专利名称：旋转水流喷洒器用碎片防护颈圈的制作方法
技术领域：
本发明涉及旋转水流喷洒器，具体涉及对于由于颗粒物质引起的故障具有改进抵抗力的旋转水流喷洒器。
背景技术：
当前有许多喷洒器安装在地上或植物附近使用。更广泛地，通常在环境中使用的喷洒器很难控制所有与喷洒头接触的元件。例如，设置在温室中喷洒器在关闭而不放水时可能非常接近正在移栽植物，而松散的泥土可能散布到喷洒器上。在田野或庭园中，在喷洒器近处的动物或人们可能非故意地在地面上设置的喷洒器上丢落垃圾或颗粒物质。高尔夫球员典型地不能预测球将落在何方，而每次挥杆击球经常带起草皮和砂子，简单地说，许多类型的碎片可能与喷洒器喷头接触，包括石子、草根、枯枝和草等，它们均可能损害或阻碍喷洒器正常运转。
这样的垃圾或颗粒物质可能损害或造成许多类型的喷洒器故障。一种这样类型的喷洒器是旋转水流，或者自转型喷洒器。自转式喷洒器典型地强制水流喷向一个偏导件，使水流的力量促使偏导件围绕其中心轴线旋转。偏导件包括径向地设置通过水流的叶片，并且叶片当偏导件自转时从偏导件向外分布水滴。一般水流以向上的方式通过喷洒器头部，并且然后撞击偏导件使水滴喷出。撞击弧形径向叶片水的冲量促使喷洒器头部旋转，使水以径向方式从偏导件散发。如果颗粒物质或碎片沉积在叶片偏导件上，这些物质可能阻碍或阻止偏导件自转。此时，水的发射将不可预测，并且典型地成为不合要求。
相应地，需要一种改进的喷洒器，它对于外界碎片或颗粒物质的进入具有改进的阻力。
附图简要说明在附图中
图1为按照本发明固定在上升管上的喷洒器头立体图，显示喷洒器头部位置对应于流向喷洒器头部的水流关闭状态；图2为图1中的喷洒器头部分地分解和部分剖面图；图3为喷洒器剖面图；图4为喷洒器头分解图；图5为喷洒器头发射件立体图；图6为发射件顶视图；图7为喷洒器头阀门和轴件部分剖面图；图8为喷洒器头制动机构分解剖面图；图9为喷洒器头偏导件立体图；图10为喷洒器头可变形部件立体图；图11为可变形部件剖面图；图12为喷洒器头固定件立体图；图13为喷洒器部堵头立体图；图14为堵头剖面图；和图15为图8中制动机构的制动件立体图。
具体的实施方式开始参照图1-4，按照本发明的喷洒器头描述为固定在升起管12上，并且具有阻拦碎片、砂砾或其它异物进入喷洒器头10的滤清件14。在运行时，升起管12连接在水源(未示)上以便对喷洒器头供水而对喷洒器头10周围区域喷水。升起管12典型地为圆柱形管子，如图所示，使其与第二固定管子(未示)合作。如此方式下，升起管12可以根据水的流动升高或降低。就是说，当喷洒器头10通过开启喷洒器头10的水流而开动时，连接于喷洒器头10的升起管12和静止管升高到延伸位置。当水流关闭时，升起管12退回或收缩到相对于静止管的降低位置。这样的喷洒器系统通常称为跳起喷洒器系统，而喷洒器头10称为跳起喷洒器头。
因此，跳起喷洒器头10根据水流的开动或关闭而相对于地面往复运动。在任何情况，喷洒器头10在运行并且当水流开动时，典型地设置在非常接近于地面水平上。此外，当水流关闭时喷洒器头10沿升起管退回，喷洒器头10停止在地面附近或与地面齐平。在各位置上，喷洒器头可能与垃圾、碎片、昆虫和甲壳虫或周围植物接触。
喷洒器头10包括固定在升起管12上的底座20，使喷洒器头10可以大体随着水流开动或关闭而相对于升起管12伸缩。底座20一般为圆柱形并且包括具有内螺纹的内表面24，并且升起管包括具有外螺纹26的圆柱形端部以便与内螺纹24配合。在如此方式下，喷洒器头10通过旋转配合螺纹24、26可以容易地在升起管12上固定或拆卸。
喷洒器头10还包括图案模板28形式的发射件，牢固地固定在底座20上。图案模板28包括环形或圆柱形外壁30、轴毂部分32、和板部分31，各将在此讨论。外壁30牢固地固定在底座20的阶梯20a上，使底座内部表面22和板部分31在其中间形成肩部。沿肩部40设置垫片或O-形圈42，使底座用螺纹拧入升起管12时，顶部升起管边缘12a接触垫片42。如此方式下，垫片42被压缩在升起管边缘12a、底座内表面22和板部分3 1之间而大致互相密封。
在图案板28的底面上设置多个径向壁34并且从轴毂部分32延伸，如在图5中可见。静止的阀门件50至少部分地由底座圆柱形壁20和图案模板外壁30所接受。静止阀门件50包括大致包围径向壁34的圆柱形壁52。静止阀门件的圆柱形壁52具有被图案模板28和图案模板轴毂部分32及垫片42之间接受的顶部52a，从而在它们之间提供密封。静止阀门件圆柱形壁52包括带有至少一个诸如凹进处58(见图4)的结构，其中接受径向壁34中之一。在如此方式下，静止阀门件50可防止相对于底座20、图案模板28和(因此)升起管12的旋转运动。
图案模板轴毂部分32和静止阀门件50各自包括中心孔60、62，它们对准以便接受车轴70形式的转轴件。此外，可活动的阀门件80设置在静止阀门件50的下面并且包括与图案模板轴毂部分和静止阀门件的中心孔60、62对准的中心孔64。相应地，可活动的阀门件中心孔64接受轴70通过。可活动的阀门件80和静止阀门件50合作形成可以调节通过喷洒器头10水流的阀门。
如以上在图7中描述和阐明，静止阀门件50包括外部圆柱形壁52。此外，可活动阀门件80包括外部圆柱形壁82。各阀门圆柱形壁52、82通过各自的部分锥形阀门壁56、86，各自联结到轴毂54、84(而轴毂包括各自的中心孔62、64)上。更具体地说，阀门壁56、86从各轴毂54、84的一部分延伸到各圆柱形壁52、82的一部分。各阀门件50、80还包括各自的阀门开口58、88以便容许流体通过各阀门件50、80。各阀们件50、80的相对位置可以通过旋转轴70调节。在这样的方式下，可活动阀门开口88可以与静止阀门开口58对准以便容许最大的水流通过其间，可以与静止阀门锥形壁56对准以便大体防止水流通过，或者可以部分地与静止阀门开口58和阀门锥形壁56二者均对准以便有选择地决定通过其间的水流量。
在可活动阀门件80下面有一个垫圈72和卡环74形式的保持件。轴70的下部75为截头锥形形成倒角或凸轮表面75a，以便协助轴70插入喷洒器头10的部件内。在轴70的下部75上方设置环形凹进处76，其中固定卡环74，以便保持喷洒器头10的部件在轴70上。
在环形凹进处76上面的短距离处有滚花部分77。滚花部分77的下部77a接纳在可活动阀门件孔64内，而上部77b接纳在静止阀门件孔62内。这样，滚花部分77与孔62、64合作，使它们之间的相对运动受到摩擦力的约束，并且这样的运动需要克服摩擦力。因此，阀门件50、80可以通过旋转轴70互相相对地旋转移动。更具体地说，由于其凹进处58接纳图案模板轴毂部分32的径向壁34，并且图案模板28固定在底座20上，静止阀门件50被阻止相对于升起管12和底座20旋转。当轴70旋转时，静止阀门件50被阻止与轴一起移动。不过，可活动件随同轴70一起旋转。在这样方式下，由阀件50、80形成的阀门利用旋转轴70和可活动阀件80调节。
轴70包括肩部78，使轴70具有较大直径的上部79。在装配时，固定的图案模板28和底座20接纳轴70，使图案模板轴毂部分32接触肩部78。垫圈86插入在轴70周围，并且邻接轴毂部分32的底部边缘32a以便保持图案模板28在位。静止阀门件50如以上描述装配在轴毂部分上，而可活动阀门件80然后装配成为邻接静止阀门件50。随着阀门件50、80定位在其内孔62、64接触轴的滚花部分77，阀门件50、80一旦装配完成时，大体被约束或阻止轴向地沿轴70移动。垫圈72然后插入在轴70周围以便邻接活动阀门件80的下边缘80a，并且卡环74然后固定在环形凹进处76中。
可活动阀门件圆柱形壁82进一步固定滤器或滤网90。从图中可见，阀门件50、80和滤网90大体悬挂在底座20下面，使它们接纳在升起管12内，并且与来自水源的水流直接接触。相应地，通过喷洒器头10的水流从水源和升起管12穿过滤网90，而滤网90用来限制颗粒物质从水源进入喷洒器头10。水然后穿过阀门件50、80并且然后通过图案模板28。
最好如在图6中可见，图案模板28包括径向地设置在轴毂部分32周围的开口小孔29，并且延伸通过板部分31。这些开口小孔29形成水流发射的喷嘴或多个喷嘴。开口孔29可以如此设置，使水从全部圆周上通过开口孔29，或者只在一部分弧线上通水。
偏导件100和固定在其上面的盖帽110各包括接纳轴上部79的中心孔101、111。偏导件100与喷嘴开口29合作从喷洒器头10发射水流。偏导件100包括在外侧方向上斜角向上和向外的底部表面102。底部表面102包括一系列叶片，它们弧形地或螺旋形地配置，使撞击叶片的水流对于偏导件100造成旋转力。经过喷洒器头10的水流通过开口孔29离开图案模板28，然后在大体向上方向冲击偏导件100。水流造成偏导件100和盖帽110围绕轴旋转，使水流以径向自转方式从偏导件发出。
偏导件100和盖帽110形成大体封闭的头部120，并且各包括各自的密封件105、115，以便大体防止水分或异物进入头部120，而各自的轴衬或轴承表面103、113以低摩擦形式接触轴的上部79。在头部120内和轴承表面103、113之间设置制动机构130。各轴承表面103、113容许头部120沿轴的上部79往复运动。
制动机构130包括上制动盘132和下制动盘134，互相用制动垫133分开。制动垫133围绕轴上部79安置在其中心。上制动盘132固定在轴上部79，使上制动盘132大体静止并且不能相对于轴70旋转或轴向移动。下制动盘134包括垫毂140，它又依次固定在偏导件100的内表面106上。因此，偏导件100和盖帽110的任何运动均被垫支承件140和下制动盘134跟随。就是说，随着偏导件100旋转或沿轴70轴向移动，下制动盘134也跟随着旋转或往复运动上制动盘132具有摩擦表面132a，下制动盘134具有摩擦表面134a，而设置在摩擦表面132a、134a之间的制动垫133包括顶部和底部摩擦表面133a、133b。摩擦表面132a、134a设置在制动盘132、134的各自底部和顶部表面132b、134b上，使摩擦表面132a、134a当制动机构130由于偏导件100上水流力量而接合时，面对并且接触各自的制动垫表面133a、133b。各摩擦表面132a、134a、133a、133b可以涂以经过选择的润滑剂，诸如具有适当合成化学基的润滑油或润滑脂，并用PTFE(聚四氟乙烯)强化，使表面132a、134a、133a、133b之间减少静摩擦系数。在这样的布置中，在表面132a、134a、133a、133b之间的脱开摩擦力或力矩小于运动摩擦力或力矩，以便在即使相对较低的水压力下提供有效的启动运行。在这方面，通过在低压力启动运行中提供最小的摩擦制动，偏导件可以最初旋转而克服表面132a、134a、133a、133b之间和轴70及密封件105、115之间的摩擦力。如果水进入头部120，润滑油趋向于从表面132a、134a、133a、133b排斥水分而保证正确、可预测的运行。
有利地，摩擦表面132a、134a、133a、133b可包括沟槽137，使润滑油从表面132a、134a、133a、133b之间逸出，从而不用润滑油运行。在较佳的实施例中，垫表面133a、133b具有3条径向沟槽137，各自隔开120度定位，而在顶部表面133a上的沟槽137对于在底部表面133b上的沟槽137错开约60度，在图15中可见最佳视图。
如以上所述，离开图案模板28的水流大体为向上的方向并撞击偏导件100。作为响应，偏导件100被通过叶片的水流所旋转并且在此射出。此外，水流向上的冲量或力量造成偏导件100向上移动。当水流压力相对较低时，向上的力量也相对较低。相反，较大的水流压力具有对于偏导件100较大的向上力量当偏导件100由于水力而相对于轴70向上移动时，下制动盘134移动接触制动垫133，它又依次移动而与上制动盘132接触，后者相对于轴是静止的。更具体地说，上制动盘132固定在轴70上，并且一般防止相对于轴70轴向移动或旋转。当水流开动时在偏导件100上，水流的向上力量促使偏导件100和下制动盘134旋转，并且强迫下制动盘134压在制动垫133上。制动垫133，依次，被强迫接触上制动盘132。该接触在制动盘132、134和制动垫133之间建立旋转摩擦，而在偏导件100上较大的向上力导致较大的轴向力，并且因此在制动盘132、134和制动垫133之间有较大的旋转摩擦力。
相应地，制动机构130在运行时延迟头部120的旋转。无制动机构130时，较高或过分高的水流可造成头部120过度自转，或过分迅速地自转，使水流不能正确地从喷洒器头10分布。制动机构130延迟这样的自转，当水流增加时，使制动盘132、134和制动垫133之间的制动力增加。相应地，制动机构的较佳运行利用了移动的头部120和偏导件100，使制动力能够根据对于偏导件100的力而变化。
在使用中，如以上所述，通常有颗粒物质或异物接触喷洒器头10。具体地说，物质可能进入在偏导件100和最近的下部结构、例如刚性图案模板28或底座之间的喷洒器头10。更具体地说，该物质可能停留在偏导件100和图案模板圆柱形外壁30上一个或多个叶片之间，或其它附近表面上，诸如板部分31和开口29，或轴毂部分32。在该情况中，偏导件100不能正常旋转，甚至根本不转。实际上，偏导件叶片104离开其它结构距离越大，可能进入并且卡住在叶片104和其它附近结构之间的异物尺寸越大。因此，如以上所述，当头部120响应水流冲击而向上移动，从而促动制动机构130时，偏导件叶片104和图案模板28之间距离增加。
为阻碍异物进入，在图案模板圆拄形外壁32和偏导件100的叶片底部表面102之间设置滤清件14，如在图3中所示。参照图10和11，滤清件14是相对地较软的、可以弹性地变形的部件，包括一个周围被环形内壁165包围的中心孔164，其尺寸使其处于图案模板开口29的外侧并且避开之。水流可以自由通过图案模板开口29而不受滤清件的阻碍，围绕开口29的内壁165可协助引导水流向上趋向偏导件100。
滤清件14还包括径向地从内壁165向外延伸的中心轴毂部分152。滤清件14较佳地固定在喷洒器头10上，使滤清件14的软质材料不被固定过程变形或损坏。为此目的，滤清件轴毂部分152固定在图案模板28的顶部表面28a上滤清件轴毂部分152包括销孔154，其位置和尺寸均对应在图案模板顶部表面28a上向上竖立的销子156。滤清件14定位在顶部表面28a上，使销子156接纳在销孔154中并且通过其中。具有底部和顶部表面160a和160b的固定盘160(图12)如此设置，使其底部表面160a在通过销孔154突出的销子156上。销子156例如利用超声波焊接在底部表面160a上。在如此方式下，滤清件14牢固地夹持在固定盘160和图案模板顶部表面28a之间。此外，滤清件14不可利用胶合剂或其它材料，或利用加热或其它方法进行固定，它们可能使滤清件100的软质聚合材料互相作用、弯曲或变质。为使滤清件14与图案模板28额外地保持在一起，固定盘160上设置有矮壁161形式的楔子或脚部。当固定盘160固定在图案模板28上，矮壁161楔入软质、可变形的滤清件14材料中。
在竖立的矮壁161以外，固定盘顶部表面160b较佳地相对光滑并且具有低摩擦力，使将与表面160b接触的颗粒物质不能获得停留的立足点，诸如在叶片104和顶部表面160b之间。固定盘160也包括内部和外部表面160c及160d，而内表面160c接触内壁165以便阻碍物质停留在其间。
滤清件14还包括阶梯形环形颈圈150，位于滤清件14轴毂部分152周围并径向地向上和轴向延伸。具体地说，环形颈圈150包括具有内部和外部表面151a、151b的向上延伸密封部分151。内部表面151a接触固定盘的外部表面160d而阻碍停留在其间的物质。密封部分外表面151b接触图案模板圆柱形壁30。
图案模板圆柱形壁30包括轴向地从板部分31升起的上部33。相应地，上部圆柱形壁33具有内部表面33a、顶部表面33b、和外部表面33c。按照这样的结构，密封部分外部表面151b接触内部表面33a。
环形颈圈150还包括具有底部和顶部表面153a和153b的环形杯状部分153。底部表面邻接图案模板圆柱形壁上部33，并且此外少量缠绕在顶部表面33b周围以便接触图案模板圆柱形壁上部33的外部表面33c部分。在这样配置下，滤清件环形颈圈底部表面153a和图案模板圆柱形壁上部33合作以便大体阻碍其间的异物进入。
滤清件14还包括从杯状部分153外部升起的可弹性变形外壁155。外壁155与杯状部分153的顶部表面相交，后者大体为平坦的，使异物在杯状部分153上或在滤清件14内卡住或停留的可能性尽量减少。当喷洒器头10关闭时，偏导件100向下移动，并且与滤清件14的外壁155依靠接触。外壁155具有斜角向外部上方的内部表面155a。当偏导件100向下移动时，诸如在水流关闭时，偏导件100收缩依靠在内表面155a上，而相对较软的外壁155向外偏斜。如此以后，偏导件底部表面102被覆盖，碎片不能在此进入接触。当喷洒器头10开动时，偏导件100向上移动，从而使偏导件100从滤清件14分离，使滤清件14不能用摩擦力接合偏导件100，否则将阻碍偏导件100自转并且造成滤清件14磨损而降低使用寿命。如果在运行中，颗粒不能进入偏导件100和滤清件14之间，碎片不可能造成偏导件100与软质的滤清件14锁定，而软质的外壁155将向外变形，使射出的水流力量强迫异物离开喷洒器头10。
如以上在图7中讨论和描述，轴70可以旋转而改变阀门件50、80的相对位置以便调节通过喷洒器头10的水流。如此之后，设置在轴70上的顶部表面71包括沟槽71a形式的接受部分以便接受转动轴70的工具(未示)，因此，也转动可活动阀门件80。盖帽110包括具有中心凹进处116并围绕盖帽轴承表面113的顶部表面114。轴70通过盖帽110突出而进入凹进处116以便提供可以容纳工具与沟槽71a合作而转动轴70。
为防止异物进入凹进处116，并且大致保护接受部分沟槽71a，还提供一个堵头，如在图13和14中所示。堵头180为相对刚性的可变形件，其自然尺寸少许大于凹进处116，使堵头180轻微压入其中，形成紧密的密封。可替代地，堵头180和凹进处116具有互相合作的特征或结构，使堵头180压缩配合在凹进处116内，然后在正确的位置中涨开。
堵头180可以穿孔或者用工具打破以便转动轴70。就是说，可以用工具强制穿过堵头180而建立开口，这样使工具定位在沟槽71a中以便转动轴70。当工具插入时，邻近工具的堵头180部分向内变形以便容许工具设置在其中。当工具退出或从堵头180中移去时，刚性的堵头材料回复到其自然状态，使工具造成的开口大体紧密地被堵头180中形成开口的破裂部分所关闭。可替代地，堵头180上可以形成预先制成的开口容许工具插入其中。
虽然本发明已经对于包括当前较佳实施发明模式的具体例子进行描述，本行业熟练人士将理解还有无数以上描述的系统和技术的变化和组合均落入在此提出的所附权利要求中本发明精神和范围以内。
权利要求
1.一种用于发射水流的喷洒器头，该喷洒器头包括发射部分，包括发射水流的开口；偏导件，用于引导水流发射；以及可弹性变形部分，设置在发射部分的至少一部分和偏导件的至少一部分之间，以便阻碍异物进入发射部分的至少一部分和偏导件的至少一部分之间。
2.如权利要求1所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分包括一个环形圈。
3.如权利要求2所述的喷洒器头，其特征在于，环形圈包括一个向上竖立的环形壁以便阻碍异物进入。
4.如权利要求3所述的喷洒器头，其特征在于，环形圈包括一个底座部分以便固定在发射部分上。
5.如权利要求4所述的喷洒器头，其特征在于，底座部分与环形壁共同延伸
6.如权利要求4所述的喷洒器头，其特征在于，还包括一个将底座部分固定在发射部分上的固定件。
7.如权利要求1所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分包括一个设置在发射部分顶部表面上的并且向偏导件延伸的壁部。
8.如权利要求7所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分壁部当有力施加于其外表面时可向内变形。
9.如权利要求7所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分壁部当有力施加于其内表面时可向外变形。
10.如权利要求9所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分壁部当有异物处于可变形部分壁部和偏导件之间时向外变形。
11.如权利要求1所述的喷洒器头，其特征在于，还包括自转的头部，而自转的头部包括偏导件。
12.如权利要求11所述的喷洒器头，其特征在于，偏导件包括位于大体朝向下方向的表面上的叶片，以便接纳从发射部分来的水流而从喷洒器头发射水流，可变形部分包括设置在发射部分顶部表面上的并且向偏导件叶片延伸的壁部。
13.如权利要求12所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分壁部当有异物处于可变形部分壁部和偏导件叶片之间时向外变形。
14.如权利要求13所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分壁部被由偏导件施加的力所变形，强迫异物从偏导件和其它部分之间出去。
15.如权利要求14所述的喷洒器头，其特征在于，还包括阀门部分，用于调节通过喷洒器头的水流；堵头；轴部分，其上面可旋转地安装自转的头部和阀门部分，自转头部包括轴的顶部延伸通过的凹进处，轴部分可选择地定位以便通过接合轴顶部调节阀门部分，堵头设置在凹进处之中，以便覆盖凹进处和位于其中的轴顶部，堵头可以被打破以便接纳用以接合轴顶部的工具。
16.一种用于从弧形图案模板中向外发射水流的喷洒器头，该喷洒器头包括一个包括偏导件的自转头部；一个制动机构，用于控制头部自转速度；一个发射部分，用于引导水流冲击偏导件以便由其分布；和一个可弹性变形部分，以便阻碍异物进入喷洒器头。
17.如权利要求16所述的喷洒器头，其特征在于，还包括一轴，围绕轴周围设置自转头部、制动机构、和可变形部分。
18.如权利要求17所述的喷洒器头，其特征在于，自转头部当偏导件与从发射部分出来的水流接触时向上移动。
19.如权利要求18所述的喷洒器头，其特征在于，制动机构在自转头部向上移动时接合。
20.如权利要求19所述的喷洒器头，其特征在于，制动机构提供由面对制动垫而产生的制动力，并且制动力随着撞击偏导件的水流而变化。
21.如权利要求18所述的喷洒器头，其特征在于，自转头头部当在水流撞击偏导件而向上移动时与可变形部分隔开距离。
22.如权利要求21所述的喷洒器头，其特征在于，当通过喷洒器的水流关闭时，至少一部分偏导件由可变形部分接纳。
23.如权利要求16所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分由相对较软材料形成。
24.如权利要求23所述的喷洒器头，其特征在于，可变形部分包括向偏导件延伸的壁部，而该壁部可在施力方向上变形。
25.如权利要求24所述的喷洒器头，其特征在于，当有异物处于可变形部分壁部和偏导件之间时，可变形部分壁部向外变形，使异物可以被迫离开喷洒器头。
全文摘要
披露一种具有用可变形材料制成颈圈的喷洒器头。该可变形材料使喷洒器头可以抵制外部砂粒或异物进入喷洒器头内部，并且使喷洒器头从喷洒器头内部射出或迫出异物。喷洒器头可以是包括叶片偏导件的自转喷洒器头，而自转喷洒器头可包括响应水流撞击而移动的部分，使制动机构响应水流冲力而接合。当水流停止时，自转头部向可变形件移动，使自转头部一部分接纳在可变形件内而限制异物进入喷洒器头。
文档编号B05B3/04GK1994584SQ200610002519
公开日2007年7月11日 申请日期2006年1月6日 优先权日2006年1月6日
发明者特拉维斯, L·奥诺弗雷欧 申请人:雷鸟有限公司