摇臂式喷头工作的科学原理

摇臂式喷头是很多水利工程都会使用的机器，然而大部分的人都会想知道摇臂式喷头的一些原理。下面为您精心推荐了摇臂式喷头工作科学原理，希望对您有所帮助。

(资料图)

摇臂式喷头科学原理

在喷头的工作过程中，摇臂它的作用是撞击喷体(或喷灌)使喷头旋转;偏流板它和导流板的作用是给摇臂的运动加速的，使水流的动能它最大限度地转换为摇臂的撞击的能量;摇臂弹簧它的作用是使摇臂回位和蓄、放摇臂的能量。这几个部件它是喷头运转的关键的部件。摇臂的外形尺寸它和重心位置、摇臂弹簧的弹性大小它和导水器各部分的尺寸、相对位置都将直接影响喷头的正常工作的。

(1)利用水流的冲击，将水流它的动能传递给摇臂，喷体的静摩擦转动力矩它大于摇臂的静摩擦转动力矩的，喷体它不转动而摇臂沿与喷头转动相反的.方向转动;由于摇臂弹簧的作用，摇臂它在转过一定角度后开始向回转动。如不考虑摩擦，出水时它与入水前摇臂的转速相等，方向相反;在此过程中，摇臂的动能它与弹簧的势能相互转换。

(2)摇臂体它撞击喷体，瞬间释放能量，产生很大的转动的力矩，克服喷体的静摩擦转动力矩，使喷体它转动。

(3)利用偏流板，使摇臂入水后继续加速，摇臂它在撞击时速度大于入水前的速度，保证摇臂提示不被水流冲出，而且有足够的撞击能量。

(4)由于偏流板它切入水流，使水流分流散射，其后它存有一段无水区。导流板它与偏流板有一段距离，并以一定速度运动入水，入水的过程中始终处于无水区的，保证 了摇臂它继续加速。出水时情况恰好相反，偏流板它虽使水流偏转，但此时摇臂它是反方向运动，偏转的水流总能冲到导流板上的，在摇臂整体它离开主流之后，导流板继续受水流的冲击一段时间，从而使摇臂在脱水时获得尽量大的动能。

摇臂式喷头工作原理

摇臂式喷头的工作原理实质上是工作时不同能量的相互传递和转化的运动过程，它可以分为以下五个阶段：

1、启动阶段，射流经偏流板射向导流板后，转向60°-120°，导流板得到射流的反作用力，使摇臂获得动能而向外摆动，绕摇臂轴转动，使摇臂弹簧扭动，得到扭力矩，此力矩小于射流反作用力矩，因此，摇臂得到角速度而脱离射流。

2、外摆阶段，惯性力使摇臂继续转动，直至摇摆张角达到最大，从而得到最大的扭力矩，此时角速度转变为0，弹簧势能达到最大，即摇臂外摆的动能全部转化为弹簧的弹势势能。

3、弹回阶段，在弹簧扭力矩的作用下，弹簧的弹性势能逐步的转化为摇臂的转动动能，摇臂开始往回摆，角速度不断的增加，直到摇臂将要切入射流。

摇臂式喷头结构

1、旋转密封机构，常用的有径向密封和断面密封两种形式，由减磨密封圈、胶垫、防沙弹簧等零件组成。

2、流道，水流通过喷头时的通道，包括空心轴、喷体、稳流器、喷嘴等零件。

3、驱动机构，由摇臂、摇臂轴、摇臂弹簧、弹簧座等零件组成，其作用是使喷头在规定的扇形范围内喷洒。

4、扇形转向机构，由转向器、反转钩、限位环等零件组成，其作用是使喷头在规定的扇形范围内喷洒。

5、连接件，摇臂式喷头与供水管常用螺纹连接，其连接件多为喷头的空心轴套。

摇臂式喷头的工作过程

喷灌时，从喷嘴射出的水流射到摇臂前端导水器的导水板上，水流的反作用力使摇嚨获得动能并向逆时针摆动。摇臂摆动时绕摇臂轴转动，使摇臂弹簧扭转，产生扭矩。当摇臂摆动到终点时，摇臂弹簧获得最大的扭矩，此时摇臂停止逆时针转动，在弹簧扭矩的作用下，摇臂开始回摆，并加速顺时针转动。

当摇臂的导水器切入水流时，偏流板最先接受水流的冲击，产生的反作用力使摇臂加速回摆。在回摆惯性力矩和偏流板上水流的反作用力的共同作用下，摇臂以很大的角速度碰撞喷头体打击块，使喷头顺时针转动3度至5度。碰撞结束后，摇臂在水流的作用下再次补摆，重复上述旋转变运动过程，驱动喷头间歇运动而喷水。