本发明专利技术公开了一种用于农田节水灌溉领域的窄带形喷洒域射流喷头。喷头主要由三维异形喷咀、变径整流管和导流弯头三段组成。其中三维异形喷咀位于最前端，是该窄带形喷洒域射流喷头的能量转换器；变径整流管位于中间段，是该窄带形喷洒域射流喷头的液体整流与增速器；导流弯头位于来流端，是本窄带形喷洒域射流喷头的进水连接器。需要特别指出的是，除了可以用于定点定位喷灌，由于作业时可以不下地，故配备了本发明专利技术所述窄带形喷洒域射流喷头的移动式喷灌机具和灌溉机组，尤其适合于在机耕道、田间道等非种植区域上执行农田喷灌作业，具有节水节能、不碾压土壤、不碾轧作物秧苗等独特优点。独特优点。独特优点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于农田节水灌溉领域的窄带形喷洒域射流喷头
[0001]本专利技术属于农业节水灌溉领域，特别涉及一种不用下地喷灌作业的窄带形喷洒域节水灌溉喷头。
技术介绍
[0002]相比于漫灌、沟灌等传统灌溉模式，喷灌方式更节水，对农田的适应性也更好。喷头作为农业喷灌系统的关键部件与重要灌水器，其射程、均匀性等主要性能参数，不但决定着水利用率与作业效率等灌溉指标，并最终将影响作物的产量、品质和农民收入。
[0003]喷洒域是指喷头射流所湿润的具有一定几何形状的土地面积；不同形式的喷头，由于其喷嘴的设计不同，喷洒域也不尽相同。目前农田喷灌大多使用出口为圆形并通过一定结构驱动其间歇式周期性转动的摇臂式喷头，方法主要有固定式和移动式两种。固定式喷灌的单喷头喷洒域为圆形，实际使用大多采用组合喷洒模式，后者存在重叠区域过喷和田块边缘漏喷等严重缺陷，均匀性也很难有大的提升。移动式喷灌作业时，机组必须下地，将对土壤和作物造成碾压并破坏田间土壤结构。因此，研制不下地、无需周期性来回扫射、无转动机构，且在射流方向上能喷出均匀水带的窄带形喷洒域射流喷头迫在眉睫。
[0004]南建福等(CN 101497065A)公开了一种含有主轴和径流式封闭叶轮等转动式结构的带状喷洒喷灌喷头，适合于行播作物下地作业的条带状喷水，结构尺寸较大。程灏波等(CN102975124B)的异形喷头旋转式磁射流抛光装置主要用于精密光学表面抛光加工；浙江亿田智能厨电股份有限公司(CN 107448988B)所公开的的异形喷头包括异形本体和凹槽，主要用于燃气灶。经检索，尚未发现有能用于固定与移动两种模式，且能在射流方向上喷出均匀水带的窄带形喷洒域射流喷头的相关报道。
技术实现思路
[0005]本专利技术旨在于提供一种窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]一种窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，喷头由导流弯头(1)、变径整流管(2)、三维异形喷咀(3)三部分依次连接组成；其中三维异形喷咀(3)位于喷头最前端，是该喷头的压能动能转换与做功部件，为三维结构体喷咀，三维结构体喷咀射出端为三维异形流道；变径整流管(2)位于中间段，是该喷头的液体整流与增速器件，内部包含若干环向布置的长条形整流筋片(203)，导流弯头(1)位于来流端，是喷头的进水连接器，导流弯头(1)的出水段设计成弯头结构。
[0007]进一步，所述三维异形喷咀(3)的喷咀进口到喷咀出口(301)整体呈圆柱圆锥耦合结构，喷咀出口(301)的喷咀射流口为三维鸭嘴异形开槽结构，沿射流口流动方向，中垂面底部与前部开V形槽，槽口往外往上逐步张开，以形成近端射程水体的扇形射流为主，中垂面上半部分开条形槽，以形成远端射程水体的束状射流为主；V形槽与条形槽接口光顺过渡，共同作用促进形成窄带形射程；流体由三维异形嘴咀(3)以窄带形式高速射出后，将由
近及远形成水量分布均匀的长条形窄带(4)；通过调整喷头进口的流量、压力与仰角，实现不同的射程与不同的喷灌强度。
[0008]进一步，变径整流管(2)大径端外径、内径分别为42mm、30mm，小径端的外径、内径分别为27mm、20mm，管内壁前端环向布设有6条长条形整流筋片(203)。
[0009]进一步，变径整流管(2)与导流弯头(1)采用单端面加垫O形圈密封形式，外圈布设2～4个自带预紧力的预紧螺栓(202)连接。
[0010]进一步，三维异形喷咀(3)与变径整流管(2)采用配车加工的正牙或反牙配车螺纹(204)直连，安装时内部缠绕生料带或涂抹液体密封胶，可保证二者的装配同轴度。
[0011]进一步，导流弯头(1)的进水口(101)的内外表面都设计加工有标准公制或英制螺纹(102)，便于与多种规格的进水管匹配和连接。
[0012]进一步，导流弯头(1)的外径和内径分别为40mm与30mm，导流弯头的出水段设计成弯头结构将进水口(101)垂直向上而来的液流调整为与水平成小仰角方向；导流弯头(1)的中间段加工有一个用于喷头安装定位的凸台，凸台外径50mm，宽度10mm。
[0013]进一步，所述喷头除了用于定点喷灌，由于作业时可以不下地，故配备在移动式喷灌机具和灌溉机组，适合于在机耕道、田间道等非种植区域上执行农田喷灌。
[0014]本专利技术所述的窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，具有以下有益效果：
[0015](1)除了可以用于定点定位喷灌，由于这种灌溉模式作业可不下地，故可将本专利技术所述的窄带形喷洒域射流喷头安装配备到移动式喷灌机具和灌溉机组的两侧，让机具或机组沿着机耕道、田间道等非种植区域，边缓慢行走，边由窄带形喷洒域射流喷头在行进水平垂直方向的两侧执行农田喷灌作业，具有节水节能、不碾压土壤、不碾轧作物秧苗等独特优点。(2)喷灌射程可通过调整不同的进口流量、进口压力、喷头仰角等参数进行改变。(3)喷灌强度、灌水量等可与基于农业物联网的土壤剖面水分传感器以及其它多源信息的诊断模型与灌溉处方形成闭环，提高农田作物灌溉的精确性，真正做到按需给水。灌溉水流从导流弯头进水端进入，经导流弯头改变流向，变径整流管一次整流与变径提速，以及三维异形嘴咀二次控流和能量转换，最后以特殊窄带形式从喷咀出口高速射出，并由近及远形成水量分布均匀的长条形窄带；可通过调整不同的进口流量(即速度)、进口压力、喷头仰角等可以实现不同的射程。
附图说明
[0016]图1为本窄带形喷洒域射流喷头内含3处局部剖面的主结构图。
[0017]图2为本窄带形喷洒域灌溉射流喷头三维异形喷咀(3)的等轴测放大图。
[0018]图3为本窄带形喷洒域灌溉射流喷头变径整流管(2)的等轴测图
[0019]图4为变径整流管(2)的横截面图(内有若干整流筋片)。
[0020]图5为本窄带形喷洒域灌溉射流喷头导流弯头(1)的等轴测放大图。
[0021]图6为本窄带形喷洒域灌溉射流喷头喷灌作业形成的窄带示意图。
[0022]图7为喷头内部流场数值模拟计算后处理得到的速度变化云图。
[0023]图8为喷头内部流场数值模拟计算后处理得到的压力变化云图。
[0024]图中标记说明：1.导流弯头，101.进水口，102.螺纹，103.定位环；2.变径整流管，201.O型密封圈，202.预紧螺栓，203.整流筋片，204.配车螺纹；3.三维异形喷咀，301.喷咀
出口；4.喷灌窄带。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的特征和优点更加易懂，下面结合附图1～图8以及具体实施例，对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不限于此。
[0026]图1为本专利技术所述的窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头的一个设计实例，其额定工作压力P为0.3MPa，额定喷灌流量Q为10m3/h，设计射程S为25m，远端带宽≤1m，近端带宽范围≥0.5m，远端与近端的带宽差不大于0.5m。
[0027]如前所述，该喷头本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，其特征在于：喷头由导流弯头(1)、变径整流管(2)、三维异形喷咀(3)三部分依次连接组成；其中三维异形喷咀(3)位于喷头最前端，是该喷头的压能动能转换与做功部件，为三维结构体喷咀，三维结构体喷咀射出端为三维异形流道；变径整流管(2)位于中间段，是该喷头的液体整流与增速器件，内部包含若干环向布置的长条形整流筋片(203)，导流弯头(1)位于来流端，是喷头的进水连接器，导流弯头(1)的出水段设计成弯头结构。2.根据权利要求1所述的一种窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，其特征在于：所述三维异形喷咀(3)的喷咀进口到喷咀出口(301)整体呈圆柱圆锥耦合结构，喷咀出口(301)的喷咀射流口为三维鸭嘴异形开槽结构，沿射流口流动方向，中垂面底部与前部开V形槽，槽口往外往上逐步张开，以形成近端射程水体的扇形射流为主，中垂面上半部分开条形槽，以形成远端射程水体的束状射流为主；V形槽与条形槽接口光顺过渡，共同作用促进形成窄带形射程；流体由三维异形嘴咀(3)以窄带形式高速射出后，将由近及远形成水量分布均匀的长条形窄带(4)；通过调整喷头进口的流量、压力与仰角，实现不同的射程与不同的喷灌强度。3.根据权利要求1所述的一种窄带形喷洒域农田节水灌溉射流喷头，其特征在于：变径整流管(2)大径端的外径、内径分别为42mm、30mm，小径端的外径、内径分别为27mm、...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋小平，徐斌，曹卫星，朱艳，倪军，田永超，方孟惠，盛镇涛，张莹，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：
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