[发明专利]压力补偿变截面异型喷头

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械，属于一种节水节能农业灌溉设备，特指压力补偿变截面异型喷头。

背景技术

农业用水灌溉过程中，用水效率不高，水资源浪费严重，使农业水资源缺乏进一步加剧，我国灌溉水利用系数在40％-50％之间，而发达国家的灌溉水利用率达到了70％-80％。大力发展节水灌溉是解决我国农业上用水短缺的根本出路，而喷灌技术是目前高效的节水技术之一。喷头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。

喷灌均匀性是喷头水力性能的重要指标，在喷嘴出口面积不变时，喷洒均匀性优劣与喷头工作压力直接相关。在一定压力范围内，喷洒均匀性和雾化性能指标随着压力的增大而提高。一般情况下，工作压力低于额定压力时，喷洒均匀性下降。压力下降较多时，会严重影响喷洒质量。在农业、工业等生产实践中，水泵机组会因供电电压、吸水高度等的变化使水泵运行工况不稳，导致供水压力波动，喷头喷洒均匀性大大降低。目前研制的变射程喷头，经常采用改变工作压力的方法改变射程，但同时也会导致喷洒均匀性下降。

发明内容

本发明目的是针对压力波动问题，采用改变出口截面的方法实现压力补偿，提高喷洒均匀性。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：压力补偿变截面异型喷头由旋转密封机构、流道、压力补偿机构、摇臂机构等四部分组成。本发明关键部分为压力补偿机构。压力补偿机构由异型喷嘴、连接件、密封件、挡水板、弹簧依次组合连接而成。其特征是：异型喷嘴流道截面上半部分为圆弧，下半部分为矩形。挡水板与弹簧在流道中呈一定角度倾斜安装，将水流的冲击力分解成向下分力和向前分力。压力变大时，挡水板与弹簧受力下移，喷嘴出口截面变大。压力变小时，挡水板与弹簧上移，喷嘴出口截面变小。

本发明的工作原理为：供水压力恒定时，水流对挡水板的作用力保持不变，挡水板位置保持不变；供水压力增大时，水流对挡水板的向下作用力变大，当向下作用力大于弹簧弹力时，弹簧压缩变形，挡水板向下移动，出口截面变大；供水压力变小时，向下分力变小，低于弹簧弹性力时，挡水板上移，相应出口截面变小。挡水板位移量与来流压力变化量成比例关系。

本发明有益效果是运行稳定可靠、喷洒均匀性能好，减少喷洒均匀性受工作压力波动的影响，相比传统的摇臂式喷头，结构简单、成本低、喷洒更加均匀稳定。

附图说明

图1为压力补偿机构示意图。

图2为压力补偿变截面异型喷头示意图。

图中，1.异型喷嘴，2.连接件，3.挡水板，4.弹簧，5.紧固件，6.旋转密封机构，7.流道，8.压力补偿机构，9.摇臂机构。

具体实施方式

压力补偿变截面异型喷头由旋转密封机构6、流道7、压力补偿机构8、摇臂机构9等四部分组成。关键部分为压力补偿机构8。图1所示的挡水板3依靠尾翼被紧固件5固定于喷嘴壁上所开槽内。挡水板3上焊一段铁丝用以固定弹簧4，并呈斜坡状固定在喷嘴流道内。图1所示弹簧4固定于一个中空的螺栓内，安装在喷头靠近出口处，弹簧4最上端固定挡水板3上，使弹簧4定位。水流作用力和弹簧4弹性力的合力使挡水板3上下移动，弹簧机构可以很好地控制挡水板3移动和复位。

工作过程为：弹簧4的变形量与来流压力大小成正比。水压稳定时，来流对挡水板3的作用力稳定，出口截面不变；水压增大，来流对挡水板3的作用力增大，超过弹簧4弹力，弹簧4压缩形，挡水板3向下移动，出口截面增大；水压变小，相应出口截面变小。