切换喷嘴以控制喷洒流量的装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种农用喷洒器，该喷洒器装备有多个喷洒头的喷洒臂，且每个喷洒头都具有限定空腔的主体，该空腔被定位成与流体入口和四个出口阵列流体连通，所述四个出口通向分别具有不同流量的四个喷嘴。喷嘴选择控制构件被安装成在所述空腔中旋转并包括用于在控制构件通过电动步进马达在预先选定的分离位置之间旋转时建立入口和不同的四个喷嘴中的一个或组合之间的流体连接的流体通道装置，且步进马达响应于车辆速度被控制，使得当车辆速度从最大允许速度减小时，喷洒末端容量降低以获得恒定的施用量。

【技术实现步骤摘要】
切换喷嘴以控制喷洒流量的装置
本专利技术涉及一种农用喷洒器，并且更具体地涉及自动地控制喷洒头的喷洒流量以补偿车辆地面速度的改变，从而保持恒定的施用量。
技术介绍
农用喷洒器使用喷嘴用于将可以为肥料、杀虫剂、杀真菌剂或杀虫剂喷洒到例如农作物上。传统的喷嘴由具有控制流速、液滴尺寸和到目标的喷洒图案的几何结构的孔口组成。通过孔口的流速是孔口面积和几何结构以及孔口处的流体压力(即，恰好到孔口之前的压力)的主要函数。由于孔口尺寸被固定(即，孔口几何结构不改变)，因此影响通过喷嘴的流速的最普通方式是受压力改变。为了考虑可变的车辆速度，改变喷嘴处的流体压力以影响流速变化对于喷洒器变得普通。为了保持施用量相同，系统将流速改变成与车辆速度成比例。然而，使用传统的固定孔口喷嘴具有一些限制。压力对流量关系是平方函数。为了加倍流量需要以四倍的因数增加压力，不合适地，改变压力还改变对喷洒质量的产生影响的雾化动态。喷洒质量特性，即，液滴尺寸和喷洒角随压力增加而变得更小。这些变化对喷洒沉积和喷洒偏移产生负面影响。因此，显露出对具有均匀压力的可变速率喷嘴的需要。美国专利第7,124,964号公开了一种喷嘴装置，其包括可以由从动计量构件操纵的柔性喷洒末端，该从动计量构件用以响应于车辆速度的变化而选择性地改变喷洒末端结构，从而改变用于保持需要的施用量的喷洒末端喷洒流量。该喷嘴装置具有需要特殊喷嘴结构代替成本较低的标准喷嘴结构的缺点。
技术实现思路
根据本专利技术，提供一种新型喷洒头，该喷洒头包括用于保持需要的施用量的喷嘴装置。本专利技术的一个目标是提供一种喷洒头喷嘴装置，该喷洒头喷嘴装置在喷洒器车辆地面速度变化期间自动保持恒定的喷洒流体施用量，并且克服了上述已授权专利的喷嘴装置的缺陷同时保持了允许喷洒流体以恒定压力被供应给喷洒头喷嘴装置的优点。该目标通过如下所述的喷洒头喷嘴装置而获得，该喷洒头喷嘴装置包括限定空腔的总管主体，该空腔与喷洒流体入口装置与喷洒流体出口装置流体连通地连接，且所述出口装置限定多个通道，该通道具有被限定作为槽的入口，该槽围绕喷嘴选择盘的竖直旋转轴线被定位成一个或多个圆形图案，喷嘴选择盘包括被定位以被旋转而与出口装置的一个或多个入口槽对准的多个槽，且出口装置通向多个标准喷嘴，该标准喷嘴通过主体支承并分别具有喷洒末端，该喷洒末端被设计用于相对给定的供应喷洒流体压力具有不同的喷洒流量，藉此不同喷洒流量通过将喷嘴选择盘经由驱动马达旋转到不同位置而获得，且驱动马达被自动地控制以旋转喷嘴选择盘从而选择一个或多个喷嘴来获得与喷洒车辆速度相对应的喷洒流量的效果，从而保持恒定的喷洒流体施用量。本专利技术的这种和其它目的将通过阅读说明书连同附图一起而变得更清晰。附图说明图1示意性地显示用于在多个喷洒头的喷嘴之间自动地切换液体喷洒流体以通过改变喷洒车辆的行进速度控制喷洒流量从而保持恒定施用量的控制系统；图2是包括根据本专利技术构造的可切换喷嘴装置的喷洒头的立体图，但是为了简化起见，喷嘴从喷嘴连接器被移除；图3是沿通过入口的第一平面和通过四个出口中的一个的第二平面截取的图2的喷洒头的垂直剖视图，其中所述平面在喷嘴装置的喷嘴选择盘的旋转轴线处相交；图4是图2所示的喷洒头的仰视图；图5是图2所示的喷嘴装置的流动方向控制部分的俯视图；图6是图2所示的喷嘴选择盘的俯视图；图7是图2的下流动方向控制部分正上方的流动方向控制总管向下观察时的水平横截面图，并且显示了用于将流体从选择盘的流动方向选择槽传送到通向喷嘴连接器的四个出口的流体通道装置；图8是沿线图7的线8-8截取的总管主体的下流动方向控制部分的垂直剖视图，但是为了简化起见上入口部分的下部和喷嘴选择盘被移除；图9是沿图8的线9-9截取的总管主体的水平剖视图，并且显示了整个总管主体；图10是沿图7的线9-9截取的总管主体的水平剖视图，并且显示了整个总管主体；图11-26分别显示了用于实现喷洒头的十六个喷洒流量中的每一个的喷嘴选择盘的十六个位置；以及图27是显示可实现图11-26所示的喷嘴选择盘的十六个不同选择位置中的每一个的施用量的表。具体实施方式现参照图1，显示了用于在不同喷洒器车辆地面速度下使农用喷洒器的施用量保持基本上恒定范围的控制系统10的示意图。控制系统10包括多个喷洒头(仅显示一个)，所述多个喷洒头将以彼此均匀地间隔开的关系沿喷洒器臂(未示出)的长度被安装。每一个喷洒头12都包括具有入口16的总管主体14，该入口16连结用于从供给管18接收喷洒流体，供给管18由喷洒器臂支承并连结到供给泵20的出口，供给泵20具有连结到喷洒流体源的入口，喷洒流体源容纳在由喷洒器车辆运载的喷洒流体箱22内。四个圆柱形管状喷嘴连接器24，26，28和30(为了清楚起见显示不同于实际安装位置)分别包括固定到总管主体14的下表面与如下所述的四个出口开口流体连通的下端。四个传统喷嘴32，34，36和38分别通过卡口连接件连结至连接器24，26，28和30的下端，并例如分别包括对于给定喷洒流体供给压力具有不同流量的喷洒末端40，42，44和46。代替被构造成安装到连接器24，26，28和30的底部，总管主体和喷嘴可以以建立喷嘴与四个出口开口的连接的任意适当方式被够造而成，例如，喷嘴可以被搭扣配合或拧到总管主体。流动控制阀由圆形喷嘴选择盘48和总管主体14限定，且喷嘴选择盘48在总管主体14内被定位在入口16与流动方向控制通道装置(如下所述)之间的位置处，并且流动控制阀被安装用于围绕竖直旋转轴线旋转。流动方向控制通道装置包括多个槽(如下所述)，该多个槽通向多个通路并与通路协作(也如下所述)以限定通向喷嘴连接器24-30中的一个或多个并因此通向喷嘴32-38中的一个或多个的出口通道装置。喷嘴选择盘48通过动力操作马达的自动操作而被选择性地定位，该动力操作马达可以是电控制气动、液压马达或电动马达，并且优选地是安装到总管主体14的顶部表面的中央位置且具有输出轴54的电动步进马达52，输出轴54以以下更详细描述的方式连结到喷嘴选择盘48的中央位置。马达52与马达控制信号导线56电连结以用于当通过信号导线82连结到马达控制器58的电子控制器60发出指令时从马达控制器58接收电力控制脉冲。电子控制器60可以是具有存储器的微处理器，例如与潜在产量、土壤类型、土壤养分、土壤含水量、杂草、疾病和田地地形相关的田地测绘数据可以连同相应的喷洒流体施用量一起被存储到所述存储器中。为了遵循这种测绘数据，GPS接收器64通过位置输入信号导线66连结到控制器。包含使喷洒末端40-46的施用量与喷洒车辆的地面速度相关的数据的查询表也被存储在控制器60的存储器中。为了遵循这种数据，喷洒车辆地面速度传感器68通过地面速度输入信号导线70连结到控制器60。进行喷洒的类型和使用的相应的喷嘴头可以通过可手动操作的数据输入装置72被键入到控制器60的存储器中，该数据输入装置72通过数据输入导线74连结到控制器。现参照图2和3，显示有图1的喷洒头12，但是为了清楚起见，喷嘴32-38和相关的喷洒头被省略。能够看出，步进马达52包括圆柱形壳体76，所述圆柱形壳体的下端设置有抵靠总管主体14的顶部表面通过螺钉紧固件80固定的水平安装凸缘装置78。还能够看出总管主体14包括上圆本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在农用喷洒器中使用的喷洒头，所述农用喷洒器包括支承多个所述喷洒头的喷洒臂，所述喷洒头包括：总管主体，所述总管主体限定流体室，所述流体室包括具有大致平坦顶部表面区域的底部部分，所述顶部表面区域包括多个流动控制开口，所述流动控制开口具有布置在一圆环形区中的入口，所述圆环形区围绕竖直轴线延伸；多个喷嘴，所述多个喷嘴分别具有被连结用于从所述多个流动控制开口接收流体的入口；喷嘴选择盘，所述喷嘴选择盘定位在所述室中并具有与所述底部部分的所述平坦顶部表面区域接合的平坦底部表面，所述喷嘴选择盘被安装以围绕所述轴线旋转并包括至少一个喷嘴选择开口，所述至少一个喷嘴选择开口被定位以在所述喷嘴选择盘在所述室中旋转时与所述流动控制开口选择性地对准；以及动力操作马达，所述动力操作马达被连接以使所述喷嘴选择盘旋转。

【技术特征摘要】
2011.12.21 US 13/333,1781.一种用于在农用喷洒器中使用的喷洒头，所述农用喷洒器包括支承多个所述喷洒头的喷洒臂，所述喷洒头包括：总管主体，所述总管主体限定流体室，所述流体室包括具有大致平坦顶部表面区域的底部部分，所述顶部表面区域包括多个流动控制开口，所述多个流动控制开口具有布置在第一圆环形区中的入口，所述第一圆环形区围绕竖直轴线延伸；多个喷嘴，所述多个喷嘴分别具有被连结用于从所述多个流动控制开口接收流体的入口；喷嘴选择盘，所述喷嘴选择盘定位在所述流体室中并具有与所述底部部分的所述平坦顶部表面区域接合的平坦底部表面，所述喷嘴选择盘被安装以围绕所述轴线旋转并包括至少一个喷嘴选择开口，所述至少一个喷嘴选择开口被定位以在所述喷嘴选择盘在所述流体室中旋转时与所述多个流动控制开口选择性地对准；以及动力操作马达，所述动力操作马达被连接以使所述喷嘴选择盘旋转。2.根据权利要求1所述的喷洒头，其中：所述多个流动控制开口包括定位在第二圆环形区中的至少一个流动控制开口，所述第二圆环形区与所述第一圆环形区同心定位；以及所述喷嘴选择盘至少包括第二喷嘴选择开口，所述第二喷嘴选择开口被定位以与所述至少一个流动控制开口对准，且所述多个流动控制开口相对于彼此被定位成使得：当所述喷嘴选择盘相对于所述多个流动控制开口处于预先选定的位置时，所述多个喷嘴中的至少两个被同时连结以从所述流体室接收流体。3.根据权利要求1所述的喷洒头，其中所述多个喷嘴包括第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴和第四喷嘴。4.根据权利要求3所述的喷洒头，其中在恒定供给压力下，所述第一喷嘴的喷洒末端流量是n加仑每分钟，第二喷嘴的喷洒末端流量是2n加仑每分钟，第三喷嘴的喷洒末端流量是4n加仑每分钟，以及第四喷嘴的喷洒末端流量是8n加仑每分钟，且多个喷嘴选择开口被定位在喷嘴选择盘中且流动控制开口被定位在总管主体的出口部分中，使得通过使喷嘴选择盘在彼此间隔开22.5°角的十六个给定位置之间顺序转位而导致所述第一喷嘴、第二喷嘴、第三喷嘴和第四喷嘴的末端流量的总和分别以十六个相等增量从On加仑每分钟增加到15n加仑每分钟，其中n是整数。5.根据权利要求1所述的喷洒头，其中所述动力操作马达是电动马达。6.根据权利要求5所述的喷洒头，其中所述电动马达是步进马达。7.一种用于农用喷洒器的喷洒头，所述喷洒头包括：总管主体，所述总管主体具有连结到喷洒流体源的入口和分别连结到多个喷嘴的多个出口，所述多个喷嘴安装到所述总管主体，且每个喷嘴都设有传统的喷洒末端，所述喷洒末端在给定的恒定喷洒车辆地面速度下具有给定的喷洒流量；喷嘴选择盘，所述喷嘴选择盘安装在在所述总管主体中，位于所述喷嘴选择盘移动经过多个流动方向控制通道的控制流体入口的位置中，多个流动方向控制通道分别通向所述出口，所述喷嘴选择盘包括多个喷嘴选择开口，所述多个喷嘴选择开口被定位成在喷嘴选择盘在等间距位置之间顺序旋转时选择性地设置所述总管主体的连结到喷洒流体源的所述入口以与一个或多个所述流动方向控制通道流体连通，且对准的流动方向控制通道和选择开口的组合使得被设置成与所述总管主体的连结到喷洒流体源的所述入口流体连通的所述多个喷嘴的出口流量的总和在每个等间距位...

【专利技术属性】
技术研发人员：理查德·A·胡姆巴尔，特拉维斯·G·芬塞思，大卫·S·莫瑟，
申请(专利权)人：迪尔公司，
类型：发明
国别省市：