专利名称：一种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法
技术领域：
本发明涉及一种灌溉喷头的改进方案，特别涉及一种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法。
背景技术：
灌溉喷头是喷灌灌水的关键设备，而摇臂式喷头又是我国应用最为广泛的喷头。 喷射仰角是喷头的重要性能参数之一，是指射流离开喷嘴时与水平面的夹角。在同一工作压力和流量的情况下，喷射仰角很大程度上决定了射程和喷洒水量的分布情况。现有灌溉喷头的喷射仰角一般为20° 30°，对于大中型的灌溉喷头，喷射仰角大于20°，小型的灌溉喷头的喷射仰角小于20°，有抗风要求和树下喷灌用的喷头，喷射仰角为7° 14°。特殊用途的喷头的喷射仰角还可以更小。研究表明，喷射仰角在 22.5° 27°间射程最大，我国管道式喷灌中广泛采用的喷头仰角多为22. 5° (如ZY系列喷头)。但该种仰角喷头射程易受风的影响，当风力为3 4级时，射程大为减小，漂移损失大大增大，低仰角喷头则可克服上述缺点。世界主要发达国家一直致力于灌溉喷头的改进及研究开发，发展趋势是向多功能、节能、低压方向发展。如美国Toro公司生产的V-1550系列喷头，已在同一喷头上实现了射程、喷洒角度、喷洒仰角调节，该系列灌溉喷头主要用于园林。目前尚缺乏适用于大田喷灌的变仰角喷头。我国喷灌设备真正发展的时间只有20余年的历史、随着喷灌技术在我国的推广应用，喷灌设备的发展从无到有，经历了从引进仿制到研制创新，从自发研制到国家有组织、有计划地攻关，从品种繁杂到系列化、标准化的各个过程。就喷头而言已研制出摇臂式、挡片式、叶轮式等。我国仰角可调式喷头的研究较少，只有黄修桥，仵峰，范永申等采用变截面平面铰接的方法连接喷头的空心轴与喷体，对旋转式喷头主喷管的仰角在0° 30°间连续调节，实现了对旋转式喷头仰角调节的目的。但其结构为机械连接，具有生产复杂，精度要求高，难以固定等缺点。因此，开发出拥有自主知识产权，并且实用的可调仰角喷头，不仅可以节省喷灌的设备投资，而且可以大量推广使用，以节约宝贵的水资源。
发明内容
针对目前市场上缺乏国产的、应用范围广的可调仰角喷头这一实际情况，本发明的目的在于，提供一种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法，该方法制备的柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头，耗能低、性能优良，喷射仰角可在7° 25°范围内连续变化，同时能显示出喷头当前仰角值，并各项指标均满足有关的国家标准。为了实现上述任务，本发明采取如下的技术解决方案—种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法，其特征在于，该方法在现有的摇臂式灌溉喷头的喷体上增加一个带有突出块的连接件，在摇臂式灌溉喷头的空心轴上同样加设一个带有突出块的连接件，喷体上的连接件与空心轴上的连接件之间连接一根两端带螺纹的金属软管，喷体上连接件的突出块上和空心轴上连接件的突出块上都开有通孔，通过螺栓和蝶形螺母将两个拉杆固定在通孔上。本发明利用金属软管的形状可变，可调节弯曲度，同时又可承受高压的特点，同时用拉杆固定其调节后的角度，就可以实现喷头喷射仰角的改变。本发利用固定拉杆通过螺栓连接在喷体突出块和连接件突出块上，用蝶形螺母固定。固定拉杆在喷体突出块方向的螺栓连接处有槽，金属软管弯曲时，螺栓可在槽内滑动， 以实现固定拉杆与金属软管之间的配合。由于连接件和喷体的圆周直径相等，安装的时候可以保证喷体上的突出块和连接件的突出块在同一平面上，这样就可以保证喷头的喷嘴处于竖直平面内。要调节喷头的仰角时，先同时松开两个蝶形螺母，把喷头调到一定的角度后，再固定两个蝶形螺母。调节的过程中，拉杆将绕连接件处的螺栓为轴转动，而喷体处的螺栓将在拉杆的腰型槽内移动，金属软管同时发生弯曲变形，从而实现喷头的仰角调节。本发明方法制备的柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头，结构简单，科学合理，同时又能承受高温和高压，是对原摇臂式喷头的结构优化，适用于所有摇臂式喷头的适用场所，如农田和园林景观的灌溉系统中，还可以用于风速比较大的场所的灌溉系统。
图1是采用本发明方法制备的柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头立体结构图。图2 (a)、图2 (b)和图2 (c)是柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的主要零件立体图，其中，图2(a)是两端带螺纹的金属软管，图2(b)是拉杆，图2(c)是蝶形螺母；图3(a)和图3(b)是本发明对喷头原结构做出调整的零件，其中，图3 (a)是空心轴，图3(b)是连接件；图4和图5分别是角度调节机构的设计计算示意图；图中的标号分别表示1、两端带螺纹的金属软管，2、连接件，3、螺栓，4、蝶形螺母， 5、固定拉杆。下面结合附图和发明人给出的具体实例对本发明作进一步的详细说明。
具体实施例方式参见图1，申请人根据对国内外喷头的调研结果，决定在目前国内市场广泛应用的 ZY系列喷头基础上进行改进，制备一种柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头，即在现有的摇臂式灌溉喷头的喷体上增加一个带有突出块的连接件2，在摇臂式灌溉喷头的空心轴上同样加设一个带有突出块的连接件2，喷体上的连接件2与空心轴上的连接件2之间连接一根两端带螺纹的金属软管1，喷体上连接件2的突出块上和空心轴上连接件2的突出块上都开有Φ 8的通孔，通过螺栓3和蝶形螺母4将两个拉杆5固定在通孔上。申请人:利用金属软管的形状可变，可调节弯曲度的特点，同时用拉杆固定其调节后的角度，就可以实现喷头喷射仰角的改变。参见图2，图2是零件图，a是两端带螺纹的金属软管1，b是拉杆5，c是蝶形螺母 4，金属软管1弯曲后，通过螺栓3将两个拉杆的位置固定，再用蝶形螺母4固定拉杆5，金属软管1的弯曲程度可以通过拉杆5的位置的调节来实现。参见图3，图3是对喷头原结构做出调整的零件，a是空心轴，b是空心轴上的连接件。増加了图a所示的空心轴上的螺纹，使其与连接件相连。如图b，连接件上帯有突出块， 开有￠8的孔，与喷体上的突出块一起固定拉杆，以下是本发明的仰角可调式喷头的技术原理1、角度调节机构的设计计算參见图4和图5。喷头仰角a是指射流离开喷嘴时与水平面的夹角。因为喷头的 主副喷嘴都是固定在喷体上的，ZY系列喷头的主喷嘴与水平面的夹角为20°，从图4中可 以看出，a =20° -0。因为软管的有效长度(可以弯曲的长度)1 = 30mm，所以它弯曲后 的形状可以近似看成一段圆弧。从图4得出，Y = ￠/2, 0 = 3/2。根据扇形面积公式1 = a Y，得r = 1/3 = (30/3)*(180° / Ji)①从图4 还可以得出X = 2rsin e = 2rsin3/2 ②已知a= 23. 5匪，b = 18讓，根据勾股定理，c = ^23.52 +182 = 29.6mm= arcsin b/c = arcsin 18/29. 6 = 37. 45° 。从图5可以得出i = 180 ° -90 ° -i「Y = 180 ° -90 ° -37.45 ° - Y = 52. 55 ° —Y
③y = cXsin i = 29. 6Xsin i④L = 2y+x⑤喷头仰角的几个特殊值为7°、11°、15°、23°、25°，相对应的3 =13°、9°、 5°、-3°、-5° ；1 = 72. 89mm、73. 31mm、75. 38mm、77mm、78. 52mm。本发明制备的柔性弯管的仰角可调式灌溉喷头，与传统仰角调节方法不同，利用 机械装置与金属软管配合的方法固定和调节仰角的大小，结构简単，科学合理，在原喷头的 基础上稍作改变就可以实现喷头仰角的调节。
权利要求
1.一种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法，其特征在于，该方法在现有的摇臂式灌溉喷头的喷体上增加一个带有突出块的连接件，在摇臂式灌溉喷头的空心轴上同样加设一个带有突出块的连接件，喷体上的连接件与空心轴上的连接件之间连接一根两端带螺纹的金属软管，喷体上连接件的突出块上和空心轴上连接件的突出块上都开有通孔，通过螺栓和蝶形螺母将两个拉杆固定在通孔上。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的突出块上的通孔为8mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的两个拉杆一端先固定，另一端根据计算的数据调节好角度后再固定。
全文摘要
本发明公开了一种制备柔性弯管的仰角可调摇臂式灌溉喷头的方法，在现有的摇臂式灌溉喷头的喷体上增加一个带有突出块的连接件，在摇臂式灌溉喷头的空心轴上同样加设一个带有突出块的连接件，喷体上的连接件与空心轴上的连接件之间连接一根两端带螺纹的金属软管，喷体上连接件的突出块上和空心轴上连接件的突出块上都开有通孔，通过螺栓和蝶形螺母将两个拉杆固定在通孔上。仰角调节时，先弯曲金属软管，达到所要求的喷射仰角后用螺栓将固定拉杆固定在孔上，再用蝶型螺母固定拉杆。其结构简单，科学合理，同时又能承受高温和高压，是对原摇臂式喷头的结构优化，适用于所有摇臂式喷头的试用场所，如农田和园林景观的灌溉系统中，还可以用于风比较大的场所的灌溉系统。
文档编号A01G25/00GK102294309SQ201110234058
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月16日 优先权日2011年8月16日
发明者吴普特, 周龙, 徐琳, 韩文霆 申请人:西北农林科技大学