单椭双抛流线型灌水器插头及其安装方法技术

一种单椭双抛流线型灌水器插头，包括插头倒锥，插头倒锥上端面开设有插头入水口，插头倒锥下表面由上至下依次与插头锥颈、滴头腔体以及滴头出水管连通，插头倒锥的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面的第二单椭双抛流线型曲线面积最小，其下端面的第一单椭双抛流线型曲线面积最大；插头锥颈的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面和下端面的插头锥颈单椭双抛流线型曲线面积相同。本发明专利技术提供的一种单椭双抛流线型灌水器插头，可以解决局部水头损失较大的问题，最大程度地减少灌水器的插头部分形状阻力。

Single ellipsoid and double throw streamline emitter plug and its installation method

The utility model relates to a single ellipsoid double throw streamline emitter plug, which comprises a reverse cone of the plug, the upper end surface of the reverse cone of the plug is provided with a plug inlet, the lower surface of the reverse cone of the plug is successively connected with the plug cone neck, the drop head cavity and the drop head outlet pipe from the top to the bottom, the cross section contour of the reverse cone of the plug is a single ellipsoid double throw streamline curve, the second single ellipsoid double throw streamline curve area of the upper end surface is the smallest, and the lower end surface is the smallest The area of the first single ellipsoid double throw streamline curve of the end face is the largest; the cross section contour of the plug cone neck is the single ellipsoid double throw streamline curve, and the area of the single ellipsoid double throw streamline curve of the upper end face and the lower end face of the plug cone neck is the same. The invention provides a single ellipsoid double throw streamline emitter plug, which can solve the problem of large local head loss and minimize the shape resistance of the plug part of the emitter.

【技术实现步骤摘要】
单椭双抛流线型灌水器插头及其安装方法
本专利技术涉及微灌灌水器
，尤其是一种单椭双抛流线型灌水器插头。
技术介绍
滴灌作为一种高效节水灌溉技术被广泛应用，插入式灌水器因其安装简单，维护方便，适应性强而被广泛应用。但是插入式灌水器插头部分要插入毛管内部，在管道中会形成突起，插头突起处引起毛管断面形状突变，产生局部水头损失。当滴灌管管径较小或灌水器间距较小时，灌水器插头部分能引起较大的局部水头损失，此水头损失会明显降低毛管沿程方向的水流压力，进而影响灌水器流量，减少毛管铺设长度，降低灌水均匀度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种单椭双抛流线型灌水器插头，可以解决局部水头损失较大的问题，最大程度地减少灌水器的插头部分形状阻力。为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种单椭双抛流线型灌水器插头，包括插头倒锥，插头倒锥上端面开设有插头入水口，插头倒锥下表面由上至下依次与插头锥颈、滴头腔体以及滴头出水管连通，插头倒锥的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面的第二单椭双抛流线型曲线围成的平面空间面积最小，其下端面的第一单椭双抛流线型曲线围成的平面空间面积最大；插头锥颈的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面和下端面的插头锥颈单椭双抛流线型曲线围成的平面空间面积相同。插头倒锥通过以下步骤得到：步骤1：通过数学表达式组合得到第一单椭双抛流线型曲线；步骤2：以第一单椭双抛流线型曲线的中心点O为基准点，设立直角坐标系，将第一单椭双抛流线型曲线缩小n倍，0＜n＜1，得到第二单椭双抛流线型曲线，设第二单椭双抛流线型曲线的中心点为O’；步骤3：将第二单椭双抛流线型曲线向上垂直移动距离h，连接两曲线的中心点OO’；步骤4：以第二单椭双抛流线型曲线为插头倒锥的上端面，以第一单椭双抛流线型曲线为插头倒锥的下端面，以两曲线的中心点OO’为路径，通过放样得到插头倒锥。插头锥颈通过以下步骤得到：步骤1：通过数学表达式组合得到第一单椭双抛流线型曲线；步骤2：以第一单椭双抛流线型曲线的中心点O为基准点，设立直角坐标系，将第一单椭双抛流线型曲线缩小m倍，0.6≤m≤0.8，得到插头锥颈单椭双抛流线型曲线，将插头锥颈单椭双抛流线型曲线进行垂直拉伸得到插头锥颈。在第一单椭双抛流线型曲线所在平面内设定两条互相垂直，交点为O点的数轴，其中横轴为X轴，纵轴为Y轴，此为XOY直角坐标系,将第一单椭双抛流线型曲线与XOY直角坐标系的交点分别定义为1,2,3，4点；其中：第一单椭双抛流线型曲线为由迎水段曲线1-2-3和去流段曲线1-4-3首尾连接形成的单椭双抛流线型曲线；迎水段曲线1-2-3为椭圆曲线；去流段曲线1-4-3由抛物线曲线1-4和抛物线曲线3-4连接组成。迎水段曲线1-2-3的方程为：a2y2+b2x2＝a2b2式中，a为椭圆长半轴，单位：mm；b为椭圆短半轴，单位：mm；a取值范围为：1≤a≤10；b取值范围为：1≤b≤8；a≥b；x为椭圆任意点的横坐标，y为椭圆任意点的纵坐标；-a≤x≤0，-b≤y≤b。抛物线曲线1-4的方程为：y＝k2x2+b式中，b为抛物线顶点到坐标原点距离，也是椭圆短半轴，单位：mm；k2为决定抛物线1-4形状和开口方向的系数，k2取值范围为：-1≤k2≤-0.01；x为抛物线1-4方程任意点的横坐标，y为1-4抛物线方程任意点的纵坐标，x≥0，y≥0。抛物线曲线3-4方程为：y＝k1x2-b式中，b为抛物线曲线3-4顶点到坐标原点距离，与椭圆短半轴长度相等，单位：mm；k1为决定抛物线3-4形状和开口方向的系数，k1取值范围为：0.01≤k1≤1；x为抛物线3-4方程任意点的横坐标，y为抛物线3-4方程任意点的纵坐标，x≥0，y≤0。一种上述单椭双抛流线型灌水器插头的安装方法，将灌水器插头的插头倒锥的第一单椭双抛流线型曲线沿迎水段曲线1-2-3在前，去流段曲线1-4-3在后的方向对准所打孔洞插入毛管，然后将插入的灌水器插头回拉至插头倒锥的下端面紧贴毛管内壁的位置，保证插头与毛管贴合严实，防止灌水时漏水。本专利技术提供的单椭双抛流线型灌水器插头，减阻原理如下：当滴灌管水流流经插头时，在插头迎水段水流被横向挤压分离，由于插头迎水段由传统圆形改成椭圆形，水流分离更平滑，在迎水段前形成的压力阻滞区范围更小，压力更低。水流经过迎水段分流后进入插头去流段，由于去流段采用了流线型结构，水流在去流段不与插头边壁分离，而是沿流线型边壁顺流而下。插头下游不会出现负压漩涡区，减少了毛管水流在插头凸起处的形状阻力，降低了灌水器插头的局部水头损失。本专利技术提供的单椭双抛流线型灌水器插头，几何形状简单、具有优良的流体动力特性；水流流过插头时，水流在插头边壁不会发生提前分离，插头尾部无负压漩涡区，减少了毛管水流在插头凸起处的形状阻力，降低了灌水器局部水头损失，提高了水流在毛管中的输送距离，增大了毛管的铺设长度，在相同条件下，增大了灌水均匀度和灌溉面积。灌水器插头形状由非流线型变为流线型，导致插头凸起处水流由剧烈翻滚变为光滑平顺，水流中固体颗粒由在插头附近聚集变为顺水流而下，降低了固体颗粒进入灌水器的概率，减少了灌水器堵塞的风险。流线型锥颈是为连接流线型插头和滴头腔体而设计，此结构不仅可以将毛管中水流顺利引入到滴头腔体内，还可以有效防止插头插入毛管后插头锥颈与毛管管壁衔接处的漏水问题。滴头在插入毛管后，可以通过观察插头锥颈的流线方向判断插头流线方向是否与毛管一致，并能保证滴头插入毛管后，滴头不会随意转动，防止出现插头流线方向与毛管水流方向不一致的情况。本专利技术提供的单椭双抛流线型灌水器插头及其安装方法，可以解决局部水头损失较大的问题，最大程度地减少灌水器的插头部分形状阻力。从本专利技术的设计原理出发，还有另一种设计：单椭双圆流线型灌水器插头，其采用的技术方案是：一种单椭双圆流线型灌水器插头，包括插头倒锥，插头倒锥上端面开设有插头入水口，插头倒锥下表面由上至下依次与插头锥颈、滴头腔体以及滴头出水管连通，插头倒锥的横断面轮廓线为单椭双圆流线型曲线，其上端面的第一单椭双圆流线型曲线围成的平面空间面积最小，其下端面的第二单椭双圆流线型曲线围成的平面空间面积最大；插头锥颈的横断面轮廓线为单椭双圆流线型曲线，其上端面和下端面的插头锥颈单椭双圆流线型曲线围成的平面空间面积相同。插头倒锥通过以下步骤得到：步骤1：通过数学表达式组合得到第二单椭双圆流线型曲线；步骤2：以第二单椭双圆流线型曲线的中心点A为基准点，设立直角坐标系，将第二单椭双圆流线型曲线缩小n倍，0＜n＜1，得到第一单椭双圆流线型曲线，设第一单椭双圆流线型曲线的中心点为A’；步骤3：将第一单椭双圆流线型曲线向上垂直移动距离h，连接两曲线的中心点AA’；步骤4：以第一单椭双圆流线型曲线为插头倒锥的上端面，以第二单椭双圆流线型曲线为插头倒锥的下端面，以两曲线的中心点AA’为路径，通过放样得到插头倒锥。在第二单椭双圆流线型曲线所在平面内设定两条互相垂直，交点为A点的数轴，其中横轴为X轴，纵轴为Y轴，此为XAY直角坐标系,将第二单椭双圆流线型曲线与XAY直角坐标系的交点分别定义为1’,2’,3’，4’点；其中：第二单椭双圆流线型曲线为由迎水段曲线1’-2’-3’和去流段曲线1’-4’本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种单椭双抛流线型灌水器插头，包括插头倒锥(6)，插头倒锥(6)上端面开设有插头入水口(5)，插头倒锥(6)下表面由上至下依次与插头锥颈(7)、滴头腔体(8)以及滴头出水管(9)连通，其特征在于：插头倒锥(6)的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面的第二单椭双抛流线型曲线(10)围成的平面空间面积最小，其下端面的第一单椭双抛流线型曲线(11)围成的平面空间面积最大；插头锥颈(7)的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面和下端面的插头锥颈单椭双抛流线型曲线围成的平面空间面积相同。

【技术特征摘要】
1.一种单椭双抛流线型灌水器插头，包括插头倒锥(6)，插头倒锥(6)上端面开设有插头入水口(5)，插头倒锥(6)下表面由上至下依次与插头锥颈(7)、滴头腔体(8)以及滴头出水管(9)连通，其特征在于：插头倒锥(6)的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面的第二单椭双抛流线型曲线(10)围成的平面空间面积最小，其下端面的第一单椭双抛流线型曲线(11)围成的平面空间面积最大；插头锥颈(7)的横断面轮廓线为单椭双抛流线型曲线，其上端面和下端面的插头锥颈单椭双抛流线型曲线围成的平面空间面积相同。2.根据权利要求1所述的单椭双抛流线型灌水器插头，其特征在于插头倒锥(6)通过以下步骤得到：步骤1：通过数学表达式组合得到第一单椭双抛流线型曲线(11)；步骤2：以第一单椭双抛流线型曲线(11)的中心点O为基准点，设立直角坐标系，将第一单椭双抛流线型曲线(11)缩小n倍，0＜n＜1，得到第二单椭双抛流线型曲线(10)，设第二单椭双抛流线型曲线(10)的中心点为O’；步骤3：将第二单椭双抛流线型曲线(10)向上垂直移动距离h，连接两曲线的中心点OO’；步骤4：以第二单椭双抛流线型曲线(10)为插头倒锥(6)的上端面，以第一单椭双抛流线型曲线(11)为插头倒锥(6)的下端面，以两曲线的中心点OO’为路径，通过放样得到插头倒锥(6)。3.根据权利要求1所述的单椭双抛流线型灌水器插头，其特征在于插头锥颈(7)通过以下步骤得到：步骤1：通过数学表达式组合得到第一单椭双抛流线型曲线(11)；步骤2：以第一单椭双抛流线型曲线(11)的中心点O为基准点，设立直角坐标系，将第一单椭双抛流线型曲线(11)缩小m倍，0.6≤m≤0.8，得到插头锥颈单椭双抛流线型曲线，将插头锥颈单椭双抛流线型曲线进行垂直拉伸得到插头锥颈(7)。4.根据权利要求2或3所述的单椭双抛流线型灌水器插头，其特征在于：在第一单椭双抛流线型曲线(11)所在平面内设定两条互相垂直，交点为O点的数轴，其中横轴为X...

【专利技术属性】
技术研发人员：王亚林，朱士江，浦平新，涂美华，杨佳璐，钟奥，周兴，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42