自动旋转喷头装置

① 草坪上可以自动旋转的喷头旋转的原理是什么呢，是怎样做到的呢

喷灌机又称人工降雨机。它具有节水、增产、保持土肥、适应性强等优点。下面我来介绍一下喷灌机中的喷头类型及其原理。

喷头是将有压水喷射到空中的部件。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，射程在40米以上，又称远射程喷头。常用的结构型式有单列和多列孔管式喷洒器,折射式、缝隙式和离心式固定喷头,以及摇臂式、叶轮式、垂直摆臂式、反作用式和全射流式旋转喷头等。现在国内外实用的喷头种类大概有以下几种：

1.摇臂式喷头应用较广的一种。它是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。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角度，然后在扭力弹簧的作用下返回撞击喷管，使喷管转一角度如此反复进行,喷头即可作全圆周转动。如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。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。

2.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。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。

3.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。叶轮式喷头又称涡轮涡杆式喷头，是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。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。

② 水枪旋转喷头有何优点

水枪旋转喷头有何优点？高压水清除车用来清除路面标线，标配的是手推式的单盘或多盘手推车，手推车只能清理路面标线和能平放到路面的设备表面，如道路标志牌平放到路面上清洗，这样很不方便，不能清洗空间上污垢或铁锈。限制了高压水清除车的应用范围，国外开发有手持式的高压水枪，能满足对空间上清除污垢的要求，但结构复杂，价格太贵，旋转速度难以控制。难以在国内工业清洗或清除领域推广应用。

技术实现要素：

本实用新型为了解决现有技术中的不足之处，提供一种结构紧凑、成本低、旋转速度平稳易控制、稳定性强的高压水枪的自旋转喷头。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：高压水枪的自旋转喷头，包括沿垂直方向设置且具有同一中心线的喷头座、筒状外壳、封头帽、空心台阶轴、高压水管和锁紧接头，喷头座下端面沿圆周方向安装有若干个宝石喷嘴，宝石喷嘴的喷射方向倾斜设置，筒状外壳上端和下端均敞口，空心台阶轴位于筒状外壳内，喷头座上部伸入到筒状外壳内并与空心台阶轴下端螺纹连接，喷头座上部外圆与筒状外壳下端内壁之间设置有角接触轴承，封头帽套在喷头座外部并与筒状外壳下端外部螺纹连接；

筒状外壳内壁设置有定位环板，空心台阶轴外圆与筒状外壳内壁之间设置有位于定位环板下方的深沟球轴承，空心台阶轴外圆与筒状外壳内壁之间在深沟球轴承下方的空腔内设置铜套和三瓣制动块，铜套外圆与筒状外壳内壁接触，三瓣制动块合围成圆筒形结构，铜套内圈和三瓣制动块外壁之间充满粘稠的润滑油，三瓣制动块内壁与空心台阶轴外壁接触，三瓣制动块沿空心台阶轴外圆周均匀布置，三瓣制动块的外部沿圆周方向开设有环形槽，环形槽内设置有将三瓣制动块内侧面与空心台阶轴外圆接触的环形弹簧，三瓣制动块下端部与空心台阶轴外壁之间设置有扭簧，锁紧接头螺纹连接在筒状外壳上端口内，高压水管下端穿过锁紧接头伸入到筒状外壳上端口内，筒状外壳内部在定位环板上方设置有将高压水管下端与空心台阶轴上端面连通并密封的密封连通组件。

密封连通组件包括定位座、过渡套、内密封套管、外密封套管、硬质合金垫、胀套和定位套，定位座设置在筒状外壳内的定位环板上，硬质合金垫设置在定位座内底部，外密封套管下部设置在定位座内，外密封套管下端与硬质合金垫上表面接触，定位座底部和硬质合金垫中心均开设有上下通透的透孔，过渡套设置在透孔内，过渡套下端面与空心台阶轴上端面压接密封配合，内密封套管设置在外密封套管内，外密封套管上端口和高压水管下端均为上粗下细的圆锥形结构，外密封套管内壁在圆锥形结构下方设置有限位环，内密封套管上端和限位环下侧面之间设置有碟形弹簧，在锁紧接头的向下作用下，高压水管下端圆锥面与外密封套管上端口的圆锥面压接配合；在碟形弹簧上的作用下，内密封套管下端通过过渡套与空心台阶轴上端面压接密封配合，卡箍设置在定位座和外密封套管的上侧外部，卡箍将定位座和外密封套管固定连接为一体；锁紧接头内圆下部与高压水管外圆之间具有下端敞口的密封腔，密封腔内设置有胀套和位于胀套下部的定位套，胀套上端面为上细下粗的圆锥形结构。

筒状外壳外部开设有与外密封套管上端的圆锥面连通的上溢水口以及与过渡套外圆周面连通的下溢水口。

锁紧接头下端与筒状外壳内壁之间、封头帽上部内壁与筒状外壳外圆之间、内密封套管外壁与外密封套管内壁之间均设置有O型密封圈。

深沟球轴承内圈下端与空心台阶轴外圆的台阶之间设置有挡圈。

定位环形板内孔与空心台阶轴外圆之间、封头帽内部与喷头座之间均设置有油封及用于注入高粘稠度润滑油的注油螺丝。

采用上述技术方案，本实用新型的工作原理及具体工作过程为：高压水通过高压水管上端进入，经高压水管内部向下依次穿过内密封套管、空心台阶轴和喷头座后，从若干个宝石喷嘴中喷出，宝石喷嘴根据不同的工况用不同通径的宝石喷嘴，由于宝石喷嘴相对于喷头座的中心线成倾斜角度安装，高速高压水从宝石喷嘴喷出时就会产生反作用力，反作用力会带动喷头座旋转，喷头座带动空心台阶轴一同旋转，喷头座的旋转速度和高压水的压力及宝石喷嘴的孔径有关，因喷头座与空心台阶轴连接到一起，所以同时转动，又因扭簧一端连接于空心台阶轴上，另一端连接于制动块上，因此，喷头座和空心台阶轴旋转时会通过扭簧带动制动块高速旋转，当达到一定旋转速度时，制动块的离心力能够克服环形弹簧的弹簧力时，三瓣制动块就会向外张开，三瓣制动块外表面就会摩擦铜套的内壁，产生摩擦阻力，同时，铜套内部充满粘稠的润滑油，也能够阻止制动块的旋转，通过扭簧制动空心台阶轴和喷头座的旋转。这种结构及其安装方式能够减少本实用新型对高压水枪的后座力，减少对手持喷枪的工作者的影响。

空心台阶轴上端面和过渡套下端面是金属对金属的端面密封，过渡套的内径小于内密封套管的内径，这样可使高压水对过渡套上端面产生较大的水压，通过水压向下顶压空心台阶轴上端面，实现空心台阶轴和过渡套之间的密封，在工作时由于空心台阶轴旋转而过渡套不转，难免会有少量的水从空心台阶轴上端面和过渡套下端面之间溢出，溢出的水从筒状外壳侧面的下溢水口流出。长期工作过程会使过渡套和空心台阶轴之间产生磨损，此时，在碟形弹簧作用下向下顶压内密封套管，进而推动过渡套与空心台阶轴之间始终保持良好的密封配合，从而起到磨损补偿作用。

外密封套管上端口和高压水管下端属于锥面对锥面的密封，这样对高压水能形成很好密封作用，但也难免会存在泄漏现象，只要泄漏量小，不影响工作，就是正常现象，泄漏的水从筒状外壳侧面的上溢水口流出，不影响本实用新型的正常工作。另外，在碟形弹簧的作用下，碟形弹簧上端通过限位环驱动外密封套管向上与高压水管下端密封配合。

O型密封圈和油封均起到密封各部件之间的密封连接作用。挡圈起到限定深沟球轴承位置的作用。

综上所述，本实用新型原理科学、结构紧凑，零部件均为常规工艺制作，造价低，整体密封效果好，具有密封补偿功能，旋转速度可控，手持的后坐力较小，实用性强，具有良好的市场前景。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的高压水枪的自旋转喷头，包括沿垂直方向设置且具有同一中心线的喷头座1、筒状外壳2、封头帽3、空心台阶轴4、高压水管5和锁紧接头6，喷头座1下端面沿圆周方向安装有若干个宝石喷嘴7，宝石喷嘴7的喷射方向倾斜设置，筒状外壳2上端和下端均敞口，空心台阶轴4位于筒状外壳2内，喷头座1上部伸入到筒状外壳2内并与空心台阶轴4下端螺纹连接，喷头座1上部外圆与筒状外壳2下端内壁之间设置有两个角接触轴承8，封头帽3套在喷头座1外部并与筒状外壳2下端外部螺纹连接；

筒状外壳2内壁设置有定位环板9，空心台阶轴4外圆与筒状外壳2内壁之间设置有位于定位环板9下方的深沟球轴承10，空心台阶轴4外圆与筒状外壳2内壁之间在深沟球轴承10下方的空腔内设置铜套11和三瓣制动块12，铜套11外圆与筒状外壳2内壁接触，三瓣制动块12合围成圆筒形结构，铜套11内圈和三瓣制动块12外壁之间充满粘稠的润滑油，三瓣制动块12内壁与空心台阶轴4外壁接触，三瓣制动块12沿空心台阶轴4外圆周均匀布置，三瓣制动块12的外部沿圆周方向开设有环形槽，环形槽内设置有将三瓣制动块12内侧面与空心台阶轴4外圆接触的环形弹簧13，三瓣制动块12下端部与空心台阶轴4外壁之间设置有扭簧14，锁紧接头6螺纹连接在筒状外壳2上端口内，高压水管5下端穿过锁紧接头6伸入到筒状外壳2上端口内，筒状外壳2内部在定位环板9上方设置有将高压水管5下端与空心台阶轴4上端面连通并密封的密封连通组件。

密封连通组件包括定位座15、过渡套16、内密封套管17、外密封套管18、硬质合金垫19、胀套20和定位套21，定位座15设置在筒状外壳2内的定位环板9上，硬质合金垫19设置在定位座15内底部，外密封套管18下部设置在定位座15内，外密封套管18下端与硬质合金垫19上表面接触，定位座15底部和硬质合金垫19中心均开设有上下通透的透孔，过渡套16设置在透孔内，过渡套16下端面与空心台阶轴4上端面压接密封配合，内密封套管17设置在外密封套管18内，外密封套管18上端口和高压水管5下端均为上粗下细的圆锥形结构，外密封套管18内壁在圆锥形结构下方设置有限位环22，内密封套管17上端和限位环22下侧面之间设置有碟形弹簧23；在锁紧接头6的向下作用下，高压水管5下端圆锥面与外密封套管18上端口的圆锥面压接配合；在碟形弹簧23的作用下，内密封套管17下端通过过渡套16与空心台阶轴4上端面压接密封配合，卡箍设置在定位座15和外密封套管18的上侧外部，卡箍将定位座15和外密封套管18固定连接为一体；锁紧接头6内圆下部与高压水管5外圆之间具有下端敞口的密封腔，密封腔内设置有胀套20和位于胀套20下部的定位套21，胀套20上端面为上细下粗的圆锥形结构。

筒状外壳2外部开设有与外密封套管18上端的圆锥面连通的上溢水口24以及与过渡套16外圆周面连通的下溢水口25。

锁紧接头6下端与筒状外壳2内壁之间、封头帽3上部内壁与筒状外壳2外圆之间、内密封套管17外壁与外密封套管18内壁之间均设置有O型密封圈26（规格不相同）。

深沟球轴承10内圈下端与空心台阶轴4外圆的台阶之间设置有挡圈27。

定位环形板内孔与空心台阶轴4外圆之间、封头帽3内部与喷头座1之间均设置有油封28及用于注入高粘稠度润滑油的注油螺丝29。

本实用新型的工作原理及具体工作过程为：高压水通过高压水管5上端进入，经高压水管5内部向下依次穿过内密封套管17、空心台阶轴4和喷头座1后，从若干个宝石喷嘴7中喷出，宝石喷嘴7根据不同的工况用不同通径的宝石喷嘴7，由于宝石喷嘴7相对于喷头座1的中心线成倾斜角度安装，高速高压水从宝石喷嘴7喷出时就会产生反作用力，反作用力会带动喷头座1旋转，喷头座1带动空心台阶轴4一同旋转，喷头座1的旋转速度和高压水的压力及宝石喷嘴7的孔径有关，因喷头座1与空心台阶轴4连接到一起，所以同时转动，又因扭簧14一端连接于空心台阶轴4上，另一端连接于制动块12上，因此，喷头座1和空心台阶轴4旋转时会通过扭簧14带动制动块12高速旋转，当达到一定旋转速度时，制动块12的离心力能够克服环形弹簧13的弹簧力时，三瓣制动块12就会向外张开，三瓣制动块12外表面就会摩擦铜套11的内壁，产生摩擦阻力，同时，铜套11内部充满粘稠的润滑油，也能够阻止制动块12的旋转，通过扭簧14制动空心台阶轴4和喷头座1的旋转。这种结构及其安装方式能够减少本实用新型对高压水枪的后座力，减少对手持喷枪的工作者的影响。

空心台阶轴4上端面和过渡套16下端面是金属对金属的端面密封，过渡套16的内径小于内密封套管17的内径，这样可使高压水对过渡套16上端面产生较大的水压，通过水压向下顶压空心台阶轴4上端面，实现空心台阶轴4和过渡套16之间的密封，在工作时由于空心台阶轴4旋转而过渡套16不转，难免会有少量的水从空心台阶轴4上端面和过渡套16下端面之间溢出，溢出的水从筒状外壳2侧面的下溢水口25流出。长期工作过程会使过渡套16和空心台阶轴4之间产生磨损，此时，在碟形弹簧23作用下向下顶压内密封套管17，进而推动过渡套16与空心台阶轴4之间始终保持良好的密封配合，从而起到磨损补偿作用。

外密封套管18上端口和高压水管5下端属于锥面对锥面的密封，这样对高压水能形成很好密封作用，但也难免会存在泄漏现象，只要泄漏量小，不影响工作，就是正常现象，泄漏的水从筒状外壳2侧面的上溢水口24流出，不影响本实用新型的正常工作。另外，在锁紧接头6的向下和在碟形弹簧23向上作用下，碟形弹簧23上端通过限位环22驱动外密封套管18向上与高压水管5下端密封配合。

本实施例并非对本实用新型的形状、材料、结构等作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的保护范围。

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