变量喷洒全射流喷头 【技术领域】
本发明属于节水灌溉喷灌系统中的关键设备，特指变量喷洒全射流喷头。
背景技术
21世纪将是我国社会经济高速发展的时代，也是水资源供需矛盾空前尖锐的时代。大力发展节水灌溉是解决我国农业用水短缺的根本出路。喷头是影响喷灌灌水质量的关键设备。传统的喷头是以全圆喷洒域摇臂式喷头为主，其性能稳定以及适用范围广而得到广泛应用。但该喷头在单个或单列配置使用时，往往喷洒周界与喷洒地块不配套，造成大量漏喷，超喷与界外喷现象。在组合区域内，全圆喷洒面积叠加不均匀，造成均匀性系数下降。研究能够实现变量喷洒喷头具有明显的节水意义。
经检索，目前相关的申报专利有：非圆形喷洒域的喷头辅助装置，申请号01247020.1；喷洒面为多种形状的摇臂式喷头，申请号00257672.4；新型摇臂式喷头，申请号00215392.0；一种喷灌喷头，申请号98232884.2；自动调节射程的摇臂式喷头，申请号03218591；非圆形喷洒域的摇臂式喷头，申请号03218590；双击同步全射流喷头，申请号90200784；一种全射流喷头，申请号86209507；全射流喷头，申请号03222424；喷灌喷头喷水范围限制器，申请号96212526，地埋式变射程全自动节水喷灌喷头，申请号200420010847；非圆形喷洒域喷头，申请号01265799；变射程全自动节水灌溉喷头，申请号03246167。目前这些专利中，喷头不能完成任意形状的变量喷洒功能，对于全射流喷头，要求射程较小时，水射流流速太小，推不动喷头旋转运动。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种结构简单、运行可靠的变量喷洒全射流喷头。
本发明包括转体连接座、支撑杆、喷体、喷管、旋转密封机构、限位环、换向机构、反向塑料管、射流元件体，其特征在于喷头转体处加上静片和动片以及空心轴，其中转体连接座与管道连接，静片通过支撑杆与转体连接座固定，动片与空心轴压配，喷体与空心轴连接，喷管与喷体连接。旋转密封机构位于喷体内部，起到防止喷头漏水的效果。换向机构位于喷体中部，经反向塑料管与反向补气嘴相连，限位环位于换向机构两侧，起到控制换向机构旋转角度的效果。随喷头转动而转动，静片和动片的相对运动改变喷头进口截流面积，调节进口压力使射程在喷头转动的同时改变。射流元件体由反向补气嘴，信号水接嘴，出口盖板，信号水入水嘴，导流管组成。在射流元件体的外壁上，一边设有信号水接嘴及位于其下方的反向补气嘴，另一边设有信号水入水嘴，信号水接嘴与信号水入水嘴经导流管相连，射流元件体上端设有出口盖板。利用水流附壁效应，信号水接嘴中信号水的截取及流动，使主射流某一侧间断性形成低压旋涡区，反向补气嘴开启及关闭使主射流另一侧高低压间切换，从而使主射流左右两端形成压差，实现水流的附壁，完成喷头的直射、步进和反向运转。当喷头运转到某一个位置时，由静片和动片起到流量压力调节作用，使其达到变量喷洒的效果。
本发明的优点在于：产品结构简单，运行可靠，实现喷洒域为任意形状，并且喷洒均匀。
【附图说明】
图1为变量喷洒全射流喷头总装示意图。
图2为喷头射流元件体示意图。
图3为图2的A向视图。
图4为静片结构示意图。
图5为动片结构示意图。
图6为本发明直射状态示意图。
图7为本发明步进状态示意图。
图8为本发明反向状态示意图。
图中，1.转体连接座，2.支撑杆，3.静片，4.动片，5.空心轴，6.限位环，7.换向机构，8.喷体，9.喷管，10.反向塑料管，11.射流元件体，12.反向补气嘴，13.信号水接嘴，14.出口盖板，15.信号水入水嘴，16.导流管，17.倾角，18.孔D，19.间隙C，20.信号水，21.空气
【具体实施方式】
如图1、2所示，本发明包括由静片(3)、动片(4)、空心轴(5)、喷体(8)、喷管(9)组成的流道、转体连接座(1)、支撑杆(2)、限位环(6)、换向机构(7)、反向塑料管(10)、射流元件体(11)等部分，其中射流元件体(11)由信号水接嘴(13)、信号水入水嘴(15)、反向补气嘴(12)、出口盖板(14)、导流管(16)组成。反向塑料管(10)与反向补气嘴(12)相连接，喷头的工作状态包括直射、步进、反向三个状态。
工作过程如下：
直射状态：如图6所示，水射流通过射流元件体倾角(17)，对喷头的驱动力克服喷头摩擦力，使喷头处于动与不动之间的临界状态。水流从孔D(18)喷射到作用区内，从图3所示的A向视图中可以看出，主射流从中心圆孔喷射出来，主射流左右两端相互分隔，两端空气不能流通。水射流元件体左侧的反向补气嘴(12)开敞着，由此向左腔补气，元件右侧出口处与水束之间的间隙C(19)补入空气，因此左右两边压强基本相等，主射流呈直射状态，喷头静止。与此同时，信号水接嘴(13)在水束的左侧边缘上取得了信号水(20)，取到的信号水(20)在导流管(16)中向信号水入水嘴(15)方向流动。
步进状态：如图7所示，信号水接嘴(13)中取出信号水(20)流入入水嘴(15)，间隙C(19)越来越小，最终被堵死，右边造成低压旋涡区，左侧压强大于右侧。压差达到一定值时，主射流向右侧附壁，水流通过出口盖板(14)的倒角对喷头产生推动力使喷头向右步进转动。喷头转过一个角度以后，静片(3)与动片(4)进口截流面积改变，喷头流量与工作压力改变，从而改变喷头射程。在水流附壁状态下，由于主射流的弯曲，信号水接嘴(13)脱空取不到任何信号水，只接到空气(21)。导流管(16)中的信号水抽完之后，空气(21)通过导流管(16)进入入水孔(15)，两边压强相等，主射流恢复直射，如此反复循环，变量喷洒全射流喷头自控完成直射-步进-直射-……动作，实现变量喷洒功能。
反向状态：如图8所示，反向塑料管(10)与换向机构(7)相连，调节限位环(6)可以控制喷头喷洒的角度，喷头步进到换向机构(7)受到限位环(6)限制时，反向补气嘴(12)被堵死，左腔中不再有空气补入，形成低压旋涡区，右腔中仍有空气从间隙C(19)补入，右侧压强大于左侧，主射流向左侧附壁，喷头左侧连续反向转动。转动到限位环另一侧，反向补气嘴(12)重新打开，空气进入左腔，与右腔的压力差相平衡，反向运转才终止，恢复直射。如此反复循环，变量喷洒全射流喷头自控完成直射-步进-……反向-直射-步进……的喷洒作业。