專(zhuān)利名稱(chēng)：一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)灌溉技術(shù)領(lǐng)域，涉及農(nóng)田灌溉設(shè)備，具體涉及一種與管道化灌溉配套的水力驅(qū)動(dòng)、具有活動(dòng)劈尖的射流施肥泵。
背景技術(shù)：
灌溉施肥是施肥與灌溉有機(jī)結(jié)合的一種先進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)，它通過(guò)灌溉施肥設(shè)備將可溶性肥料或農(nóng)藥溶液注入灌溉系統(tǒng)的壓力管道內(nèi)，具有節(jié)水、節(jié)肥、省工、省藥、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。隨著微灌、噴灌、低壓管道輸水等管道化灌溉技術(shù)的廣泛應(yīng)用，灌溉施肥設(shè)備與技術(shù)也得到了快速的發(fā)展和應(yīng)用。目前無(wú)外加動(dòng)力的活塞式施肥器，以灌溉系統(tǒng)管道的壓力水驅(qū)動(dòng)活塞，隨著活塞的運(yùn)動(dòng)抽吸和注入肥液，因其具有體積小、使用方便，易于控制施肥濃度、施肥量和施肥時(shí)間，運(yùn)行費(fèi)用低等優(yōu)勢(shì)，而成為灌溉施肥的一種重要設(shè)備。但現(xiàn)有活塞式施肥器大都采用彈簧或機(jī)械式聯(lián)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)活塞的換向運(yùn)動(dòng)。采用彈簧進(jìn)行換向的活塞，在注入肥液時(shí)，需要壓縮彈簧而損耗一定的水壓，而且換向過(guò)程取決于彈簧的剛度和初始?jí)嚎s量，彈簧在頻繁的往復(fù)運(yùn)動(dòng)作用下，也易于損壞。機(jī)械式聯(lián)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)勢(shì)必增加活塞及缸體的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性，對(duì)機(jī)械密封性、制造精度、可靠性及耐久性提出更高的要求。申請(qǐng)?zhí)枮?00910031992.3的中國(guó)專(zhuān)利“一種射流施肥泵”公開(kāi)了一種具有固定劈尖、控制通道及排空道的射流施肥泵，射流通道與排空通道沒(méi)有物理阻隔，對(duì)排空道的位置、尺寸、進(jìn)口角度要求極其嚴(yán)格，設(shè)計(jì)或制造商的微小偏差，就容易使射流有排空道排出，造成水量與能量的浪費(fèi)。而且控制通道入口在輸出道上，易于造成活塞行程中間狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生切換，出現(xiàn)活塞行程不足的現(xiàn)象。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種活塞與缸體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，密封性能好，換向可靠性與耐久性強(qiáng)，利用射流附壁及負(fù)載反饋切換技術(shù)驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有活動(dòng)劈尖的射流施肥栗。本發(fā)明采取的技術(shù)解決方案是:一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于射流施肥栗由射流兀件、活塞組和缸體構(gòu)成。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，射流元件包括收縮段、導(dǎo)流段、噴嘴、射流空間、復(fù)位腔一側(cè)的壁面、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口、轉(zhuǎn)軸、活動(dòng)劈尖、劈座、復(fù)位腔一側(cè)的排空口、推進(jìn)腔一側(cè)的排空口、排空道、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道、復(fù)位腔一側(cè)的輸出道、推進(jìn)腔入口、復(fù)位腔入口。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，射流元件最前端是前大后小形狀的收縮段，收縮段后面連接導(dǎo)流段，導(dǎo)流段的末端是噴嘴，噴嘴后是一段前小后大形狀的射流空間，射流空間的兩側(cè)分別為復(fù)位腔一側(cè)的壁面和推進(jìn)腔一側(cè)的壁面；所述的活動(dòng)劈尖位于射流空間的末端，并將射流空間的末端分割成為復(fù)位腔一側(cè)的輸出口和推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 ；所述活動(dòng)劈尖為L(zhǎng)形，所述活動(dòng)劈尖繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，所述復(fù)位腔一側(cè)的排空口和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)分別位于活動(dòng)劈尖下方的兩側(cè)；所述劈座位于復(fù)位腔一側(cè)的排空口和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口的后方；所述排空道位于劈座內(nèi)，排空道為垂直于射流元件正立面的空心圓柱體，排空道的一端與復(fù)位腔一側(cè)的排空口及推進(jìn)腔一側(cè)的排空口連通，排空道的另一端通向射流元件外部；所述復(fù)位腔一側(cè)的輸出口后面連接復(fù)位腔一側(cè)的輸出道，復(fù)位腔入口位于復(fù)位腔一側(cè)的輸出道末端；所述推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口后面連接推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道，推進(jìn)腔入口位于推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道末端；
所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，活塞組為活塞桿前后兩端都設(shè)有活塞的結(jié)構(gòu)體，活塞組安裝在缸體內(nèi)，缸體內(nèi)設(shè)有隔板，隔板將缸體分為前后兩個(gè)腔室；活塞組的前端活塞安裝在缸體的前腔室內(nèi)，將缸體的前腔室分為推進(jìn)腔和復(fù)位腔，推進(jìn)腔入口連通推進(jìn)腔，復(fù)位腔入口連通復(fù)位腔(20);活塞組的后端活塞安裝在缸體的后腔室內(nèi)，將缸體的后腔室分為進(jìn)排氣腔和肥液腔；缸體的進(jìn)排氣腔側(cè)壁上開(kāi)有進(jìn)排氣孔，肥液腔的側(cè)壁上設(shè)置有吸肥口和注肥口，吸肥口處設(shè)置吸肥單向閥，注肥口處設(shè)置注肥單向閥。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵,活動(dòng)劈尖可以繞轉(zhuǎn)軸順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。所述活動(dòng)劈尖順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖右側(cè)與劈座右側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖左側(cè)與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面緊密貼合，此時(shí)活動(dòng)劈尖打開(kāi)了復(fù)位腔一側(cè)的輸出口，關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的排空口，同時(shí)關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口，打開(kāi)推進(jìn)腔一側(cè)的排空口，活動(dòng)劈尖成為復(fù)位腔一側(cè)射流通道與推進(jìn)腔一側(cè)排空通道的一個(gè)物理阻隔；活動(dòng)劈尖逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖左側(cè)與劈座左側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖右側(cè)與復(fù)位腔一側(cè)的壁面緊密貼合，此時(shí)活動(dòng)劈尖打開(kāi)了推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口，關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的排空口，同時(shí)關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的輸出口，打開(kāi)復(fù)位腔一側(cè)的排空口，活動(dòng)劈尖成為推進(jìn)腔一側(cè)射流通道與復(fù)位腔一側(cè)排空通道的一個(gè)物理阻隔。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，為形成二維射流，盡可能減少能量損失，保證射流元件同側(cè)壁的作用面積，減少射流同元件上下蓋板間的相互作用面，保持射流的穩(wěn)定性，所述射流元件的收縮段、導(dǎo)流段、噴嘴、射流空間、復(fù)位腔一側(cè)的壁面、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口的橫截面為矩形。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，射流元件軸向與缸體和活塞組軸向有兩種裝配方案:第一種方案是射流元件的軸向與缸體和活塞組的軸向平行裝配；第二種方案是射流元件的軸向與缸體和活塞組的軸向垂直裝配。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，噴嘴寬度是噴嘴左側(cè)壁與右側(cè)壁的間距；位差是噴嘴的左側(cè)壁與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面之間的最小距離或噴嘴的右側(cè)壁與復(fù)位腔一側(cè)的壁面之間的最小距離，位差與噴嘴寬度的比值為1:0.3 1:2 ;劈距是噴嘴至活動(dòng)劈尖頂端的長(zhǎng)度，劈距與噴嘴寬度的比值為1:3 1:15 ;張角是噴嘴的左側(cè)壁與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面的夾角或噴嘴的右側(cè)壁與復(fù)位腔一側(cè)的壁面的夾角，張角為6° 20° ;噴嘴深度為噴嘴前壁與后壁的凈間距，噴嘴深度與噴嘴寬度的比值為1:1.2 1:5。所述的活動(dòng)劈尖射流施肥泵，在灌溉管路上并聯(lián)使用。工程應(yīng)用時(shí)，射流元件的入口與灌溉管路的上游端連接。肥液腔的吸肥口與儲(chǔ)肥容器連接，注肥口與灌溉管路的下游端連接。灌溉管道中的壓力水流由射流元件入口進(jìn)入收縮段，經(jīng)收縮段的調(diào)整，使水流更為流暢的進(jìn)入導(dǎo)流段，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流段的導(dǎo)向及平穩(wěn)水流，通過(guò)噴嘴形成射流，進(jìn)入射流空間。由于射流元件幾何結(jié)構(gòu)的微小不對(duì)稱(chēng)性及射流本身存在的紊亂，射流的卷吸和射流空間兩側(cè)壁面之間的干涉效應(yīng)將不對(duì)稱(chēng)，在射流兩側(cè)產(chǎn)生壓差，推動(dòng)射流的偏轉(zhuǎn)，將產(chǎn)生附壁效應(yīng)，貼附于射流空間的一側(cè)壁面上，沿壁面流動(dòng)，到達(dá)該側(cè)的射流輸出口。假設(shè)射流先附壁于復(fù)位腔一側(cè)的壁面，則壓力水流作用于活動(dòng)劈尖位于復(fù)位腔一側(cè)的表面，那么活動(dòng)劈尖在壓力水流作用下，將順時(shí)針旋轉(zhuǎn)至極限位置，此時(shí)活動(dòng)劈尖打開(kāi)復(fù)位腔一側(cè)的輸出口，關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的排空口，同時(shí)關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口，打開(kāi)推進(jìn)腔一側(cè)的排空口。壓力水流將通過(guò)復(fù)位腔一側(cè)的輸出口進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的輸出道，通過(guò)復(fù)位腔入口進(jìn)入復(fù)位腔，將壓力作用在復(fù)位腔活塞的有效面積上，推動(dòng)活塞組由肥液腔向推進(jìn)腔方向運(yùn)動(dòng)，肥液腔產(chǎn)生負(fù)壓，將儲(chǔ)肥容器中的肥液吸入肥液腔，實(shí)現(xiàn)吸肥過(guò)程。與此同時(shí)，推進(jìn)腔內(nèi)的余水，通過(guò)推進(jìn)腔入口進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道，在活動(dòng)劈尖的阻隔下，進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的排空口，由排空道排出。當(dāng)活塞組運(yùn)行到肥液腔終點(diǎn)時(shí)，活塞組突然靜止，導(dǎo)致復(fù)位腔內(nèi)的水流發(fā)生水擊現(xiàn)象，復(fù)位腔內(nèi)的水擊壓力通過(guò)復(fù)位腔入口、復(fù)位腔一側(cè)的輸出道、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口反饋至復(fù)位腔一側(cè)的壁面，作用于當(dāng)前附壁流，推動(dòng)射流換向，使射流附壁于推進(jìn)腔一側(cè)的壁面；此時(shí)，壓力水流作用于活動(dòng)劈尖位于推進(jìn)腔一側(cè)的表面，活動(dòng)劈尖在壓力水流作用下，將逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)至極限位置，活動(dòng)劈尖打開(kāi)推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口，關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的排空口，同時(shí)關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的輸出口，打開(kāi)復(fù)位腔一側(cè)的排空口。壓力水流將通過(guò)推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道，通過(guò)推進(jìn)腔入口進(jìn)入推進(jìn)腔，將壓力作用在推進(jìn)腔活塞的有效面積上，推動(dòng)活塞組向肥液腔方向運(yùn)動(dòng)，將肥液腔中的肥液注入壓力管道，實(shí)現(xiàn)注肥過(guò)程。與此同時(shí)，復(fù)位腔內(nèi)的余水，通過(guò)復(fù)位腔入口進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的輸出道，在活動(dòng)劈尖的阻隔下，進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的排空口，由排空道排出。當(dāng)活塞組運(yùn)行到推進(jìn)腔終點(diǎn)時(shí)，活塞組突然靜止，導(dǎo)致推進(jìn)腔內(nèi)產(chǎn)生水擊，推進(jìn)腔內(nèi)的水擊壓力通過(guò)推進(jìn)腔入口、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口反饋至推進(jìn)腔一側(cè)的壁面，作用于當(dāng)前附壁流，推動(dòng)射流換向，使射流再次切換到復(fù)位腔一側(cè)，再度推動(dòng)活塞組反向，使活塞組向推進(jìn)腔方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行吸肥。如此循環(huán)往復(fù)，則產(chǎn)生持續(xù)的吸肥、注肥過(guò)程，達(dá)到灌溉施肥的目的。本發(fā)明構(gòu)造的有益效果:本發(fā)明由于應(yīng)用射流附壁及負(fù)載反饋切換技術(shù)，利用活塞組缸體內(nèi)的反饋水壓，切換射流方向，驅(qū)動(dòng)活塞組往復(fù)運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)化了活塞組與缸體部分的結(jié)構(gòu)，密封性能也得以提高。取消了彈簧、機(jī)械聯(lián)動(dòng)換向機(jī)構(gòu)等易損部件，提高了換向機(jī)構(gòu)的可靠性與耐久性，加工工藝簡(jiǎn)單，制造成本較低。利用活動(dòng)劈尖將水流流動(dòng)劃分為兩個(gè)隔離的區(qū)域，一側(cè)區(qū)域用于射流的輸出，另一側(cè)區(qū)域用于排空腔體內(nèi)的回水，兩個(gè)區(qū)域能夠隨著射流的切換而同步轉(zhuǎn)換射流與排空的功能，兩區(qū)域互不干擾，做到排水的通道內(nèi)無(wú)射流輸入，射流的通道內(nèi)無(wú)排水的輸出，從而保證射流的穩(wěn)定性與排水的可靠性。應(yīng)用水壓負(fù)載反饋切換技術(shù)，使活塞組的換向都發(fā)生在行程的終點(diǎn)，不易產(chǎn)生活塞組行程中間狀態(tài)的切換現(xiàn)象。利用灌溉管道的水壓運(yùn)行，不需要外加動(dòng)力。獨(dú)立于灌溉管道和儲(chǔ)肥容器，體積小，重量輕，安裝使用方便，在灌溉管路上并聯(lián)使用。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例1射流元件的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖3是本發(fā)明實(shí)施例1射流元件內(nèi)部三維結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例2射流元件的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中，1.收縮段2.段導(dǎo)流3.噴嘴4.射流空間5.復(fù)位腔一側(cè)的壁面
6.推進(jìn)腔一側(cè)的壁面 7.復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 8.推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 9.轉(zhuǎn)軸10.活動(dòng)劈尖11.復(fù)位腔一側(cè)的排空口 12.推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 13.排空道14.推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道 15.復(fù)位腔一側(cè)的輸出道 16.推進(jìn)腔入口 17.復(fù)位腔入口18.推進(jìn)腔19.缸體20.復(fù)位腔21.活塞組22.進(jìn)排氣孔23.肥液腔24.注肥口 25.吸肥口 26.注肥單向閥27.吸肥單向閥28.劈座。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1:
參照?qǐng)D1和圖3。活動(dòng)劈尖射流施肥泵由射流元件、活塞組21和缸體22構(gòu)成。射流元件包括收縮段1、導(dǎo)流段2、噴嘴3、射流空間4、復(fù)位腔一側(cè)的壁面5、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8、轉(zhuǎn)軸9、活動(dòng)劈尖10、劈座28、復(fù)位腔一側(cè)的排空口 11、推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 12、排空道13、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14、復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15、推進(jìn)腔入口 16、復(fù)位腔入口 17構(gòu)成。射流元件最前端是前大后小形狀的收縮段1，收縮段I后面連接導(dǎo)流段2，導(dǎo)流段2的末端是噴嘴3，噴嘴3后是一段前小后大形狀的射流空間4，射流空間4的兩側(cè)分別為復(fù)位腔一側(cè)的壁面5和推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6?；顒?dòng)劈尖10位于射流空間4的末端，并將射流空間4的末端分割成為復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7和推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8，活動(dòng)劈尖10為L(zhǎng)形，所述活動(dòng)劈尖10繞轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)。復(fù)位腔一側(cè)的排空口(11)和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)分別位于活動(dòng)劈尖(10)下方的兩側(cè)。劈座28位于復(fù)位腔一側(cè)的排空口 11和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 12的后方，排空道13位于劈座28內(nèi)。排空道13為垂直于射流元件正立面的空心圓柱體，排空道13的一端與復(fù)位腔一側(cè)的排空口11及推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 12連通，排空道13的另一端通向射流元件外部。復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7后面連接復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15，復(fù)位腔入口 17位于復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15末端。推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8后面連接推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14，推進(jìn)腔入口 16位于推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14末端；活塞組21為活塞桿前后兩端都設(shè)有活塞的結(jié)構(gòu)體，活塞組21安裝在缸體19內(nèi)，缸體19內(nèi)設(shè)有隔板，隔板將缸體19分為前后兩個(gè)腔室。活塞組21的前端活塞安裝在缸體19的前腔室內(nèi)，將缸體19的前腔室分為推進(jìn)腔18和復(fù)位腔20，推進(jìn)腔入口16連通推進(jìn)腔18，復(fù)位腔入口 17連通復(fù)位腔20?；钊M21的后端活塞安裝在缸體19的后腔室內(nèi)，將缸體19的后腔室分為進(jìn)排氣腔和肥液腔23。缸體19的進(jìn)排氣腔側(cè)壁上開(kāi)有進(jìn)排氣孔22，肥液腔23的側(cè)壁上設(shè)置有吸肥口 25和注肥口 24，吸肥口 25處設(shè)置吸肥單向閥27，注肥口 24處設(shè)置注肥單向閥26。參照?qǐng)D1、圖2和圖3?；顒?dòng)劈尖射流施肥泵的活動(dòng)劈尖10可以繞轉(zhuǎn)軸9旋轉(zhuǎn)?；顒?dòng)劈尖10順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖10右側(cè)與劈座28右側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖10左側(cè)與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6緊密貼合?；顒?dòng)劈尖10逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖10左側(cè)與劈座28左側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖10右側(cè)與復(fù)位腔一側(cè)的壁面5緊密貼合。收縮段1、導(dǎo)流段2、噴嘴3、射流空間4、復(fù)位腔一側(cè)的壁面5、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口7、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8的橫截面為矩形。射流元件的軸向與缸體19和活塞組21的軸向平行。噴嘴寬度b為4mm，位差d與噴嘴寬度b的比值為1:0.75，劈距h與噴嘴寬度b的比值為1:9.2，張角Θ為15°，噴嘴深度與噴嘴寬度b的比值為1:2。圖1所示活動(dòng)劈尖射流施肥泵的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)是:應(yīng)用射流附壁及負(fù)載反饋切換技術(shù)，切換射流方向，驅(qū)動(dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)。配置活動(dòng)劈尖將水流流動(dòng)劃分為兩個(gè)隔離的區(qū)域，一側(cè)區(qū)域用于射流的輸出，另一側(cè)區(qū)域用于排空活塞內(nèi)的回水，兩個(gè)區(qū)域能夠隨著射流的切換而同步轉(zhuǎn)換射流與排空的功能。圖1所示活動(dòng)劈尖射流施肥泵具體實(shí)現(xiàn)過(guò)程:灌溉管道中的壓力水流由射流元件入口進(jìn)入收縮段1，經(jīng)收縮段I的調(diào)整，使水流更為流暢的進(jìn)入導(dǎo)流段2，經(jīng)過(guò)導(dǎo)流段2的導(dǎo)向及平穩(wěn)水流，通過(guò)噴嘴3形成射流，進(jìn)入射流空間4。由于射流元件幾何結(jié)構(gòu)的微小不對(duì)稱(chēng)性及射流本身存在的紊亂，射流的卷吸和射流空間兩側(cè)壁面之間的干涉效應(yīng)將不對(duì)稱(chēng)，在射流兩側(cè)產(chǎn)生壓差，推動(dòng)射流的偏轉(zhuǎn)，將產(chǎn)生附壁效應(yīng)，貼附于射流空間的一側(cè)壁面上，沿壁面流動(dòng)，到達(dá)該側(cè)的射流輸出口。假射流先附壁于復(fù)位腔一側(cè)的壁面5，則壓力水流作用于活動(dòng)劈尖10位于復(fù)位腔一側(cè)的表面?；顒?dòng)劈尖10將在壓力水流作用下，順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置，打開(kāi)復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7，關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的排空口 11，同時(shí)關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8，打開(kāi)推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 12。此時(shí)，壓力水流將通過(guò)復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15，通過(guò)復(fù)位腔入口 17進(jìn)入復(fù)位腔20，將壓力作用在復(fù)位腔活塞的有效面積上，推動(dòng)活塞組21由肥液腔23向推進(jìn)腔18方向運(yùn)動(dòng)，肥液腔23產(chǎn)生負(fù)壓，將儲(chǔ)肥容器中的肥液吸入肥液腔23，實(shí)現(xiàn)吸肥過(guò)程。與此同時(shí)，推進(jìn)腔18內(nèi)的余水，通過(guò)推進(jìn)腔入口 16進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14，在活動(dòng)劈尖的阻隔下，進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的排空口12，由排空道13排出。當(dāng)活塞組21運(yùn)行到肥液腔23終點(diǎn)時(shí)，活塞組21突然靜止，導(dǎo)致復(fù)位腔20內(nèi)的水流發(fā)生水擊現(xiàn)象，復(fù)位腔20內(nèi)的水擊壓力通過(guò)復(fù)位腔入口 17、復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7反饋至復(fù)位腔一側(cè)的壁面5，作用于當(dāng)前附壁流，推動(dòng)射流換向，使射流附壁于推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6，使壓力水流作用于活動(dòng)劈尖10位于推進(jìn)腔一側(cè)的表面。活動(dòng)劈尖10在壓力水流作用下，逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)至極限位置，打開(kāi)推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8，關(guān)閉推進(jìn)腔一側(cè)的排空口 12，同時(shí)關(guān)閉復(fù)位腔一側(cè)的輸出口 7，打開(kāi)復(fù)位腔一側(cè)的排空口 11。此時(shí)，壓力水流將通過(guò)推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8進(jìn)入推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14，通過(guò)推進(jìn)腔入口 16進(jìn)入推進(jìn)腔18，將壓力作用在推進(jìn)腔活塞的有效面積上，推動(dòng)活塞組21由推進(jìn)腔18向肥液腔23方向運(yùn)動(dòng)，將肥液腔23中的肥液注入壓力管道，實(shí)現(xiàn)注肥過(guò)程。與此同時(shí)，復(fù)位腔20內(nèi)的余水，通過(guò)復(fù)位腔入口 17進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的輸出道15，在活動(dòng)劈尖10的阻隔下，進(jìn)入復(fù)位腔一側(cè)的排空口 11，由排空道13排出。當(dāng)活塞組21運(yùn)行到推進(jìn)腔18終點(diǎn)時(shí)，活塞組21突然靜止，導(dǎo)致推進(jìn)腔18內(nèi)產(chǎn)生水擊，推進(jìn)腔18內(nèi)的水擊壓力通過(guò)推進(jìn)腔入口 16、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道14、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口 8反饋至推進(jìn)腔一側(cè)的壁面6，作用于當(dāng)前附壁流，推動(dòng)射流換向，使射流再次切換到復(fù)位腔20 —側(cè)，再度推動(dòng)活塞組21反向，使活塞組21向推進(jìn)腔18方向運(yùn)動(dòng)，進(jìn)行吸肥。如此循環(huán)往復(fù)，則產(chǎn)生持續(xù)的吸肥、注肥過(guò)程，達(dá)到灌溉施肥的目的。
實(shí)施例2:
參照?qǐng)D3和圖4。實(shí)施例2所示的一種水力驅(qū)動(dòng)射流施肥泵，射流元件的軸向與缸體(19)和活塞(21)的軸向垂直。噴嘴寬度b為5mm，位差d與噴嘴寬度b的比值為1:0.5，劈距h與噴嘴寬度b的比值為1:6，張角Θ為13°，噴嘴深度與噴嘴寬度b的比值為1:2.5。除活動(dòng)劈尖的結(jié)構(gòu)略有差異，其余零部件的結(jié)構(gòu)特征與實(shí)施例1相同，具有相同結(jié)構(gòu)的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，不再對(duì)其進(jìn)行說(shuō)明。該實(shí)施例的原理與實(shí)現(xiàn)過(guò)程也與第I實(shí)施例相同，因此省略對(duì)其的說(shuō)明。本發(fā)明射流三通已通過(guò)實(shí)施例予以充分揭示，但所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明，在不脫離本發(fā)明的精神或基本特征的前提下還可有其它的實(shí)施方式。如分流劈頂面可以為弧面、平面等；活塞可以為“工”字形，“T”字形等。在表明本發(fā)明的范圍時(shí)，應(yīng)參考所附的權(quán)利要求書(shū)，而不是前述的說(shuō)明。
權(quán)利要求
1.一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于，由射流元件、活塞組(21)和缸體(22)構(gòu)成，所述射流元件由收縮段(I)、導(dǎo)流段(2)、噴嘴(3)、射流空間(4)、復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6)、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口(7)、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口(8)、轉(zhuǎn)軸(9)、活動(dòng)劈尖(10)、劈座(28)、復(fù)位腔一側(cè)的排空口(11)、推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)、排空道(13)、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道(14)、復(fù)位腔一側(cè)的輸出道(15)、推進(jìn)腔入口(16)、復(fù)位腔入口(17)組成；所述射流元件最前端是前大后小形狀的收縮段(I )，收縮段(I)后連接導(dǎo)流段(2)，導(dǎo)流段(2)的末端是噴嘴(3)，噴嘴(3)后是一段前小后大形狀的射流空間(4)，射流空間(4)的兩側(cè)分別為復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)和推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6);所述活動(dòng)劈尖(10)位于射流空間(4)的末端,并將射流空間(4)的末端分割成為復(fù)位腔一側(cè)的輸出口(7)和推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口(8)，所述活動(dòng)劈尖(10)為L(zhǎng)形，所述活動(dòng)劈尖(10)繞轉(zhuǎn)軸(9)旋轉(zhuǎn)，所述復(fù)位腔一側(cè)的排空口(11)和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)分別位于活動(dòng)劈尖(10)下方的兩側(cè)；所述劈座(28)位于復(fù)位腔一側(cè)的排空口(11)和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)的后方；所述排空道(13)設(shè)于劈座(28)內(nèi)，排空道(13)為垂直于射流元件正立面的空心圓柱體，排空道(13)的一端與復(fù)位腔一側(cè)的排空口(11)和推進(jìn)腔一側(cè)的排空口(12)連通，排空道(13)的另一端通向射流元件外部；所述活動(dòng)劈尖(10)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖(10)靠近復(fù)位腔的一側(cè)與劈座(28)靠近復(fù)位腔的一側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖(10)靠近推進(jìn)腔的一側(cè)與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6)緊密貼合，活動(dòng)劈尖(10)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到極限時(shí)，活動(dòng)劈尖(10)靠近推進(jìn)腔的一側(cè)與劈座(28)靠 近推進(jìn)腔的一側(cè)緊密貼合，活動(dòng)劈尖(10)靠近復(fù)位腔的一側(cè)與復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)緊密貼合；所述復(fù)位腔一側(cè)的輸出口(7)后面連接復(fù)位腔一側(cè)的輸出道(15)，復(fù)位腔入口(17)位于復(fù)位腔一側(cè)的輸出道(15)末端；所述推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口(8)后面連接推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道(14)，推進(jìn)腔入口( 16)位于推進(jìn)腔一側(cè)的輸出道(14)末端；所述活塞組(21)為活塞桿前后兩端都設(shè)有活塞的結(jié)構(gòu)體，活塞組(21)安裝在缸體(19)內(nèi)，缸體(19)內(nèi)設(shè)有隔板，隔板將缸體(19)分為前后兩個(gè)腔室；活塞組(21)的前端活塞安裝在缸體(19)的前腔室內(nèi)，將缸體(19)的前腔室分為推進(jìn)腔(18)和復(fù)位腔(20)，推進(jìn)腔入口(16)連通推進(jìn)腔(18)，復(fù)位腔入口(17)連通復(fù)位腔(20);活塞組(21)的后端活塞安裝在缸體(19)的后腔室內(nèi)，將缸體(19)的后腔室分為進(jìn)排氣腔和肥液腔(23)，所述缸體(19)的進(jìn)排氣腔側(cè)壁上開(kāi)有進(jìn)排氣孔(22);所述肥液腔(23)的側(cè)壁上設(shè)置有吸肥口(25)和注肥口( 24 )，吸肥口( 25 )處設(shè)置吸肥單向閥(27 )，注肥口( 24 )處設(shè)置注肥單向閥(26 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件的收縮段(I)、導(dǎo)流段(2)、噴嘴(3)、射流空間(4)、復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)、推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6)、復(fù)位腔一側(cè)的輸出口(7)、推進(jìn)腔一側(cè)的輸出口(8)的橫截面為矩形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件的軸向與缸體(19 )和活塞組(21)的軸向相互平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件的軸向與缸體(19)和活塞組(21)的軸向相互垂直。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，其特征在于，所述射流元件的噴嘴寬度(b)是噴嘴(3)左側(cè)壁與右側(cè)壁的間距；位差(d)是噴嘴(3)的左側(cè)壁與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6)之間的最小距離或噴嘴(3)的右側(cè)壁與復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)之間的最小距離，位差(d)與噴嘴寬度(b)的比值為1:0.3 1:2 ;劈距(h)是噴嘴(3)至活動(dòng)劈尖(10)頂端的長(zhǎng)度，劈距(h)與噴嘴寬度(b)的比值為1:3 1:15 ;張角(Θ )是噴嘴(3)的左側(cè)壁與推進(jìn)腔一側(cè)的壁面(6)的夾角或噴嘴(3)的右側(cè)壁與復(fù)位腔一側(cè)的壁面(5)的夾角，張角(Θ)為6° 20° ;噴嘴深度為噴嘴(3)前壁與后壁的凈間距，噴嘴深度與噴嘴寬度(B)的比值為1:1.2 1:5 。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種活動(dòng)劈尖射流施肥泵，由一種具有活動(dòng)劈尖的射流元件、活塞和缸體構(gòu)成?；钊惭b在缸體中并且形成推進(jìn)腔、復(fù)位腔和肥液腔，射流元件的兩個(gè)輸出口分別與推進(jìn)腔、復(fù)位腔相連接，活動(dòng)劈尖將輸出流道劃分為兩個(gè)隔離的區(qū)域，一側(cè)區(qū)域用于射流的輸出，另一側(cè)區(qū)域用于排空活塞內(nèi)的回水，兩區(qū)域互不干擾，保證射流的穩(wěn)定性與排水的可靠性。利用射流的附壁與負(fù)載換向技術(shù)推動(dòng)活塞循環(huán)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)注肥與吸肥過(guò)程。提高了換向機(jī)構(gòu)的可靠性與耐久性，簡(jiǎn)化了活塞與缸體結(jié)構(gòu)，提高整體密封性能。使用灌溉管路中的水力驅(qū)動(dòng)，安裝使用方便，可適用于微灌、噴灌、低壓管道等灌溉的施肥需求。
文檔編號(hào)A01C23/00GK103185042SQ20131011951
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月9日
發(fā)明者王新坤 申請(qǐng)人:江蘇大學(xué)