一種液力減速驅動裝置及應用該裝置的升降式埋地噴頭的製作方法

2023-10-10 10:30:04 1

專利名稱：一種液力減速驅動裝置及應用該裝置的升降式埋地噴頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及節水灌溉配件領域，特別地涉及一種應用於埋地噴頭的液力減速驅動裝置以及應用該裝置的升降式埋地噴頭。
背景技術：
目前在城市綠地、高爾夫球場等景觀和高檔消費場所，因灌溉用水量較高、灌溉噴灑均勻度要求高，普遍採用升降式埋地噴頭。當需要灌溉時，水壓將噴頭壓出地面一定高度；不需要時，噴頭依靠彈簧力降回地面以下。這種噴頭噴散均勻、無需人工幹涉，但價格高昂，結構比較複雜，其結構依次包括過濾網、葉輪、減速齒輪組、換向機構、噴頭等。其工作原理是自來水經過濾網過濾後，衝擊葉輪，使葉輪高速旋轉的同時，對葉輪施加一個扭矩，高速旋轉的葉輪通過減速齒輪組降速並增大扭矩後，帶動噴頭旋轉，通過換向機構調解後，使噴灑出的水呈圓面或扇面落下。這種驅動結構中，減速齒輪組的齒輪副較多，有的噴頭多達十幾級，給製造和裝配帶來較大困難，尤其是齒輪轉速較高、齒輪模數較小(大部分齒輪副的模數不超過0. 5)，齒輪製造精度、齒輪軸孔的製造精度、齒輪軸的裝配精度要求。並且從第一級齒輪副開始直到噴頭，均為通過齒輪驅動的硬連接，如果水壓變化較大，對齒輪副將產生一定的損害，影響整體的使用壽命。

發明內容
本發明的第一發明目的在於提供克服現有技術的缺陷，提供一種替代現有減速齒輪組的液力減速驅動裝置。本發明的第二發明目的在於提供一種應用上述液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭。為實現本發明的第一發明目的，本發明採用如下技術方案一種液力減速驅動裝置，包括軸、主動葉輪、扭矩葉輪、從動葉輪；所述軸由圓柱面段和表面設有進水槽的安裝段組成；所述主動葉輪套設在軸的安裝段上並與安裝段的圓柱面間形成過盈配合；所述扭矩葉輪與從動葉輪固定連接後套設在軸的圓柱面並與圓柱面形成間隙配合，扭矩葉輪與主動葉輪之間在軸向上設有一個間隙，從動葉輪的端面與主動葉輪的端面之間設有一定間隙， 水流經安裝段上進水槽進入主動葉輪，沿主動葉輪內壁切線方向流動並驅動主動葉輪，水流經主動葉輪增壓後進入從動葉輪增速，然後高速水流流過扭矩葉輪並驅動扭矩葉輪，扭矩葉輪帶動從動葉輪轉動，從而實現減速齒輪組的作用。所述扭矩葉輪上端設置有周向定位塊；從動葉輪內設置有周向定位槽，從動葉輪上的周向定位槽與扭矩葉輪上的周向定位塊咬合，扭矩葉輪與從動葉輪裝配方便。所述主動葉輪包括外殼體、內殼體、連接內外殼體的葉片，主動葉輪整體上為迴轉體，所述外殼體和內殼體的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，在外殼體的中心設置有安裝孔，該內凹通道被呈徑向分布的葉片分隔，構成數個徑向彎曲通道。當主動葉輪旋轉時，在這些通道中，水從靠近安裝圓柱面附近的葉片處進入，在內外殼體約束下，向靠近端面處流動，並進入從動葉輪。由於這些通道從進口到出口截面積逐漸擴大，水流速度逐漸下降、壓力逐漸增加，即水流在這些通道中，一部分動能被轉換成壓力能，主動葉輪起到了增壓泵的作用。所述扭矩葉輪包括外罩、輪轂、連接外罩和輪轂的軸流葉片組；所述扭矩葉輪整體上為一個迴轉體；所述周向定位塊設置在輪轂上，由外罩、輪轂構成了水流通道，該通道被葉片組分割成若干個軸向流動通道，水流從進口沿軸向流出。每個軸向通道從進口開始截面積逐漸減小，即起到渦輪的作用，當從動葉輪來的較高速度的水流流過扭矩葉輪過程中， 水流的動能被轉換成驅動扭矩葉輪的轉動動能，即水流衝擊在扭矩葉輪葉片組上的衝擊力被轉換為使葉輪旋轉地扭矩。所述的從動葉輪包括外殼體、內殼體和連接內外殼體的葉片，在外殼體的中心設置有安裝孔、所述周向定位槽設置在安裝孔上，所述的從動葉輪整體上為一個迴轉體，所述外殼體和內殼體的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，該通道被呈徑向分布的葉片組分隔，構成數個徑向彎曲通道，該通道從進口到出口截面積逐漸減小。當從動葉輪旋轉時，在這些通道中，水從靠近配合圓柱面附近的葉片處進入，在內外殼體約束下，向靠近輪轂處流動，並進入扭矩葉輪。由於這些通道從進口到出口截面積逐漸減小，水流速度逐漸增大、壓力逐漸降低，即水流在這些通道中，一部分壓力能被轉換成水的動能，一部分壓力能被轉換成從動葉輪的旋轉動能，從動葉輪起到了渦輪的作用。在所述主動葉輪的外殼體端面的外圓周上設置有外包內圓柱面，在所述從動葉輪的端面的內圓周上設置有配合圓柱面，配合圓柱面的外徑小於外包園圓柱面的內徑，配合圓柱面的高度小於外包園圓柱面的高度。為實現本發明第二個發明目的，本發明採用如下技術方案一種應用上述任一液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭，包括殼體、回位彈簧、從下至上依次設置在殼體內的過濾器、旋流器、下支架、葉輪、液力減速驅動裝置、上支架、轉接齒輪和噴頭；過濾器安裝在殼體內的進口處，旋流器安裝在過濾器的下遊，葉輪安裝在旋流器內，下支架支撐葉輪，液力減速驅動裝置的下端與葉輪之間軸連接，液力減速驅動裝置上端與轉接齒輪連接，轉接齒輪與噴頭連接，轉接齒輪設置在上支架上，回位彈簧設置在殼體內，回位彈簧的上端與噴頭連接，下端固定在殼體內壁上。在所述液力減速驅動裝置與轉接齒輪之間設置有轉接頭，所述轉接頭由一個同軸心的內圓柱面和一個外圓柱面組成，所述從動葉輪的安裝孔向上延升形成連接柱；轉接頭的內圓柱面與連接柱之間形成過癮配合，轉接頭的外圓柱面與轉接齒輪過盈配合連接。本發明的有益效果是通過設置液力減速驅動機構取代現有技術中的齒輪減速組，使得升降式埋地噴頭的結構簡單、製造精度和裝配精度要求低、使用壽命長。


圖1為液力減速驅動器裝置整體結構剖視圖； 圖2為液力減速驅動器的軸的立體圖3為主動葉輪結構圖； 圖4為扭矩葉輪結構圖； 圖5為從動葉輪結構圖；圖6為轉接頭結構圖7為應用液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭結構圖。圖中1-殼體；2-過濾器；3-回位彈簧；4-旋流器；5-葉輪；6_下支架；7_液力減速器；71-軸；711-安裝段；712-進水槽；713-圓柱面段；73-主動葉輪；731-外殼體； 732-內殼體；733-葉片；74-扭矩葉輪；741-外罩；743-輪轂；742-軸流葉片組；75-從動葉輪；751-外殼體；752-內殼體；753-葉片；76-轉接頭；8-上支架；9-轉接齒輪;10-噴頭。
具體實施例方式參照圖1-5所示，本發明所述的液力減速驅動裝置包括軸71、主動葉輪73、扭矩葉輪74、從動葉輪75。主動葉輪73包括外殼體731、內殼體732、連接內外殼體的葉片733，所述外殼體 731和內殼體732的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，該通道從進口到出口截面積逐漸擴大；在外殼體731的中心設置有安裝孔734，主動葉輪73整體上為迴轉體，該內外殼體形成的通道被呈徑向分布的葉片分隔，構成數個徑向彎曲通道。當主動葉輪73旋轉時，在這些通道中，水從靠近安裝孔734附近的葉片處進入，在內外殼體約束下，向靠近端面736處流動，並進入從動葉輪75。由於這些通道從進口到出口截面積逐漸擴大，水流速度逐漸下降、壓力逐漸增加，即水流在這些通道中，一部分動能被轉換成壓力能，主動葉輪起到了增壓泵的作用。扭矩葉輪74包括外罩741、輪轂743、連接外罩741和輪轂743的軸流葉片組742 ； 扭矩葉輪74整體上為一個迴轉體；外罩741、輪轂743之間構成水流通道，該通道從進口到出口截面積逐漸擴大；在輪轂743上設置有周向定位塊744，由外罩741、輪轂743構成了水流通道，該通道被葉片組742分割成若干個軸向流動通道，水流從進口沿軸向流出。每個軸向通道從進口開始截面積逐漸減小，即起到渦輪的作用，當從動葉輪75來的較高速度的水流流過扭矩葉輪74過程中，水流的動能被轉換成驅動扭矩葉輪74的轉動動能，即水流衝擊在扭矩葉輪74葉片742上的衝擊力被轉換為使葉輪旋轉地扭矩。從動葉輪(75 )包括外殼體(751)、內殼體(752 )和連接內外殼體的葉片(753 )，在外殼體(751)的中心設置有安裝孔(755)、所述周向定位槽(756)設置在安裝孔(755)上， 所述的從動葉輪(75)整體上為一個迴轉體，所述外殼體(731)和內殼體(732)的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，該通道從進口到出口截面積逐漸減小，當從動葉輪 75旋轉時，在這些通道中，水從靠近配合圓柱面758附近的葉片處進入，在內外殼體約束下，向靠近輪轂7M處流動，並進入扭矩葉輪74。由於這些通道從進口到出口截面積逐漸減小，水流速度逐漸增大、壓力逐漸降低，即水流在這些通道中，一部分壓力能被轉換成水的動能，一部分壓力能被轉換成從動葉輪75的旋轉動能，從動葉輪起到了渦輪的作用。軸71由圓柱面段713和表面設有進水槽712的安裝段組成；主動葉輪(73)通過安裝孔734套設在軸(71)的安裝段上並與安裝段的圓柱面711間形成過盈配合；從動葉輪 (75)上的周向定位槽(756)與扭矩葉輪(74)上的周向定位塊(744)咬合後套設在軸(71) 的圓柱面(713)並與圓柱面(713)形成間隙配合，扭矩葉輪74與主動葉輪73之間在軸向上設有一個間隙，從動葉輪75的端面758與主動葉輪73的端面736之間設有一定間隙；在液力減速器7中，主動葉輪73相當於一個離心式水泵，將從軸7進水槽712進入的水沿徑向泵出主動葉輪73，進入從動葉輪75，從動葉輪75相當於一個向心渦輪，將從主動葉輪73泵入的水吸收壓力能後，沿徑向向心流動，進入扭矩葉輪74，扭矩葉輪74相當於一個軸流渦輪，在吸收水流的壓力能後，使水流向主動葉輪73的進口，完成一個工作循環。
參照圖6-7所示，本發明所述的應用上述液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭， 包括殼體1、回位彈簧3、從下至上依次設置在殼體1內的過濾器2、旋流器4、下支架6、葉輪 5、液力減速驅動裝置、上支架8、轉接齒輪9和噴頭10 ；過濾器2安裝在殼體1內的進口處， 旋流器4安裝在過濾器2的下遊，葉輪5安裝在旋流器4內，下支架6支撐葉輪5，液力減速驅動裝置的下端與葉輪5之間軸連接，在液力減速驅動裝置的上端與轉接齒輪9之間設置有轉接頭76，轉接頭76由一個同軸心的內圓柱面761和一個外圓柱面762組成，所述從動葉輪5的安裝孔755向上延升形成連接柱759 ；轉接頭76的內圓柱面761與連接柱759之間形成過盈配合，轉接頭76的外圓柱面762與轉接齒輪9過盈配合連接，轉接齒輪9與噴頭10連接，回位彈簧3設置在殼體1內，回位彈簧3的上端與噴頭10連接，下端固定在殼體內壁上，該噴頭的工作過程是，水經過濾器2進入旋流器4，推動葉輪5高速旋轉，帶動液力減速器7的主動葉輪73旋轉，主動葉輪73通過水流推動從動葉輪75和扭矩葉輪旋轉， 從動葉輪75通過轉接接頭76帶動轉接齒輪9旋轉，從而帶動噴頭10旋轉，噴頭10在水利作用下壓出地面，進行噴灑；噴灑完畢後，在回位彈簧3的作用下，縮回殼體1。在本發明的埋地噴頭中，由於噴頭體10與葉輪4之間是通過液力減速器7來實現驅動，而液力減速器 7中不存在硬連接結構，從而消除了硬連接所帶來的結構上的缺陷，包括目前齒輪組製造精度和裝配精度高、齒輪副之間存在磨損等問題。
權利要求
1.一種液力減速驅動裝置，其特徵在於包括整體呈迴轉體型的軸(71)、主動葉輪 (73)、扭矩葉輪(74)、從動葉輪(75)；所述軸(71)由圓柱面段(713)和表面設有進水槽 (712)的安裝段組成；所述主動葉輪(73)套設在軸(71)的安裝段上並與安裝段的圓柱面 (711)間形成過盈配合；所述扭矩葉輪(74)與從動葉輪(75)固定連接後套設在軸(71)的圓柱面(713)並與圓柱面(713)形成間隙配合，扭矩葉輪(74)與主動葉輪(73)之間在軸向上設有一個間隙，從動葉輪(75)的端面(758)與主動葉輪(73)的端面(736)之間設有一定間隙。
2.根據權利要求1所述的液力減速驅動裝置，其特徵在於所述扭矩葉輪(74)上端設置有周向定位塊(744);從動葉輪(75)內設置有周向定位槽(756)，從動葉輪(75)上的周向定位槽(756)與扭矩葉輪(74)上的周向定位塊(744)咬合。
3.根據權利要求1或2所述的液力減速驅動裝置，其特徵在於所述主動葉輪(73) 包括外殼體(731)、內殼體(732)、連接內外殼體的葉片(733)，所述外殼體(731)和內殼體 (732)的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，該通道從進口到出口截面積逐漸擴大，在外殼體(731)的中心設置有安裝孔(734)。
4.根據權利要求3所述的液力減速驅動裝置，其特徵在於所述扭矩葉輪(74)包括外罩(741)、輪轂(743)、連接外罩(741)和輪轂(743)的軸流葉片組(742)；外罩(741)、輪轂 (743)之間構成水流通道，該通道從進口到出口截面積逐漸擴大；所述周向定位塊(744)設置在輪轂(743)上。
5.根據權利要求4所述的液力減速驅動裝置，其特徵在於所述的從動葉輪(75)包括外殼體(751)、內殼體(752)和連接內外殼體的葉片(753)，在外殼體(751)的中心設置有安裝孔(755)、所述周向定位槽(756)設置在安裝孔(755)上，所述外殼體(731)和內殼體 (732)的斷面均為凹形曲面，二者構成一個環形內凹通道，該通道從進口到出口截面積逐漸減小。
6.根據權利要求5所述的液力減速驅動裝置，其特徵在於在所述主動葉輪(73)的外殼體(731)端面(736)的外圓周上設置有外包內圓柱面(735)，在所述從動葉輪(75)的端面(757)的內圓周上設置有配合圓柱面(758)，配合圓柱面(758)的外徑小於外包園圓柱面 (735)的內徑，配合圓柱面(758)的高度小於外包園圓柱面(735)的高度。
7.一種應用權利要求1-6所述的任一液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭，其特徵在於包括殼體(1)、回位彈簧(3)、從下至上依次設置在殼體(1)內的過濾器(2)、旋流器 (4)、下支架(6)、葉輪(5)、液力減速驅動裝置、上支架(8)、轉接齒輪(9)和噴頭(10)；過濾器(2)安裝在殼體(1)內的進口處，旋流器(4)安裝在過濾器(2)的下遊，葉輪(5)安裝在旋流器(4)內，下支架(6)支撐葉輪(5)，液力減速驅動裝置的下端與葉輪(5)之間軸連接， 液力減速驅動裝置上端與轉接齒輪(9)連接，轉接齒輪(9)與噴頭(10)連接，轉接齒輪(9) 設置在上支架(8)上，回位彈簧(3)設置在殼體(1)內，回位彈簧(3)的上端與噴頭(10)連接，下端固定在殼體內壁上。
8.根據權利要求7所述的升降式埋地噴頭，其特徵在於在所述液力減速驅動裝置與轉接齒輪(9)之間設置有轉接頭(76)，所述轉接頭(76)由一個同軸心的內圓柱面(761)和一個外圓柱面(762)組成，所述從動葉輪(5)的安裝孔(755)向上延升形成連接柱(759)； 轉接頭(76)的內圓柱面(761)與連接柱(759)之間形成過癮配合，轉接頭(76)的外圓柱面(762)與轉接齒輪(9)過盈配合連接。
全文摘要
本發明公開了一種液力減速驅動裝置，包括軸、主動葉輪、扭矩葉輪、從動葉輪，主動葉輪相當於一個離心式水泵，從動葉輪相當於一個向心渦輪，扭矩葉輪相當於一個軸流渦輪；還公開了一種應用上述液力減速驅動裝置的升降式埋地噴頭，殼體、過濾器、回位彈簧、旋流器、葉輪、下支架、液力減速驅動裝置、上支架、轉接齒輪和噴頭；用液力減速器取代現有技術中的齒輪傳動組，不存在硬連接結構，從而消除了硬連接所帶來的結構上的缺陷，包括目前齒輪組製造精度和裝配精度高、齒輪副之間存在磨損等問題。
文檔編號B05B3/04GK102327829SQ20111020928
公開日2012年1月25日 申請日期2011年7月26日 優先權日2011年7月26日
發明者楊繼躍, 黃虹賓 申請人:廣東聯塑科技實業有限公司