专利名称：特别适用于作为滴流灌溉喷射器的稳流节流器装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及稳定流量节流器装置。本发明特别适用于滴流灌溉喷射器，因此下面将针对这种应用进行说明。
滴流灌溉系统在灌溉植物方面获得了广泛的应用，因为它能将最少量的水直接供给到植物的根部区域。稳流喷射器也获得了广泛的应用，因为不论输入压力如何变化，它们都能产生相当均匀的输出，因此，滴流灌溉管路可以较长，并可用于不平坦的地带。
已经开发了许多技术用于稳流喷射器。某些技术包括随着输入压力的变化，改变迷宫的横截面，而另一些技术包括，随着输入压力的变化，改变控制腔或输出口的横截面积。另一种提出的技术，如在艾克斯泰恩(Eckstein)的美国专利5111996中所描述的那样，是随着输出压力的变化，改变迷宫的有效长度。
本发明的目的是要为稳流节流器装置，特别是为滴流灌溉喷射器提供一种新的结构，这种结构相对现有的结构有许多重要的优点，这将在下面更具体地说明。
根据本发明，提供了一种特别适合于作为滴流灌溉喷射器使用的稳流节流器装置，它包括一个壳体，该壳体有和压力液体源连接的输入孔，一个输出孔和一个连接输入孔和输出孔包括有第一和第二个相互对置的壁面的通道；这些壁面中的一个壁面可沿朝向和离开另一壁面的方向移动，它还包括许多在横向延伸，和沿纵向彼此之间隔开的隔板，第一和第二个壁面构成了向通过通道的液流施加阻力的流量节流器；隔板与通道壁一志构成了间隙，通过可移动的壁面的移动，这些间隙随着压力液体压力的变化，改变通过通道的液流阻力；这种装置的特征在于在从所述孔中的一个孔朝向另一孔的方向上，间隙的高度是逐渐增加的，这样随着压力液体压力的增加，间隙将顺序地关闭，从而不论压力液体的压力如何变化，都可保持流入和通过壳体输出孔的流量大体均匀。
可以看出，在本发明的稳流节流器装置中，随着输入压力的变化而调节由隔板构成的间隙，从而随着输入压力的变化，可以连续地和均匀地调节输出流量。这种稳流节流器装置可以提供相对较大的通道，因此可降低装置对堵塞的灵敏度。另外，因为即使在输入压力较低时，如在灌溉作业开始和终了阶段，所有隔板上都有流动作用，因此新结构在灌溉过程中，特别是在灌溉作业的开始和结束阶段，本质上能够自冲洗。
图1表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的一种形式的截面图；图2为更具体地表示图1的喷射器部件壳体结构的三维视图；图3a、3b和3c为沿着图1的3a、3b和3c线所取的截面图；图4为图1喷射器壳体的顶视平面图；图5为与图1视图相似的视图，但表示当承受高的输入压力时，喷射器的状况；图6、7和8为相应于图1、2和3a的视图，表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的另一种形式；图7a为与图7视图相似的视图，但表示隔板结构的改型；
图8a和8b为沿着图6的8a和8b线所取的截面图，而图8c和8d为与图8b相似的视图，但是处在壳体输入压力增大的条件下；图9a、9b和9c为与图1和图7的视图相似的视图，但表示相对于根据本发明设计的另一种喷射器的三种不同的条件；图10表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的又一种形式的纵截面图；图11只表示图10的喷射器部件的顶视平面图；图12和13为更具体地表示图10和图11的喷射器结构的放大的局部视图；图14表示根据本发明设计的另一种滴流灌溉喷射器的纵向截面图；图14a和14b为沿着图14的14a和14b线所取的纵截面图；图15为与图14视图相似的视图，但表示喷射器结构的改型；图16表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的再一种形式的截面图；图17为表示图16的喷射器中隔板结构的平面图；图18为与图16的视图相似的视图，但表示当承受高的输入压力时喷射器的状况；图19为与图16的视图相似的视图，但表示了一种修改方案；图20表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的再一种形式的截面图；图20a和20b为沿图20的20a和20b线所取的横截面图，但除去了外面的管子；图21和22为图20的喷射器壳体，在两个180°位置上，除去外部管子的平面图；图23表示根据本发明设计的滴流灌溉喷射器的再一种形式的截面图；图24、25和26为在三个不同的90°位置上的平面图，只表示图23的喷射器部件中的喷射器壳体；图25a、25b和25c分别为沿着图25的25a、25b和25c线所取的截面图；图27a、27b和27c分别表示在没有压力，低压和高压条件下，可调板的反向间隙设置的截面图；图28、29和30为在三个不同的90°位置上的平面图，只表示包括图27a～27c的隔板反向排列的喷射器部件中的喷射器壳体；图29a、29b和29c为沿着图29的29a-29a、29b-29b和29c-29c线所取的截面图。
附图的图1～5所示的滴流灌溉喷射器包括一个长条形的壳体20，它连接在供水管21的内表面上，管21上钻有输出孔22。喷射器壳体20作有一个与供水管21内部相通的输入孔23，和一个通过输出腔25与管路输出孔22相通的输出孔24。喷射器壳体20的外表面作成圆形，如26(图2)所示，以便与连接壳体20的管子21的内表面曲率一致。
壳体20的内表面作有一个腔27，它包括与构成腔27的一个侧面的壳体壁30作成一个整体的二组隔板28、29。腔27的相对一侧由弹性薄膜31构成，薄膜固定在围绕腔27的突出部分32a、32b、32c和32d上。
于是，可以看出，壳体20的壁30和弹性薄膜31在输入孔23和输出孔24之间形成一个通道，这个通道包括二个迷宫一个是由隔板28在壁30与薄膜31之间形成的迷宫33，而另一个是由隔板29在壁30与薄膜31之间形成的迷宫34。
隔板28厚度是相同的，它延伸在壁30和薄膜31之间的整个空间内。隔板29的厚度是均匀减小的，它向着输出口24的方向逐渐减小，如图1和图2中隔板29a～29n所示；因此，这些隔板相对于薄膜31形成了向着输出口24方向高度逐渐增加的间隙，如图1的间隙35a～35n所示。
又如图1所示，隔板28所占据的壳体壁30的部分30a距离薄膜31的距离比隔板29所占据的壳体壁部分30b距薄膜31的距离大，这二个壳体部分由台阶30c连接。
可以理解，有许多喷射器部件，它们每一个都包括互相连接在一起的壳体20和薄膜31，以构成在输入孔23和输出孔24之间的二个迷宫33和34，这些喷射器部件都沿着供水管21的长度，以一定间隔隔开连接到供水管21的内表面上，供水管带有排放孔22，与每一个喷射器部件的输出腔25相通。
图1～5所示的喷射器是按下述方式动作的当管21内的供水压力低时，薄膜31处在图1所示的位置。在这个位置处，薄膜接触隔板28的外表面，而不接触隔板29的外表面，这样邻近输入孔23的迷宫33的隔板28对限制水流是完全有效的。然而，在迷宫34中的隔板29对限制水流只是部分地有效，因为它们的间隙35a～35n会大大减小通过这个迷宫部分的水流阻力。
当管内的压力增加时，薄膜31将朝着壳体壁面部分30b的方向挠曲，如图5所示。开始的挠曲将使薄膜只接触最左边的即邻近台阶30c的隔板29a的外表面。这样，当薄膜31接触隔板29a时，隔板对增加水流的阻力是完全有效的，但所有朝着输出孔24的下游的隔板仍只是部分有效，因此对水流的节流作用仅增加很少。但是，当管21内的压力增大时，薄膜31将越来越多地朝向壁面部分30b挠曲，关闭越来越多的在30b与隔板29的外表面之间的间隙，因此使这些下游的隔板对限流水流越来越有效。
在输入迷宫33中壁面部分30a与薄膜31之间的较大距离间隔保证当水流第一次流入壳体输入孔23时，流量减少相对较小，这样输入流量可以很快地达到调节的数值。当达到调节数值时，随着输入压力增加，薄膜31开始挠曲，依次关闭在输出迷宫34中，薄膜与隔板29之间的间隙，因此可以在输入压力增加的情况下，保持输出流量相对恒定。
图1～5所示的结构，甚至在高压条件下都可使滴流灌溉喷射器有较大的通道，因此减少了喷射器被灌溉水中的颗粒堵塞的灵敏度。在通道被大的颗粒堵塞的情况下，在颗粒的入口侧压力会上升，直至薄膜31变形，把颗粒松开，并通过输出孔24和22将颗粒冲出，输出孔24和22可以作得很大。随着输入压力增加，间隙35a～35n中每一个间隙的关闭，会使对通过迷宫部分34的有效流动阻力作微小的变化，这些阻力是由间隙关闭的隔板，以及所有下游的其他隔板产生的，因此可使输出流量得到相当平稳和均匀的调节。另外，直至在很低压力的条件下，这时迷宫34对水流的节流阻力非常小，所有在这个迷宫内的空间仍然与通向输出孔24的水流相通，因此在水灌溉作业的开始和结束阶段对两个迷宫进行自冲洗，这样可使这些通道较清洁。
图6～8表示的结构与图1～5的结构相似，只有一点例外，即在迷宫34的隔板29所占据的腔的长度上，腔27相对侧面上的突出部分32a、32c中的每一个突出部分都作有一个倾斜表面。这样，表面40构成了靠近其各自突出部分32a(或32c)的一个外棱边40a，和靠近腔27的内棱边40b。布置方式是这样的，开始时在腔相对侧面上的倾斜表面40的外棱边40a之间的整个薄膜31向着隔板29的方向移动，直至薄膜接触倾斜表面40为止，在此之后，只有二个倾斜表面的内棱边40b之间的一部分薄膜向着隔板29方向移动，具有最小间隙的隔板29的外棱边，即最靠近壁面30的台阶30c的隔板29a位于靠近腔27的倾斜表面40的内棱边40b处。
图6～8所示的结构的动作更具体地表示在图8a～8d中。在开始或低压条件下，薄膜31处于图8a和8b所示的位置，图8a表示薄膜与输入迷宫33的隔板28直接接触，而图8b表示薄膜31与输出迷宫34中的隔板29的外棱边相隔一个间隙35。
当加压水第一次流入壳体输入孔23时，图6-8所示的结构对水流阻力很小，这样，输出流量很快达到要稳定的数值，此后可以调节，以保持在输入压力增加的情况下，输出流量相对恒定。这是因为首先，薄膜在倾斜表面40(图8c)的外棱边40a之间的整个表面上挠曲，这样对水流的阻力小，但是一旦当薄膜和倾斜表面40的内棱边40b接触时，只有这些棱边40b之间的一部分薄膜会变形进入腔27(图8d)，从而在较大的压力下产生了较小的挠曲。倾斜表面40最好设计成在输入压力为0.2至1.0大气压，最好为大约0.5大气压下，得到所需要的调节流量，这样可以用较低的管路压力供给滴流灌溉喷射器。
图7a表示的结构与图7的结构相似，只有一点除外，即面向可移动壁面(弹性薄膜31)的许多隔板29中的每一个隔板的表面均朝向其内部尖端向内倾斜，如29’处所示。这可以改善在间隙依次关闭过程中弹性薄膜与隔板29表面的接触。
图9a～9c表示的结构也包括有许多不可调节的隔板128和可调节的隔板，只有一点例外，即在这种情况下，可调节隔板129的厚度都是一样的，但是其上作有可调节隔板的壳体壁面部分130b，在壳体输出孔124的方向上相对于薄膜131是偏离的，这样，它们相对薄膜131也形成间隙135，间隙135在向着壳体输出孔124的方向，在长度方向上是逐渐增大的。
图10-13表示一个滴流灌溉装置，其中喷射器壳体220为用弹性材料构成的圆筒形，它连接或压在供水管221的内表面上。此壳体有与供水管内部相通的输入孔223，和与贯通供水管的输出孔222相通的输出腔224。在圆筒形壳体220的外表面上作有靠近输入孔223的隔板228，和靠近输出孔224的隔板229。隔板228的厚度相等，并延伸跨过管221的内表面与圆筒形喷射器部件220的外表面之间的整个空间，与管221的内表面一起形成了一个有固定流动阻力的迷宫233。隔板229的厚度在向着输出孔224的方向是逐渐减小的，因此，形成了一个在输出孔方向上高度逐渐增加的间隙235，它构成了一个流动阻力随输入压力而变的迷宫234。作在橡胶圆筒形壳体220外表面上的隔板229，随着压力的增大，向着管221的内表面方向移动，因此，随着压力的增加，它依次关闭这些隔板与壳体壁面之间的间隙235。
图14表示的结构与图10-13的结构相似，只有一点例外，即喷射器壳体320是由刚性材料制成，并且与弹性薄膜331一起，在与输入压力相通的输入孔323与输出之间形成迷宫，输出包括一个径向延伸的管324a和一个与供水管321中的二个输出孔322相通的环形腔324b。在这个结构中，隔板328的厚度是相等的，它构成一个具有固定流动阻力的迷宫333，而隔板329厚度是逐渐减小的，它构成了一个在输出324方向上，高度逐渐增大的间隙335，因此它就组成了一个其流动阻力随压力而变的迷宫334。
图15表示的结构与图14的结构相似，只有一点例外，即弹性薄膜431是设置在圆筒形壳体420的内表面上，而不是如图14那样，设在其外表面上。相应地，在图15所示的结构中，圆筒形壳体420的内表面上有形成固定阻力迷宫433的隔板428，也有形成阻力随压力而变的迷宫434的隔板429。
图16-18表示一种体现为钮扣形式喷射器的发明，其中壳体520由包括乳头形接头状的输入孔523的第一部分520a和包括输出孔524的第二部分520b组成。零件520b在其内表面上作有凹坑，它限定了与输入孔523相通的大隔板528，和与输出孔524相通的较小隔板529。两个零件夹紧在一起，在它们之间有一弹性薄膜531，这样，薄膜与隔板528一起形成了迷宫533，同时又与隔板529一起，形成了迷宫534。如在其他实施例中一样，隔板528的厚度是相等的，并且横跨壳体零件520b与薄膜531之间的整个空间，因此迷宫533提供了在输入孔523与输出孔524之间的一个固定的流动阻力。然而，隔板529的厚度是逐渐减小的，这样，它与薄膜531一起构成了在向着输出孔524方向上高度逐渐增加的间隙535，从而也构成了在输入孔523和输出孔524之间的，具有随压力而变的水流阻力的迷宫534。
图19表示图16-18的喷射器结构的变型，其中流动阻力随压力而变的隔板529’设置在零件520b’的平面上，而固定流动阻力的隔板528'设置在零件520b'的圆周表面上。
图20-22表示又一个喷射器，一般来说它与图15的喷射器相似。它也包括一个由刚性材料制成，固定在供水管621内的圆筒形壳体620，它与弹性薄膜631一起构成了在与输入压力相通的输入孔623与和二个环形腔624a、624b相通的输入孔622对准。弹性薄膜631由一内部的塑料罩632固定在圆筒形壳体620的内表面上。塑料罩632在每一侧有三个突出部633，用于关闭安放薄膜631的壳体620中的空腔，罩632不使空腔密封，因此薄膜631的内表面受到管621内的压力作用。
壳体620还带有许多通过它的窄槽634，它将壳体620的外表面和薄膜631与管621内的水压连通。薄膜631的那个表面与流量调节隔板629一起，随着管621内水压的增加，顺序地关闭由这些隔板构成的间隙635。在圆筒形壳体620的外表面上设置有不可调节的隔板628(图22)，它与管621的内表面一起，形成一条从输入口623至流量调节隔板629的固定流动阻力的流动通道。槽634比较窄，这样它也可用作过滤通道，可以阻止水中的任何固体颗粒通过圆筒形壳体620的外表面达到薄膜631。
管621内的水，通过槽634与壳体620的外表面连通，并首先通过由不可调节隔板628组成的迷宫，穿过输入孔623流至圆筒形壳体620内表面上的流量调节隔板629，再穿过孔624，流到壳体620的外表面，流入在壳体两侧的一对环形腔624a、624b，并最后通过管621中的输出孔622。在水流动通过流量调节隔板629的迷宫过程中，由这些隔板与薄膜631的外表面组成的间隙635将按照前述的方法依次关闭，从而保持通过壳体输出口624和通过管子输出孔622的流量大体均匀。
图23-26所示的喷射器结构与图20-22所示的结构相似，只有一点例外，即圆筒形壳体的外表面带有分别用728(图24)和729(图25)标记的二组隔板。隔板729用弹性薄膜731覆盖，薄膜由外罩732固定在给定位置上。圆筒形壳体还带有许多窄槽734，它将水从壳体内部引导至其外表面，再导至不可调节隔板728。水再从那里通过贯通孔723流至流量调节隔板729和薄膜731的内表面。然后水再通过输出孔724回流至壳体720的外表面，至壳体两侧上的环形凹坑724a、724b，凹坑724a、724b分别与管721中的输出孔722对齐。
图27a-27c和28-30表示进一步的变化，其中标号为835、由流量调节隔板829和薄膜831构成的间隙是反向布置的，即在从壳体输入孔823向着壳体输出孔824的方向上，间隙的高度是逐渐增大的(与图23-26的布置相反)。随着管820内水压力的增大，间隙也依次关闭，从而可保持流入和通过壳体输出孔824的流量基本均匀。
图27a表示当壳体内的水没有压力时，薄膜831的位置，图中可看出，隔板829与薄膜831之间的间隙835，在靠近这个迷宫的输入口823处的高度是最大的，其高度在朝向输出孔824的方向逐渐减小。图27b表示壳体820内的水处在低压下的条件，从图中可看出，靠近输出孔824的间隙开始关闭；图27c表示壳体内的水处在高压下的条件，从图中可看出，从壳体输出孔朝向壳体输入孔方向，薄膜831顺序关闭更多的间隙。
图23-30所示的布置有许多重要的优点。
这样，由在壳体720(图23-26)外表面上的隔板729构成的流量调节迷宫的形成提供了一个可用于槽(734、834)和固定迷宫元件728、828的更大的壳体表面积；此外，它可更牢固地将薄膜731、831保持在流量调节隔板729、829之上的位置。图27a～27c所示的、由流量调节隔板829构成的间隙的反向布置使得有可能在较低的管路压力下使用喷射器，可以随着水压的变化进行自调节，并且在堵塞时能更好地进行清洗。当使用这种反向间隙布置时，可以通过改变由不可调节隔板(828)产生的固定阻力，将流量重新设定至一新值，同时，在管路压力变化时，流量可保持相对恒定。
权利要求
1.一种特别适合用作滴流灌溉喷射器的稳流节流器装置包括一个壳体，它具有与压力液体源相连接的输入孔、输出孔和把输入孔和输出孔连接起来包括第一和第二对置的壁面的通道；所述壁面中的一个壁面可以在朝着和离开另一壁面的方向移动；装置还包括许多横向延伸，并且纵向彼此之间隔开的隔板，所述第一和第二壁面形成了给通过所述通道的液流施加阻力的流量节流器；所述隔板与所述通道壁面构成间隙，随着加压液体压力的变化，通过所述可移动壁面的移动，间隙可以改变通过所述通道的液流阻力；其特征在于所述间隙的高度在从所述孔中的一个孔向着所述孔中的另一个孔的方向上是逐渐增加的，这样，随着压力液体压力的增大，间隙依次被关闭，从而不论压力液体的压力如何变化，可保持流入和通过壳体输出孔的流量大体均匀。
2.根据权利要求1的装置，其特征在于所述间隙的高度，在从所述壳体输入孔向着所述壳体输出孔的方向上是逐渐增大的。
3.根据权利要求1的装置，其特征在于所述间隙的高度，在从所述壳体输出孔向着所述壳体输入孔的方向上是逐渐增大的。
4.根据权利要求1～3的任何一项的装置，其特征在于所述可移动的壁面为弹性薄膜。
5.根据权利要求4的装置，其特征在于所述壳体有一个被所述隔板占据的纵向延伸的腔，所述弹性薄膜沿着其相对的棱边固定在所述腔的相对侧面上，这样，薄膜的中间部分放在所述隔板之上，并且相对于隔板形成所述的间隙。
6.根据权利要求4的装置，其特征在于形成所述可移动壁面的所述隔板中的每一个隔板的表面都是朝着其内尖端向内倾斜的，从而改善了所述弹性薄膜与所述隔板的接触。
7.根据权利要求4的装置，其特征在于许多所述的壳体，以一定的间隔隔开固定在供水管内，供水管具有许多以一定间隔分隔开的、和所述壳体的输出孔相通的排出孔；所述壳体中的每一个壳体均为圆筒形，并在其外表面上设置有所述隔板；所述壳体的每一壳体的所述弹性薄膜固定在所述隔板的外表面上。
8.根据权利要求1的装置，其特征在于所述的许多隔板构成第一个迷宫；所述通道包括由另外许多个横向分布，纵向彼此间隔开的隔板构成的第二个迷宫，和所述第一和第二通道壁；所述第二个迷宫位于所述第一个迷宫的输入侧，所述第二个迷宫的隔板完全横跨所述第一和第二通道壁，这样，由所述第二个迷宫造成的对液流的阻力不会受压力液体压力变化的影响。
9.根据权利要求1的装置，其特征在于所述壳体包括带有所述输入孔，并安放在管子的孔中的第一零件，和带有所述输出孔并与所述第一个零件连接一起的第二零件；所述零件中的一个零件作有凹坑，当第一零件和第二零件连接在一起时，这些凹坑在所述第一零件与所述第二零件之间限定所述的隔板；所述可移动的壁面包括一个放置在所述第一和所述第二零件之间的弹性薄膜，它与所述隔板一起，形成所述通道壁的至少一部分，所述通道壁相对所述隔板形成所述间隙。
10.根据权利要求9的装置，其特征在于所述第一零件上设置有许多流动阻力随压力而变的所述隔板，同时还在所述输入孔与前面首先提到的许多隔板之间设有流动阻力固定的另外许多隔板；所述首先提到的许多隔板设在与所述第二零件接触的所述第一零件的圆周表面上。
全文摘要
一种特别适用于作为滴流灌溉喷射器的稳流节流器装置包括一个具有流量节流通道的壳体，通道内有隔板，它们与通道壁一起形成间隙，通过弹性薄膜式的可移动壁的移动，这些间隙随压力液体压力的变化，改变通过通道的液流阻力。间隙的高度在以一个开口向另一个开口的方向上，逐渐增加，这样，随着压力液体压力的增加，间隙顺序关闭，从而不论压力液体压力如何变化，都可保持流入和流过壳体输出口的流量大体均匀。
文档编号B05B1/02GK1102939SQ9410802
公开日1995年5月31日 申请日期1994年7月29日 优先权日1993年7月30日
发明者阿米尔·科恩 申请人:阿米尔·科恩