专利名称：射流式喷头换向控制机构的制作方法
技术领域：
本发明属于一种流体控制设备，特指射流式喷头换向控制机构，按国际专利分类表(IPC)划分属于控制用的流体回路元件技术领域。
背景技术：
喷灌技术是目前高效的节水技术之一，而喷头又是喷灌系统的关键设备之一，其性能的优劣直接影响到喷灌喷洒的质量。中国专利第CN200710134562号公开了一种“附壁式全射流喷头”，它与传统的射流式喷头相比，具有结构简单、雾化性能好、造价低等优点。中国专利第CN200410066136号公布了一种自吸式射流喷头反向装置，通过接嘴的开启和闭合来控制射流喷头的正转和反转，在喷头运转过程中，摆块和拨杆不承受反复的冲击负 荷，反向机构不需要传动弹簧及反转钩，结构简单。但在实际使用中该反向装置仍不够完善。首先，该反向装置只能实现正向步进，不能实现反向步进，反向只能连续运转。由于喷头的反向连续运转，使喷头反向时射程变短，水量分布均匀性不如正向步进；其次，不能完全满足射流喷头信号水管中气水分离要求，使射流式喷头附壁不充分，在步进过程中工作不稳定，并且在正反向步进切换的过程中会出现无法切换的“中间状态”，使喷头无法正常工作，影响射流喷头性能；最后，该反向装置安装在喷头流道末端，需通过一定长度的塑料信号管连接位于喷头前端的射流元件信号接嘴与位于喷头末端的反向补气孔。当应用于大型喷头时，需增加信号管的长度。经试验证明，信号水管长度过长，不能及时实现气液分离，不利于射流喷头运转。
发明内容
本发明的目的是，克服现有技术的不足，提供一种运行稳定可靠、结构合理的射流式喷头换向控制机构，进一步完善现有射流喷头的性能，使其能够实现正反向双向步进，并能够更加稳定地运转和切换。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是应用本发明射流式喷头换向控制机构的射流喷头由旋转密封机构、流道、射流元件、换向控制机构等四部分组成。该射流喷头利用其射流元件与换向控制机构的切换配合改变信号水的流向，调节射流元件内左右腔的压力，实现主射流在射流元件内向左或向右附壁，从而使喷头在附壁力的驱动下实现向左或向右的步进转动。本发明关键部分为换向控制机构。换向控制机构主要由换向器、限位装置、接嘴、导管四部分构成。由限位装置控制换向器上的换向阀芯的位置以实现信号水流向的切换，并通过正反向导管上的正反向补气孔进行补气和气水分离，控制射流喷头的稳定双向步进。本发明专利的有益效果是相比摇臂式喷头的换向机构，本发明射流式喷头换向控制机构可靠性较好，切换平稳，对转体冲击力小，使用寿命较长；相比自吸式射流喷头反向装置，本发明射流式喷头换向控制机构气液分离更加充分，能同时控制正向和反向步进，使射流喷头水量分布更加均匀，同时在换向阀内置入永久磁铁，消除了仅靠限位装置控制切换时出现的“中间状态”，使切换更加稳定可靠。
图I为应用本发明射流式喷头换向控制机构的射流喷头的局部剖视立体组合图；图中，I.双向间隙盖板2.信号水管3.反向导管4.正向导管5.射流元件6.换向器7.连接螺栓8.定位挡块9.喷管10.定位螺栓11.六角螺母12.喷体13.换向拨叉14.档杆15.空心轴16. O型圈17.挡块18.连接螺栓19.限位环。图2为本发明射流式喷头换向控制机构在射流式喷头中的装配组合图。图3为图I所示的射流喷头的射流元件5的剖视示意图；图中，20.反向接嘴I，21.信号接嘴I，22.左间隙C2，23.右间隙Cl，24.正向接嘴I。图4为本发明射流式喷头换向控制机构的换向器6的剖视装配图；图中，25.换向铁板，26.永久磁铁，27.换向阀芯，28.换向阀壳，29.反向接嘴II，30.反向补气孔M2， 31.信号接嘴II，32.正向补气孔Ml，33.正向接嘴II，34.螺钉，35.螺栓，36.定位孔。图5为本发明射流式喷头换向控制机构的换向阀壳28的放大示意图；图中，37.阀芯孔，38.磁铁孔。图6为沿图5中A-A线方向的剖视图；图中，39.反向接嘴孔，40.信号接嘴孔，41.正向接嘴孔，42.定位螺栓孔。图7为图4中所示的换向阀阀芯27的放大剖视示意图；图中,43.螺栓孔，44.左阀芯槽，45.右阀芯槽。图8为本发明射流式喷头换向控制机构的换向拨叉13的示意图。
具体实施例方式请参阅图1，应用本发明射流式喷头换向控制机构的射流喷头由旋转密封机构、流道、射流元件、换向控制机构等四部分组成。本发明关键部分为换向控制机构，该换向控制机构主要由图4所示换向器6、限位装置(包括图I中的定位挡块8、定位螺栓10、六角螺母
11、换向拨叉13、档杆14、挡块17、连接螺栓18、限位环19)、接嘴(包括图4中的反向接嘴1129、信号接嘴1131、正向接嘴1133)导管(包括图I和图2中的信号水管2、反向导管3、正向导管4)四部分构成。射流喷头利用射流附壁原理，在附壁力的驱动下使喷头转动，通过射流元件与换向控制机构的切换配合，改变信号水的流向，调节射流元件内射流左右两侧的压力，实现射流向左或向右附壁，从而使喷头向左或向右步进转动。请参阅图2，双向间隙盖板I安装于射流元件5出口处，换向器6通过连接螺栓7安装于射流喷头喷管上，信号水管2、反向导管3、正向导管4分别连接射流元件5和换向器6上的接嘴，反向接嘴120和正向接嘴124分别连接反向导管3和正向导管4，传递信号流；限位环31两相叠加套在空心轴15上，档杆14通过连接螺栓18垂直固定于限位环19上的挡块17上，调节两限位环31之间的相对位置可设定两档杆14之间的距离；换向拨叉13通过定位螺栓10和六角螺母11固定于喷管9,换向拨叉13以定位螺栓10为圆心在一定幅度内来回摆动，其末端置于两档杆14之间。请参阅图3，所述双向间隙盖板I左间隙22与右间隙23在反向步进和正向步进时分别进行补气，使射流喷头得以正常双向步进。信号接嘴121从主射流中取得信号水并传入与之相连的信号水管2中，再向换向器6传输，经过换向器6切换、补气的信号流通过反向导管3或正向导管4经由反向接嘴120或正向接嘴124传输回射流元件5，使主射流反向或正向附壁，进而实现反向或正向步进。请参阅图4至图7，换向器6采用活塞结构，换向阀芯27同轴安装于图5中的阀芯孔37内，换向阀芯27上开有左阀芯槽44和右阀芯槽45。换向阀芯27两端通过螺钉34安装换向铁板25，换向铁板25为一圆形薄铁片，起密封和定位作用。如图4所示，当右侧换向铁板25贴于换向阀壳28的右端时，换向阀芯27位于左极限位置，右阀芯槽45两端分别位于信号接嘴Π31与正向接嘴1133孔中心，信号接嘴1131与正向接嘴1133得以连通，反向接嘴1129和信号接嘴1131之间的连通被切断，此时信号水流入正向接嘴，使喷头正向步进；反之，当左侧换向铁板25贴于换向阀壳28的左端时，换向阀芯位于右极限位置，左阀芯槽44两端分别位于信号接嘴1131与反向接嘴1129孔中心，信号接嘴1131与反向接嘴1129得以连通，正向接嘴1133和信号接嘴1131之间的连通被切断，此时信号水流入反向接嘴，使喷头反向步进。即在射流喷头工作过程中，通过控制换向阀芯27在换向器6中的的左右往复运动，实现射流喷头的正向和反向步进。图4中永久磁铁26安装于图5中位于换 向阀壳两端的磁铁孔38内，并通过螺栓孔42使用螺栓35固定。永久磁铁26可以使换向铁板在换向拨叉13的推动和磁力作用下，得以更加迅速贴于换向阀壳28的左或右端面，使换向阀芯27准确迅速的达到左或右极限位置，从而更加稳定地完成切换过程。接嘴包括信号接嘴121和1131、正向接嘴124和1133、反向接嘴120和1129，所有接嘴均为两端带有螺纹的铜管，起连接信号孔和导管的作用。导管包括信号水管2、反向导管3、正向导管4，信号水管2和正向导管4上分别开有反向补气孔30和正向补气孔32。应用本发明射流式喷头换向控制机构的射流喷头上，反向导管3连接反向接嘴120和反向接嘴1129，信号水管2连接信号接嘴121和信号接嘴1131，正向导管11连接正向接嘴124和正向接嘴1133。换向器6通过定位孔36使用连接螺栓7固定在喷管9上，换向拨叉13通过定位挡块8、定位螺栓10、六角螺母11安装在喷头喷管9上，换向拨叉13能够以定位螺栓10为圆心在一定范围内摆动。换向器6置于换向拨叉13前端分叉中间，换向拨叉13摆动时可推动换向铁板25，再推动换向阀芯27左右运动。限位环19两两圆心叠力口，安装在空心轴15上，档杆14固定于挡块17上，两挡杆14之间的距离可通过调整限位环19的位置进行调整，换向拨叉13的尾端位于两档杆14之间，喷头转动带动换向拨叉13转动，当换向拨叉13转动到档杆14的位置，喷头继续转动而换向拨叉13受到档杆14的阻档，反向作用力推动换向拨叉13,推动换向器6上的换向铁板25移动。有时由于换向拨叉13对换向铁板25的作用力较小，切换过程中会出现“中间状态”，即换向阀芯27不处于最左端的左极限或最右端的右极限位置，喷头无法正常工作，因此在换向器6的左右两端加上永久磁铁26，使换向阀芯27即将达到左或右极限位置时，通过永久磁铁26与换向铁板25的相互作用，使换向铁板25更加彻底迅速的贴近换向阀壳28的左或右端面，从而更加顺利的实现换向阀芯27上左右阀芯槽44、45与换向阀壳上正反向信号接嘴29、33之间的切换。工作过程为射流喷头开始转动时，射流元件5左右腔压力基本平衡，射流喷头处于直射状态。
正向步进时，右侧换向铁板25贴于换向阀壳28的右端，换向阀芯27位于左极限位置，右阀芯槽45两端分别位于信号接嘴1131与正向接嘴1133孔中心，信号接嘴1131与正向接嘴Π33得以连通，反向接嘴1129和信号接嘴1131之间的连通被切断，从射流元件5的信号接嘴121取到的信号水通过信号水管2流入换向器6上的信号接嘴1131，再通过阀芯槽45进入正向接嘴1133，信号流从正向接嘴1133流入正向导管4，先通过正向导管4上的正向补气孔32进行气水分离，再通过正向导管4送入射流元件5上的正向接嘴124，进入射流元件5右腔内。此时，信号水一部分加入主射流，一部分留在旋涡区，当旋涡区的水流积累到临界体积时，左右腔的压力差将主射流推向右侧附壁，右侧间隙23堵死，射流喷头正向步进。此时，主射流弯曲，信号接嘴121脱空，不再取到信号水，取到空气，左右腔形成最大压力，信号水管2中的信号水被迅速抽空，空气进入右腔，恢复直射状态，同时右侧间隙23被打开，如此反复实现正向步进。正向步进到某一角度，档杆14作用于换向拨叉13，在换向拨叉13和永久磁铁26的作用下使左侧换向铁板25贴于换向阀壳28的左端，使换向阀芯位于右极限位置，左阀芯 槽44两端分别位于信号接嘴1131与反向接嘴1129孔中心，信号接嘴1131与反向接嘴1129得以连通，正向接嘴1133和信号接嘴1131之间的连通被切断。信号水通过左阀芯槽44直接进入反向信号接嘴Π29到达射流元件5上的反向接嘴120，这一瞬间射流元件5的左右腔压力相当，射流喷头恢复直射状态。经过水流的积累，左侧的间隙22被堵死，右腔的压力大于左腔，主射流向左附壁，推动射流喷头反向步进，此时信号接嘴121脱空，不再取到信号水，而反向补气孔30补入空气,左右腔压力减小,喷头恢复直射状态,如此反复实现反向步进。反向步进至某一角度，由档杆14作用于换向拔叉13，再次回复正向步进状态。如此往复，从而实现射流喷头的正反步进。
权利要求
1.一种射流式喷头换向控制机构，应用于射流式喷头上，由换向器、限位装置、接嘴及导管四部分构成，其特征是换向器包括换向铁板(25)、永久磁铁(26)、换向阀芯(27)、换向阀壳(28)，限位装置包括换向拨叉(13)、限位环(19)、档杆(14)，接嘴包括信号接嘴1(21)和II (31)、正向接嘴1(24)和II (33)、反向接嘴1(20)和II (29)，导管包括信号水管(2)、反向导管(3)、正向导管(4)，反向导管⑶和正向导管⑷上分别开有反向补气孔(30)和正向补气孔(32);换向器、限位装置、接嘴及导管相互配合来完成喷头的正向和反向步进及切换，由限位装置控制换向器内换向阀芯(27)的位置以实现信号水流向的切换，并通过双向间隙盖板上的双向间隙以及正反向导管上的正反向补气孔进行补气和气水分离，实现射流喷头的运转以及双向步进。
2.根据权利要求I所述的射流式喷头换向控制机构，其特征是所述换向器采用活塞结构，换向阀芯(27)同轴安装于换向阀壳(28)上的阀芯孔(37)内，换向阀芯(27)两端通过螺钉安装换向铁板(25);换向阀芯(27)上对称开有左阀芯槽(44)和右阀芯槽(45)，换向阀芯(27)可在阀芯孔(20)内做左右往复运动；当右侧换向铁板(25)贴于换向阀壳(28)的右端时，换向阀芯(27)位于左极限位置，右阀芯槽45两端分别位于信号接嘴II (31)与正向接嘴11(33)孔中心，正向信号接嘴(41)和信号流接嘴(40)得以连通，反向接嘴孔(39)和信号流接嘴孔(40)之间的连通被切断；当左侧换向挡板(25)贴于换向阀壳(28)的左端时，换向阀芯(27)位于右极限位置，左阀芯槽44两端分别位于信号接嘴(11)31与反向接嘴11(29)孔中心，信号接嘴11(31)与反向接嘴11(29)得以连通，反向信号接嘴孔(39)和信号流接嘴(40)得以连通，正向接嘴孔(41)和信号流接嘴孔(40)之间的连通被切断。
3.根据权利要求I所述的射流式喷头换向控制机构，其特征是所述永久磁铁(26)安装于位于换向阀壳(28)左右两端的磁铁孔(38)内，并通过螺栓孔(42)使用螺栓(35)进行固定。
全文摘要
本发明属于一种流体控制设备，特指射流式喷头换向控制机构。本发明关键部分为换向控制机构，该换向控制机构主要由换向器、限位装置、接嘴、导管四部分构成。换向器、限位装置、接嘴及导管相互配合来完成喷头的正向和反向步进及切换，由限位装置控制换向器内换向阀芯的位置以实现信号水流向的切换，并通过双向间隙盖板上的双向间隙以及正反向导管上的正反向补气孔进行补气和气水分离，实现射流喷头的运转以及双向步进。射流式喷头换向控制机构可靠性较好，切换平稳，对转体冲击力小，使用寿命较长；能够实现正向与反向步进，使射流喷头水量分布更加均匀；使气液分离更加充分；在换向阀内置入永久磁铁，使切换更加稳定可靠。
文档编号B05B3/04GK102962149SQ20121047194
公开日2013年3月13日 申请日期2012年11月21日 优先权日2012年11月21日
发明者李红, 王超, 杨炎财, 陈超, 向清江, 涂琴 申请人:江苏大学