專利名稱：一種噴頭換向機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種噴頭換向機(jī)構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域。
技術(shù)背景目前，我國農(nóng)業(yè)用水量約為4000億m3，占全國總用水量的68%;其 中灌溉用水量占農(nóng)業(yè)用水量的90%以上。但農(nóng)業(yè)灌溉效率低下，用水浪費(fèi) 現(xiàn)象嚴(yán)重。全國灌溉水利用系數(shù)和單方水糧食生產(chǎn)率分別為0. 43和1. Okg 左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于發(fā)達(dá)國家O. 70 0.80和2.0kg以上的水平。與傳統(tǒng)的大 水漫灌相比，噴灌可節(jié)水50%，還可以提高土地利用率，節(jié)省勞力，提高 作物產(chǎn)量和品質(zhì)等。目前農(nóng)業(yè)灌溉噴頭品種規(guī)格繁多，搖臂式噴頭由于結(jié)構(gòu)簡單，工作 可靠，加工方便等優(yōu)點(diǎn)，而成為國內(nèi)外應(yīng)用最為廣泛的一種噴頭。因受 灌溉地塊形狀的限制，搖臂式噴頭需要一套特殊的換向機(jī)構(gòu)完成規(guī)定角 度范圍內(nèi)的往返扇形噴灑。換向機(jī)構(gòu)常由換向器、限位裝置和反轉(zhuǎn)部件 三部分組成，需要承受反復(fù)的沖擊載荷，因此其受力強(qiáng)度、動(dòng)作靈活與 否等是決定噴頭扇形噴灑運(yùn)行可靠性與穩(wěn)定性的重要因素。目前國內(nèi)外 常用換向機(jī)構(gòu)分轉(zhuǎn)鉤式、轉(zhuǎn)塊式、臥鉤式、挺桿式和擺塊式等五種。其 中轉(zhuǎn)塊式和轉(zhuǎn)鉤式屬于同軸式換向器，其撥桿和突變擋銷安裝在同一細(xì) 軸上，結(jié)構(gòu)緊湊，但軸較長、受力較差，歐美國家應(yīng)用較多，如美國 Rainbird公司采用轉(zhuǎn)鉤式換向器，德國Perrot公司采用轉(zhuǎn)塊式換向器； 其余三種換向機(jī)構(gòu)的撥桿和突變擋銷屬于異軸式，有兩根軸，安裝方便， 軸受力優(yōu)于同軸式，如以色列NaanDan公司采用臥鉤式換向器，我國研發(fā)的PY和PYS系列搖臂式噴頭都采用擺塊式換向機(jī)構(gòu)。中國專利 99256740.8、 99218223. 9中的換向機(jī)構(gòu)屬于同軸式，結(jié)構(gòu)與擺塊式相近； 200620057049.1換向機(jī)構(gòu)屬于臥鉤式換向器。上述幾種換向機(jī)構(gòu)的換向 器都幾乎布置在搖臂式噴頭噴體后側(cè)上，反轉(zhuǎn)時(shí)搖臂尾部的反轉(zhuǎn)部件撞 擊換向器的突變擋銷，因突變擋銷轉(zhuǎn)動(dòng)力臂短，產(chǎn)生的撞擊力較大，而 且撞擊力都垂直于軸，使軸容易磨損和變形，直接降低了換臂式噴頭的 使用壽命和可靠性。因此，急需對(duì)目前的換向機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)或者研究出 結(jié)構(gòu)簡單合理、使用壽命長的新的換向機(jī)構(gòu)。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是要提供一種噴頭換向機(jī)構(gòu)，它具有結(jié)構(gòu)簡單、 受力性能好、磨損少、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活可靠等特點(diǎn)。為了達(dá)到本實(shí)用新型的目的所采取的技術(shù)方案是在全圓搖臂式噴頭 結(jié)構(gòu)上進(jìn)行改進(jìn)，增設(shè)換向機(jī)構(gòu)，包括換向器、限位裝置和反轉(zhuǎn)部件等， 其特征在于，在噴頭噴體單側(cè)，與搖臂尾部擺動(dòng)區(qū)域同側(cè)的外表面鑄成 凸臺(tái)，在凸臺(tái)上安裝換向器，限位裝置采用卡簧式限位環(huán)，反轉(zhuǎn)部件為 設(shè)在搖臂尾部右下側(cè)的撞擊凸耳。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，所述換向器包括挺塊3、挺塊軸8、撥塊4、 撥塊軸7、撥桿9、扭簧5，其中，撥塊軸7和挺塊軸8為兩根水平軸， 它們固定安裝在所述的凸臺(tái)上(不能水平滑動(dòng)，也不能轉(zhuǎn)動(dòng))，上下相對(duì) 布置，撥塊軸7位于上側(cè)；挺塊3安裝在挺塊軸8上，撥塊4安裝在撥 塊軸7上，挺塊3和撥塊4可分別繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)；撥塊4的下端安裝一撥 桿。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，撥塊4和挺塊3位于豎直平面內(nèi)。 上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，挺塊3為三叉形，其一端為長臂，該長臂 的末端可與撞擊凸耳相撞，另一端為挺塊限位凸塊，在所述長臂上也設(shè)有一個(gè)挺塊限位凸塊，兩個(gè)挺塊限位凸塊分別位于所述凸臺(tái)的兩側(cè)；挺 塊3的第三端通過扭簧5與撥塊4的下部相連。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，撥塊4為框架式結(jié)構(gòu)，挺塊軸8位于該框 架內(nèi)，在該框架的內(nèi)側(cè)左右分別設(shè)了一個(gè)撥塊限位凸塊，它們分別位于 挺塊軸8的兩側(cè)。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，撥塊4的下方開有小孔，撥桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地安 裝在該小孔中，撥桿可旋轉(zhuǎn)90°呈豎直或水平狀態(tài)，撥桿豎直狀態(tài)時(shí)可 與卡簧式限位環(huán)接觸，水平狀態(tài)時(shí)呈懸空狀態(tài)。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，撥桿和撥塊為鑄造件。 上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，所述凸臺(tái)與噴頭噴體鑄成一體。 上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，撥塊軸7和挺塊軸8用定位銷固定在所述 凸臺(tái)上。上述的噴頭換向機(jī)構(gòu)中，卡簧式限位環(huán)用鋼絲或鋼片制成，安裝在 空心軸套20上。本實(shí)用新型的換向機(jī)構(gòu)屬于雙穩(wěn)態(tài)突變擋銷機(jī)構(gòu)，挺塊相當(dāng)于突變 擋銷，撥桿和挺塊可在垂直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，挺塊通過撥桿、撥塊和扭簧的傳 動(dòng)，繞著凸臺(tái)下側(cè)的軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)噴頭順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，撥桿接觸左側(cè)限位環(huán)， 挺塊升起，受搖臂尾部后下側(cè)的凸耳撞擊，產(chǎn)生平行于軸的水平撞擊力， 使噴頭逆時(shí)針反轉(zhuǎn)。本換向機(jī)構(gòu)采用水平異軸式結(jié)構(gòu)，兩軸心連線呈垂 直狀態(tài)，垂直于搖臂水平運(yùn)動(dòng)面，可減小扭簧變形量，延長扭簧的使用 壽命。挺塊和撥塊的交錯(cuò)安裝方式使換向器整體結(jié)構(gòu)緊湊，可以縮短軸 的長度，提高軸的受力性能。搖臂撞擊力平行于軸，可減小軸的磨損量。 撥桿可轉(zhuǎn)動(dòng)90° ，豎直狀態(tài)時(shí)可與限位環(huán)接觸控制扇形角度，水平狀態(tài) 時(shí)呈懸空狀態(tài)，使噴頭完成全圓噴灑，擴(kuò)大噴頭的適用范圍。本換向機(jī) 構(gòu)具有結(jié)構(gòu)合理、受力特性好、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于進(jìn)口安 裝直徑不大于斗 〃 的搖臂式噴頭。


圖1為本實(shí)用新型噴頭換向機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)狀態(tài)下的主視圖； 圖2為本實(shí)用新型噴頭換向機(jī)構(gòu)正轉(zhuǎn)狀態(tài)下的主視圖； 圖3是本實(shí)用新型噴頭換向機(jī)構(gòu)的撥塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是圖3的左視圖；圖5是本實(shí)用新型噴頭換向機(jī)構(gòu)的挺塊結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的左視圖；圖7是本實(shí)用新型噴頭換向機(jī)構(gòu)反轉(zhuǎn)狀態(tài)下連接示意圖； 圖8是圖7的右視圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖、通過實(shí)施例對(duì)本搖臂式噴頭換向機(jī)構(gòu)進(jìn)行進(jìn)一步的描述。如圖所示，l為搖臂，2為凸耳，3為挺塊，4為撥塊，5為扭簧，6 為噴頭噴體，7為撥塊軸，8為挺塊軸，9為撥桿，IO為卡簧式限位環(huán)， 11為撥塊限位凸塊，12為撥塊扭簧凸耳，13為挺塊限位凸塊，14為挺 塊扭簧凸耳，15為凸臺(tái)，16為減磨墊圈，17為平墊片，18為擋圈，19 為卡圈，20為空心軸套。圖1、圖2和圖7所示為本實(shí)用新型搖臂式噴頭換向機(jī)構(gòu)的一個(gè)實(shí)施 例，圖3、圖4和圖5、圖6分別為換向器撥塊和挺塊的結(jié)構(gòu)示意圖。在 全圓噴灑搖臂式噴頭的結(jié)構(gòu)上增設(shè)本換向機(jī)構(gòu)。換向機(jī)構(gòu)包括換向器、 限位裝置和反轉(zhuǎn)部件構(gòu)成。如圖7、圖8所示，換向器由挺塊3、挺塊軸 8、撥塊4、撥塊軸7、撥桿9、扭簧5、減磨墊圈16、平墊片17、擋圈 18、卡圈19等組成。限位裝置采用卡簧式限位環(huán)10，用鋼絲或鋼片制成， 共有兩根，上下相對(duì)方向安裝在空心軸套20上，裝配前須有預(yù)緊力，可 以調(diào)整兩根限位環(huán)長臂的相對(duì)角度，實(shí)現(xiàn)噴頭的扇形控制。反轉(zhuǎn)部件是搖臂l尾部右下側(cè)的凸耳2。如圖5、 6所示，挺塊3為三叉形，其一端為長臂，該長臂的末端可 與撞擊凸耳相撞，另一端為右側(cè)的挺塊限位凸塊13，在所述長臂上也設(shè) 有一個(gè)挺塊限位凸塊，即左側(cè)挺塊限位凸塊13，兩個(gè)挺塊限位凸塊分別 位于凸臺(tái)15的兩側(cè)；挺塊3的第三端(即挺塊扭簧凸耳14)通過扭簧5 與撥塊4的下部(即撥塊扭簧凸耳12)相連。如圖3、圖4所示，撥塊4為框架式結(jié)構(gòu)，挺塊軸8位于該框架內(nèi)，在該框架的內(nèi)側(cè)左右分別設(shè)了一個(gè)撥塊限位凸塊11，它們分別位于挺塊 軸8的兩側(cè)。在噴頭噴體6的外表面鑄成凸臺(tái)15，分別在凸臺(tái)15中心上下各鉆兩 小孔，撥塊軸7和挺塊軸8水平安裝于孔內(nèi)，采用緊配合(不能水平滑動(dòng)， 也不能轉(zhuǎn)動(dòng))，并用定位銷固定，其中撥塊軸7位于上側(cè)。撥塊4和挺塊 3位于豎直平面內(nèi)。挺塊3安裝在挺塊軸8上，撥塊4安裝在撥塊軸7上， 挺塊3和撥塊4可分別繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)。挺塊軸8位于撥塊4之內(nèi)，撥塊軸7 和挺塊軸8可根據(jù)需要安裝減磨墊圈16和平墊片17，并在軸的最外側(cè)安 裝卡圈19，分別限止撥塊4和挺塊3的水平移動(dòng)。在撥塊扭簧凸耳12和 挺塊扭簧凸耳14之間安裝傳動(dòng)扭簧5。在撥塊4下方水平向開有細(xì)通孔， 垂直于細(xì)通孔方向在外側(cè)加工成內(nèi)凹形狀，用于撥桿定位，撥桿兩頭分 別插入通孔兩側(cè)，可保持豎直和水平兩種狀態(tài)。豎直狀態(tài)時(shí)撥桿最外端 超過卡簧式限位環(huán)10最下端位置，確保有效限位。當(dāng)噴頭正轉(zhuǎn)(順時(shí)針方向)至某個(gè)位置，撥桿9開始接觸卡簧式限 位環(huán)IO，此時(shí)挺塊3尚未升起。當(dāng)噴頭繼續(xù)正轉(zhuǎn)某小角度后，扭簧5達(dá) 到一定變形量，與之相連的挺塊3產(chǎn)生順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。挺塊3升起，與凸 耳2發(fā)生撞擊，此時(shí)左側(cè)撥塊限位凸塊11與擋圈18外緣接觸，左側(cè)挺 塊限位凸塊13與凸臺(tái)15接觸，挺塊3和撥塊4處于穩(wěn)態(tài)位置。由于噴 頭搖臂1無法正常擺開，產(chǎn)生的撞擊力矩遠(yuǎn)大于水流沖擊搖臂導(dǎo)流器產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩，致使噴頭反轉(zhuǎn)(逆時(shí)針方向)。上述的工作過程中，當(dāng)撥塊4逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，與撥塊4下部相連的扭 簧5隨之轉(zhuǎn)動(dòng)(同時(shí)扭簧5與挺塊3相連的一端固定不動(dòng))，當(dāng)撥塊4逆 時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后，扭簧5獲得一定變形量，產(chǎn)生扭簧轉(zhuǎn)動(dòng)力矩超過 挺塊3所需的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩時(shí)，挺塊3在瞬間完成順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)噴頭反轉(zhuǎn)至某個(gè)位置，撥桿9開始接觸卡簧式限位環(huán)10，此時(shí)挺塊 3尚未下落。當(dāng)噴頭繼續(xù)反轉(zhuǎn)某小角度后，扭簧5達(dá)到一定變形量，與之 相連挺塊3產(chǎn)生逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，挺塊3下落，不與凸耳2發(fā)生撞擊。此時(shí) 右側(cè)撥塊限位凸塊11與擋圈18外緣接觸，右側(cè)挺塊限位凸塊13與凸臺(tái) 15接觸，挺塊3和撥塊4處于穩(wěn)態(tài)位置。噴頭搖臂1能正常擺開，在水 流沖擊搖臂導(dǎo)流器產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩作用下，重新開始正轉(zhuǎn)。撥桿9在豎直狀態(tài)時(shí)與卡簧式限位環(huán)10接觸可以控制扇形角度；撥 桿9轉(zhuǎn)動(dòng)90。呈懸空狀態(tài)時(shí)，不與卡簧式限位環(huán)10接觸，使噴頭實(shí)現(xiàn)全 圓噴灑，擴(kuò)大了噴頭的適用范圍。挺塊3和撥塊4形狀較復(fù)雜，宜采用鑄造加工。最后所應(yīng)說朋的是，以上實(shí)施例僅用以說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案 而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行了詳細(xì)說明，本領(lǐng)域 的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者 等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在 本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求1、一種噴頭換向機(jī)構(gòu)，包括換向器、限位裝置和反轉(zhuǎn)部件等，其特征在于，在噴頭噴體單側(cè)，且與搖臂尾部擺動(dòng)區(qū)域同側(cè)的外表面鑄成凸臺(tái)，在凸臺(tái)上安裝換向器，限位裝置采用卡簧式限位環(huán)，反轉(zhuǎn)部件為設(shè)在搖臂尾部右下側(cè)的撞擊凸耳。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述換 向器包括挺塊(3)、挺塊軸(8)、撥塊(4)、撥塊軸(7)、撥桿(9)、 扭簧(5)，其中，撥塊軸(7)和挺塊軸(8)為兩根水平軸，它們固 定安裝在所述的凸臺(tái)上，上下相對(duì)布置，撥塊軸(7)位于上側(cè)；挺 塊(3)安裝在挺塊軸(8)上，撥塊(4)安裝在撥塊軸(7)上，挺 塊(3)和撥塊(4)可分別繞其軸轉(zhuǎn)動(dòng)；撥塊(4)的下端安裝一撥 桿。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于，撥塊(4) 和挺塊(3)位于豎直平面內(nèi)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述的 挺塊(3)為三叉形，其一端為長臂，該長臂的末端可與所述的撞擊 凸耳相撞，另一端為挺塊限位凸塊，在所述長臂上也設(shè)有一個(gè)挺塊限 位凸塊，兩個(gè)挺塊限位凸塊分別位于所述凸臺(tái)的兩側(cè)；挺塊(3)的 第三端通過扭簧(5)與撥塊(4)的下部相連。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述的撥塊(4)為框架式結(jié)構(gòu)，挺塊軸(8)位于該框架內(nèi)，在該框 架的內(nèi)側(cè)左右分別設(shè)了一個(gè)撥塊限位凸塊，它們分別位于挺塊軸(8) 的兩側(cè)。
6、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 撥塊(4)的下方開有小孔，撥桿可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在該小孔中，撥桿可 旋轉(zhuǎn)90°呈豎直或水平狀態(tài)，撥桿豎直狀態(tài)時(shí)可與卡簧式限位環(huán)接觸，水平狀態(tài)時(shí)呈懸空狀態(tài)。
7、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 所述撥桿和撥塊(4)為鑄造件。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于，所述凸臺(tái)與噴頭噴體鑄成一體。
9、 根據(jù)權(quán)利要求2或3或4所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于， 撥塊軸(7)和挺塊軸(8)用定位銷固定在所述凸臺(tái)上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1和2所述的噴頭換向機(jī)構(gòu)，其特征在于，卡 簧式限位環(huán)用鋼絲或鋼片制成，安裝在空心軸套(20)上。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種噴頭換向機(jī)構(gòu)，屬于農(nóng)業(yè)節(jié)水技術(shù)領(lǐng)域。技術(shù)方案包括換向器、限位裝置和反轉(zhuǎn)部件等，其特征在于，在噴頭噴體單側(cè)的外表面鑄成凸臺(tái)，在凸臺(tái)上安裝換向器，限位裝置采用卡簧式限位環(huán)，反轉(zhuǎn)部件為設(shè)在搖臂尾部右下側(cè)的撞擊凸耳。換向器包括挺塊(3)、挺塊軸(8)、撥塊(4)、撥塊軸(7)、撥桿(9)、扭簧(5)，其中，撥塊軸(7)和挺塊軸(8)固定安裝在所述的凸臺(tái)上；挺塊(3)安裝在挺塊軸(8)上，撥塊(4)安裝在撥塊軸(7)上；撥塊(4)的下端安裝一撥桿。本噴頭換向機(jī)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡單、受力性能好、磨損少、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活可靠等特點(diǎn)，適用于中、低壓搖臂式噴頭。
文檔編號(hào)B05B15/00GK201102002SQ20072017380
公開日2008年8月20日 申請日期2007年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2007年10月25日
發(fā)明者嚴(yán)海軍, 呂娟妃, 時(shí)曉燕, 歐陽俊, 敏 王 申請人:中國農(nóng)業(yè)大學(xué)