间壳体3上固定凸台33的位置对应,支撑凸台51上对称设有两个连通其管壁内外侧的第五过水槽54。所述进水凸台52中间设有进水孔。所述防滴膜片4安装时将其帽檐折边放置在支撑凸台51上,使凸起的顶盖封住进水凸台52进水孔的端口,所述支撑凸台51、进水凸台52顶端与防滴膜片4接触的部位均采用半球形结构。
[0030]安装方法:
将防滴膜片4放入防滴壳体5内,置于支撑凸台51上,通过螺纹结构将防滴壳体5与中间壳体3拧紧。防滴壳体5与中间壳体3安装到位后,所述固定凸台33将防滴膜片4的帽檐折边压紧在支撑凸台51上,防滴膜片4封住进水凸台52的进水孔,所述限位凸台34挡在防滴膜片围挡部的内侧,使防滴膜片4不能任意变形,确保打开压力稳定。再把稳流膜片2放入稳流壳体I的凹腔内,将稳流壳体I与中间壳体通过螺纹结构拧紧,将稳流膜片2限位在凹腔中。之后,将组装好阀体与输水管道和微喷头7对接,如图5所示。
[0031]本实施例中:
所述出水接头11、进水接头53内径设为3.5mm,所述隔板上的通孔直径为3mm,所述防滴膜片3的厚度为1.2mm,稳流膜片2厚度为1mm。环形凸台13顶端与稳流膜片2的间距LI为
2.5mm,所述第一过水槽宽L2=2mm,深L3=l.5mm,如图7所示。本实施例稳流防滴阀的工作压力150?500kPa,流量为70L/h,打开压力值控制在150?180kPa,关闭压力值控制在130?160kPao
[0032]组装后的双膜片稳流防滴阀如图6所示,输水管道内的水经过进水接头53,流到进水凸台52中间的进水孔中,当水压力足够大时,防滴膜片4发生弹性形变,与进水凸台52的端面之间形成间隙,水流进入防滴壳体5内。之后水流经过支撑凸台51上的第五过水槽54、固定凸台33上的第四过水槽35、限位凸台34上的第三过水槽36以及所述通孔进入到稳流壳体内的集流腔中,水流从第二过水槽15进入稳流腔6。此时稳流膜片在水压力作用下产生弹性形变,改变了稳流腔6的大小并使之保持恒定,并封住环形凸台13上出水孔的端口,使水流从环形凸台13上的第一过流槽12进入到出水孔中,通过出水接头11流入微喷头7中。当水压低于一定压力值时,水流则不能通过防滴膜片4,喷嘴立刻关闭,避免了常规微喷头关闭后,管道内水流由喷嘴继续滴出的问题,防止喷头附近区域水量过多,保证了灌水均匀性。膜片的变形量由弹性模量和厚度决定,所以根据防滴膜片4的弹性模量和厚数就可确定喷头打开压力值和关闭压力值。
[0033]以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,本发明要求保护范围由所附的权利要求书、说明书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,设有稳流壳体(I)、稳流膜片(2)、中间壳体(3)、防滴膜片(4)及防滴壳体(5): 所述稳流壳体(I)的一端连接喷头,另一端与中间壳体(3 )连接; 所述防滴壳体(5)的一端连接输水管道,另一端与中间壳体(3)连接; 所述中间壳体(3)呈管状,其管腔通过隔板分隔为左右两个腔室,分别与稳流壳体(1)、防滴壳体(5)对接,所述隔板上设有连通左右两个腔室的通孔; 所述稳流膜片(2)、防滴膜片(5)均为弹性膜片,稳流膜片(2)呈圆片状;所述防滴膜片(5)呈圆帽状,包括向外凸起的弧形顶盖、圆环状的帽檐折边以及连接顶盖与帽檐折边的一圈围挡部; 上述结构中: 所述稳流壳体(I)在其与中间壳体(3)的对接部位设有稳流膜片安装座,所述安装座在对准中间壳体隔板通孔的位置设有嵌入稳流膜片(2)的凹腔,所述凹腔的顶部开口与底面之间设有搁置稳流膜片(2)的环形凸阶,凹腔底面中心处还设有环形凸台(13),所述环形凸台(13)的中部设有出水孔,环形凸台(13)的侧壁上设有连通侧壁内所述出水孔与环形凸台侧壁外腔体的第一过水槽(12),所述环形凸台(13)在凹腔中的高度低于所述环形凸阶,稳流膜片(2)搁置在所述环形凸阶上后,将凹腔腔体分隔为上方的集流腔与下方的稳流腔(6),所述凹腔的内壁上设有连通集流腔与稳流腔(6)的第二过水槽(15); 所述中间壳体(3)的隔板在朝向防滴壳体(5)的一侧设有呈管状且同心的防滴膜片限位凸台(34)、防滴膜片固定凸台(33),固定凸台(33)位于限位凸台(34)的外围,所述通孔与限位凸台(34)的内腔连通,且限位凸台(34)基于隔板的高度大于固定凸台(33)基于隔板的高度,所述限位凸台(34)上设有连通其管壁内外侧腔体的第三过水槽(36),所述固定凸台(33)上设有连通其管壁内外侧腔体的第四过水槽(35); 所述防滴壳体(5)在与中间壳体(3)的对接部位设有呈管状且同心的进水凸台(52)与防滴膜片支撑凸台(51),所述支撑凸台(51)位于进水凸台(52)的外围,支撑凸台(51)与中间壳体(3)上固定凸台(33)的位置对应,支撑凸台(51)上设有连通其管壁内外侧腔体的第五过水槽(54);所述进水凸台(52)中间设有进水孔;所述防滴膜片(4)放置在支撑凸台(51)上,使凸起的顶盖封住所述进水孔,防滴壳体(5)与中间壳体(3)安装到位后,所述固定凸台(33)将防滴膜片(4)的帽檐折边压紧在支撑凸台(51)上,所述限位凸台(34)则挡在防滴膜片围挡部的内侧。2.根据权利要求1所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述中间壳体(3)的隔板在朝向稳流壳体(I)的一侧设有稳流膜片限位凸台(31),所述通孔朝向稳流壳体(I) 一侧的开口位于该限位凸台(31)的中心处。3.根据权利要求1所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述支撑凸台(51)、进水凸台(52)顶端与防滴膜片(4)接触的部位设为半球形结构。4.根据权利要求1所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述环形凸阶的阶面包括内圈向中心腔体倾斜的斜面。5.根据权利要求4所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述斜面为弧形斜面。6.根据权利要求1所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述中间壳体(3)外侧设有方便握持的手柄(32)。7.根据权利要求1所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于: 所述出水接头(11)、进水接头(53)的内径为3.5?4.0mm; 所述防滴膜片(4)为硅橡胶材料,厚度为1.0?1.5mm,打开压力值为150?180kPa,关闭压力值为130?160kPa; 所述隔板上的通孔直径为3.0?3.5mm; 所述稳流膜片(2)为硅橡胶材料,厚度为1.0?1.2mm,稳流膜片(2)与环形凸台(13)顶端间距Ll=2.0?4.0mm,第一过水槽(13)宽L2=l.5?2.5mm,第一过水槽(13)深L3=l.0?2.0mm08.根据权利要求1-7中任一项所述的一种双膜片稳流防滴阀,其特征在于,所述稳流壳体(I)、防滴壳体(5 )的外围均设有套在中间壳体(3 )上的管套,所述管套通过螺纹与中间壳体(3)拧紧连接。
【文档编号】F16K17/02GK105889578SQ201610152549
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年3月17日
【发明人】金永奎, 薛新宇, 张玲, 周立新, 丁素明, 张宋超, 秦维彩, 周良富, 孔伟, 孙竹, 顾伟, 蔡晨, 崔龙飞, 王宝坤, 陈晨
【申请人】农业部南京农业机械化研究所
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