專利名稱：用于回轉(zhuǎn)噴水器的水流量控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于將灌溉水分配到作物、草地區(qū)域之類的裝置，具體涉及裝有回轉(zhuǎn)噴水頭的裝置。
背景技術(shù)：
-現(xiàn)有技術(shù)描述已經(jīng)知道，現(xiàn)有的水分配裝置是基于一回轉(zhuǎn)噴水頭，其轉(zhuǎn)動由通過該回轉(zhuǎn)噴水頭的壓力水的內(nèi)能產(chǎn)生。大多數(shù)這種現(xiàn)有技術(shù)裝置的水分配圖形在根本上限于一個以噴水頭為圓心、以一個或多個從其小孔噴出水流的射程為半徑的圓。然而，采用這種裝置來對一非圓形區(qū)域灌溉時必然使噴水區(qū)域重疊和對不需要噴水的區(qū)域進行噴灑。
已對這些裝置提出了一些改型，這些改型可將灌溉區(qū)域由圓形改變?yōu)橐徽叫位蛞婚L方形，甚至一任意形狀。
這些裝置由于其性能差、成本高、工作不可靠或這些因素的綜合而未取得商業(yè)方面的成功。
在1975年5月20日授予Michael L.King的美國專利3,884,416中描述的一種現(xiàn)有技術(shù)裝置是通過一具有長方形通道的小孔板和一具有長方形配流口的配流口板來產(chǎn)生一所需灌溉圖形。水的徑向射程根據(jù)徑向偏置的配流口之間的相互重疊而變化。這種方法的主要缺點在于改變水流量所需的配流口尺寸小。小孔容易被顆粒堵塞，從而需要經(jīng)常卸下和清洗。另一缺點是為獲得一恒定的角速度需要一可調(diào)節(jié)的裝置。每次改變水壓時必須進行這種調(diào)節(jié)。
在1989年4月11日授予Glenn I.Beal的美國專利4,819,875中描述的另一種現(xiàn)有技術(shù)裝置是通過一按照噴水器相對于殼體的回轉(zhuǎn)位置控制至噴水器的水流量的節(jié)流裝置產(chǎn)生一不規(guī)則噴水圖形。并不試圖將噴水器的角速度控制為恒定。
以上兩種現(xiàn)有技術(shù)均允許供水壓力迫使噴水器相對于其墊圈回轉(zhuǎn)而產(chǎn)生一很大的回轉(zhuǎn)摩擦力。當(dāng)流量因背壓增加而受到限制時這種力更大。這使得用傳統(tǒng)的沖擊式噴水器幾乎不可能實現(xiàn)一恒定的角速度。
所有已知裝置均存在以下一些缺點(a)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造成本昂貴；
(b)如果水流不是直線通過，則當(dāng)小孔阻塞時會使工作不可靠，從而需要卸下和清洗；(c)角速度不恒定，引起水分配不均勻；(d)標(biāo)準(zhǔn)的沖擊式噴水器需作改型以實現(xiàn)所需結(jié)果。
發(fā)明目的及優(yōu)點與現(xiàn)有技術(shù)不同，本發(fā)明提供一種用于一可回轉(zhuǎn)噴水器的流體流量調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器采用由一獨特圖形限定的一直線通過流量可變小孔。本發(fā)明還提供在很寬的水壓范圍內(nèi)對水進行均勻分配的自調(diào)的恒定角速度。本發(fā)明還提供簡化的制造和結(jié)構(gòu)。
相應(yīng)地，本發(fā)明的目的及優(yōu)點為(a)提供對通過一直通設(shè)計的可變小孔的流量進行調(diào)節(jié)的裝置。
(b)在此裝置中提供其結(jié)構(gòu)特點可以在很寬的水壓范圍內(nèi)保持恒定的角速度以實現(xiàn)均勻的分配。
(c)在此裝置中提供其結(jié)構(gòu)特點可保證工作可靠和維修容易。
(d)在此裝置中提供其結(jié)構(gòu)特點可保證其制造成本為最低。
(e)提供一種可以制造任何標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)式噴水器以便按照一不規(guī)則圖形對水進行分配的設(shè)計。
本發(fā)明的進一步的目的和優(yōu)點將通過附圖和以下的描述而變得十分清楚。
附圖簡單說明

圖1為一灌溉水分配裝置的側(cè)視圖。
圖2為本發(fā)明較佳實施例的一分解立體圖。
圖3為本發(fā)明較佳實施例的一垂直剖面圖。
圖4為小孔和配流口圖形的一細節(jié)圖，對于一正方形供水圖形，相互轉(zhuǎn)動45度，提供水通道用最小開口。
圖5為小孔和配流口圖形徑向?qū)?zhǔn)的一細節(jié)圖，提供水通道用最大開口。
較佳實施例參照附圖，特別是圖1-3，其中示出了一按照本發(fā)明設(shè)計的具有一簡單的水流量/壓力調(diào)節(jié)器閥的灌溉圖形接頭或流量調(diào)節(jié)器10，該調(diào)節(jié)器閥通常包括一閥體或水通道部11、一可回轉(zhuǎn)配流口件12、一固定套筒13和一墊圈14。該接頭的組成零件可由例如任何合適的金屬、陶瓷、塑料或它們的組合制成。
水通道11包括一具有一圓柱表面15的通常為圓柱形的立管或管件。水通道11的上端和下端分別具有內(nèi)管螺紋17和外管螺紋16，以便將水通道11分別與一回轉(zhuǎn)噴水頭50和一水管例如一立管管道(未示)連接。整體的六角平面18可被提供來便于將管道的陰螺紋端與水通道11的陽螺紋下端連接。
水通道11的上端設(shè)置有適于接受配流口件12、固定套筒13和墊圈14的內(nèi)孔19和20。內(nèi)孔20的直徑大于一增大的配流口件端部34和一墊圈壁42的外徑，并允許配流口件12和墊圈14自由旋轉(zhuǎn)?？?9的直徑通過壓配容置一固定套筒壁38。也可采用其他適當(dāng)方式例如螺紋對固定套筒13進行固定。固定套筒13被壓入孔19內(nèi)。使一套筒平面37靠在水通道11的一凸出部21上。
水通道11的下端包括一引至一小孔23的流線通道22。一小孔圖形24從一小孔平面25向流線通道22的入口延伸。
可回轉(zhuǎn)配流口件12具有一增大的端部34和一帶有連接凸耳31的軸30。軸30的外徑分別小于固定套筒13的內(nèi)孔36和墊圈14的內(nèi)孔39，并允許配流口件12自由旋轉(zhuǎn)。配流口件12在增大的端部34的一配流口平面29中包含一配流口圖形28。配流口圖形28延伸到一流線通道33內(nèi)。連接凸耳31設(shè)置在軸30的端部，并與一回轉(zhuǎn)噴水器軸51連接。也可采用其他適于將配流口件12與回轉(zhuǎn)噴水器軸51連接的結(jié)構(gòu)。
固定套筒13便于將可回轉(zhuǎn)配流口件12在水通道體11中定位。一增大的端部平面35與一墊圈下平面41接合。一墊圈上平面40與固定套筒平面37接合。固定套筒13被緩緩壓入就位，并將墊圈14和配流口件12固定在水通道體1 1中。配流口平面29和一小孔平面25為相互緊密接觸。配流口件12可以無軸向竄動地轉(zhuǎn)動。
通過螺紋17可容易地將流量調(diào)節(jié)器10與回轉(zhuǎn)噴水器頭部50的一陽接頭52連接。
回轉(zhuǎn)噴水器頭部50包括一噴頭或噴嘴53，用于對通過軸51的孔57進入該頭部的內(nèi)部通道的水進行分配。軸51相對于一抵靠在接頭52上的墊圈56轉(zhuǎn)動。壓力水從噴嘴53噴出時，它沖擊一懸臂54使它朝離開框架件58方向偏轉(zhuǎn)，從而將彈簧55上緊。這樣產(chǎn)生的彈簧張緊力將臂54壓向框架件58，在那里水射流再次將臂向外推。不斷地重復(fù)該振蕩運動，藉以利用水噴射壓力向噴水器頭部提供回轉(zhuǎn)運動。
回轉(zhuǎn)噴水器頭部50為與現(xiàn)有技術(shù)沖擊驅(qū)動噴水器相似的傳統(tǒng)設(shè)計，該噴水器的灌溉圖形是一由從噴嘴53噴出水的半徑限定的圓。這種類型的噴水器可具有一可選擇操作的可以進行部分圓或整圓灌溉的反向機構(gòu)。操作通過與回轉(zhuǎn)噴水器頭部50(示出于圖1)連接并由傳統(tǒng)裝置(未示)垂直支承的流量調(diào)節(jié)器10，水在壓力下從管道(未示)向上流入流線通道22的入口。水通過小孔23和配流口27繼續(xù)向上流入流線通道33，通過孔57流入噴水器頭部50，在那里從噴嘴53噴出。如上所述，水噴射引起噴水器頭部50轉(zhuǎn)動，而這又引起配流口件12的轉(zhuǎn)動。
流線通道22的入口處的液壓壓力使水通過通道22流入小孔圖形24。當(dāng)流線通道22受到阻礙時，即迫使水在進入小孔圖形24時加速。由圖形結(jié)構(gòu)(圖5)產(chǎn)生的通道26的作用是使流動呈直線狀以保證向小孔23的平滑轉(zhuǎn)移。較高的水速決定了在小孔23處較低的壓力。
圖5示出小孔圖形24的一四角星或等凹八角形設(shè)計。小孔圖形24的總橫截區(qū)域等于或大于噴嘴53的橫截區(qū)域，從而允許最大流量通過噴嘴53。配流口圖形28在設(shè)計上與小孔圖形24相同。因此當(dāng)小孔圖形24與配流口圖形28成角度對準(zhǔn)時(圖5)即出現(xiàn)通過小孔23和配流口27的最大流量。而當(dāng)小孔圖形24與配流口圖形28相互轉(zhuǎn)動45度時出現(xiàn)最小流量。圖4即示出這種情況。最小流動橫截區(qū)域大約為噴嘴53橫截區(qū)域的50％。流動通道區(qū)域的變動在小孔圖形24與配流口圖形28的四個等間隔角度位置處從最小到最大，從而形成一正方形灌溉圖形。
一重疊區(qū)域45由配流口平面29產(chǎn)生。在該完全限制位置(圖4)，水流在四處(重疊區(qū)域45)遇一平壁。該流動的突然變化產(chǎn)生對于配流口件12的向上壓力，并被傳遞到墊圈14上。由于水速高，從而壓力小。
當(dāng)水通過該被限制區(qū)域(圖4)流動時，它在進入配流口圖形28的橫截面積方面遇到一突然變化。這就產(chǎn)生一種紊流傾向。通道32的作用是使流動成直線狀并減少這種紊流影響。流線通道33進一步減少這種紊流。水從流線通道33流出并進入軸51內(nèi)。
配流口件12通過連接凸耳31與軸51的連接不產(chǎn)生對于軸51的軸向力。水通過孔57流入頭部50到達噴嘴53，并被噴灑到需灌溉的土地上。
在一如圖1實施例所示類型的、在一如上所述調(diào)節(jié)器裝置上安裝有一11/64英寸噴嘴的、沖擊驅(qū)動噴水器的試驗中，已發(fā)現(xiàn)從立管以所述壓力將水供給調(diào)節(jié)器裝置時，得到離噴水器的大致最大和最小距離和流量如下

結(jié)論及范圍因此可以看到，通過采用本發(fā)明的流體流量調(diào)節(jié)器10，可對一回轉(zhuǎn)噴水器50進行控制，以便以一恒定的角速度對一正方形表面區(qū)域進行灌溉，并具有適當(dāng)?shù)牧髁亢途嚯x，以保證均勻分配。而且，該流體流量調(diào)節(jié)器10以一可靠有效方式工作，并可控制實際上具有一水通道體和一入口的任何類型的回轉(zhuǎn)噴水器裝置的相當(dāng)廣闊的范圍，該水通道體適合于繞一軸線回轉(zhuǎn)，通過該入口從一預(yù)選指定的水源接受水，該入口并與該水通道體一起繞該軸線回轉(zhuǎn)。
熟悉本領(lǐng)域的人員可以對上述本發(fā)明作出種種改型和改進，因此，本發(fā)明除所附權(quán)利要求外并無限定。
權(quán)利要求書按照條約第19條的修改1.一種易于裝在一回轉(zhuǎn)噴水器與一流體管道之間、用于調(diào)節(jié)至該噴水器的流量和壓力的流體流量調(diào)節(jié)器，它包括(a)一具有引至帶一四角星設(shè)計的一直線通過流動小孔的一流線通道的水通道體，所述水通道體可與所述噴水器和所述管道的一各自的流動配流口件連接；(b)一安裝在所述水通道體上的可回轉(zhuǎn)的配流口件，該水通道體具有一帶四角星設(shè)計的直線通過流動配流口，該配流口件的中心在回轉(zhuǎn)軸線上，并與所述直線通過流動小孔連通，通到一流線通道，所述可回轉(zhuǎn)配流口件具有與所述噴水器回轉(zhuǎn)連接的裝置；(c)一安裝在所述水通道體中、具有一內(nèi)孔直徑以容置所述可回轉(zhuǎn)配流口件并因此而允許所述配流口件轉(zhuǎn)動的固定套筒；(d)一在所述可回轉(zhuǎn)配流口件與所述固定套筒之間的密封裝置。
4.一種裝在一回轉(zhuǎn)噴水器與一流體管道之間以調(diào)節(jié)在該噴水器處的流體流量和壓力的流體流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器包括一具有一上端和一下端的水通道體，所述水通道體包括一從所述上端在其內(nèi)延伸的孔，所述水通道體包括一從所述下端延伸并在一小孔中在所述孔處結(jié)束的體通道，所述體通道包括從所述小孔縱向延伸的內(nèi)部成錐度的體凸起，所述體凸起限定所述小孔；一可回轉(zhuǎn)地安裝在所述孔內(nèi)的配流口件，所述配流口件包括一配流口通道，藉以與體通道流體連通；所述配流口通道從一與所述小孔對準(zhǔn)的配流口處開始，所述配流口通道包括從所述配流口縱向延伸的內(nèi)部配流口凸起，所述配流口凸起限定所述配流口；從而所述配流口件的回轉(zhuǎn)改變所述小孔和所述配流口的角度對準(zhǔn)，從而通過所述流量調(diào)節(jié)器產(chǎn)生流體流量的周期性限制。
5.如權(quán)利要求4所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述小孔和所述配流口具有相同的形狀。
6.如權(quán)利要求4所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述小孔和所述配流口具有四角星結(jié)構(gòu)。
7.如權(quán)利要求4所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述體凸起成約8度錐度。
8.如權(quán)利要求4所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述配流口件包括用于將所述配流口件與一回轉(zhuǎn)噴水器轉(zhuǎn)動連接的連接裝置。
9.如權(quán)利要求8所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述連接裝置包括從所述配流口件延伸的連接凸耳。
10.如權(quán)利要求8所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，還包括用于將所述配流口件在所述水通道體內(nèi)軸向固定、藉以將流體流動對于所述配流口圖形的軸向力傳遞到所述水通道體、從而防止將軸向力從所述配流口件傳遞到所述回轉(zhuǎn)噴水器的固定裝置。
11.如權(quán)利要求10所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述固定裝置包括一圍繞所述配流口件安裝在所述水通道體內(nèi)的固定套筒。
12.一種裝在一回轉(zhuǎn)噴水器與一流體管道之間以調(diào)節(jié)在該噴水器處的流體流量和壓力的流體流量調(diào)節(jié)器，所述流量調(diào)節(jié)器包括一具有一上端和一下端的水通道體，所述水通道體包括一從所述上端在其內(nèi)延伸的孔，所述水通道體包括一從所述下端延伸并在一小孔中在所述孔處結(jié)束的體通道；一與一噴水器回轉(zhuǎn)連接的配流口件，所述配流口件可回轉(zhuǎn)地安裝在所述孔內(nèi)，所述配流口件包括一藉以與所述體通道流體連通的配流口通道，所述配流口通道在一與所述小孔對準(zhǔn)的配流口處開始；以及配置在所述水通道體中的固定裝置，用于將所述配流口件軸向固定在所述水通道體內(nèi)，因此所述配流口件通過所述噴水器進行轉(zhuǎn)動，以改變所述小孔與所述配流口的角度對準(zhǔn)，從而通過所述流量調(diào)節(jié)器產(chǎn)生流體流量的周期性限制。
13.如權(quán)利要求12所述的流體流動調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述固定裝置包括一圍繞所述配流口件安裝在所述水通道體內(nèi)的固定套筒。
權(quán)利要求
1.一種易于裝在一回轉(zhuǎn)噴水器與一流體管道之間、用于調(diào)節(jié)至該噴水器的流量和壓力的流體流量調(diào)節(jié)器，它包括(a)一具有一引至一直線通過流動小孔并可與所述噴水器和所述管道的一相應(yīng)的配流口件連接的流線通道的水通道體；(b)一被安裝在所述具有一直線通過配流口的水通道體中的可回轉(zhuǎn)的配流口件，所述配流口件的中心在回轉(zhuǎn)軸線上，并與所述直線通過流動小孔連通，通到一流線通道，所述可回轉(zhuǎn)的配流口件具有用于從所述噴水器聯(lián)接回轉(zhuǎn)能量的裝置；(c)一安裝在所述水通道體中、具有一內(nèi)孔直徑以容置所述可回轉(zhuǎn)配流口件并因此而允許所述配流口件轉(zhuǎn)動的固定套筒；(d)一在所述可靠回轉(zhuǎn)配流口件與所述固定套筒之間的密封裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的流體流量調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述直線通過配流口小孔和所述直線通過配流口具有適于灌溉一正方形表面的預(yù)定尺寸的等四角星或等凹八角形設(shè)計。
3.如權(quán)利要求1所述的流體流量調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述流線通道具有一與所述軸線中心成約8度的錐度。
全文摘要
一種易于裝在一回轉(zhuǎn)噴水器與一流體管道之間、用于調(diào)節(jié)至該噴水器的流量和壓力以灌溉一不規(guī)則圖形的流體流量調(diào)節(jié)器。該調(diào)節(jié)器包括一可與該噴水器和該管道的一各自的流動配流口件連接的水通道體。一安裝在該水通道體中的可回轉(zhuǎn)配流口件并與水通道體的直線通過流動小孔連通。該配流口引至一通入噴水器軸的流線通道。該配流口和小孔具有一適于灌溉正方形圖形的相同結(jié)構(gòu)例如四角星或等邊凹八角形。通過該配流口件相對于水通道體的轉(zhuǎn)動位置調(diào)節(jié)水的流量。
文檔編號B05B3/02GK1183061SQ96193554
公開日1998年5月27日 申請日期1996年4月26日 優(yōu)先權(quán)日1995年4月28日
發(fā)明者邁克爾·C·耐爾森 申請人:邁克爾·C·耐爾森