轨道调谐压力响应灌溉灌水器制造技术

本申请涉及轨道调谐压力响应灌溉灌水器。灌水器包括压力响应区段和由底板、第一轨道和第二轨道界定的至少一个特征部。至少一个特征部通过轨道到轨道的距离、轨道高度、轨道宽度、轨道拐角、竖直轨道间隙、横向轨道间隙、外部轨道、底板厚度、底板轮廓、尖端高度、尖端空隙、特征部密度、特征部外形、特征部角度和特征部厚度中的至少一个来调谐。

【技术实现步骤摘要】
轨道调谐压力响应灌溉灌水器相关申请的交叉引用本申请要求2019年6月14日提交的序列号为62/861,393的美国临时申请的权益，该临时申请通过引用以其整体并入本文。专利
本专利技术的实施方案总体上涉及用于灌溉应用(诸如滴灌应用)的连续的内镶式(in-line)压力响应灌水器(pressureresponsiveemitter)。背景具有较厚轮廓横截面的灌水器的益处是隔膜可以移动的活动范围更大，并且这实现了更大的操作压力范围，但是一些商业上可获得的离散的内镶式压力补偿灌水器基本上向下延伸到灌溉毛管(irrigationlateral)(例如软管或管)的流体通道中。这在整个管本身内产生了压降。例如，如果灌溉毛管每6英寸就有一个灌水器，并且毛管长度为1000英尺，那么沿着毛管的长度将有2000个灌水器。这可能导致沿毛管的压力损失很大，并且可能降低用压力补偿灌水器来延长长度的益处。较低轮廓横截面的灌水器，诸如在一些滴灌带(dripirrigationtape)或毛管中使用的连续灌水器条带(continuousemitterstrip)，在毛管的长度上产生小得多的管线损失。然而，这可能限制在特征部(feature)可以移动的位移方面的工作距离，尤其是如果这种设计在消散压力的特征部的数量方面受限制的情况。对于一些当前可获得的连续灌水器，利用如此大量的特征部来调谐压力响应区域的响应的能力是有限的。商业上可获得的完全补偿灌水器(0或接近0的排放指数)依赖于短的压力减少区段的下游的单一调节特征部。示例性调节特征部包括槽或孔，槽或孔通常被倒圆锥形部分包围。为了适应全范围的操作压力，调节特征部的流动阻力变化很大。当暴露于压力范围的上限部分时，为了产生期望的阻力，调节特征部移动到横截面面积大幅减小的位置。这导致一种倾向，当最小横截面特征部像过滤器一样不允许碎屑通过时，碎屑就会堆积。出口室暴露于大气压力下，而弹性体条带的下侧上的压力与管线压力相匹配。这使得出口位置处的弹性体条带以一定压差暴露于全管线压力下。这可能有使灌水器底板(floor)向上扭曲到灌水器的出口中的趋势。这会导致减小的横截面面积、减小的喷射和/或当暴露于灌溉供水内的碎屑时更高的堵塞趋势。概述实施方案灌水器包括压力响应区段和由底板、第一轨道(rail)和第二轨道界定的至少一个特征部。至少一个特征部由至少一个调谐元素调谐，以在至少一个特征部局部的期望压差下偏转。调谐元素选自由以下组成的组：轨道到轨道的距离、轨道高度、轨道宽度、轨道半径曲率、轨道拐角、竖直轨道间隙、横向轨道间隙、外部轨道、底板厚度、底板轮廓、尖端(tip)高度、尖端空隙、特征部密度、特征部轮廓、特征部角度和特征部厚度。组合灌溉毛管和灌水器的实施方案包括毛管和灌水器。毛管具有内壁，并且内壁的一部分界定了毛管流动路径。灌水器具有可操作地连接到内壁的第一轨道和第二轨道，以及将第一轨道和第二轨道的远端互连的底板。内壁、第一轨道和第二轨道以及底板界定了灌水器流动路径。灌水器包括压力响应区段和由底板、第一轨道和第二轨道界定的至少一个特征部。至少一个特征部由至少一个调谐元素调谐，以在至少一个特征部局部的期望压差下偏转。调谐元素选自由以下组成的组：轨道到轨道的距离、轨道高度、轨道宽度、轨道半径曲率、轨道拐角、竖直轨道间隙、横向轨道间隙、外部轨道、底板厚度、底板轮廓、尖端高度、尖端空隙、特征部密度、特征部轮廓、特征部角度和特征部厚度。其中用于灌水器的排放指数为0至0.7，并且其中当期望压差位于至少一个特征部的局部时，至少一个灌水器特征部从打开位置偏转成关闭位置。附图说明图1是图示从P最小值到P最大值排放指数为0.5的现有技术湍流固定几何形状灌水器的流量随压力变化的曲线图。图2是图示从P最小值到P最大值排放指数为0的现有技术理想压力补偿灌水器的流量随压力变化的曲线图。图3A是根据本专利技术的原理构造的实施方案压力补偿灌水器。图3B是图示图3A所示的压力补偿灌水器的流量随压力(从5psi到15psi)变化的曲线图。图3C是根据本专利技术的原理构造的另一种实施方案压力补偿灌水器。图3D是图3C所示的压力补偿灌水器的流量随压力(从5psi到25psi)变化的曲线图。图4A图示了另一种实施方案的压力响应灌水器。图4B是连接到毛管的沿图4A中的线4B-4B截取的图4A中所示的压力响应灌水器的横截面。图4C是连接到毛管的沿图4A中的线4C-4C截取的图4A中所示的压力响应灌水器的横截面。图4D是处于打开位置的图4C中所示的压力响应灌水器的放大部分。图4E是处于关闭位置的图4C和图4D中所示的压力响应灌水器的放大部分。图5A图示了另一种实施方案的压力响应灌水器。图5B图示了另一种实施方案的压力响应灌水器。图5C图示了另一种实施方案的压力响应灌水器。图5D是压力响应区段的横截面，其可以用于例如图5A、图5B和图5C的截面B-B。图5E是压力响应区段的横截面，其可以用于例如图5A、图5B和图5C的截面B-B。图6A图示了另一种实施方案的压力响应灌水器的压差。图6B图示了压力响应灌水器的其他实施方案的特征部偏转。图7图示了另一种实施方案的压力响应灌水器。图7A是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离的实施方案。图7B是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和底板厚度的实施方案。图7C是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和轨道宽度的实施方案。图7D是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和内部轨道高度的实施方案。图8A是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离的实施方案。图8B是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和竖直轨道间隙的实施方案。图8C是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和横向轨道间隙的实施方案。图8D是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和轨道拐角的实施方案。图9A是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离的实施方案。图9B是图7中示出的压力响应灌水器的横截面，图示了沿图7中的线A-A、B-B和C-C截取的特征部中的轨道到轨道的距离和尖端空隙的实施方本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灌水器，包括：/n压力响应区段；以及/n至少一个特征部，所述至少一个特征部由底板、第一轨道和第二轨道界定，所述至少一个特征部由至少一个调谐元素调谐以在所述至少一个特征部的局部的期望压差下偏转，所述调谐元素选自于由以下项组成的组：轨道到轨道的距离、轨道高度、轨道宽度、轨道半径曲率、轨道拐角、竖直轨道间隙、横向轨道间隙、外部轨道、底板厚度、底板轮廓、尖端高度、尖端空隙、特征部密度、特征部外形、特征部角度和特征部厚度。/n

【技术特征摘要】
20190614 US 62/861,393;20200527 US 16/884,4941.一种灌水器，包括：
压力响应区段；以及
至少一个特征部，所述至少一个特征部由底板、第一轨道和第二轨道界定，所述至少一个特征部由至少一个调谐元素调谐以在所述至少一个特征部的局部的期望压差下偏转，所述调谐元素选自于由以下项组成的组：轨道到轨道的距离、轨道高度、轨道宽度、轨道半径曲率、轨道拐角、竖直轨道间隙、横向轨道间隙、外部轨道、底板厚度、底板轮廓、尖端高度、尖端空隙、特征部密度、特征部外形、特征部角度和特征部厚度。


2.如权利要求1所述的灌水器，其中所述灌水器可操作地连接到毛管，其中所述至少一个特征部被配置和布置成在所述至少一个特征部的局部的期望压差下朝向所述毛管偏转。


3.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段由低硬度材料制成。


4.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段具有长度，所述长度影响对所述至少一个特征部的期望的调谐。


5.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段包括所述轨道到轨道的距离，所述压力响应区段包括倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个，所述倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个是线性的。


6.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段包括所述轨道到轨道的距离，所述压力响应区段包括倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个，所述倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个是曲线的。


7.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段包括所述轨道到轨道的距离，所述压力响应区段包括倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个，所述倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个是连续的。


8.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段包括所述轨道到轨道的距离，所述压力响应区段包括倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个，所述倾斜部、成角度部和阶梯部中的至少一个是不连续的。


9.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述压力响应区段包括至少一个外部轨道，所述至少一个外部轨道通过长度、位置、数量、离所述第一轨道和所述第二轨道中的至少一个的距离、所述至少一个外部轨道与所述第一轨道和所述第二轨道中的至少一个联合合并的次数、厚度、倾斜部、成角度部、阶梯部、对称性和连续性中的至少一个来调谐。


10.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中用于所述灌水器的排放指数为0至0.7。


11.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中所述轨道拐角是内部轨道拐角和外部轨道拐角中的至少一个。


12.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中第一特征部可操作地连接到所述底板和所述第一轨道，并且第二特征部可操作地连接到所述底板和所述第二轨道，其中所述第一特征部和所述第二特征部沿着所述压力响应区段定位，所述第一特征部具有至少一个第一调谐元素，所述第二特征部具有至少一个第二调谐元素，所述至少一个第一调谐元素和所述至少一个第二调谐元素沿着所述压力响应区段是非对称的。


13.如任一前述权利要求所述的灌水器，其中至少第一特征部和第二特征部沿着所述压力响应区段定位，所述第一特征部具有至少一个第一调谐元素，所述第二特征部具有至少一个第二调谐元素，所述至少一个第一调谐元素和所述至少一个第二调谐元素具有不同尺寸和不同构型中的至少一个。


14.一种灌溉毛管和灌水器的组合体，包括：
毛管，所述毛管具有带有内壁的壁，所述内壁的至少一部分界定毛管流动路径；
灌水器，所述灌水器具有可操作地连接到所述内壁的第一轨道和第二轨道，...

【专利技术属性】
技术研发人员：W·C·小泰勒，查尔斯·G·施密德，丹尼尔·特立尼达，大卫·S·马丁，迈克尔·R·奈顿，
申请(专利权)人：托罗公司美国，
类型：发明
国别省市：美国;US