CN102909140A - 一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：它包括一长条状的喷嘴主体，喷嘴主体内部设置一条由宽逐渐变窄的收缩型流道；喷嘴主体的流道较宽的一端连接一喷嘴帽，喷嘴主体的另一端插入圆形喷灌机进水管内，且该端部一体设置有一喷嘴头；喷嘴头内部设置有一条连通收缩型流道的喷头流道，喷嘴头的另一端连接一堵塞；喷头流道内设置有挡塞和弹簧；喷嘴头的周向设置有若干喷嘴出口；喷嘴帽的一端连接喷嘴主体，另一端设置有一排气装置；喷嘴帽内设置有内部流道，内部流道连通喷嘴主体中的收缩型流道，喷嘴帽的外壁垂直设置有一进肥管道，进肥管道的一端连通喷嘴帽的内部流道，另一端连接肥液加压装置的出水管道；本发明机械性能和水力性能好，具有防止水流倒流的功能，适用于圆形喷灌机喷灌施肥。

Description

一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴

技术领域

本发明涉及一种注射喷嘴，特别是关于一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，属现代农业节水技术领域。

背景技术

灌溉施肥是现代集约化灌溉农业的重要特征。应用圆形喷灌机对作物进行喷灌施肥作业，可以精确控制灌溉时间、施肥量、肥液浓度和营养元素间的比例，提高水肥利用率，并最大限度地减少对环境的污染。据不完全统计，截止2011年底全国圆形喷灌机的保有量超过7000余套，灌溉面积约350万亩。根据《全国节水灌溉“十二五”规划》，正在实施的东北四省区高效节水农业灌溉面积中，圆形喷灌机将超过1000万亩。但是，目前国内缺乏与圆形喷灌机配套的专用注肥设备，圆形喷灌机很少实现喷灌施肥作业，而基本沿用传统的施肥方式，导致肥料利用率和施肥均匀性低下。而相比之下，1998年美国圆形喷灌机喷灌施肥面积占喷灌面积的比重已超过35%。

圆形喷灌机喷灌施肥时机组处于行走状态，这对施肥装置的工作性能要求较高，要求施肥装置的注肥流量或注肥肥液浓度不受灌溉管道中水压变化的影响，而且能够准确控制注肥流量和施肥总量等。因此圆形喷灌机喷灌施肥作业时常选用外部动力驱动的注肥泵，如农业药械厂生产的隔膜泵，确保注入圆形喷灌机主输水管的肥液浓度稳定。

注射喷嘴是泵注入式喷灌施肥装置的关键设备，其喷嘴类型、规格及安装方式都会影响到肥液的混合效果，进而影响灌溉系统的施肥均匀性；此外，喷嘴还应具有单向流动功能，防止主输水管的灌溉水反向流动进入存储预配肥液的肥料桶内。可以说，注射喷嘴的工作性能将最终影响圆形喷灌机喷灌施肥是否达到设计要求。一款性能优异的注射喷嘴，既要求其机械性能好，即结构简单，工作可靠；又要求其水力性能好，能够满足喷灌施肥的主要技术要求。目前，国内少数实现喷灌施肥的圆形喷灌机，其注射喷嘴采用某段1/2英寸或3/4英寸的管道替代，直接插入圆形喷灌机主输水管内，没有防倒流结构，肥液与灌溉水的混合效果差；而一些用于石油、医药等领域的类似注射喷嘴，外形和安装方式更具有专用性。总体上说，大多数注射喷嘴并非针对圆形喷灌机喷灌施肥而设计，而且目前用于圆形喷灌机的注射喷嘴的外形、安装方式、内部流道、挡塞型式、进出口结构等方面不适于圆形喷灌机的高效喷灌施肥作业。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种机械性能和水力性能好，结构简单、维修方便、工作性能和零件替换性强，适用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：它包括一长条状的喷嘴主体，所述喷嘴主体内部设置一条由宽逐渐变窄的收缩型流道；所述喷嘴主体的流道较宽的一端连接一喷嘴帽，所述喷嘴主体的另一端插入圆形喷灌机进水管内，且与所述圆形喷灌机进水管之间密封连接，所述喷嘴主体位于所述圆形喷灌机进水管内的端部一体设置有一喷嘴头；所述喷嘴头内部设置有一条连通所述收缩型流道的喷头流道，所述喷嘴头与所述收缩型流道的连接处设置成由窄变宽的出口扩散面，所述喷嘴头的另一端连接一堵塞；所述喷头流道内设置有挡塞和弹簧；所述挡塞包括圆锥段和圆柱段，所述圆锥段设置在所述出口扩散面处，所述圆锥段的锥角小于所述出口扩散面的扩散角；所述圆锥段的底部连接所述圆柱段，所述圆柱段插入所述弹簧内；所述喷嘴头的周向设置有若干喷嘴出口；所述喷嘴帽的一端连接所述喷嘴主体，另一端设置有一排气装置；所述喷嘴帽内设置有内部流道，所述内部流道连通所述喷嘴主体中的收缩型流道，所述喷嘴帽的外壁垂直设置有一进肥管道，所述进肥管道的一端连通所述喷嘴帽的内部流道，另一端连接肥液加压装置的出水管道；所述排气装置包括设置在所述喷嘴帽端部的第一排气孔，所述第一排气孔的一端连通所述喷嘴帽的内部流道，另一端连通外部大气；所述第一排气孔所在位置的所述喷嘴帽的端部设置有排气塞，所述排气塞所在位置的所述喷嘴帽上设置有第二排气孔。

所述喷嘴主体的中轴线与所述圆形喷灌机进水管的中轴线垂直，且所述喷嘴头位于所述圆形喷灌机进水管内的中轴线位置。

所述喷嘴主体的外壁位于所述喷嘴帽和圆形喷灌机进水管之间的部分加工成多边形结构。

所述喷嘴头的周向设置有4～6个喷嘴出口，所述喷嘴出口呈喇叭形，其与所述喷头流道的连通处为矩形开口，并逐渐向外扩散。

所述喷嘴头的所述喷头流道的直径大于所述喷嘴主体的所述收缩型流道最宽处的直径。

所述堵塞的外端面设置有“一”字形凹槽。

所述挡塞的所述圆锥段的顶部磨平，所述圆锥段的中部圆锥面上设置有一圈凹槽，所述凹槽内设置有密封圈；所述挡塞的所述圆柱段长度为5～10mm。

所述排气装置中，所述第一排气孔的中轴线与所述喷嘴帽的内部流道的中轴线重合，所述排气塞的周向设置有一圈凹槽，所述凹槽内设置有密封圈；所述第二排气孔的中轴线与所述喷嘴帽的端部中轴线垂直。

所述喷嘴主体与所述喷嘴帽之间、所述喷嘴主体与所述圆形喷灌机进水管之间，所述喷嘴头与所述堵塞之间、以及所述喷嘴帽与所述排气塞之间均采用螺纹连接。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明的主体结构采用喷嘴主体和喷嘴帽两个零件组合的形式，而非单一整体结构，因此，可以降低加工难度，可替换性强，各零件的结构简单，便于维修、清洗和更换。2、本发明的喷嘴主体内设置有一条由宽逐渐变窄的收缩型流道，肥液从收缩型流道的宽处向窄处流动，因此可以增大肥液的出口流速，从而提高注射喷嘴的工作性能以及肥液和喷灌水的混合均匀性。3、本发明的喷嘴主体端部一体设置的喷嘴头周向均匀设置有若干喷嘴出口，使各方向出流均匀，有利于肥液和喷灌水流的充分混合。4、本发明的喷嘴帽处还设置有排气装置，有利于阻止管道内气体在注射喷嘴内部聚集，影响肥液的注入。5、本发明的挡塞由圆锥段和圆柱段组成，圆锥段设置在出口扩散面处，圆柱段插入弹簧内，靠弹簧的弹性力，使带第一O型密封圈的挡塞压紧于收缩型流道的末端，实现收缩型流道的闭合状态，因此，具有单向流动的功能，从而保证了良好的密封性能，这种结构不但具有稳定的工作性能，而且抗堵能力强，便于拆装冲洗，材料成本低，制造、维修方便，零件具有很好的替换性。6、本发明在挡塞的圆锥段的底部留出部分小段圆柱段，可以适当增加过流面积，改善过流性能。7、本发明的喷嘴主体和所述圆形喷灌机进水管连接时，所述喷嘴主体的中心线与所述圆形喷灌机进水管中心线垂直，且所述喷嘴的若干个沿径向扩散的喷嘴出口位于所述圆形喷灌机进水管中心线附近，以利于肥液的充分混合。本发明用于圆形喷灌机泵注入式施肥装置中，与圆形喷灌机进水管相连接，可将肥液均匀注入灌溉水中，并与灌溉水混合充分，具有防止水流倒流功能；本发明具有防腐蚀、抗堵能力强、结构简单、维修方便、零件替换性强等特点，可广泛用于圆形喷灌机的喷灌施肥作业中，对于国内圆形喷灌机喷灌施肥的实际情况和喷灌施肥一体化作业的技术特点具有重要意义。

附图说明

图1是本发明总体结构剖视示意图

图2是本发明喷嘴主体的喷嘴头结构剖视示意图

图3是本发明喷嘴帽和排气装置结构剖视示意图

图4是本发明喷嘴帽外部结构示意图

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

如图1所示，本发明包括一长条状的喷嘴主体1，喷嘴主体1内部设置有一条由宽逐渐变窄的收缩型流道2；喷嘴主体1的流道较宽的一端螺纹连接一喷嘴帽3，喷嘴主体1的另一端插入圆形喷灌机进水管4内，且与圆形喷灌机进水管4之间采用螺纹密封连接，喷嘴主体1位于圆形喷灌机进水管4内的端部一体设置有一喷嘴头5，喷嘴头5位于圆形喷灌机进水管4内的中轴线附近，喷嘴主体1的中轴线与圆形喷灌机进水管4的中轴线垂直；喷嘴主体1的外壁位于喷嘴帽3和圆形喷灌机进水管4之间的部分加工成多边形结构，以便于喷嘴主体1与喷嘴帽3和圆形喷灌机进水管4的安装和紧固。

如图1、图2所示，本发明的喷嘴头5内部设置有一条连通收缩型流道2的喷头流道6，且喷头流道6的直径大于收缩型流道2最宽处的直径，喷嘴头5与收缩型流道2的连接处设置成由窄变宽的出口扩散面7，喷嘴头5的另一端螺纹连接一堵塞8，喷头流道6内设置有挡塞9和弹簧10。挡塞9包括圆锥段91和圆柱段92，圆锥段91设置在出口扩散面7处，圆锥段91的锥角小于出口扩散面7的扩散角，圆锥段91的顶部磨平，圆锥段91的中部圆锥面上设置有一圈凹槽，凹槽内设置有第一O型密封圈11；圆锥段91的底部连接一小段圆柱段92，圆柱段92插入弹簧10内，主要起固定弹簧10的作用，一般可取为5～10mm，靠弹簧10的弹性力，使带第一O型密封圈11的挡塞9压紧收缩型流道2的末端，第一O型密封圈11与出口扩散面7接触，实现闭合收缩型流道2的作用，使本发明具有单向流动的功能，从而保证良好的密封性能；喷嘴头5的周向均匀开设有若干喷嘴出口12，通过喷嘴出口12可将喷头流道6内的肥液注入圆形喷灌机进水管4内。

上述实施例中，喷嘴出口12可以设置为4～6个，喷嘴出口12呈喇叭形，其与喷头流道6的连通处为矩形开口，并逐渐向外扩散，从而保证各方向出流的均匀。

上述实施例中，堵塞8主要起压紧弹簧10和密封的作用，由于紧固堵塞8所需要的力较小，在其外端面设置有“一”字形凹槽13，通过拧动“一”字形凹槽13即可将堵塞8与喷嘴头5螺纹连接，满足紧固要求，同时有利于简化喷嘴主体1的结构。

如图1、图3、图4所示，本发明的喷嘴帽3的一端通过螺纹连接喷嘴主体1，另一端设置有一排气装置。喷嘴帽3内设置有内部流道14，内部流道14连通喷嘴主体1中的收缩型流道2，喷嘴帽3的外壁一体设置有一进肥管道15，进肥管道15的一端连通喷嘴帽3的内部流道14，与内部流道14形成直角形式的流道，进肥管道15的另一端套接在肥液加压装置的出水管道上，并用喉箍紧固（图中未示出）。排气装置包括第一排气孔16、排气塞17、第二排气孔18。第一排气孔16设置在喷嘴帽3端部，第一排气孔16的中轴线与内部流道14的中轴线重合，第一排气孔16的一端连通内部流道14，另一端连通外部大气；排气塞17螺纹连接在第一排气孔16所在位置的喷嘴帽3的端部，拧紧排气塞17可以堵住第一排气孔16；排气塞17的周向设置有一圈凹槽，凹槽内设置有第二O型密封圈19。第二排气孔18设置在排气塞17所在位置的喷嘴帽3上，第二排气孔18的中轴线与喷嘴帽3的端部中轴线垂直。拧开排气塞17，让开第一排气孔16和第二排气孔18，可以通过第一排气孔16和第二排气孔18排出本发明注射喷嘴内的气体，防止气体在注射喷嘴内部聚集，影响肥液的注入；拧紧排气塞17，可以堵住第一排气孔16和第二排气孔18，且排气塞17上设置有第二O型密封圈19，能够密封内部流道14，防止注射肥液从第一排气孔16和第二排气孔18流出。

本发明主要用于圆形喷灌机喷灌施肥作业中向圆形喷灌机进水管注射肥液，其具体实施方法如下。

1）如图1所示，将喷嘴主体1和喷嘴帽3、喷嘴头5和堵塞8、喷嘴帽3和排气塞17之间的螺纹拧紧，将喷嘴帽3上的进肥管道15套接于肥液加压装置的出水管道，并用喉箍紧固，将喷嘴主体1与圆形喷灌机进水管4连接，各连接部位不能漏水，各项工作准备完毕；

2）圆形喷灌机正常工作后，打开排气塞17，让开第一排气孔16和第二排气孔18，并启动肥液加压装置，待第二排气孔18有水冒出后，将排气塞17关闭，堵住第一排气孔16和第二排气孔18至不漏水；打开排气塞17时切记不要将其完全旋出。

3）具有一定压力的肥液经进肥管道15、喷嘴帽3的内部流道14、收缩型流道2后，挤压挡塞9，并将其推开一定的角度，肥液经喷嘴头5周向的喇叭形喷嘴出口12注入到圆形喷灌机进水管4的水流中，喷嘴出口12位于圆形喷灌机进水管4中心线附近，实现肥液的充分均匀混合。

4）待肥液加压装置停止工作，在弹簧10的弹性力和圆形喷灌机进水管道4内水流压力的作用下，挡塞9回复到原来的位置，压紧收缩型流道2的末端，挡塞9上的第一O型密封圈11与出口扩散面7接触，实现闭合收缩型流道2的作用，阻止了圆形喷灌机进水管14内的水通过本发明倒流进入肥液加压装置的出水管道。

上述实施例中，喷嘴主体1和喷嘴帽3、喷嘴头5和堵塞8、喷嘴帽3和排气塞17之间均可以采用普通螺纹连接。

上述实施例中，除弹簧10须采用不锈钢、第一O型密封圈11和第二O型密封圈19采用橡胶材料外，其他零件一般可选工程塑料、不锈钢等防腐蚀材料。

上述实施例中，弹簧10为压簧，其簧径、圈数、压紧力等参数由本发明的工作参数所决定。

上述实施例中，第一O型密封圈11和第二O型密封圈19主要起密封作用，可采用耐腐蚀性较好的丁晴橡胶、氯丁橡胶等材料制成。

上述各实施例仅用于说明本发明，其中各部件的结构、连接方式等都是可以有所变化的，凡是在本发明技术方案的基础上进行的等同变换和改进，均不应排除在本发明的保护范围之外。

Claims (9)

1.一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：它包括一长条状的喷嘴主体，所述喷嘴主体内部设置一条由宽逐渐变窄的收缩型流道；所述喷嘴主体的流道较宽的一端连接一喷嘴帽，所述喷嘴主体的另一端插入圆形喷灌机进水管内，且与所述圆形喷灌机进水管之间密封连接，所述喷嘴主体位于所述圆形喷灌机进水管内的端部一体设置有一喷嘴头；

所述喷嘴头内部设置有一条连通所述收缩型流道的喷头流道，所述喷嘴头与所述收缩型流道的连接处设置成由窄变宽的出口扩散面，所述喷嘴头的另一端连接一堵塞；所述喷头流道内设置有挡塞和弹簧；所述挡塞包括圆锥段和圆柱段，所述圆锥段设置在所述出口扩散面处，所述圆锥段的锥角小于所述出口扩散面的扩散角；所述圆锥段的底部连接所述圆柱段，所述圆柱段插入所述弹簧内；所述喷嘴头的周向设置有若干喷嘴出口；

所述喷嘴帽的一端连接所述喷嘴主体，另一端设置有一排气装置；所述喷嘴帽内设置有内部流道，所述内部流道连通所述喷嘴主体中的收缩型流道，所述喷嘴帽的外壁垂直设置有一进肥管道，所述进肥管道的一端连通所述喷嘴帽的内部流道，另一端连接肥液加压装置的出水管道；所述排气装置包括设置在所述喷嘴帽端部的第一排气孔，所述第一排气孔的一端连通所述喷嘴帽的内部流道，另一端连通外部大气；所述第一排气孔所在位置的所述喷嘴帽的端部设置有排气塞，所述排气塞所在位置的所述喷嘴帽上设置有第二排气孔。

2.如权利要求1所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体的中轴线与所述圆形喷灌机进水管的中轴线垂直，且所述喷嘴头位于所述圆形喷灌机进水管内的中轴线位置。

3.如权利要求1或2所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体的外壁位于所述喷嘴帽和圆形喷灌机进水管之间的部分加工成多边形结构。

4.如权利要求1～3所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述喷嘴头的周向设置有4～6个喷嘴出口，所述喷嘴出口呈喇叭形，其与所述喷头流道的连通处为矩形开口，并逐渐向外扩散。

5.如权利要求1～4所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述喷嘴头的所述喷头流道的直径大于所述喷嘴主体的所述收缩型流道最宽处的直径。

6.如权利要求1～5所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述堵塞的外端面设置有“一”字形凹槽。

7.如权利要求1～6所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述挡塞的所述圆锥段的顶部磨平，所述圆锥段的中部圆锥面上设置有一圈凹槽，所述凹槽内设置有密封圈；所述挡塞的所述圆柱段长度为5～10mm。

8.如权利要求1～7所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述排气装置中，所述第一排气孔的中轴线与所述喷嘴帽的内部流道的中轴线重合，所述排气塞的周向设置有一圈凹槽，所述凹槽内设置有密封圈；所述第二排气孔的中轴线与所述喷嘴帽的端部中轴线垂直。

9.如权利要求1～8所述的一种用于圆形喷灌机喷灌施肥的注射喷嘴，其特征在于：所述喷嘴主体与所述喷嘴帽之间、所述喷嘴主体与所述圆形喷灌机进水管之间，所述喷嘴头与所述堵塞之间、以及所述喷嘴帽与所述排气塞之间均采用螺纹连接。

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