一种气动柱塞隔膜式变量喷头及喷洒装置的制作方法

本发明属于雾化喷头，特别涉及一种气动柱塞隔膜式变量喷头及喷洒装置。

背景技术：

1、在工农业生产的喷洒作业中，变量喷头可实现喷洒量的精准控制，喷洒作业时可按需喷洒，很好的避免了浪费，特别是在农业生产的植保作业中变量喷洒可很好的实现减药减肥，环境友好、绿色可持续。而现有变量喷雾技术多通过喷头前端的管路通断控制或改变管路液流截面积来实现，存在响应度低和控制响应延时的问题。且控制通断的电磁阀多直接设计在液路上，增加了电磁阀的维护难度，并减少了使用寿命。

2、在现有技术的阀体领域，存在一些通过驱动隔膜实现接口转换的专利，但是隔膜的驱动大都采用的是机械驱动，机械驱动存在结构复杂、响应度低等问题，即便是有些气动驱动的，但是无法直接用于喷头上，需要从新设计喷头结构以及相关的驱动。

3、在专利cn2075551 u中，公开了一种单缸双作用隔膜式高压喷雾器，但是其隔膜的驱动采用的连杆驱动，即采用的是机械驱动，机械驱动存在结构复杂、响应度低等问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种气动柱塞隔膜式变量喷头，可实现通过控制气路的通断对液路进行控制，达到很好的同步控制和响应速度，并实现了控制支路和主液路的有效隔离，避免液体流经电磁阀，可增加电磁阀使用寿命。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、第一方面，本发明公开了一种气动柱塞隔膜式变量喷头，包括喷头体、气动控制腔、喷嘴、柱塞、隔膜橡胶垫；所述喷头体包括进液口、液流控制口、出液流道，进液口和出液流道之间设置液流控制口；所述的气动控制腔包括进气管、出气管、连接帽、泄压孔、稳压缓冲腔、主气流道、支气流道、压力腔；所述的进气管、主气流道、出气管连通，且进气管与主气流道之间以及出气管与主气流道之间均设置稳压缓冲腔；所述的主气流道与支气流道连通，支气流道与压力腔连通，压力腔与支气流道设置在连接帽，在连接帽上还设置有泄压孔，泄压孔与压力腔连通；连接帽与液流控制口外圈相连，在压力腔内安装有可在气体压力作用下移动的柱塞，压力腔与液流控制口端面之间设置有隔膜橡胶垫，所述的柱塞驱动隔膜橡胶垫发生变形，控制液流控制口，实现进液口与出液流道之间的连通与否。

4、作为进一步的技术方案，所述的进液口与出液流道上下同轴设置，液流控制口轴线与进液口、出液流道的轴线垂直。

5、作为进一步的技术方案，所述的液流控制口为环形控制口，包括外圈流道和内圈流道，所述的外圈流道与进液口连通，内圈流道与出液流道连通，外圈流道和内圈流道之间的连通与否由气动控制腔体、柱塞和隔膜橡胶垫共同控制。

6、作为进一步的技术方案，所述液流控制口外圈是螺纹式连接头，螺纹式连接头与连接帽螺纹连接。

7、作为进一步的技术方案，所述出液流道的外圈是卡扣式连接头，卡扣式连接头与喷头帽相连，喷头帽连接喷嘴和喷头体。

8、作为进一步的技术方案，在出液流道内安装有滤网，滤网与喷嘴之间设置有密封垫，滤网的作用主要是对液体进行过滤。

9、作为进一步的技术方案，所述进气管的内径等于出气管的内径，稳压缓冲腔的内径大于进气和出气管的内径；且主气流道的内径远小于进气管和出气管的内径，所述的主气流道的直径等于支气流道的直径；所述压力腔的内径远大于支气流道的内径。

10、作为进一步的技术方案，在所述出气管内安装有高频电磁阀，通过高频电磁阀的快速通断，可实现气流的快速通断，进而实现液路的快速通断，通过控制通断时间占比和通断频率实现喷头喷量的改变。

11、作为进一步的技术方案，所述柱塞包括滑块、橡胶垫，橡胶垫卡装在滑块的一端，滑块的另一端为封闭端，滑块安装在气动控制腔体的压力腔内。

12、作为进一步的技术方案，所述橡胶垫的面积小于等于隔膜橡胶垫内圈的面积，且隔膜橡胶垫的面积大于上述液流控制口的面积，使得隔膜橡胶垫可以完全封住液流控制口，实现实现对液路的断开。

13、作为进一步的技术方案，在所述的连接帽内设置有环形槽，所述隔膜橡胶垫安装在所述的环形槽内，通过环形槽对隔膜橡胶垫进行定位安装，实现隔膜橡胶垫的可靠变形。

14、第二方面，本发明还提供了一种包括前面所述气动柱塞隔膜式变量喷头的喷洒装置。

15、本发明的有益效果如下：

16、本发明通过首先在喷头体上单独设置液流控制口，然后在液流控制口位置安装气动控制腔体，在气动控制腔体内设置柱塞、隔膜橡胶垫，通过气动控制腔体控制柱塞的运动，实现对液流控制口的控制，能够达到很好的同步控制和响应速度，并实现了控制支路和主液路的有效隔离，避免液体流经电磁阀，可增加电磁阀使用寿命。

17、本发明通过控制气体的流速，实现对压力腔的压力控制，当出气管开路时，主气流道内有高速气体通过，支气流道和压力腔内将产生负压；当出气管断路时，主气流道内无气流通过为保压状态，支气流道和压力腔内将产生正压，进而实现对隔膜橡胶垫的控制，摒弃了现有技术中的机械式控制，仅仅依靠压力进行控制，结构简单，精度高。

18、本发明中的液流控制口为环形控制口，且环形控制口的轴线与进液口、出液流道的轴线垂直；液流控制口包括外圈流道和内圈流道，所述的外圈流道与进液口连通，内圈流道与出液流道连通，外圈流道和内圈流道之间的连通与否由气动控制腔体、柱塞和隔膜橡胶垫共同控制；当隔膜橡胶垫在柱塞作用下完全密封液流控制口时，进液口与出液流道完全断开；同时本发明还可以通过安装在出气管上的高频电磁通断阀的快速通断，可实现气流的快速通断，进而实现液路的快速通断，通过控制通断时间占比和通断频率实现喷头喷量的改变。

技术特征：

1.一种气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，包括喷头体、气动控制腔、喷嘴、柱塞、隔膜橡胶垫；所述喷头体包括进液口、液流控制口、出液流道，进液口和出液流道之间设置液流控制口；所述的气动控制腔包括进气管、出气管、连接帽、泄压孔、稳压缓冲腔、主气流道、支气流道、压力腔；所述的进气管、主气流道、出气管连通，且进气管与主气流道之间以及出气管与主气流道之间均设置稳压缓冲腔；所述的主气流道与支气流道连通，支气流道与压力腔连通，压力腔与支气流道设置在连接帽，在连接帽上还设置有泄压孔，泄压孔与压力腔连通；连接帽与液流控制口外圈相连，在压力腔内安装有可在气体压力作用下移动的柱塞，压力腔与液流控制口端面之间设置有隔膜橡胶垫，所述的柱塞驱动隔膜橡胶垫发生变形，控制液流控制口，实现进液口与出液流道之间的连通与否。

2.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述的进液口与出液流道上下同轴设置，液流控制口轴线与进液口、出液流道的轴线垂直。

3.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述的液流控制口为环形控制口，包括外圈流道和内圈流道，所述的外圈流道与进液口连通，内圈流道与出液流道连通，外圈流道和内圈流道之间的连通与否由气动控制腔体、柱塞和隔膜橡胶垫共同控制。

4.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述液流控制口外圈是螺纹式连接头，螺纹式连接头与连接帽螺纹连接；所述出液流道的外圈是卡扣式连接头，卡扣式连接头与喷头帽相连，喷头帽连接喷嘴和喷头体；在出液流道内安装有滤网，滤网与喷嘴之间设置有密封垫。

5.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述进气管的内径等于出气管的内径，稳压缓冲腔的内径大于进气和出气管的内径；且主气流道的内径远小于进气管和出气管的内径，所述的主气流道的直径等于支气流道的直径；所述压力腔的内径远大于支气流道的内径。

6.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，在所述出气管内安装有高频电磁阀，通过高频电磁阀的快速通断，可实现气流的快速通断，进而实现液路的快速通断，通过控制通断时间占比和通断频率实现喷头喷量的改变。

7.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述柱塞包括滑块、橡胶垫，橡胶垫卡装在滑块的一端，滑块的另一端为封闭端，滑块安装在气动控制腔体的压力腔内。

8.如权利要求7所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，所述橡胶垫的面积小于等于隔膜橡胶垫内圈的面积，且隔膜橡胶垫的面积大于上述液流控制口的面积。

9.如权利要求1所述的气动柱塞隔膜式变量喷头，其特征在于，在所述的连接帽内设置有环形槽，所述隔膜橡胶垫安装在所述的环形槽内。

10.一种喷洒装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述气动柱塞隔膜式变量喷头的喷洒装置。

技术总结本发明公开了一种气动柱塞隔膜式变量喷头及喷洒装置，包括喷头体、气动控制腔、喷嘴、柱塞、隔膜橡胶垫；喷头体包括进液口、液流控制口、出液流道；气动控制腔包括进气管、出气管、主气流道、支气流道、压力腔；进气管、主气流道、出气管连通，且进气管与主气流道之间以及出气管与主气流道之间均设置稳压缓冲腔；主气流道与支气流道连通，支气流道与压力腔连通，压力腔与支气流道设置在连接帽，泄压孔与压力腔连通；连接帽与液流控制口外圈相连，在压力腔内安装有可在气体压力作用下移动的柱塞，压力腔与液流控制口端面之间设置有隔膜橡胶垫，柱塞驱动隔膜橡胶垫发生变形，控制液流控制口，实现进液口与出液流道之间的连通与否。技术研发人员：牛萌萌,王小瑜,史嵩,魏志明,许宁,彭强吉,孟庆山受保护的技术使用者：山东省农业机械科学研究院技术研发日：技术公布日：2024/9/29