本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備，尤其涉及一種多缸單作用往復(fù)式施肥泵。

背景技術(shù)：

1、往復(fù)式施肥泵是農(nóng)業(yè)水肥一體化機(jī)械的一種，通過(guò)依靠活塞、柱塞或橡膠隔膜在泵缸體內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)使泵缸內(nèi)工作容積交替增大和較少來(lái)將配置好的肥液注入田間或者注入灌溉主管道隨灌溉水進(jìn)行田間施肥的設(shè)備。

2、目前國(guó)內(nèi)水肥一體化施肥設(shè)備除造價(jià)成本高昂的大型灌區(qū)使用往復(fù)式注肥泵外，市面上應(yīng)用廣泛的施肥設(shè)備是文丘里施肥器，文丘里施肥器受本身固有的缺陷限制，其作為施肥設(shè)備存在吸肥量少、啟動(dòng)壓力大、水頭壓力損失較大、施肥濃度容易產(chǎn)生波動(dòng)、無(wú)法精準(zhǔn)施肥等問(wèn)題。而往復(fù)泵具有效率高、耐磨損、耐腐蝕、耐高壓、流量易于控制等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)有的市面上的往復(fù)式注肥設(shè)備存在兩種突出問(wèn)題：

3、(1)缺少針對(duì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用的往復(fù)泵，如現(xiàn)有往復(fù)泵主要針對(duì)工業(yè)高壓工況優(yōu)化(超過(guò)3mpa)，沒(méi)有針對(duì)農(nóng)業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景優(yōu)化(小于1.0mpa)；同時(shí)，現(xiàn)有往復(fù)泵并不適用于農(nóng)業(yè)施肥的低壓工況(工作在較低效率區(qū)間，高效率區(qū)間偏離)，存在機(jī)械效率低，占用空間較大(沒(méi)有輕量化)等問(wèn)題。即使是大型灌區(qū)，往復(fù)式注肥泵也存在工況偏離最佳效率區(qū)間的問(wèn)題。

4、(2)現(xiàn)有往復(fù)泵仍有可改進(jìn)空間，如a)輕量化(優(yōu)化力傳導(dǎo)，曲軸、柱塞、連桿等活動(dòng)部件輕量化)；b)降低磨損(優(yōu)化力傳導(dǎo)，摩擦面力學(xué)優(yōu)化等)；c)提升單次動(dòng)作容積，提升輸送液體單次動(dòng)作時(shí)“質(zhì)量效率”(被輸送液體質(zhì)量/總質(zhì)量(液體質(zhì)量+活動(dòng)部件質(zhì)量)比例)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采取了如下技術(shù)方案：

2、一種多缸單作用往復(fù)式施肥泵，包括：

3、模塊化泵頭體；

4、由多缸泵體組合而成的模塊化泵體，所述模塊化泵體安裝在所述模塊化泵頭體上，所述多缸泵體對(duì)應(yīng)的工作腔內(nèi)均設(shè)置有一活塞元件，多個(gè)所述活塞元件在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)的行程容積相等，相位角相錯(cuò)0-180°；所述模塊化泵頭體上安裝有與所述多缸泵體的對(duì)應(yīng)工作腔連通的進(jìn)液口和排液口；

5、具有最優(yōu)傳動(dòng)角的雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所述雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力端，與所述多缸泵體的所述活塞元件驅(qū)動(dòng)連接，以帶動(dòng)所述活塞元件在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；

6、閥門(mén)，所述閥門(mén)安裝在所述進(jìn)液口和所述排液口。

7、進(jìn)一步地，所述雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括：

8、多個(gè)偏心輪，多個(gè)所述偏心輪的互間角為360°/所述活塞元件的數(shù)量；

9、一貫穿多個(gè)所述偏心輪的傳動(dòng)桿；

10、多個(gè)活塞十字頭，多個(gè)所述活塞十字頭與多個(gè)所述活塞元件一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，并與對(duì)應(yīng)的所述活塞元件連接；

11、多個(gè)整體式連桿，多個(gè)所述連桿與多個(gè)所述偏心輪、多個(gè)所述活塞十字頭一一對(duì)應(yīng)設(shè)置，其中，所述連桿的大頭一端與所述偏心輪連接，所述連桿的小頭端與所述活塞十字頭銷(xiāo)連接；

12、其中，在所述連桿的作用下，將所述偏心輪的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗鲞B桿小頭一端所連接的所述活塞元件的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)。

13、進(jìn)一步地，所述偏心輪位于所述連桿的大頭內(nèi)，并與所述連桿的大頭端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

14、進(jìn)一步地，所述偏心輪低于所述活塞十字頭旋轉(zhuǎn)中心線，以減少所述活塞十字頭對(duì)多缸泵體缸體的正壓力。

15、進(jìn)一步地，最優(yōu)傳動(dòng)角與滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程、曲柄長(zhǎng)之間的計(jì)算公式為：

16、

17、極位夾角：

18、式中，h為十字頭活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程；

19、a為曲柄長(zhǎng)；

20、b為連桿長(zhǎng)；

21、k＝1.1；

22、其中，連桿長(zhǎng)與曲柄長(zhǎng)滿(mǎn)足：

23、偏置量：

24、在運(yùn)動(dòng)行程和行程速比已知時(shí)，利用黃金分割法求得上述γ公式的極值、極值點(diǎn)，即可得到最優(yōu)傳動(dòng)角的雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)a、b、e組合。

25、進(jìn)一步地，所述活塞元件為橡膠活塞，所述橡膠活塞過(guò)盈配合裝配對(duì)應(yīng)的所述多缸泵體的工作腔內(nèi)。

26、進(jìn)一步地，所述閥門(mén)為電磁球式單向閥或電磁/機(jī)械雙向閥。

27、進(jìn)一步地，所述電磁球式單向閥包括：

28、閥座，所述閥座為圓柱形結(jié)構(gòu)，中間設(shè)置有完全貫通的腔體，所述腔體內(nèi)設(shè)置有呈收縮狀的倒角；所述閥座的下端設(shè)置有電磁鐵；

29、內(nèi)部中空的球體，所述球體放置在所述閥座的腔體內(nèi)，并設(shè)置在所述腔體內(nèi)的倒角，以形成線接觸；

30、導(dǎo)套，所述導(dǎo)套與所述閥座靠近所述球體的一端連接，所述導(dǎo)套內(nèi)部設(shè)置有升程限制器，以限制所述球體的升程。

31、進(jìn)一步地，所述球體為鐵珠。

32、進(jìn)一步地，所述閥座的下端設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)放置所述電磁鐵。

33、有益效果：

34、1、本發(fā)明提供的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，通過(guò)改善偏心輪旋轉(zhuǎn)中心線與十字頭旋轉(zhuǎn)中心線的距離，一方面提高曲柄連桿機(jī)構(gòu)的傳力性能，另一方面減緩十字頭活塞與下缸體的正壓力，減少十字頭活塞同缸體之間的摩擦，提高往復(fù)泵的傳動(dòng)效率。

35、2、本發(fā)明提供的電磁球式單向閥，通過(guò)減輕鐵珠重量，加快鐵珠升起速度，通過(guò)電磁鐵通電產(chǎn)生磁力，加速鐵珠回落速度的方式；降低傳統(tǒng)單向閥工作時(shí)閥門(mén)啟閉滯后角對(duì)往復(fù)泵容積效率和施肥準(zhǔn)確性的影響。

技術(shù)特征：

1.一種多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述偏心輪位于所述連桿的大頭內(nèi)，并與所述連桿的大頭端可轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述偏心輪低于所述活塞十字頭旋轉(zhuǎn)中心線，以減少所述活塞十字頭對(duì)多缸泵體缸體的正壓力。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，最優(yōu)傳動(dòng)角與滑塊往復(fù)運(yùn)動(dòng)行程、曲柄長(zhǎng)之間的計(jì)算公式為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述活塞元件為橡膠活塞，所述橡膠活塞過(guò)盈配合裝配對(duì)應(yīng)的所述多缸泵體的工作腔內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述閥門(mén)為電磁球式單向閥或電磁/機(jī)械雙向閥。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述電磁球式單向閥包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述球體為鐵珠。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的多缸單作用往復(fù)式施肥泵，其特征在于，所述閥座的下端設(shè)有凹槽，所述凹槽內(nèi)放置所述電磁鐵。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種多缸單作用往復(fù)式施肥泵，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，其包括：模塊化泵頭體；由多缸泵體組合而成的模塊化泵體，模塊化泵體安裝在模塊化泵頭體上，多缸泵體對(duì)應(yīng)的工作腔內(nèi)均設(shè)置有一活塞元件，多個(gè)活塞元件在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)的行程容積相等，相位角相錯(cuò)0?180°；模塊化泵頭體上安裝有與多缸泵體的對(duì)應(yīng)工作腔連通的進(jìn)液口和排液口；具有最優(yōu)傳動(dòng)角的雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)，雙向偏置曲柄連桿機(jī)構(gòu)作為驅(qū)動(dòng)動(dòng)力端，與三缸泵體的活塞元件驅(qū)動(dòng)連接，以帶動(dòng)活塞元件在對(duì)應(yīng)工作腔內(nèi)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)；閥門(mén)，閥門(mén)安裝在進(jìn)液口和排液口。本發(fā)明多缸單作用往復(fù)式施肥泵具有傳力性能優(yōu)良、組合靈活、傳動(dòng)效率高等優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)研發(fā)人員：朱梅,劉靖喆,李曉樂(lè),劉碩碩,時(shí)運(yùn)佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9