一种节水灌水器的整体化结构

摘要

本发明公开了一种节水灌水器一体化快速开发的方法，将快速成形制造技术应用于节水灌水器开发中。根据灌水器的结构特点，提出“一体化”灌水器的设计，将灌水器外管与灌水器一体化成型，制作出灌水器一体化快速实验原型，直接接入管路进行灌水器水力性能实验，形成节水灌水器一体化快速开发的方法，无需加工灌水器模具就可实现灌水器的快速定型。

主权项

1、一种节水灌水器的整体化结构，其特征在于通过：1)首先根据设计流量、工作压力和流体力学水头损失公式$h_w=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{h}_{\mathrm{fi}}+\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}{h}_{\mathrm{\zeta k}}$ 计算灌水器流道的理论参数即截面形状、长度，进行迷宫型流道的初步设计，式中hfi为第i段的沿程损失；hζk为第k局部损失；m为管道等截面的段数；n为管道局部损失的个数；其中沿程损失hfi与长度成正比，对于层流情况$h_f={\lambda }_1·\frac{l}{4R}·\frac{V^2}{2g}$ 对于紊流情况$h_f={\lambda }_2·\frac{l}{4R}·\frac{V^2}{2g}$ 其中：$V=\frac{q}{A},$ ${\lambda }_1=\frac{64}{\mathrm{Re}},$ $\mathrm{Re}=\frac{4\mathrm{VR}}{v},$ ${\lambda }_2=0.11{(\frac{\Delta }{4R}+\frac{68}{\mathrm{Re}})}^{0.25}$ λ为沿程阻力系数；v为流体的运动粘性系数；A为流道截面积；V为截面平均流速；l为滴管流道长度；g为重力加速度；q为流量；Re为雷诺数；局部损失$h_f=\zeta ·\frac{v^2}{2g}$ ζ为局部损失系数对于矩形截面形状的灌水器流道，矩形流道中流动特征尺寸取水力半径R，它为流体截面积和湿周即流体与固体边界接触部分的周长的比值，若长和宽分别为a和b，则$R=\frac{a·b}{2(a+b)}$ 对于非奇特形截面管一般指方形、椭圆形、三角形以及类似形状，沿程损失和局部损失仍可用流体力学水头损失公式$h_w=\underset{i=1}{\overset{m}{\Sigma }}{h}_{\mathrm{fi}}+\underset{k=1}{\overset{n}{\Sigma }}{h}_{\mathrm{\zeta k}}$ 来计算；2)根据流道的理论参数将灌水器流道的长、宽、高设为参数化变量，形成灌水器参数化结构，在灌水器CAD模型上确定其分型线和分型面，用实体造型软件Pro-E首先生成外圆管，再用“Feature-Create-Cut-Extrude、Solid”命令沿着分型方向即开模方向切透形成圆管两侧的迷宫槽，然后在圆管内生成内圆管，同理在内管两侧也应用“Cut”命令，沿开模方向切出进水过滤栅格，最后用“Feature-Create-Solid-Protrusion-Revolve、Solid”在内圆管圆周上作出滴管两端的隔水区和出水区凸缘；的上述方法，在灌水器三维实体CAD模型外设计一外管，将灌水器与外管设计为一个整体，该灌水器可为内镶式或管上式；将内镶式灌水器直接嵌、贴在外管内壁上；将管上式灌水器与外管设计为一个整体，并将管上式灌水器的进水接头与输水管设计为一个整体，形成灌水器与外管整体化的设计；灌水器上设置有抗堵迷宫流道；将灌水器整体化实验原型与输水管连接，直接接入流量实验台进行实验，通过实验数据对灌水器的结构设计进行修正，即对参数化变量长、宽、高进行修正，以实现灌水器流道的快速验证和灌水器结构的快速定型。