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喷头

/sprinkler/
条目作者刘玉华杨培岭
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刘玉华

杨培岭

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最后更新 2023-04-18
浏览 179
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将有压水喷射到空中的部件。

英文名称
sprinkler
所属学科
水利工程

喷头的射程大小同水的压力高低直接相关。低压喷头工作压力为0.1~0.2兆帕,射程为5~14米,又称近射程喷头;中压喷头工作压力为0.2~0.5兆帕,射程14~40米,又称中射程喷头;高压喷头工作压力为0.5~0.8兆帕,射程在40米以上,又称远射程喷头。喷头结构形式有多种,其作用都是将管道内的连续水喷射到空中,形成众多细小的水滴,撒落到地面的一定范围内补充土壤水分。选择喷头形式,主要决定于作物种类、土壤性质、喷灌系统的类型和作业方式等因素。

按喷洒特征及结构形式,喷头分为固定式和旋转式。常用固定式喷头有折射式、缝隙式和离心式;旋转式喷头有摇臂式、叶轮式、垂直摆臂式、反作用式和全射流式旋转喷头等。①折射式喷头。使喷嘴射出的水流,射到散水锥上被击散成薄水层向四周折射。是一种结构简单,没有运动部件的固定式喷头。有外支架式、内支架式和扇形喷洒式等类型。压力较低,广泛用于苗圃、花园的固定式灌溉系统和半固定式喷灌系统的自走式喷灌机上。②缝隙式喷头。在管端开有一定形状缝隙的喷头。缝隙与水平面成30°,能使水流均匀地分散成细小的水滴,并喷得较远。结构简单,制作方便,一般用于扇形喷灌,但对水质要求较高,水在进入喷头之前需经过良好的过滤。③离心式喷头。主要由喷嘴、锥形轴(旋转轴)、蜗壳、接头等部分组成。工作时水流沿蜗壳内壁的切线方向或螺旋孔道进入蜗壳,并绕垂直轴旋转。这样经过喷嘴射出的薄水层,同时具有离心速度和圆周速度,故水流离开喷嘴后就向四周散开,在空气阻力作用下,薄水层被粉碎成小水滴,散落到地面。④摇臂式喷头(见图)。在喷管上方的摇臂轴上,套装一个前端设有偏流板(挡水板)和导流板的摇臂,全称摇臂撞击式喷头,又称冲击式喷头。压力水从喷管的喷嘴中喷出时,经偏流板冲击导流板,使摇臂产生切向运动力绕悬臂回转一定角度,然后在扭力弹簧的作用下返回并撞击喷管,使喷管转一定角度,如此反复进行,喷头即可做全圆周转动。如果在喷头上加设限位装置和换向机构,使喷管在转动一定角度后换向转动,即可进行扇形喷灌。这种喷头结构简单。但在有风和安装不平的情况下,会由于转速不匀而影响喷洒均匀度。在振动情况下运转不正常。适用于固定式中压喷灌系统。⑤叶轮式喷头。利用主喷管下方设置的副喷管射出的水流,冲击其前方的叶轮旋转,并带动喷头连续转动,通过换向机构实现扇形喷灌,又称涡轮涡杆式喷头。这种喷头转速平稳,受风和振动的影响较小,但结构较复杂,成本较高。⑥垂直摆臂式喷头。利用水流冲击垂直摆臂前端的导流器时产生的反作用力使喷头作间歇旋转运动,摆臂靠其后端的配重回转。喷头转动一定角度后,靠轭架滚轮与限位器配合通过传动杆推拉喷嘴前方的反转臂,使其切入或离开喷嘴射流,迫使喷头迅速反转。这种喷头具有受力均衡、工作平衡可靠、射程较远、流量调节范围大等优点,使用日益广泛。但所需压力较高,结构较复杂。⑦反作用式喷头。利用水舌离开喷嘴时对喷头的反作用力直接推动喷管选择,从而达到旋转喷洒的目的。其作用方式很多,可以将喷管弯成一定角度便得主喷嘴水舌的反作用力不通过喷头的竖轴,而形成转动力矩带动喷管旋转;也可以在喷管的左侧或右侧开小孔,小水舌朝与主喷管垂直方向喷出,带动喷管旋转;也有的是在喷嘴前装一挡水片使水舌转弯,利用水舌偏转后的反作用力矩带动喷管旋转,故称挡片式喷头。⑧全射流喷头。利用射流元件的附壁效应,将喷嘴作为射流元件,使水流偏离喷嘴中心轴线,从而形成水流对喷头的反作用力矩,推动喷头旋转。用换向器开闭射流元件控制孔,即可切换水流使喷头反转,实现扇形喷灌。全射流喷头有多种设计形式,其中步进式全射流喷头是用一个间歇机构控制射流元件,使水流间歇地由直射切换为瞬间的弯射状态,从而使喷头受到间歇的反作用力矩而作步进式的旋转运动。

摇臂式喷头摇臂式喷头

  • 郑耀泉,刘婴谷,严海军,等.喷灌与微灌技术应用.北京:中国水利水电出版社,2015.

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