一种基于水锤泵的节能洒水器

摘要

本发明属于园林洒水设备技术领域，尤其涉及一种基于水锤泵的节能洒水器，它包括高位蓄水池、动力管、回水箱、水锤泵、出水口、余水槽、洒水器、蓄水池进水管、蓄水池进水泵、地下水抽水管、回水箱抽水管、回水箱，水锤泵动力管进口连接蓄水池，动力管保持一定的斜度，蓄水池一方面可以收集雨水，另一方面可以利用蓄水池进水管从地下和回水箱中抽水，回水箱的水来自水锤泵出水口的水回收而来，所以水锤泵的输入水是综合考虑雨水、回收水和地下水的，具有一定的节水效果；本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率；再者重新设计了洒水器，洒水口的竖直排列能够让洒水区周围洒水更加均匀。

说明书

所属技术领域

本发明属于园林洒水设备技术领域，尤其涉及一种基于水锤泵的节能洒水器。

背景技术

目前园林洒水器为电动机带动水泵将地下水输入到洒水机构上对洒水机构周围的土壤进行浇灌，浇灌时间与通电时间对等，会长时间消耗电能，正因为需要一直通电，往往为了减少通电时间和为了减少浇灌时间而浇灌速度大于土壤吸收的速度，多余的水白白蒸发掉，造成水资源浪费；另外洒水机构往往只有上端开孔旋转并且增加一个挡块，在旋转一圈中遮挡一次水流，让洒水浇灌到距离洒水机构很近的位置，这种设计在洒水器周围远处和近处洒水很不均匀，本发明为解决如上问题，设计了一种基于水锤泵的节能洒水器。

发明内容

为解决现有技术中的上述缺陷，本发明公开一种基于水锤泵的节能洒水器，它是采用以下技术方案来实现的。

一种基于水锤泵的节能洒水器，其特征在于：它包括高位蓄水池、动力管、回水箱、回水管、水锤泵、动力管接口、出水口、高压水出口、余水槽、洒水管、洒水器、蓄水池进水管、蓄水池支架、蓄水池进水泵、地下水抽水管、回水箱抽水管、回水箱、蓄水池进水管防护端，其中高位蓄水池通过蓄水池支架安装在地面上，蓄水池进水管安装在蓄水池侧壁上且上端穿进蓄水池上侧内部，蓄水池进水管防护端安装在蓄水池进水管顶部，蓄水池进水管底端与固定在地面上的蓄水池进水泵连接；地下水抽水管一端通地下水，另一端与蓄水池进水泵连接；回水箱抽水管一端连接固定在地面上的回水箱内部，另一端与蓄水池进水泵连接；动力管一端与蓄水池下端连接，另一端与水锤泵动力管接口连接；回水管一端与回水箱连接，另一端与余水槽连接，余水槽固定安装在水锤泵出水口下端；洒水管一端与水锤泵高压出水管连接，另一端与洒水器的洒水器进水管连接；水锤泵动力管进口连接蓄水池，动力管保持一定的斜度，蓄水池一方面可以收集雨水，另一方面可以利用蓄水池进水管从地下和回水箱中抽水，回水箱的水来自水锤泵出水口的水回收而来，所以水锤泵的输入水是综合考虑雨水、回收水和地下水的，具有一定的节水效果。

所述的洒水器包括洒水口、洒水旋转管、旋转接触、支撑管、洒水器进水管、洒水器底盘、底盘固定叉、旋转管内部支架、旋转管内部杆、涡轮、旋流器，其中洒水器底盘通过底盘固定叉固定在地面上，支撑管固定在洒水器底盘上，洒水器进水管安装在支撑管下端侧壁上，洒水旋转管通过旋转接触安装在支撑管上端，洒水旋转管上从上到下均匀开有一列洒水口，旋流器安装在洒水口上；旋转管内部杆通过旋转管内部支架安装在旋转管内部并与轴线重合，涡轮安装在旋转管内部杆下端。水锤泵高压水从支撑管中流入，冲击涡轮带动旋转管内杆转动，从而使整个旋转管转动，在转动同时，水流从旋转管的洒水口流出，流出时在旋流器作用下，水流出现了旋转，能够有益于洒水均匀；再者在洒水器上竖直排列洒水口，在水流动能一样的情况下，洒水口越高水流喷洒的距离越远，也促进了洒水均匀。

作为本技术的进一步改进，所述的水锤泵包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、重心调节块、倾倒容器旋转副、倾倒容器倾倒支撑、倾倒容器支撑、高压出水口，其中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，这样的设计就将压力罐安装在动力管末端，这样做的好处是：当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功，单向阀意在控制水流从动力管中流入到压力罐中；高压出水口安装在压力罐一侧偏下端，压力罐支架一端安装在地面上，另一端固定在动力管接口管与出水管连接处，出水管间断开关安装在出水管内部；如上所述，本发明设计的水锤泵基本原理与传统的水锤泵是类似的，只是水锤泵重新设计了管路位置降低了水锤泵的水动能损失。

另外本发明重新设计了出水管间断开关，不但能够达到自动启动的目的，还能减小水流动能损失。通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，随之带来开关执行结构无法像传统水锤泵的出水口开关那样自动利用水的压力开闭，所以设计增加了倾倒容器，当水量流入倾倒容器一定量后，容器倾倒并带动开关执行结构运动从而对出水管开闭。具体设计如下：倾倒容器处于出水管口下方，且通过倾倒容器旋转副安装在地面上，倾倒容器可围绕旋转副转动，倾倒容器一侧与固定在地面上的倾倒容器支撑接触，另一侧在地面安装有倾倒容器倾倒支撑，在正常状态下，倾倒容器竖直依靠在倾倒容器支撑上，当容器中的水量满足一定量时，倾倒容器倾倒并与倾倒容器倾倒支撑接触，重心调节块安装在倾倒容器上端且在倾倒容器支撑一侧，起到对倾倒容器重心调节的作用，保证倾倒容器在盛水量达到规定的量时才会倾倒的目的；所述的出水管间断开关包括开关拉杆安装套、开关拉杆、平板支撑、拉杆拉伸执行机构、弹簧、拉杆支撑、拉杆卡板、第一旋转副、连杆、第二旋转副、低阻力开关执行结构、出水管斜口，其中低阻力开关执行结构为前端曲率较小后端曲率较大的旋转体，且安装在出水管内部，低阻力开关执行结构后端面向出水管内部的出水管斜口，低阻力开关执行结构设计采用了流体力学的基本知识，有效的降低了开关的流动阻力；开关拉杆一端安装在低阻力开关执行结构后端，中间穿过固定在出水管外侧的开关拉杆安装套内孔，另一端通过拉杆卡板与拉杆支撑卡槽配合安装在拉杆支撑中，拉杆支撑通过平板支撑安装在开关拉杆安装套上端；拉杆拉伸执行机构安装在开关拉杆上且处于出水管外侧，连杆一端通过第一旋转副与拉杆拉伸执行机构下端连接，另一端通过第二旋转副与倾倒容器连接；弹簧安装在开关拉杆上，且处于拉杆拉伸执行机构和拉杆支撑之间；

在实际工作中，水锤泵还没有工作之前，倾倒容器处于竖直状态，开关执行结构与出水管斜口保持一定的间距，开关间断开关处于打开状态；当动力管开始流水进入水锤泵后，水流经过出水管流入倾倒容器中，当倾倒容器水量达到一定的量后，因为重心不稳，倾倒容器倾倒，并拉动拉杆移动引起开关执行结构与出水管斜口接触，出水管间断开关闭合，水流的压力瞬间增大，打开了压力罐的单向阀，并通过高压水管排出，之后弹簧将开关执行结构向出水口内部推动，出水管间断开关重新打开，另外倾倒容器倾倒完水后，因自身是重心变化和弹簧的作用重新竖直起来，完成一个周期；设计中倾倒容器可能设计较大，而且在倾倒后倾倒容器中还存在一定的水量，目的在于倾倒时倾倒容器对拉缸拉伸执行件具有足够的拉力将开关执行件关闭。

作为本技术的进一步改进，所述高位蓄水池包括雨水收集盘、蓄水桶，其中蓄水桶安装在蓄水池支架上，雨水收集盘为喇叭状，大口径朝上小口径朝下安装在蓄水桶上端。

作为本技术的进一步改进，所述的蓄水池进水管防护端包括顶盖、顶盖支架，顶盖通过顶盖支架安装在蓄水池进水管上端。

作为本技术的进一步改进，所述的旋转接触包括旋转上端、旋转上端凹槽、旋转下端、旋转下端凸起、旋转盖板，其中旋转上端安装在旋转管下端，旋转上端下端面开有旋转上端凹槽，旋转下端安装在支撑管上端，旋转下端上端面开有旋转下端凸起，旋转上端安装在旋转下端上且旋转上端凹槽与旋转下端凸起滑动配合，旋转下端上端面外缘具有较高法兰，旋转盖板安装在旋转法兰上。

相对于传统园林洒水设备技术，本发明水锤泵动力管进口连接蓄水池，动力管保持一定的斜度，蓄水池一方面可以收集雨水，另一方面可以利用蓄水池进水管从地下和回水箱中抽水，回水箱的水来自水锤泵出水口的水回收而来，所以水锤泵的输入水是综合考虑雨水、回收水和地下水的，具有一定的节水效果；另外因为只需要先把水通过电机抽到蓄水池中与雨水等混合后，再慢慢的利用水锤泵浇灌，浇灌过程中无需电能，可以调节洒水量使得洒水速度与土壤吸收速度相匹配，而无需当心能源的使用，而且因为水锤泵的使用洒水器出口的水动能能够足够保证；本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率；再者重新设计了洒水器，洒水口的竖直排列能够让洒水区周围洒水更加均匀。

附图说明

图1是洒水结构整体安装示意图。

图2是蓄水池结构安装侧视图。

图3是蓄水池结构安装示意图。

图4是进水管防护端示意图。

图5是洒水器结构示意图。

图6是洒水器支撑结构示意图。

图7是旋转管内杆结构示意图。

图8是旋流器安装示意图。

图9是涡轮安装示意图。

图10是旋转下端安装示意图。

图11是旋转接触结构示意图。

图12是旋转盖板安装示意图。

图13是水锤泵结构示意图。

图14是出水管间断开关示意图。

图15是拉杆卡板安装示意图。

图16是水锤泵侧视图。

图17是出水管间断开关剖视图。

图18是拉杆支撑示意图。

图19是开关执行件示意图。

图20是出水管间断开关实例图。

图中标号名称：1、高位蓄水池，2、动力管，3、回水箱，4、回水管，5、水锤泵，6、余水槽，7、洒水管，8、洒水器，9、雨水收集盘，10、蓄水桶，11、蓄水池进水管，12、蓄水池支架，13、蓄水池进水泵，14、地下水抽水管，15、回水箱抽水管，16、回水箱，17、蓄水池进水管防护端，18、顶盖，19、顶盖支架，20、洒水口，21、洒水旋转管，22、旋转接触，23、支撑管，24、洒水器进水管，25、洒水器底盘，26、底盘固定叉，27、旋转上端，28、旋转上端凹槽，29、旋转管内部支架，30、旋转管内部杆，31、涡轮，32、旋流器，33、拉杆支撑卡槽，34、旋转下端，35、旋转下端凸起，36、旋转盖板，37、压力罐，38、动力管接口，39、单向阀，40、压力罐支架，41、出水管，42、出水管间断开关，43、倾倒容器，44、重心调节块，45、倾倒容器旋转副，46、倾倒容器倾倒支撑，47、倾倒容器支撑，48、开关拉杆安装套，49、开关拉杆，50、平板支撑，51、拉杆拉伸执行机构，52、弹簧，53、拉杆支撑，54、拉杆卡板，55、第一旋转副，56、连杆，57、第二旋转副，58、低阻力开关执行结构，59、出水管斜口，60、高压水出口，61、动力管接口管。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种基于水锤泵的节能洒水器，其特征在于：它包括高位蓄水池、动力管、回水箱、回水管、水锤泵、动力管接口、出水口、高压水出口、余水槽、洒水管、洒水器、蓄水池进水管、蓄水池支架、蓄水池进水泵、地下水抽水管、回水箱抽水管、回水箱、蓄水池进水管防护端，其中高位蓄水池通过蓄水池支架安装在地面上，蓄水池进水管安装在蓄水池侧壁上且上端穿进蓄水池上侧内部，蓄水池进水管防护端安装在蓄水池进水管顶部，蓄水池进水管底端与固定在地面上的蓄水池进水泵连接；地下水抽水管一端通地下水，另一端与蓄水池进水泵连接；回水箱抽水管一端连接固定在地面上的回水箱内部，另一端与蓄水池进水泵连接；动力管一端与蓄水池下端连接，另一端与水锤泵动力管接口连接；回水管一端与回水箱连接，另一端与余水槽连接，余水槽固定安装在水锤泵出水口下端；洒水管一端与水锤泵高压出水管连接，另一端与洒水器的洒水器进水管连接；水锤泵动力管进口连接蓄水池，动力管保持一定的斜度，蓄水池一方面可以收集雨水，另一方面可以利用蓄水池进水管从地下和回水箱中抽水，回水箱的水来自水锤泵出水口的水回收而来，所以水锤泵的输入水是综合考虑雨水、回收水和地下水的，具有一定的节水效果。

如图5所示，所述的洒水器包括洒水口、洒水旋转管、旋转接触、支撑管、洒水器进水管、洒水器底盘、底盘固定叉、旋转管内部支架、旋转管内部杆、涡轮、旋流器，其中如图6所示，洒水器底盘通过底盘固定叉固定在地面上，支撑管固定在洒水器底盘上，洒水器进水管安装在支撑管下端侧壁上，如图5所示，洒水旋转管通过旋转接触安装在支撑管上端，洒水旋转管上从上到下均匀开有一列洒水口，如图8所示，旋流器安装在洒水口上；如图7所示，旋转管内部杆通过旋转管内部支架安装在旋转管内部并与轴线重合，如图9所示，涡轮安装在旋转管内部杆下端。水锤泵高压水从支撑管中流入，冲击涡轮带动旋转管内杆转动，从而使整个旋转管转动，在转动同时，水流从旋转管的洒水口流出，流出时在旋流器作用下，水流出现了旋转，能够有益于洒水均匀；再者在洒水器上竖直排列洒水口，在水流动能一样的情况下，洒水口越高水流喷洒的距离越远，也促进了洒水均匀。

如图13、16所示，所述的水锤泵包括压力罐、动力管接口管、单向阀、压力罐支架、出水管、出水管间断开关、倾倒容器、重心调节块、倾倒容器旋转副、倾倒容器倾倒支撑、倾倒容器支撑、高压出水口，其中动力管接口管与出水管连接，且连接处通过单向阀与压力罐下端连接，这样的设计就将压力罐安装在动力管末端，这样做的好处是：当水锤泵运行过程中出水管关闭时，动力管中运动的水流动能以非常小的损失传进压力罐中加压做功，单向阀意在控制水流从动力管中流入到压力罐中；高压出水口安装在压力罐一侧偏下端，压力罐支架一端安装在地面上，另一端固定在动力管接口管与出水管连接处，出水管间断开关安装在出水管内部；如上所述，本发明设计的水锤泵基本原理与传统的水锤泵是类似的，只是水锤泵重新设计了管路位置降低了水锤泵的水动能损失。

另外本发明重新设计了出水管间断开关，不但能够达到自动启动的目的，还能减小水流动能损失。通过设计一种阻力很小的开关执行结构减少对水流的阻力，随之带来开关执行结构无法像传统水锤泵的出水口开关那样自动利用水的压力开闭，所以设计增加了倾倒容器，当水量流入倾倒容器一定量后，容器倾倒并带动开关执行结构运动从而对出水管开闭。具体设计如下：如图13所示，倾倒容器处于出水管口下方，且通过倾倒容器旋转副安装在地面上，倾倒容器可围绕旋转副转动，倾倒容器一侧与固定在地面上的倾倒容器支撑接触，另一侧在地面安装有倾倒容器倾倒支撑，在正常状态下，倾倒容器竖直依靠在倾倒容器支撑上，当容器中的水量满足一定量时，倾倒容器倾倒并与倾倒容器倾倒支撑接触，重心调节块安装在倾倒容器上端且在倾倒容器支撑一侧，起到对倾倒容器重心调节的作用，保证倾倒容器在盛水量达到规定的量时才会倾倒的目的；如图14、15、17、18、19所示，所述的出水管间断开关包括开关拉杆安装套、开关拉杆、平板支撑、拉杆拉伸执行机构、弹簧、拉杆支撑、拉杆卡板、第一旋转副、连杆、第二旋转副、低阻力开关执行结构、出水管斜口，如图19所示，低阻力开关执行结构为前端曲率较小后端曲率较大的旋转体，且安装在出水管内部，低阻力开关执行结构后端面向出水管内部的出水管斜口，低阻力开关执行结构设计采用了流体力学的基本知识，有效的降低了开关的流动阻力；开关拉杆一端安装在低阻力开关执行结构后端，中间穿过固定在出水管外侧的开关拉杆安装套内孔，另一端通过拉杆卡板与拉杆支撑卡槽配合安装在拉杆支撑中，拉杆支撑通过平板支撑安装在开关拉杆安装套上端；拉杆拉伸执行机构安装在开关拉杆上且处于出水管外侧，连杆一端通过第一旋转副与拉杆拉伸执行机构下端连接，另一端通过第二旋转副与倾倒容器连接；弹簧安装在开关拉杆上，且处于拉杆拉伸执行机构和拉杆支撑之间。

如图20所示，在实际工作中，水锤泵还没有工作之前，倾倒容器处于竖直状态，开关执行结构与出水管斜口保持一定的间距，开关间断开关处于打开状态；如图20中a所示，当动力管开始流水进入水锤泵后，水流经过出水管流入倾倒容器中，此时容器保持竖直；如图20中b所示，当倾倒容器水量达到一定的量后，因为重心不稳，倾倒容器倾倒，并拉动拉杆移动引起开关执行结构与出水管斜口接触，出水管间断开关闭合，水流的压力瞬间增大，打开了压力罐的单向阀，并通过高压水管排出，之后弹簧将开关执行结构向出水口内部推动，出水管间断开关重新打开，另外倾倒容器倾倒完水后，因自身是重心变化和弹簧的作用重新竖直起来，完成一个周期；设计中倾倒容器可能设计较大，而且在倾倒后倾倒容器中还存在一定的水量，目的在于倾倒时倾倒容器对拉缸拉伸执行件具有足够的拉力将开关执行件关闭。

如图2所示，所述高位蓄水池包括雨水收集盘、蓄水桶，其中蓄水桶安装在蓄水池支架上，雨水收集盘为喇叭状，大口径朝上小口径朝下安装在蓄水桶上端。

如图4所示，所述的蓄水池进水管防护端包括顶盖、顶盖支架，顶盖通过顶盖支架安装在蓄水池进水管上端。

如图9、10、11、12所示，所述的旋转接触包括旋转上端、旋转上端凹槽、旋转下端、旋转下端凸起、旋转盖板，其中旋转上端安装在旋转管下端，如图9所示，旋转上端下端面开有旋转上端凹槽，如图10所示，旋转下端安装在支撑管上端，旋转下端上端面开有旋转下端凸起，如图11所示，旋转上端安装在旋转下端上且旋转上端凹槽与旋转下端凸起滑动配合，如图12所示，旋转下端上端面外缘具有较高法兰，旋转盖板安装在旋转法兰上。

如图1所示，本发明水锤泵动力管进口连接蓄水池，动力管保持一定的斜度，蓄水池一方面可以收集雨水，另一方面可以利用蓄水池进水管从地下和回水箱中抽水，回水箱的水来自水锤泵出水口的水回收而来，所以水锤泵的输入水是综合考虑雨水、回收水和地下水的，具有一定的节水效果；另外因为只需要先把水通过电机抽到蓄水池中与雨水等混合后，再慢慢的利用水锤泵浇灌，浇灌过程中无需电能，可以调节洒水量使得洒水速度与土壤吸收速度相匹配，而无需当心能源的使用，而且因为水锤泵的使用洒水器出口的水动能能够足够保证；本发明中的水锤泵重新设计了管路位置和利用了出水口间隙开关降低了水锤泵的水动能损失，增加了输水效率；再者重新设计了洒水器，洒水口的竖直排列能够让洒水区周围洒水更加均匀。