搖臂式噴頭工作的科學原理

搖臂式噴頭是很多水利工程都會使用的機器，然而大部分的人都會想知道搖臂式噴頭的一些原理。下面為您精心推薦了搖臂式噴頭工作科學原理，希望對您有所幫助。

(資料圖)

搖臂式噴頭科學原理

在噴頭的工作過程中，搖臂它的作用是撞擊噴體(或噴灌)使噴頭旋轉(zhuǎn);偏流板它和導流板的作用是給搖臂的運動加速的，使水流的動能它最大限度地轉(zhuǎn)換為搖臂的撞擊的能量;搖臂彈簧它的作用是使搖臂回位和蓄、放搖臂的能量。這幾個部件它是噴頭運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵的部件。搖臂的外形尺寸它和重心位置、搖臂彈簧的彈性大小它和導水器各部分的尺寸、相對位置都將直接影響噴頭的正常工作的。

(1)利用水流的沖擊，將水流它的動能傳遞給搖臂，噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動力矩它大于搖臂的靜摩擦轉(zhuǎn)動力矩的，噴體它不轉(zhuǎn)動而搖臂沿與噴頭轉(zhuǎn)動相反的.方向轉(zhuǎn)動;由于搖臂彈簧的作用，搖臂它在轉(zhuǎn)過一定角度后開始向回轉(zhuǎn)動。如不考慮摩擦，出水時它與入水前搖臂的轉(zhuǎn)速相等，方向相反;在此過程中，搖臂的動能它與彈簧的勢能相互轉(zhuǎn)換。

(2)搖臂體它撞擊噴體，瞬間釋放能量，產(chǎn)生很大的轉(zhuǎn)動的力矩，克服噴體的靜摩擦轉(zhuǎn)動力矩，使噴體它轉(zhuǎn)動。

(3)利用偏流板，使搖臂入水后繼續(xù)加速，搖臂它在撞擊時速度大于入水前的速度，保證搖臂提示不被水流沖出，而且有足夠的撞擊能量。

(4)由于偏流板它切入水流，使水流分流散射，其后它存有一段無水區(qū)。導流板它與偏流板有一段距離，并以一定速度運動入水，入水的過程中始終處于無水區(qū)的，保證 了搖臂它繼續(xù)加速。出水時情況恰好相反，偏流板它雖使水流偏轉(zhuǎn)，但此時搖臂它是反方向運動，偏轉(zhuǎn)的水流總能沖到導流板上的，在搖臂整體它離開主流之后，導流板繼續(xù)受水流的沖擊一段時間，從而使搖臂在脫水時獲得盡量大的動能。

搖臂式噴頭工作原理

搖臂式噴頭的工作原理實質(zhì)上是工作時不同能量的相互傳遞和轉(zhuǎn)化的運動過程，它可以分為以下五個階段：

1、啟動階段，射流經(jīng)偏流板射向?qū)Я靼搴螅D(zhuǎn)向60°-120°，導流板得到射流的反作用力，使搖臂獲得動能而向外擺動，繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，使搖臂彈簧扭動，得到扭力矩，此力矩小于射流反作用力矩，因此，搖臂得到角速度而脫離射流。

2、外擺階段，慣性力使搖臂繼續(xù)轉(zhuǎn)動，直至搖擺張角達到最大，從而得到最大的扭力矩，此時角速度轉(zhuǎn)變?yōu)?，彈簧勢能達到最大，即搖臂外擺的動能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈勢勢能。

3、彈回階段，在彈簧扭力矩的作用下，彈簧的彈性勢能逐步的轉(zhuǎn)化為搖臂的轉(zhuǎn)動動能，搖臂開始往回擺，角速度不斷的增加，直到搖臂將要切入射流。

搖臂式噴頭結(jié)構(gòu)

1、旋轉(zhuǎn)密封機構(gòu)，常用的有徑向密封和斷面密封兩種形式，由減磨密封圈、膠墊、防沙彈簧等零件組成。

2、流道，水流通過噴頭時的通道，包括空心軸、噴體、穩(wěn)流器、噴嘴等零件。

3、驅(qū)動機構(gòu)，由搖臂、搖臂軸、搖臂彈簧、彈簧座等零件組成，其作用是使噴頭在規(guī)定的扇形范圍內(nèi)噴灑。

4、扇形轉(zhuǎn)向機構(gòu)，由轉(zhuǎn)向器、反轉(zhuǎn)鉤、限位環(huán)等零件組成，其作用是使噴頭在規(guī)定的扇形范圍內(nèi)噴灑。

5、連接件，搖臂式噴頭與供水管常用螺紋連接，其連接件多為噴頭的空心軸套。

搖臂式噴頭的工作過程

噴灌時，從噴嘴射出的水流射到搖臂前端導水器的導水板上，水流的反作用力使搖嚨獲得動能并向逆時針擺動。搖臂擺動時繞搖臂軸轉(zhuǎn)動，使搖臂彈簧扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生扭矩。當搖臂擺動到終點時，搖臂彈簧獲得最大的扭矩，此時搖臂停止逆時針轉(zhuǎn)動，在彈簧扭矩的作用下，搖臂開始回擺，并加速順時針轉(zhuǎn)動。

當搖臂的導水器切入水流時，偏流板最先接受水流的沖擊，產(chǎn)生的反作用力使搖臂加速回擺。在回擺慣性力矩和偏流板上水流的反作用力的共同作用下，搖臂以很大的角速度碰撞噴頭體打擊塊，使噴頭順時針轉(zhuǎn)動3度至5度。碰撞結(jié)束后，搖臂在水流的作用下再次補擺，重復上述旋轉(zhuǎn)變運動過程，驅(qū)動噴頭間歇運動而噴水。