[發明專利]流體脈沖噴射裝置

有效

• 申請號: 201110332491.6
• 申請日: 2011-10-28
• 公開（公告）號: CN102357439A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發明（設計）人: 高勝國;高任翔
• 申請（專利權）人: 中國農業科學院農田灌溉研究所
• 主分類號: B05B9/04
• 分類號: B05B9/04;B05B1/08;A01G25/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明屬于流體機械設備技術領域，尤其涉及一種流體脈沖噴射裝置。

背景技術：

微噴灌是通過管道系統利用微噴頭將低壓水或化學藥劑以微流量低壓噴灑在枝葉上或地面上的一種灌水形式。微噴灌和滴灌的不同之處在于灌水器由滴頭改為微噴頭，滴頭是靠自身結構消耗掉毛管的剩余壓力，而微噴頭則是用噴灑方式消耗能量。濕潤面積比滴灌大，這樣有利于消除含水飽和區，使水分能被土壤隨時吸收，改善了根區通氣條件。與普通噴灌相比，它的工作壓力低，射程小。具有能耗低，水滴打擊力小，可以通過調節田間小氣候改善收獲物品質等優點。

現有的微噴灌噴頭存在以下缺陷：①易堵塞；②灑水強度(水量)環狀集中，接近灑水最大射程處的降水強度(水量)遠高于靠近噴頭處或其它地方，灑水均勻性差，且出流量越穩定灑水強度(水量)環狀集中的問題越明顯。

為克服上述缺陷，美國Intertec公司于20世紀80年代研究開發成功了一項全新的節水型灌溉設備——脈沖式微噴灌系統。它的突出優點是具有優異的抗堵塞性能，有效地解決了微噴灌系統易堵塞的難題，省去了昂貴的精細的過濾系統。脈沖灌溉方式用于微噴灌，噴水器噴水瞬間，噴水速度由零到最大值，然后降為零，噴射距離也隨之變化，因此可以達到較高的噴灑均勻度，從而克服了其它微噴灌設備降水量(強度)環狀集中的缺點。Intertec公司的脈沖式微噴灌系統包括：供水干、支管、在每條對稱支管的首部安裝的脈沖器總成、灌水彈性毛管和噴水器總成。其中，脈沖器總成由頻率控制器、脈沖閥、壓力調節閥和快速接口等部件組成，是系統的控制中心。灌水彈性毛管由專用彈性材料制造，因此稱為灌水彈性毛管。噴水器總成由噴頭、豎管、噴水器、支撐桿等組成。主要缺陷是：1、結構復雜，灌水彈性毛管需要專用彈性材料制造，投入成本過于高昂，不適合國情；2、后一個噴水器噴水是靠前一個噴水器噴水卸壓后依次進行的，任何一支噴水器出現故障，系統都要停止運行；3、脈沖式微噴灌系統是通過脈沖器總成泄水失壓的方式啟動噴水器噴水過程的，每一輪啟動噴水器噴水時，各灌水彈性毛管第一支噴水器至脈沖器總成管道內已被加壓的水的一部分被直接泄放掉，既有能量損失，又有水量損失。

我國于1993年由天津英特泰克微灌公司獨家引進美國這一專利技術并生產了該設備，但終因“水土不服”，不適合國情，而停止生產。

脈沖式微噴灌系統的技術核心是流體脈沖噴射裝置，其實，流體脈沖噴射裝置已廣泛應用于清洗、除塵、燃油燃氣發動機等工業各個領域。流體脈沖噴射裝置可分為二種：一是流體開關式；二是流體振蕩式。流體振蕩式的流體脈沖噴射裝置，因為脈沖頻率較高，顯然不能應用于脈沖式微噴灌系統。而現行的流體開關式的流體脈沖噴射裝置，是采用脈沖電磁閥作為流體開關的，需要電力驅動和控制。因脈沖電磁閥是以雙面涂膠的尼龍基布硫化而成的橡膠膜片作為開關元件的，故又稱此類脈沖閥為“隔膜閥”(Diaphragm?Valve)。從便利性和經濟性以及實用性方面考慮，也不適合用于脈沖式微噴灌系統。

綜上所述，研發具有自主知識產權的適合中國國情的脈沖式微噴灌系統，必須先研發一種適合于脈沖式微噴灌系統的流體脈沖噴射裝置。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種結構簡單、投資小、適合于脈沖式微噴灌系統的流體脈沖噴射裝置，以構建適合中國國情的具有自主知識產權的脈沖式微噴灌系統。

本發明的目的是這樣實現的：

一種流體脈沖噴射裝置，包括：殼體、活塞，活塞將殼體的內腔分隔為進水腔和壓縮腔，進水腔通過進水流道和輸水管道等與水泵等流體壓力源連接，活塞上設有壓縮腔補水單向閥和彈性止水環，彈性止水環固定于活塞的外側，壓縮腔內設有壓縮彈簧、塔形彈簧、圓球形彈性閥體、噴射孔，壓縮彈簧套于塔形彈簧外，壓縮彈簧的一端抵在活塞上，另一端抵在挨近噴射孔的殼體的內壁上，塔形彈簧的大頭一端固定于活塞上，小頭一端固定于圓球形彈性閥體上，噴射孔的進水口曲面與圓球形彈性閥體的曲面吻合，活塞的阻水橫斷面積大于噴射孔的過流斷面面積，噴射孔的過流斷面面積大于壓縮腔補水單向閥的最大允許過流斷面面積，殼體、進水流道、進水腔、活塞、塔形彈簧構成的圓錐體、壓縮彈簧構成的圓柱體、圓球形彈性閥體、噴射孔的橫斷面均為圓形且中垂線全部重合。

所述的壓縮腔補水單向閥，位于活塞橫斷面的中心，由補水孔、彈性球2-2、過水柵組成，補水孔為大口朝向壓縮腔小口朝向進水腔的圓臺形，其內放入直徑大于補水孔小口直徑而小于補水孔大口直徑的彈性球，補水孔大口一端覆蓋過水柵。