盤形滴頭的製作方法
2023-04-25 23:03:41 1
專利名稱：盤形滴頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及灌溉滴頭，更具體地說，涉及一體地裝配在灌溉管內的滴頭以及用於生產這種管的方法。
背景技術：
美國專利6,039,270描述了一種帶有在內部安裝的噴頭的灌溉管。該噴頭在管的生產階段被放入該管的內部，並且幾乎完全沒入在噴頭的位置處膨脹的管壁中。該膨脹能夠保留管的內部截面面積，從而避免過多的液壓損失，並且降低每單位管長灌溉所需的工作壓力。在US6,039,270中公開的噴頭在其平面圖中為圓形或沿著管的軸線細長。
發明內容
根據本發明，提供了一種一體的嵌入式滴頭，該滴頭用於結合到灌溉管的內表面上。該滴頭具有面向所述管的內部的入口以及與管壁中的出口孔流體連通的出口。該滴頭具有限定在第一表面和與該第一表面相對的第二表面之間的扁平形狀，所述第一表面具有形成於其中的敞開的彎曲流道，該流道的入口與所述滴頭的入口流體連通。所述滴頭的所述第一表面的外形被設計成使得所述滴頭能夠以相對於所述管的穿過所述第一表面和所述第二表面的半徑的任意方位結合到所述管的所述內表面上。而且，所述外形使得所述管的所述內表面能夠與所述滴頭的所述第一表面緊密結合，特別是在鄰近所述彎曲流道的區域內，從而形成帶有出口的限流迷宮，該出口構成所述滴頭的所述出口，或者與所述滴頭的所述出口流體連通。
根據本發明的一個方面，所述滴頭具有用於在結合之前使自身對準從而使得該滴頭的所述第一表面面向所述管的所述內表面的裝置。優選的是，所述第一表面和所述第二表面具有不同的形狀，從而可以利用該差異作為對準裝置。
在所述滴頭的一個實施例中，所述對準裝置形成為從所述第二表面突出的例如圓形的臺階。該圓形臺階可以是優選與所述第二表面的對稱軸線同軸的環形壁或圓柱銷。也可以使用從所述第一表面突出的圓柱銷。
在另一實施例中，所述第二表面比所述第一表面更凸，例如為圓頂形，而所述第一表面僅稍微凸起或基本平坦，從而利用該差異進行對準。
優選的是，所述滴頭的入口為包括與所述彎曲流道的所述入口流體連通的多個開口的過濾入口。所述開口可以布置在所述第二表面上或者布置在連接所述第一表面和所述第二表面的外周表面上。例如，所述過濾入口可以形成為所述第一表面上的多個徑向通道，這些徑向通道從所述多個開口開始並且由所述管的所述內表面補充。
所述滴頭的所述第一表面可以是例如平坦的、圓頂形的或者是柱形表面的一部分。優選的是，所述第一表面在平面圖中基本是等軸的，例如該第一表面可以具有大致圓對稱形狀，或者具有正好圓形形狀。但是，如果所述滴頭的尺寸與所述第一表面的外形允許以相對於所處管的半徑的任意方位結合，則所述滴頭也可以是細長的。
根據本發明的第二方面，所述第二表面的外形與所述第一表面的外形相似，該第二表面包括第二敞開的彎曲流道，從而使得所述滴頭能夠通過所述第一表面或通過所述第二表面以相對於所述管的穿過所述第一表面和所述第二表面的半徑的任意方位結合到所述管上。
優選的是，所述滴頭具有包括如上所述的多個開口的過濾入口，這些開口形成為在所述第一表面和所述第二表面上的多個徑向通道，從而在結合之後由所述管的所述內表面補充。
所述滴頭可以形成為所述第二表面作為所述第一表面的鏡像。或者，所述第二表面可以與所述第一表面相同，並且布置成使所述第二表面上的凹陷與所述第一表面上的凸起相匹配，反之亦然。
根據本發明的第三方面，提供了一種具有扁平形狀的一體嵌入式滴頭的灌溉管，該滴頭通過其第一表面結合到所述管的內表面上。所述第一表面具有形成在其中的並由所述內表面緊密封閉的敞開彎曲流道。所述扁平形狀在平面圖中基本是等軸的，或者是細長的，但是該細長滴頭中的至少某些滴頭在其較長尺寸不平行於所述管的軸線的情況下結合。
本發明的滴頭能夠用簡單模子或模具而批量生產。更重要的是，由於專門設計的形狀允許以任意方位結合，因此通過稍微對準或不用對準就可以將所述滴頭供給到結合位置，從而實現高效的管生產。
為了理解本發明並且明了如何在實踐中實施本發明，下面將參照附圖僅以非限定示例的方式描述本發明的一些實施例，在附圖中圖1是根據本發明的結合在灌溉管內的滴頭的立體剖視圖；圖2A和2B是帶有對準環的滴頭的頂部立體圖和底部立體圖；圖3表示在擠壓安裝設備的進料器中，使用對準環對準滴頭的過程；圖4是帶有形成為定位銷的滴頭出口的滴頭的頂部立體圖；圖5A是帶有對準臺階的滴頭的底視圖；圖5B是圖5A中的滴頭的頂部立體圖；圖6A是具有非對稱性對準的滴頭的頂視圖；圖6B是圖6A中的滴頭的側視圖；圖7表示在擠壓安裝設備的進料器中利用非對稱性對準對準滴頭的過程；圖8是具有鏡像對稱性的滴頭的立體圖，該鏡像對稱性允許在灌溉管內與任一迷宮表面進行任意結合；圖9A是具有圓對稱的另一滴頭的頂視圖，該滴頭能夠在灌溉管內任意結合；圖9B是圖9A中的滴頭的剖視圖；圖10A是細長滴頭的頂視圖，該滴頭具有用於焊接到灌溉管上的平坦頂表面；圖10B是被焊接在灌溉管中的圖10A中的滴頭的剖視圖；以及圖11是被焊接在灌溉管內的具有弧形頂表面的普通滴頭的剖視圖。
具體實施例方式
參照圖1，該圖示出了根據本發明的一體嵌入式滴頭10，該滴頭10在擠壓過程中於被擠出的灌溉管12的內表面14處結合在該管上。
進一步參照圖2A和2B，滴頭10具有被設計成用於結合到管12的內表面14上的頂表面16，以及面向該管的內部的底表面18。頂表面16和底表面18由外周表面20連接。應該認識到，術語「頂」和「底」只是通常的表示方法，並且只適於圖1所示的方位。
滴頭10還包括在該滴頭的頂表面16中切割的彎曲流道22。該流道22具有入口24和出口26。當該滴頭被結合在管內時，彎曲流道22被管的內表面14覆蓋而形成迷宮，並且在管壁中形成有與迷宮的出口26對準的出口27。應該認識到，頂表面16必須允許與鄰近彎曲流道22的管壁進行緊密結合，以便確保該迷宮具有封閉的截面。
滴頭10還具有在外周表面20中的多個開口28，這些開口28形成為在凸肋30之間的徑向通道，並且與流道22的入口24流體連通。當滴頭10被結合到管壁上並且這些通道被管的內表面覆蓋時，這些開口構成分布式過濾入口。
滴頭10具有從底表面18突出的環形壁(環)32，該環形壁32用作對準裝置。參照圖3，滴頭10以任意方位到達進料器50。旋轉環52通過摩擦力沿著限制環54朝向排斥凸輪56拖動滴頭。在限制環54和旋轉環52之間存在間隙57，該間隙57適於容納沒有環32的滴頭的厚度。結果，被定向成使環32朝上的滴頭在排斥凸輪56下面通過，並且經過導軌58而朝向擠壓機前進。具有如附圖標記10』所示的不同方位的滴頭受排斥而返回進料器。或者，在振動杯系統中，振動力將會使滴頭沿著環52並且抵靠環54移動，而環52和環54相對彼此靜止。排斥凸輪56將會以與上述相同的方式運行。
滴頭10以及下面所描述的所有其它滴頭都多少具有扁平形狀，從而當滴頭與管相結合時，它們的最小尺寸「d」垂直於管的內表面。它們的平面形狀，即沿著所述最小尺寸的投影，或者從底表面或頂表面看時的輪廓是圓形的，且直徑不大於管的直徑(假設管的截面為圓形)。但是，該平面形狀可以沿所有方向正好具有大致相等的尺寸(等軸的)或者具有圓對稱。甚至可以使用細長平面形狀，只要其較長尺寸大約為管的直徑或更小一些即可。滴頭的平面形狀以及頂表面的外形被設計成使該滴頭能夠以相對於穿過該頂表面中心的管半徑R的任意方位結合到管壁上。
滴頭10以及下面所描述的部分其它滴頭具有用於在管制造過程中對準滴頭的裝置，以便確保滴頭的頂表面在結合之前面向管的內表面。如果滴頭具有對稱軸線，則所述對準裝置優選與該對稱軸線同軸。
圖4表示滴頭35，除了對準裝置呈在頂表面16處的圓柱銷29的形式之外，該滴頭35與滴頭10相似。該銷與頂表面16上的滴頭出口26相結合。
圖5A和5B表示其中過濾入口設置在底表面18上的滴頭40。在底表面18上製成的平行流道44與在頂表面上於彎曲流道旁邊製成的環形流道46的相交處形成有多個開口42。在這種情況下，使用底表面18處的圓形臺階48作為對準裝置。
圖6A和6B表示滴頭60，該滴頭60與滴頭40相似，具有布置在底表面68上的過濾入口。滴頭60與滴頭40的相同特徵具有相同的附圖標記。在該情況下，底表面68為圓頂形，該底表面68雖然沒有臺階，但是仍可被用作對準裝置。
滴頭60的對準過程如圖7所示。進料器50與圖3所示的基本相同，該進料器50具有旋轉環52、限制環54以及排斥凸輪56。在限制環54和旋轉環52之間存在間隙57，該間隙57適於容納滴頭60的薄邊緣。被定向成使圓頂形表面68朝上的滴頭在排斥凸輪56下面通過，而採取相反方位的滴頭(如附圖標記60』所示)則被排斥而返回進料器。
可以認識到，滴頭的頂表面和底表面之間的任何形狀差異都可以用來在進料器中選擇正確對準的滴頭。
根據本發明的滴頭可以不具有用於在結合之前進行對準以確保其頂表面面向管壁的裝置，並且可以不需要在結合之前進行對準。參照圖8，該圖表示用於灌溉管的一體嵌入式「雙面」滴頭70，其中頂表面16和底表面18中的任一個都適於結合到管的內表面上。該滴頭70具有分別位於頂表面和底表面處的兩個彎曲流道22和72，並且分別具有帶有開口28和78的兩個過濾入口。由於該滴頭的扁平形狀，因此在管制造過程中，該滴頭將始終採取其頂表面和底表面中的一個面向管壁的姿勢，而不需要專門的對準裝置。這樣的滴頭能夠以頂表面和底表面中的任一個表面結合到管表面上。在圖8所示的示例中，滴頭被製成底表面為頂表面的鏡像。
在圖9A和9B中，示出了另一個一體嵌入式雙面滴頭80，其中頂表面16和底表面18均適於結合到管的內表面14上。這裡，包括彎曲流道22和出口26的整個頂表面16與底表面相同，但是卻設計和布置成使底表面上的凹陷與頂表面上的凸起相匹配，反之亦然。事實上，底表面的外形可以通過圍繞軸線X旋轉頂表面而獲得。
頂表面(必須結合到管上的表面)的外形可以是平坦的、凸起的(圓頂形)，等等。實際上該頂表面不需要與擠壓管的內圓柱表面精確匹配。但是該設計必須是這樣的，即在結合時，如果擠壓管是柔軟和可彎曲的，則該管能夠容納滴頭的處於任意方位的頂表面。
在所有上述實施例中，滴頭的平面形狀都是圓形的，但是其可以具有圓對稱或大致等長並等寬(等軸的)的任意形狀。但是，如上所述，如果能夠橫向於管的軸線容納細長形狀，則可以使用該細長形狀，但即使這樣，平面形狀的最大尺寸也是很關鍵的。圓形形狀的優點是在進料器內能夠平滑地滾動，應且使得能夠沿著擠壓機的路徑更快地對準。頂表面的外形、滴頭的平面形狀以及過濾入口、彎曲流道和出口的布局應該使得該滴頭能夠以相對於管的軸線的任何方位緊密地結合到管壁上。
儘管提供的所有說明都是針對被設計用來結合在擠壓管內的滴頭，但是這樣的滴頭可以與以任何公知技術生產的管一起使用。
參照圖10A和10B，該圖示出了平焊的滴頭90，該滴頭90具有被設計用於焊接到灌溉管12的內表面14上的平坦頂表面96以及面向該管內部的底表面98。平坦頂表面96和底表面98通過外周表面92相連。
滴頭90還具有在該滴頭的平坦頂表面96中切割出的彎曲流道22。該流道22具有入口24和出口26。如圖10B所示，當該滴頭被焊接在管內時，彎曲流道22被管的內表面14覆蓋從而形成限流迷宮，並且在管壁中形成有與該迷宮的出口26對準的出口。
滴頭90還具有在外周表面92上的多個開口28，這些開口形成為凸肋30之間的通道，並與流道22的入口24流體連通。當滴頭90被焊接到管壁上並且這些通道被管的內表面覆蓋時，這些開口構成分布式過濾入口。通常，開口的高度以及過濾入口的總面積取決於外周表面92的高度ΔF。
滴頭90在底表面98中具有臺階94，該臺階94在用於供應滴頭以在擠壓管內焊接的進料器(未示出)中用作對準裝置。這種滴頭以其較長尺寸沿著管軸線定向的方式焊接到管壁上。
圖11表示具有弧形頂表面96′和外周表面92′的普通滴頭90′，該頂表面96′被調整成適於灌溉管12的圓截面的曲率。可以意識到，如果普通滴頭90′具有與新穎滴頭90相同的總體尺寸或者相同的質量，則前者的外周表面的高度ΔF′將會小於後者，從而具有更小的過濾入口面積。
將滴頭90或90′熱焊接到管壁上的過程通常與管12的擠壓一起進行，如例如在專利US 5,271,786中所說明的那樣。在該過程中，滴頭和管壁被一起夾在支撐該滴頭的內引導件100與外成型支承件(例如，有槽軋輥102)之間。而且，為了在被焊接表面上提供均勻的壓力，該軋輥的輪廓應該非常精確地對準滴頭的弧形輪廓。即使這樣，彎曲流道22的齒從不同的側面以不同的角度相對於管壁14傾斜如果在流道的一側，齒相對於管壁成銳角，則在同一流道的另一側，齒相對於管壁成鈍角。由於用於焊接的熱源是來自擠壓機的管壁熱，因此更多的熱被傳遞給在銳角一側的貼合齒，這導致彎曲流道截面的變形。這是一種公知為齒邊緣「過燒」的不希望的缺陷。
與如圖11所示的帶有弧形頂表面96′的普通滴頭90′相比，圖10A和10B所示的平頂滴頭90提供了下述優點-更大的外周面積，允許以較低流速進行輸入流的過濾；
-降低了用於製造滴頭的注射模具的成本，該模具具有簡單的平坦壁面；-降低了在管擠壓生產線的夾緊工段為了焊接滴頭所需的精度；-簡化了滴頭在擠壓生產線的進料系統中的定向；-在更均勻的壓力下的熱焊接具有更好的總體質量；-減輕在焊接過程中邊緣的「過燒」問題。
儘管已經提供了具體實施例的描述，但是應該想到，在不脫離本發明範圍的情況下可以做出各種變動。例如，用於在供應給擠壓管之前對準滴頭的裝置可以是頂表面和底表面的不同形狀，例如頂表面和底表面的不同的粗糙度。
權利要求
1.一種扁平形狀的一體嵌入式滴頭，該滴頭用於結合到灌溉管的內表面上，所述滴頭具有面向所述管的內部的入口以及與管壁中的出口孔流體連通的出口；第一表面，該第一表面具有形成於其中的敞開的彎曲流道，該流道的入口與所述滴頭的入口流體連通；以及與所述第一表面相對的第二表面，其中所述滴頭的所述第一表面的外形被設計成使得所述滴頭能夠以相對於所述管的穿過所述第一表面和所述第二表面的半徑的任意方位結合到所述內表面上，並且使所述內表面緊密封閉所述彎曲流道，以便形成帶有出口的限流迷宮，該出口形成所述滴頭的所述出口或者與所述滴頭的所述出口流體連通。
2.如權利要求1所述的滴頭，其中，該滴頭還具有用於在結合之前對準自身從而使所述第一表面面向所述管的所述內表面的裝置。
3.如權利要求2所述的滴頭，其中，所述第一表面和所述第二表面具有不同的形狀，從而可利用所述形狀的差異作為所述對準裝置。
4.如權利要求3所述的滴頭，其中，所述對準裝置為從所述第二表面突出的臺階。
5.如權利要求4所述的滴頭，其中，所述第一表面和所述第二表面在平面圖中具有大致圓對稱，並且所述臺階為圓形並與對稱軸線同軸。
6.如權利要求5所述的滴頭，其中，所述圓形臺階是環形壁。
7.如權利要求3所述的滴頭，其中，所述對準裝置是從所述第一表面或所述第二表面突出的圓柱銷。
8.如權利要求3所述的滴頭，其中，所述第一表面和所述第二表面中的一個表面比另一個表面更凸。
9.如權利要求1所述的滴頭，其中，所述滴頭的入口為過濾入口，該過濾入口包括布置在所述第二表面上或者連接所述第一表面和所述第二表面的外周表面上的多個開口。
10.如權利要求9所述的滴頭，其中，所述過濾入口形成為在所述第一表面上的多個徑向通道，這些通道從所述多個開口開始並且由所述管的所述內表面補充。
11.如權利要求1所述的滴頭，其中，所述第一表面是平坦的或圓頂形的。
12.如權利要求1所述的滴頭，其中，所述第一表面在平面圖中基本是等軸的。
13.如權利要求12所述的滴頭，其中，所述第一表面在平面圖中大致是圓對稱的。
14.如權利要求13所述的滴頭，其中，所述第一表面在平面圖中是圓形的。
15.如權利要求1所述的滴頭，其中，所述第二表面具有被設計成與所述第一表面相似的第二彎曲流道和外形，從而使所述滴頭能夠通過所述第一表面或所述第二表面以相對於所述管的穿過所述第一表面和第二表面的半徑的任意方位結合到所述管的所述內表面上，並且使所述內表面緊密封閉相應的彎曲流道，以形成所述限流迷宮。
16.如權利要求15所述的滴頭，其中，所述第二表面基本是所述第一表面的鏡像。
17.如權利要求15所述的滴頭，其中，所述第二表面與所述第一表面基本相同，並且被布置成使所述第二表面上的凹陷與所述第一表面上的凸起相匹配，反之亦然。
18.一種扁平形狀的一體嵌入式滴頭，該滴頭用於結合到灌溉管的內表面上，所述滴頭具有面向所述管的內部的入口以及與管壁中的出口孔流體連通的出口，所述扁平形狀被限定在第一表面和第二表面之間，其中所述兩個表面中的每一個的外形均被設計成使得所述滴頭能夠通過所述第一表面或第二表面中的任一個而以相對於所述管的穿過所述第一表面和所述第二表面的半徑的任意方位結合到所述管的所述內表面上。
19.如權利要求18所述的滴頭，其中，所述滴頭具有與該滴頭的所述入口和所述出口流體連通的限流迷宮。
20.一種灌溉管，該灌溉管帶有扁平形狀的一體嵌入式滴頭，該滴頭通過所述滴頭的第一表面結合到所述管的內表面上，所述第一表面具有形成於其中的敞開的彎曲流道，該彎曲流道由所述內表面緊密封閉，以便形成限流迷宮，其中所述扁平形狀的平面形狀基本是等軸的，或者是細長的，但是所述細長滴頭中的至少某些滴頭在其較長尺寸不平行於所述管的軸線的情況下被結合。
21.一種用於焊接到擠壓灌溉管的內表面上的一體嵌入式滴頭，所述滴頭具有面向所述管的內部的入口以及與管壁中的出口孔流體連通的出口；頂表面，該頂表面具有形成於其中的敞開的彎曲流道，該流道的入口與所述滴頭的入口流體連通；以及與所述頂表面相對的底表面，其中所述滴頭的所述頂表面是平坦的並且被設計成這樣，即，當將所述滴頭焊接到所述內表面上時，所述彎曲流道形成具有與所述滴頭的所述出口流體連通的出口的限流迷宮。
22.如權利要求21所述的滴頭，其中，該滴頭還具有用於在焊接之前對準自身從而使所述頂表面面向所述管的所述內表面的裝置。
23.如權利要求22所述的滴頭，其中，所述對準裝置為沿著所述底表面的臺階。
24.如權利要求21所述的滴頭，其中，所述滴頭具有連接所述頂表面和所述底表面的外周表面，並且所述滴頭的入口為包括布置在所述外周表面上的多個開口的過濾入口。
25.一種帶有一體嵌入式滴頭的擠壓灌溉管，該一體嵌入式滴頭被焊接到所述管的內表面上，每個所述滴頭都具有面向所述管的內部的入口以及與管壁中的出口孔流體連通的出口；頂表面，該頂表面具有形成於其中的敞開的彎曲流道，該流道的入口與所述滴頭的入口流體連通；以及與所述頂表面相對的底表面，其中所述滴頭的所述頂表面是平坦的並且被設計成這樣，即，當將所述滴頭焊接到所述內表面上時，所述彎曲流道形成具有與所述滴頭的所述出口流體連通的出口的限流迷宮。
全文摘要
本發明提供了一種盤形滴頭。一體嵌入式滴頭(10)用於結合到灌溉管(12)的內表面(14)上。所述滴頭(10)具有面向所述管(12)的內部的入口以及與管壁中的出口孔相連的出口(27)。該滴頭(10)具有限定在第一表面(16)和與第一表面(16)相對的第二表面(18)之間的扁平形狀，該第一表面(16)具有形成於其中的敞開的彎曲流道(22)，該流道的入口與所述滴頭的入口相連。所述第一表面(16)的外形被設計成使得所述滴頭(10)能夠以相對於所述管(12)的穿過所述第一表面(16)和第二表面(18)的半徑的任意方位結合到所述管(12)的所述內表面(14)上，以便形成與所述滴頭(10)的所述出口相連的限流迷宮。
文檔編號A01G25/02GK101014238SQ200580020610
公開日2007年8月8日 申請日期2005年6月21日 優先權日2004年6月21日
發明者詹姆斯·華萊士·貝爾福特, 雅各布·丹·雷特爾 申請人:內塔芬有限公司