同轴液体压力调节器的制作方法

本发明涉及农业和工业应用的灌溉系统领域，尤其涉及一种液体压力调节器，特别设计用于安装在灌溉系统或类似系统中。在第二方面，本发明涉及一种操作上述液体压力调节器的方法。

背景技术：

1、农业和/或工业灌溉系统在本领域中是已知的，其包括连接到多个喷洒装置的液体供应管线，用于将这种液体的射流分配到待灌溉或冷却的土壤部分。

2、这些已知系统的一个要求是将基本恒定量的液体分配到给定的土壤部分，以近似均匀的方式灌溉或冷却土壤。

3、洒水装置可以是固定的，以便始终将液体分布在相同的土壤部分上，或者相对于供应管道是可移动的，以基本恒定的速度扫过给定的耕种表面。

4、几乎所有用于灌溉系统的洒水器都提供喷嘴选择，以使液体分配适应特定土壤或作物的需要。

5、然而，均匀的液体分布需要基本恒定的喷射压力，而不管安装到洒水器的喷嘴如何。

6、为此，连接到供应管线的压力调节器通常安装在喷嘴的上游，其中液体具有相对恒定的压力值，其根据用户选择的标称压力来设定。

7、典型的调节器具有其中带有固定阀座的外壳和可移动的管状阀构件，该阀构件具有适于与阀座相互作用以限定压力调节端口的入口边缘。

8、阀构件配备有环形隔膜，其与外壳一起限定液体调节室以移动阀构件并基于液体压力改变调节口，以保持该压力基本恒定。

9、us7048001公开了一种如上文所述的压力调节装置，阀座的轴线与入口和出口的轴线相互倾斜，以减少草或其他材料可能阻碍阀杆运动，从而导致压力突然下降的风险。

10、此外，阀座通过单个支柱连接到外壳以减少液体流动阻力。

11、这种已知调节器的一个缺点是灌溉液体中的杂质，例如草、土壤、沙子、碎屑等，可能在操作过程中积聚在调节室中，甚至可能阻碍阀体的运动。

12、这种已知调节器的另一个缺点是，由于轴线偏移，阀体被一侧的水流冲击，导致阀体进口侧的元件和密封件磨损更大，在调节器中出现漏水和调节故障。

13、本申请人的美国专利us10386867公开了一种压力调节装置，也如上文所述，其中出口处的液体流动在所有的操作条件下具有基本恒定的压力。

14、在这种调节器中，阀座的轴线是偏移的，但与阀门部件的轴线和外壳的末端配件的轴线平行。此外，阀座通过一对支柱连接到外壳上，因此阀座更坚固，更能抵抗作用于调节阀的压力变化。此外，调节器不需要复合材料和增强材料。

15、这种配置改善了沿外壳壁的液体流动条件，并降低了杂质可能滞留在液体中的风险。然而，结构的所有部分的横向偏移量增加了制造过程的复杂性和成本。

16、所有这些已知调节器的一个问题是，在灌溉系统的运行瞬变期间，尤其是在系统启动时，可能会发生水锤，这可能会导致调节器振动并损坏调节器和整个系统。

17、某些类型的调节器有时会使用密封件，这些密封件会形成加压液体的小旁路，以限制液体进入调节室，从而阻碍并几乎阻止调节室中的残留物自动排放到外部。

18、虽然这些调节装置比现有技术的已知装置具有简化的结构和更大的强度，但它们仍然暴露于振动和水锤，并且可以进一步改进。

19、技术问题

20、鉴于现有技术，本发明解决的技术问题是减少振动和水锤，简化灌溉液中任何沙子和碎屑的去除。

技术实现思路

1、本发明的目的是通过提供一种高效且相对具有成本效益的压力调节器来解决上述技术问题并避免上述缺点。

2、本发明的一个具体目的是提供一种压力调节器，其可以进一步降低振动和水锤现象发生的风险。

3、本发明的一个具体目的是提供一种压力调节器，其可以在所有使用条件下保持基本恒定的压力值。

4、本发明的一个具体目的是提供一种压力调节器，该压力调节器有助于在操作结束时排出和排放在调节室中堆积的任何土壤、沙子和碎屑。

5、本发明的一个具体目的是提供一种压力调节器，其与那些具有相同流体动力学特性的现有技术相比更具有相对简化的结构。

6、以下更清楚地表明，这些和其他目的通过如权利要求1所定义的液体压力调节装置来实现，该装置包括具有带有入口边缘的上游端的阀构件，具有适于与所述入口边缘相互作用以形成具有可变宽度的端口的阀座的阀体，弹性环形隔膜适于将所述阀构件连接到所述壳体以与其形成调节室；所述阀构件具有带有液体出口边缘的下游端，其配置为与所述液体出口部分相互作用，并由此形成与所述调节室连通的环形通道；所述环形通道与所述调节室相通，所述环形通道的宽度是可变的，随着所述阀构件的入口边缘向所述阀座移动而减小。

7、由于这种环形通道，由喷嘴或调节器下游的输送装置在出口部分产生的背压引导流向调节室的液体流被分层并通过摩擦保留在环形通道中，从而抑制液体进入调节室，避免任何突然的压力变化、振动和水锤。

8、在一个实施例中，阀构件的出口边缘具有带第一直径的第一外环形突起，并且壳体的出口部分具有带第二直径的第二内环形突起，该第二直径略大于第一直径，环形通道的宽度由所述内径和外径之差以及所述第一外环形突起相对于所述第二内环形突起的位置给出。

9、方便地，阀构件可在其入口边缘与阀座的最大距离处的最大打开位置和其入口边缘与阀座的最小距离处的最小打开位置之间移动，该最小距离始终不为零。

10、通过阀构件的这种移动，可以调整入口边缘和阀座之间的端口的尺寸，以在最大值和最小值之间调节液体的压力，而不会完全阻塞液体通道。这是因为调节器不是阀门，而是始终允许液体流动的压力调节器。

11、有利的是，当阀构件处于最大打开位置时，环形通道具有最大值，在该最大打开位置，第一外环形突起和第二内环形突起完全轴向偏移，以限定两者之间大约恒定的最大宽度的间隙。

12、此外，环形通道具有最小值，环形件处于最小打开位置，在该最小打开位置，第一环形突起和第二环形突起处于完全重叠的位置，以限定其间的最小宽度的间隙，这适于减少调节室内的液体流动，防止调节室内振动和水锤的发生。

13、在一个实施例中，壳体的出口部分具有较宽的区域，其具有限定调节室底部的环形横向表面。

14、方便地，调节室底面的环形横向表面向中心倾斜，以便将在调节室收集的液体中的任何沙子和杂质输送到出口，并便于将其排放到外部，特别是在调节器运行结束时，当阀构件被推到其最大打开位置时。

15、根据从属权利要求获得本发明的有利实施例。

技术特征：

1.一种同轴液体压力调节器，包括：

2.根据权利要求1所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述第一外环形突起(36)具有第一直径(d1)，所述第二内环形突起(37)具有略大于所述第一直径(d1)的第二直径(d2)，所述环形通道(35)具有由所述第一直径(d1)和第二直径(d2)之间的差值以及所述第一外环形突起(36)相对于所述第二内环形突起(37)的位置给定的宽度。

3.根据权利要求1所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述环形通道(35)具有所述入口边缘(18)在最大距离(wopen)的最大宽度(δopen)，并且其中第一外环形突起(36)和第二内环形突起(37)完全轴向偏移，以限定两者之间近似恒定的最大宽度的间隙。

4.根据权利要求1所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，在所述壳体(2)的所述入口部分(3)内部，其包括具有环形套环(25)的基本管状套筒(24)，所述套环具有用于轴向引导所述阀构件(15)的校准孔。

5.根据权利要求4所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述阀构件(15)在液体的出口边缘附近具有基本上径向的凸缘(22)，压缩弹簧(28)被插入在所述环形套环(25)与所述凸缘(22)之间，所述凸缘(22)外围环绕所述阀构件(15)以将后者偏置到下游。

6.根据权利要求5所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述环形膜片(29)具有夹在所述凸缘(22)上的内周部分(32)和夹在所述壳体(2)上的外周边缘(30)，以限定所述调节室(34)。

7.根据权利要求1所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述壳体(2)的所述出口部分具有带限定所述调节室(34)底部的环形横向表面(39)的较宽区域(38)。

8.根据权利要求7所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述环形横向表面(39)向中心倾斜，以便在调节器操作结束时且当阀构件15被弹簧28偏置到其最大打开位置时，将调节室(34)中收集的液体中的任何沙子和杂质运输和排放到外部。

9.根据上述一项或多项权利要求中所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述壳体(2)的入口部分(3)、阀座(14)、阀构件(15)和出口部分(4)彼此同轴。

10.根据上述一项或多项权利要求中所述的同轴液体压力调节器，其特征在于，所述壳体(2)的入口部分(3)、阀座(14)、阀构件(15)和出口部分(4)彼此成角度和/或横向偏移。

11.一种操作一项或多项权利要求中所述的同轴液体压力调节器的方法，后者包括具有入口部分(3)和出口部分(4)的壳体(2)，管状阀构件(15)滑动地容纳在壳体内，阀体(12)固定在所述壳体内并且具有配置成与阀构件(15)的入口边缘(18)相互作用的阀座(14)，调节室(34)由柔性环形薄膜(29)定义，阀构件(15)的出口边缘(19)适于与所述壳体(2)的出口部分(4)相互作用以形成与调节室(34)连通的环形通道(35)，其中该方法包括以下步骤：

技术总结
一种液体压力调节器，包括限定纵向轴线(L)的壳体(2)，其具有用于液体的入口部分(3)和出口部分(4)，基本管状的阀构件(15)具有入口边缘(18)且滑动地容纳在壳体(2)内，阀体(12)固定在壳体(2)内部，且具有适于与入口边缘(18)相互作用以形成可变宽度(W)的端口(21)的阀座(14)，弹性环形膜片(29)用于将阀构件(15)连接到壳体(2)并形成调节室(34)。阀构件(15)具有出口边缘(20)，其配置为与壳体(2)的出口部分(4)相互作用，并由此形成与调节室(34)连通的环形通道(35)。环形通道(35)的宽度(Δ)随着阀构件(15)的入口边缘(18)向阀座(14)移动而减小。出口部分(4)具有更宽的区域(35)，其横向表面(39)限定调节室(34)的底部，该调节室(35)的底部向中心倾斜，以方便向外部排放土壤、沙子和杂质。

技术研发人员：亚尔诺·德雷克塞尔
受保护的技术使用者：科米特奥地利有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15