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一种水动力螺旋注肥 泵

阅读：24发布：2023-01-26

专利汇可以提供一种水动力螺旋注肥泵专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种水动力螺旋注肥泵，包括水动力运行区、单向注肥通道和肥液输送区；水动力运行区包括机壳，其表面设置有进水口和出水口，内部设置有水动力传动机构；单向注肥通道包括外壳，外壳与机壳固定连接，其内部设置有转轴，转轴与水动力传动机构连接，其内部设置有通道，外部套装有锥形活塞，底部以可拆卸的方式连接有轴承；轴承由若干轴承节嵌套而成，轴承上卡接有螺旋叶片；螺旋叶片外围设置有壳体，壳体由若干壳节螺纹连接而成；壳体一端与外壳螺纹连接，另一端通过管件和连接套与肥料桶连接；螺旋叶片、轴承和壳体构成肥液输送区。采用该结构的注肥泵，可有效解决吸肥效果易受到设备的结构尺寸、制造精度和材料配方影响的技术问题。，下面是一种水动力螺旋注肥泵专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种水动力螺旋注肥泵，其特征是：包括水动力运行区(1)、单向注肥通道(2)和肥液输送区(3)；所述水动力运行区(1)包括机壳(16)，所述机壳(16)表面设置有进水口(11)和出水口(15)，内部设置有水动力传动机构；所述单向注肥通道(2)包括外壳(24)，所述外壳(24)与所述机壳(16)固定连接，其内部设置有转轴(21)，所述转轴(21)通过设置于顶部的第二锥齿轮(215)与所述水动力传动机构连接，所述转轴(21)内部设置有与所述水动力运行区(1)连通的通道(211)，外部套装有活动的锥形活塞(22)，底部以可拆卸的方式连接有轴承(31)；所述轴承(31)由若干轴承节(311)嵌套而成，所述轴承(31)上卡接有螺旋叶片(32)；所述螺旋叶片(32)外围设置有壳体(33)，所述壳体(33)由若干壳节组成，所述壳节之间螺纹连接；所述壳体(33)一端与所述外壳(24)螺纹连接，另一端通过连接套(6)和管件(5)与肥料桶(4)连接；所述轴承(31)、螺旋叶片(32)和壳体(33)构成肥液输送区(3)。
2.根据权利要求1所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述水动力传动机构包括水轮机(12)、水轮机轴承(13)、第一圆柱齿轮(141)、第一锥齿轮(142)、第二圆柱齿轮(143)和第一轴承(144)；所述水轮机(12)和第一圆柱齿轮(141)固定在所述水轮机轴承(13)上，所述第一锥齿轮(142)和第二圆柱齿轮(143)固定在第一轴承(144)上，所述第一锥齿轮(142)与所述第一圆柱齿轮(141)相啮合，所述第二圆柱齿轮(143)与所述第二锥齿轮(215)相啮合；
所述水轮机(12)的叶片正对所述进水口(11)，所述转轴(21)内部通道(211)正对所述出水口(15)。
3.根据权利要求1所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述转轴(21)分为上下两段，其中，上段为中空管，所述中空管内部为通道(211)，下段为圆柱(212)；所述中空管侧壁设置有径向通孔(213)和弹簧挡板(214)，顶端设置有第二锥齿轮(215)，所述第二锥齿轮(215)中部设置有通孔；所述圆柱(212)底部以可拆卸的方式连接有轴承(31)；所述锥形活塞(22)顶部固定连接有弹簧(23)，所述弹簧(23)套装在所述转轴(21)上，所述弹簧(23)另一端与所述弹簧挡板(214)固定连接。
4.根据权利要求3所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述圆柱(212)底部设置有螺纹盲孔，所述轴承(31)顶端设置有螺纹；所述轴承(31)与所述圆柱(212)螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述轴承节(311)分为上中下三段，其中，上段为空心管(3112)，空心管(3112)内设置有方形卡轴(3113)，中段设置有卡槽(3111)，下段为空心柱(3114)，空心柱(3114)内设置有与所述方形卡轴(3113)相配合的方形卡口(3115)；所述空心柱(3114)插入另外一个轴承节(311)上的空心管(3112)中，空心管(3112)内的方形卡轴(3113)插入空心柱(3114)内的方形卡口(3115)中；所述螺旋叶片(32)呈“阿基米德螺旋线”分布，其中轴线(321)上设置有若干与所述卡槽(3111)相配合的卡子(322)，所述螺旋叶片(32)通过卡子(322)卡装在所述轴承(31)上。
6.根据权利要求1或5所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述螺旋叶片(32)的材质为弹性橡胶，其内部设置有夹层(323)；所述夹层(323)为用硬质弹性材料制成的齿状薄片。
7.根据权利要求1所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述壳节与所述轴承节(311)长度相当，其上端设置有内螺纹，下端设置有外螺纹，壳节之间螺纹连接。
8.根据权利要求7所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：所述壳节的材质为硬质塑料。
9.根据权利要求1所述的水动力螺旋注肥泵，其特征是：壳体(33)与管件(5)之间通过连接套(6)连接；所述连接套(6)为中空管套，其顶端设置有内螺纹，底端设置有外螺纹，内部设置有挡条(61)，所述挡条(61)中部设置有用于固定轴承(31)的通孔(62)；所述连接套(6)两端分别与所述壳体(33)和管件(5)螺纹连接。

说明书全文

一种水动力螺旋注肥 泵

技术领域

[0001] 本发明属于农业用具技术领域，具体涉及一种水动力螺旋注肥泵。

背景技术

[0002] 微灌水肥一体化是一种将农业灌溉和施肥有机结合的高新技术，它借助压力灌溉系统，通过施肥设备将可溶性固体肥料或液体肥料配兑而成的肥液与灌溉水融为一体，均匀、准确、定时、定量地供给作物吸收。

[0003] 随着微灌、喷灌、低压管道输水等管道化灌溉技术的广泛应用，施肥设备与技术也得到了快速的发展和应用。目前无外加动力的施肥装置包括压差式施肥罐、文丘里注入器和比例施肥泵。压差式施肥罐利用输水管上下游两个位置形成压力差将肥液注入系统，优点是制造简单、造价低廉，缺点是注肥溶液浓度不均，浓度呈先大后小的趋势，加之罐体容积有限，肥料吸尽后需要打开压力盖加肥，操作麻烦，不适宜自动化作业；文丘里注入器利用水流通过文丘里管产生的真空吸力，将肥料溶液从敞口的肥料桶中均匀吸入管道系统进行施肥，优点是操作简单、方便移动，缺点是水损大、效率低、控制面积小；比例施肥泵利用灌溉系统管道的压力水驱动活塞，随着活塞的往复运动来抽吸肥液，优点是可精准施肥，缺点是结构复杂，对部件的构成材料和制造精度有极高要求，吸肥活塞和管壁的密闭性以及用来实现活塞换向运动的机械式联动换向机构需要极高的生产工艺来保障其运行的可靠性和耐久性。国内制造的比例施肥泵不满足质量要求，只能依靠国外进口，投资大，使用范围仅局限于大棚蔬菜瓜果等经济作物，对于大田粮食作物种植，主要依靠压差式施肥罐来施肥，施肥方式较为粗放。

[0004] 上述施肥设备中能实现微灌自动化管理的文丘里注入器和比例施肥泵的工作原理都是利用负压吸肥，吸肥效果极易受到设备的结构尺寸、制造精度和材料配方的影响，这是抑制我国微灌施肥设备发展较大的阻碍。

发明内容

[0005] 针对上述现有技术，本发明提供一种水动力螺旋注肥泵，利用阿基米德螺旋叶片输送肥液的机械原理，以解决吸肥效果易受到设备的结构尺寸、制造精度和材料配方影响的技术问题。

[0006] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：提供一种水动力螺旋注肥泵，包括水动力运行区、单向注肥通道和肥液输送区；水动力运行区包括机壳，机壳表面设置有进水口和出水口，内部设置有水动力传动机构；单向注肥通道包括外壳，外壳与机壳固定连接，其内部设置有转轴，转轴通过设置于顶部的第二锥齿轮与水动力传动机构连接，转轴内部设置有与水动力运行区连通的通道，外部套装有活动的锥形活塞，底部以可拆卸的方式连接有轴承；轴承由若干轴承节嵌套而成，轴承上卡接有螺旋叶片；螺旋叶片外围设置有壳体，壳体由若干壳节组成，壳节之间螺纹连接；壳体一端与外壳螺纹连接，另一端通过连接套和管件与肥料桶连接；螺旋叶片、轴承和壳体构成肥液输送区。

[0007] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

[0008] 进一步，水动力传动机构包括水轮机、水轮机轴承、第一圆柱齿轮、第一锥齿轮、第二圆柱齿轮和第一轴承；水轮机和第一圆柱齿轮固定在水轮机轴承上，第一锥齿轮和第二圆柱齿轮固定在第一轴承上，第一锥齿轮与第一圆柱齿轮相啮合，第二圆柱齿轮与第二锥齿轮相啮合；水轮机的叶片正对进水口，转轴内部通道正对出水口。

[0009] 进一步，转轴分为上下两段，其中，上段为中空管，中空管内部为通道，下段为圆柱；中空管侧壁设置有径向通孔和弹簧挡板，顶端设置有第二锥齿轮，第二锥齿轮中部设置有通孔；圆柱底部以可拆卸的方式连接有轴承；锥形活塞顶部固定连接有弹簧，弹簧套装在所述转轴上，弹簧另一端与弹簧挡板固定连接。

[0010] 进一步，圆柱底部设置有螺纹盲孔，轴承上端设置有螺纹；轴承与圆柱螺纹连接。

[0011] 进一步，轴承节分为上中下三段，其中，上段为空心管，空心管内设置有方形卡轴，中段设置有卡槽，下段为空心柱，空心柱内设置有与方形卡轴相配合的方形卡口；空心柱可插入另外一个轴承节上的空心管中，空心管内的方形卡轴可插入空心柱内的方形卡口中；螺旋叶片呈“阿基米德螺旋线”分布，其中轴线上设置有若干与卡槽相配合卡子，螺旋叶片通过卡子卡装在轴承上。

[0012] 进一步，螺旋叶片的材质为弹性橡胶，其内部设置有夹层；夹层为用硬质弹性材料制成的齿状薄片。

[0013] 进一步，壳节与轴承节长度相当，其上端设置有外螺纹，下端设置有内螺纹，壳节之间螺纹连接。

[0014] 进一步，壳节的材质为硬质塑料。

[0015] 进一步，壳体与管件之间通过连接套连接；连接套为中空管套，其顶端设置有内螺纹，底端设置有外螺纹，内部设置有挡条，挡条中部设置有固定轴承的通孔；连接套两端分别与壳体和管件螺纹连接。

[0016] 本发明的有益效果是：

[0017] 1.利用水力驱动，无需外界动力，节能减排。

[0018] 2.本发明的螺旋叶片按阿基米德螺旋线分布，结构简单，对材质和生产精度要求较低。

[0019] 3.锥型活塞保证肥液只能单向运动，避免微灌系统首部中的水倒流。

[0020] 4.螺旋叶片用弹性橡胶制成，可以保持叶片与外壳的紧密接触，提高输肥效率。螺旋叶片内部设置有夹层，夹层用不锈钢等硬质弹性材料制成，提高了螺旋叶片的强度，不会在运行过程中发生扭曲变形。

[0021] 5.螺旋叶片通过卡子与伸缩式轴承上的卡槽相连，方便拆卸清洗和更换。

[0022] 6.轴承节分为三段，两两之间可以相互嵌套，方便调节轴承的长度，使用更加灵活方便。轴承节上的实心柱与另外一个轴承节上的空心管过盈配合，嵌套更加稳定，在使用过程中不会发生轴承节相互脱离的情况。同时，轴承节的方形卡轴与另外一个轴承节上的方形卡口过盈配合，实现所有轴承节的同步旋转。壳体由壳节组成，壳节之间螺纹连接，根据与肥料桶的不同间距可以进行长度调节，适应性强，易于安装。附图说明

[0023] 图1为本发明的透视图；

[0024] 图2为水动力运行区的透视图；

[0025] 图3为单向注肥通道剖视图；

[0026] 图4为转轴剖视图；

[0027] 图5为肥液输送区透视图；

[0028] 图6为轴承节正面剖视图；

[0029] 图7为轴承节左面剖视图；

[0030] 图8为螺旋叶片主视图；

[0031] 图9为螺旋叶片上的夹层和卡子放大图；

[0032] 图10为本发明的总装图。

[0033] 图11为连接套的俯视图；

[0034] 图12为连接套的剖视图；

[0035] 其中，1、水动力运行区；11、进水口；12、水轮机；13、水轮机轴承；14、动力传导齿轮组；141、第一圆柱齿轮；142、第一锥齿轮；143、第二圆柱齿轮；144、第一轴承；15、出水口；16、机壳；

[0036] 2、单向注肥通道；21、转轴；211、通道；212、圆柱；213、径向通孔；214、弹簧挡板；215、第二锥齿轮；22、锥形活塞；23、弹簧；24、外壳；241、楔形凸台；

[0037] 3、肥液输送区；31、轴承；311、轴承节；3111、卡槽；3112、空心管；3113、方形卡轴；3114、空心柱；3115、方形卡口；32、螺旋叶片；321、中轴线；322、卡子；323、夹层；33、壳体；4、肥料桶；5、管件；51、阀门；6、连接套；61、挡条；62、通孔。

具体实施方式

[0038] 下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0039] 本发明的实施例中，如图1～10所示，提供了一种水动力螺旋注肥泵，包括水动力运行区1、单向注肥通道2和肥液输送区3。

[0040] 如图1和图2所示，水动力运行区1包括机壳16，机壳16表面上设置有进水口11和出水口15，内部设置有水动力传动机构。水动力传动机构包括水轮机12、水轮机轴承13和动力传导齿轮组14。动力传导齿轮组14包括第一圆柱齿轮141、第一锥齿轮142、第二圆柱齿轮143和第一轴承144；水轮机12和第一圆柱齿轮141固定在水轮机轴承13上，第一锥齿轮142和第二圆柱齿轮143固定在第一轴承144上，第一锥齿轮142与第一圆柱齿轮141相啮合；水轮机12的叶片正对所述进水口11。

[0041] 如图3和图4所示，单向注肥通道2包括外壳24，外壳24与机壳16固定连接，其内部设置有转轴21。转轴21分为上下两段，其中，上段为中空管，中空管内部为通道211，下段为圆柱212。中空管侧壁设置有径向通孔213和凸起弹簧挡板214，顶端设置有第二锥齿轮215，第二锥齿轮215中部设置有通孔，该通孔正对图2中的出水口15，第二锥齿轮215与图2中的第二圆柱齿轮143相啮合。转轴21外部套装有活动的锥形活塞22，锥形活塞22顶部固定连接有弹簧23，弹簧23套装在转轴21上，弹簧23另一端与弹簧挡板214固定连接。锥形活塞22在下端肥液压力和上端弹簧23的弹力共同作用下，沿转轴21做轴向运动，控制径向通孔213的开闭，控制肥液由径向通孔213进入中空通道211，进而进入图2中的水动力运行区1，由出水管15注入微灌系统管道中。为了限制锥形活塞22的运动，可在外壳24中部设置楔形凸台241，以保证更好的使用效果。

[0042] 如图5～7所示，肥液输送区由轴承31、螺旋叶片32和壳体33构成。转轴21上的圆柱212底部以可拆卸的方式连接有轴承31。本发明中可拆卸的连接方式优选为螺纹连接，具体方法为：在圆柱212底部设置螺纹盲孔，轴承31顶端设置螺纹，轴承31通过螺纹旋装在圆柱
212底部的螺纹盲孔中，从而实现轴承31与转轴21固定连接。轴承31由若干轴承节311嵌套而成。轴承节311分为上中下三段，除了与圆柱212相连接的轴承节311上段为螺栓外，其余轴承节311上段为空心管3112，空心管3112内设置有方形卡轴3113，中段设置有卡槽3111，下段为空心柱3114，空心柱3114内设置有与方形卡轴3113相配合的方形卡口3115。轴承节
311嵌套时，将上一个轴承节311的空心柱3114插入下一个轴承节311上的空心管3112中，此时，方形卡轴3113插入方形卡口3115中，使得相互嵌套的轴承节311能同步旋转。为了嵌套更加稳定，避免在使用过程中发生轴承节311相互脱离的情况，空心柱3114与空心管3112之间以及方形卡轴3113与方形卡口3115之间均过盈配合。轴承节311中段上的卡槽3111用来卡接螺旋叶片32。

[0043] 如图8和图9所示，螺旋叶片32呈“阿基米德螺旋线”分布，在其中轴线321上设置有与图6中的卡槽3111相配合的卡子322，卡子322的数量可以与轴承节311的数量相等，也可以为轴承节311数量的一半；当卡子322的数量为轴承节311数量的一半时，卡子322间隔设置，即每两个轴承节311与螺旋叶片32卡接一次。为了提高输肥效率，螺旋叶片32最好与壳体33之间紧密接触。本发明中螺旋叶片32用弹性橡胶制成，其边缘紧靠壳体33，不仅旋转顺畅，而且不会对壳体33造成损伤。橡胶质软，单纯用其制备出的螺旋叶片32在旋转运行过程中会发生扭曲变形。因此，本发明在螺旋叶片32内部还设置有夹层323，夹层323为用不锈钢等硬质弹性材料制成的齿状薄片。此外，螺旋叶片32还可以随着轴承31的长短变化而发生变化。螺旋叶片32外围设置有壳体33，壳体33由若干壳节组成，以方便调节长度。为了与轴承节311配合使用，壳节与轴承节311长度相当。壳节上端设置有内螺纹，下端设置有外螺纹，壳节之间用过螺纹进行连接，拆装方便快捷，壳体33的长度调节可以通过连接不同数量的壳节来实现。

[0044] 如图10所示，单向注肥通道2的外壳24下端设置有外螺纹，壳体33上端与外壳24螺纹连接，下端通过连接套6与管件5连接，管件5与肥料桶4连接，管件5上设置有阀门51，阀门51用于控制流量。如图11和图12所示，连接套6为中空管套，其上端设置有内螺纹，下端设置有外螺纹；上端的内螺纹与壳体33下端的外螺纹相配合，下端的外螺纹与设置于管件5上的内螺纹相配合，连接套6两端分别与壳体33和管件5螺纹连接。连接套6内部设置有挡条61，挡条61两侧为肥液通道，挡条61中部设置有通孔62，通孔62的直径略大于轴承31的直径，轴承31下端安装在通孔62内，工作时，轴承31可在通孔62内灵活转动。

[0045] 本发明的动力产生及传导流程：如图2所示，水从进水管11进入并冲击水轮机12，水轮机12绕水轮机轴承13逆时针旋转，水轮机轴承13带动第一圆柱齿轮141逆时针转动，第一圆柱齿轮141带动第一锥齿轮142顺时针转动(俯视方向)，第一锥齿轮142通过第一轴承144带动第二圆柱齿轮143顺时针转动(俯视方向)。第二圆柱齿轮143的转动带动第二锥齿轮215顺时针转动(右上仰视方向)，第二锥齿轮215带动转轴21顺时针转动(右上仰视方向)，转轴21带动轴承31顺时针转动(右上仰视方向)，轴承31带动螺旋叶片32顺时针转动(右上仰视方向)。水流方向如图2中的实心箭头所示。

[0046] 本发明的肥液输送流程：如图10所示，肥料桶4中的肥液在螺旋叶片32的快速转动下由底端输送到单向注肥通道2内，肥液压力使得锥型活塞22克服弹簧23的弹力，并沿转轴21向上运动，转轴21的径向通孔213打开，肥液通过径向通孔213和通道211进入水动力运行区1，并在水流作用下从出水管15流出。肥液流动方向如图10中实心箭头所示。

[0047] 虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

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