一种非均匀喷溅装置的制作方法

本发明涉及一种非均匀喷溅装置。

背景技术：

在日常生活和工农业生产中常用到溅水碟。在工业上，发电厂冷却塔中使用溅水碟对循环水进行均匀喷溅，在填料中与冷空气换热冷却；农业上，常用溅水碟给土地喷洒灌溉，起到既均匀灌溉又节能节水的作用；同时一些饲养场也利用溅水碟喷洒水雾，给动物进行降温。

目前常用的溅水碟只能均匀喷水，无法实现某一区域少喷水，某一区域多喷水。然而现在许多领域对分区域可选择性的非均匀喷洒都有迫切的需求，例如发电厂冷却塔常会因为外部环境侧风作用，而对冷却塔内的冷却效果产生影响，需要溅水碟依据冷却效果的好坏而分区域非均匀喷水，换热效果好的区域需要淋水密度大，效果差的区域则需要较小的淋水密度。农业灌溉时，也会因为不同区域长势不同、植物种类不同等因素，需要分区域非均匀喷水。

目前的单层溅水碟会出现喷洒区域内有中空部分，这影响了喷洒效果，实际中为解决中空问题，会将溅水碟的喷洒区域重叠起来以弥补中空部分。但这种方法会增加溅水碟数量，使得成本上升，使用寿命下降。

技术实现要素：

本发明目的在于：利用微型步进电机接受脉冲信号来控制齿轮的旋转，从而带动与齿轮连接的半圆形挡板围绕第一层溅水碟旋转实现喷水区域内可选择性的非均匀喷水。被挡板遮住的喷溅水流从挡板的倾斜底部依靠势能冲击第二层溅水碟，再次均匀喷溅出去。双层溅水碟的设计充分利用了富余水流及其势能，增大了喷溅半径的同时也减小了单层溅水碟在喷溅时产生的中空区域面积。

为实现上述目的，本发明通过如下技术方案来实现：

一种非均匀喷溅装置，包括第一层溅水碟、第二层溅水碟、微型步进电机、传动轴、主动齿轮、从动齿轮、挡板、支架、连接管、电机支架；所述第一层溅水碟与第二层溅水碟依次位于连接管下端，所述第一层溅水碟、第二层溅水碟、连接管通过支架固定，所述第一层溅水碟外侧包裹挡板，所述挡板上端与从动齿轮固定连接，所述从动齿轮通过尼龙轴承安装在连接管上，所述从动齿轮与主动齿轮啮合，所述主动齿轮通过传动轴连接一个微型步进电机，所述微型步进电机通过电机支架固定在连接管上，所述微型步进电机上设置接线盒。

上述连接管内设置渐缩喷管，使得连接管内直径从开口处向下依次递减。

上述支架为开口矩形状，具有三根，且环绕连接管均匀分布，所述三根支架的上端连接在连接管的管体上，下端汇合至第二层溅水碟底部，与第二层溅水碟固定，所述三根支架中部架设横杆汇合至第一层溅水碟底部，与第一层溅水碟固定。

上述挡板包括倾斜顶板、侧板、倾斜底板以及防溅垫，所述侧板为圆弧状的，侧板上端通过倾斜顶板延伸至从动齿轮，下端连接倾斜底板，所述倾斜底板为扇形状，中央为喷溅口；所述倾斜底板上设置若干导流条，所述倾斜底板的两侧边缘处设置防漏边；所述侧板内壁设置一个防溅垫槽，用于放置防溅垫。

上述侧板上设置若干铆钉孔，所述防溅垫为硅胶材质，直接注塑成型，弧度与挡板内壁的弧度一致，所述防溅垫外侧设置若干与铆钉孔对应的铆钉，防溅垫通过将铆钉压入侧板的铆钉孔后，与侧板固定。

上述防溅垫内侧设置若干圆形凹槽，用于阻止水滴四处飞溅。

本发明所达到的有益效果：

本发明采用双层溅水碟布置。利用微型步进电机接受脉冲信号来控制齿轮的旋转角度，从而带动与齿轮连接的半圆形挡板围绕第一层溅水碟旋转一定角度，通过阻挡部分区域的喷溅水流实现指定喷水区域内的非均匀喷水。此喷溅装置也可利用连续的脉冲信号让微型步进电机通过齿轮带动挡板在圆周平面内连续匀速阻挡第一层溅水碟喷溅出的水流，从一定时间范围内来看，实现的是整个喷溅区域的均匀喷溅。

本装置利用微型步进电机接受脉冲信号带动传动轴以及主动齿轮旋转，根据脉冲数量来控制旋转的角位移量，挡板与连接管是通过尼龙轴承过盈配合连接，主动齿轮通过啮合挡板上的从动齿轮实现半圆形挡板在圆周内的自由旋转与定位。水流经过渐缩喷管后水压增大，冲击到第一层溅水碟上向四周喷溅。挡板通过旋转定位来阻挡指定区域第一层溅水碟喷溅出的水流，没有挡板的区域则正常喷溅，从而达到区域可选择性的非均匀喷水的效果。

附图说明

图1是非均匀喷溅装置结构示意图；

图2是非均匀喷溅装置的剖面图；

图3是挡板结构示意图；

图4是防溅垫结构示意图；

图5是喷溅效果图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，一种非均匀喷溅装置，包括第一层溅水碟1、第二层溅水碟2、微型步进电机3、传动轴5、主动齿轮6、从动齿轮13、挡板7、支架9、连接管10、电机支架12；第一层溅水碟1与第二层溅水碟2依次位于连接管10下端，第一层溅水碟1、第二层溅水碟2、连接管10通过支架9固定，第一层溅水碟1外侧包裹挡板7，挡板7上端与从动齿轮13固定连接，从动齿轮13通过尼龙轴承8安装在连接管10上，尼龙轴承8与从动齿轮13、连接管10均为过盈配合连接。尼龙轴承8外圈内圈材质为POM尼龙塑料，中间是玻璃钢珠。从动齿轮13与主动齿轮6啮合，主动齿轮6通过传动轴5连接一个微型步进电机3，微型步进电机3通过电机支架12固定在连接管10上，微型步进电机3上设置接线盒4。

微型步进电机3通过接线盒4连接电源来驱动电机的运转，同时接收和反馈控制信号。微型步进电机3接收脉冲信号后按设定的方向转动一个固定的角度，即步进角，根据脉冲数量来控制角位移量，通过调整挡板7的遮挡角度从而达到准确定位非均匀喷溅区域的目的，具有快速启停、角度精确的特点，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，达到快速调整挡板7的角度以达到指定区域的目的。微型步进电机3的工作状态有连续匀速旋转、指定角度旋转、停止三种，当连续匀速旋转时，挡板7在圆周平面内连续匀速阻挡第一层溅水碟1喷溅出的水流，从一定时间范围内来看，实际上实现的是整个喷溅区域的均匀喷溅；当需要对某一指定区域喷溅时，则给出脉冲信号让步进电机按指定角度旋转，驱使挡板7遮挡住指定的非喷溅区域后停止即可。

主动齿轮6、从动齿轮13与挡板7的材质都为聚醚醚酮（PEEK），具有耐腐蚀性，低噪音，重量轻的特点，降低成本的同时也减小了零件的重量，主动齿轮6直径小于从动齿轮13直径，两者啮合良好。

如图2所示，上述连接管10内设置渐缩喷管11，使得连接管10内直径从开口处向下依次递减。

如图1所示，上述支架9为开口矩形状，具有三根，且环绕连接管10均匀分布，三根支架9的上端连接在连接管10的管体上，下端汇合至第二层溅水碟2底部，与第二层溅水碟2固定，三根支架9中部架设横杆14汇合至第一层溅水碟1底部，与第一层溅水碟1固定。

如图3所示，上述挡板7包括倾斜顶板7-6、侧板7-7、倾斜底板7-1以及防溅垫7-8，侧板7-7为圆弧状的，侧板7-7上端通过倾斜顶板7-6延伸至从动齿轮13，下端连接倾斜底板7-1，倾斜底板7-1为扇形状，中央为喷溅口；倾斜底板7-1上设置若干导流条7-2，引导水流往倾斜底板7-1中心聚拢，为让水流往中心聚集且防止水流量过大而溢出。倾斜底板7-1的两侧边缘处设置防漏边7-3；侧板7-7内壁设置一个防溅垫槽7-5，用于放置防溅垫7-8。

第一层溅水碟1的正下方布置有第二层溅水碟2，其直径小于第一层溅水碟1直径。第二层溅水碟1的水流，来自挡板7阻挡的喷溅水流以及第一层溅水碟1的滴落水滴，水流通过倾斜底板7-1快速汇聚到中心位置，依靠势能冲击第二层溅水碟2。双层溅水碟及挡板的设计充分利用了富余水流及其势能，使得喷溅区域面积增大，同时也减小了单层溅水碟喷溅造成的中空区域面积。

倾斜底板7-1与水平面的夹角为20°，越靠近溅水碟中心的位置越低，有利于被挡板阻挡而无法喷溅出去的水流向中心集聚。

如图4所示，上述侧板7-7上设置若干铆钉孔7-4，防溅垫7-8为硅胶材质，直接注塑成型，弧度与侧板7-7内壁的弧度一致，防溅垫7-8外侧设置若干与铆钉孔7-4对应的铆钉7-10，防溅垫7-8通过将铆钉7-10压入侧板7-7的铆钉孔7-4后，与侧板7-7固定。

上述防溅垫7-8内侧设置若干圆形凹槽7-9，用于阻止水滴四处飞溅。

如图5所示，通过移动挡板7的位置来调整喷溅区域。外界给微型步进电机3一个脉冲信号，根据脉冲数量来控制旋转的角位移量，主动齿轮6带动挡板上的从动齿轮13旋转一定角度，则可调整挡板7的遮挡角度从而可以准确定位到非均匀喷溅区域。微型步进电机3可以快速启停，角度精确的特点，同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，达到快速调整挡板7的角度以达到指定区域的目的。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。