ES2312377T3 - Rotor de micro-riego con regulacion del radio de descarga y medida del caudal. - Google Patents
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Abstract
Un conjunto de aspersor giratorio de riego que comprende un aspersor que tiene una entrada; una boquilla (48); y una placa (22) distribuidora giratoria de riego montada sobre un eje (26) normalmente no giratorio aguas abajo de dicha boquilla y tiene acanaladuras (24) para la distribución del riego adaptadas para recibir una corriente de agua desde dicha boquilla y hacer que dicha placa distribuidora gire con respecto a dicho eje en un modo operativo para de este modo distribuir dicha corriente de agua; caracterizado porque se dispone de un par de componentes de regulación dispuestos sobre el eje, comprendiendo estos componentes un primer componente (38) de regulación que tiene al menos una pieza (68) para limitar el flujo y un segundo componente (40) de regulación que tiene al menos un puerto en el mismo, dicho eje (26) y dicho primer componente (38) de regulación que es giratorio en un modo de ajuste para girar dicho primer componente de regulación con respecto a dicho segundo componente de regulación de modo que dicha pieza (68) para limitar el flujo gire con respecto al puerto de flujo para aumentar o disminuir el flujo de agua a través de dicho puerto de flujo y dicha boquilla.
Description
Rotor de micro-riego con
regulación del radio de descarga y medida del caudal.
Esta invención se refiere a aspersores de riego
para la agricultura y el paisajismo y especialmente a un aspersor
rotatorio que permite el ajuste del patrón de riego, radio de
descarga y medida del caudal.
Se conocen en la técnica los aspersores que
utilizan una boquilla fija para emitir un flujo de agua sobre las
acanaladuras de una placa del rotor humedecida por un fluido de
elevada viscosidad, y ejemplos de dichas estructuras se pueden
encontrar en los documentos
US-A-5288022 y
US-A-5058806. Los aspersores de este
tipo se pueden incorporar dentro de los diseños subterráneos
emergentes o pueden estar montados sobre, por ejemplo, tubos
elevadores fijos. En cualquiera de los casos es posible emplear
boquillas intercambiables y ajustables que tienen orificios que
emiten riegos a 360º, a 180º, a 90º, etc., con el fin de producir un
patrón de aspersión deseado, para ser determinado principalmente por
el emplazamiento del aspersor. Hay también, sin embargo, la
necesidad de ser capaz de ajustar el radio de descarga y el caudal
de agua del aspersor sin variar la presión del agua.
La invención se define en la reivindicación 1,
la cual se caracteriza con respecto al documento de
US-A-5058806 y proporciona un
conjunto de aspersor giratorio de riego que comprende un aspersor
que tiene una entrada; una boquilla y una placa distribuidora
giratoria de riego montada sobre un eje normalmente no giratorio
aguas abajo de dicha boquilla y que tiene acanaladuras de
distribución del flujo de agua adaptadas para recibir un flujo desde
dicha boquilla y hacer que dicha placa distribuidora gire con
respecto a dicho eje en un modo operativo para de este modo
distribuir dicho riego; caracterizado porque un par de componentes
de regulación están dispuestos sobre el eje, comprendiendo estos
componentes un primer componente de regulación que tiene al menos
una pieza para limitar el flujo del agua, y un segundo componente de
regulación que tiene al menos un puerto en el mismo, siendo
giratorio dicho eje y dicho primer componente de regulación en un
modo de ajuste para que gire dicho primer conjunto de regulación
con respecto a dicho segundo componente de regulación de tal modo
que dicha pieza para limitar el flujo de agua gire con respecto al
puerto de flujo para aumentar o disminuir el flujo a través de dicho
puerto y dicha boquilla.
Esta invención proporciona, en una realización a
modo de ejemplo, una válvula giratoria interna en la base del
mecanismo del aspersor que puede ser accionado presionando hacia
abajo sobre la placa del rotor del aspersor con lo que se acopla una
válvula del mecanismo de accionamiento y entonces la placa del rotor
gira para abrir o cerrar la válvula interna entre las posiciones
máximas de abertura y cierre, o cualquier posición entre ellas.
En otra realización a modo de ejemplo, el
mecanismo de ajuste del caudal incorpora un limitador de flujo
axialmente móvil que está configurado para limitar, aunque no cerrar
completamente, el flujo del agua a la boquilla del aspersor.
Como es bien conocido en la técnica, la placa
del rotor propiamente dicha está provista con acanaladuras
especialmente configuradas que hacen que la placa del rotor gire
cuando la corriente de agua emitida desde la boquilla se proyecta
sobre las acanaladuras. La placa propiamente dicha está montada para
girar alrededor de un eje normalmente fijo, es decir, no giratorio.
Dentro de la placa del rotor, hay una cámara adaptada para estar al
menos parcialmente llena con un fluido de elevada viscosidad. Al
mismo tiempo, hay un estator fijo montado sobre el eje, emplazado
dentro de la cámara. A medida que giran la placa del rotor y la
pared de la cámara alrededor del eje y el estator fijo, ocurre la
fractura del fluido viscoso por el esfuerzo cortante, bajando la
rotación de la placa del rotor para producir un patrón de riego más
uniforme y mejor definido. El eje se extiende fuera de la placa del
rotor y dentro del cuerpo del aspersor, a través del centro de la
boquilla. La boquilla propiamente dicha es intercambiable con otras
boquillas que tienen varias configuraciones de aberturas.
En una realización a modo de ejemplo, la
boquilla y un componente de la trayectoria de flujo del núcleo
cilíndrico por lo general en la cara inferior están intercalados
entre un casquete separable del cuerpo del aspersor y un deflector
fijado al extremo inferior del eje para girar con el eje. El
deflector contiene una serie de peldaños u orejetas que pueden girar
con respecto a los puertos formados en el componente de la
trayectoria de flujo del núcleo para regular la cantidad de agua que
fluye a la boquilla.
Un casquete de la placa del rotor, sujeto en su
lugar sobre la placa del rotor mediante un anillo de retención, está
formado por un conjunto anular de dientes adaptados para acoplarse
con un conjunto anular coincidente de dientes formados en la
superficie superior del estator dentro de la cámara de fluido. El
casquete de la placa del rotor y la placa del rotor se pueden
presionar hacia abajo (asumiendo una orientación vertical del
aspersor) sobre el eje (y con respecto al eje) a fin de hacer que se
acoplen los dientes sobre el casquete de la placa del rotor y el
estator fijo. Con los dientes de ese modo acoplados, un mecanismo
"accionador" se establece entre la placa del rotor y el eje de
modo que el giro manual de la placa del rotor haga que el eje gire
también. Esto da por resultado que el deflector gire con respecto al
componente de la trayectoria de flujo del núcleo para regular de
este modo el flujo a través de los puertos en el núcleo para
alcanzar el radio de descarga deseado. Cuando la placa del rotor
retorna hacia arriba a su posición original, los dientes
respectivos sobre el casquete de la placa del rotor y el estator se
desacoplan y la placa del rotor se encuentra entonces libre para
poder girar con respecto al eje en un modo operativo normal.
La Figura 1 es una elevación lateral parcial de
un tipo de aspersor giratorio de micro-riego de
acuerdo con una primera realización de la invención;
la Figura 2 es una sección lateral parcial,
similar a la figura 1, aunque con la placa del rotor del aspersor
presionada hacia abajo, a una posición que permite el ajuste del
caudal;
la Figura 3 es una vista en planta inferior de
un deflector y núcleo de flujo a través del componente, con los
puertos en el núcleo completamente abiertos;
la Figura 4 es una vista similar a la figura 3,
aunque ilustra el deflector girado a una posición que parcialmente
cierra los puertos en el núcleo;
la Figura 5 es una vista similar a la figura 4,
aunque con el deflector girado a una posición que cierra
completamente los puertos en el núcleo;
la Figura 6 es una sección lateral parcial de un
rotor de micro-riego de acuerdo con una variación de
la realización mostrada en las figuras 1-5;
la Figura 7 es una vista en planta desde arriba
del componente de la trayectoria de flujo del núcleo incorporado en
las figuras 1 y 2 y mostrado parcialmente en las figuras
3-5;
la Figura 8 es una vista en planta desde arriba
del componente de boquilla incorporado en el aspersor mostrado en
las figuras 1, 2 y 6;
la Figura 9 es una elevación lateral del
componente de boquilla mostrado en la figura 8, aunque girado a 90º
en una dirección en el sentido de las agujas del reloj;
la Figura 10 es una vista en planta desde arriba
del casquete del cuerpo de aspersor incorporado en el aspersor
mostrado en las figuras 1, 2 y 6;
la Figura 11 es una vista en planta desde arriba
de un componente de estator incorporado en el aspersor mostrado en
las figuras 1, 2 y 6;
la Figura 12 es una vista en planta inferior del
componente del casquete de la placa del rotor incorporado en el
aspersor mostrado en las figuras 1, 2 y 6.
\vskip1.000000\baselineskip
Haciendo referencia ahora a la figura 1, un
dispositivo 10 de aspersor giratorio se muestra con respecto a un
aspersor bien conocido subterráneo emergente (parcialmente mostrado)
que incluye un elevador generalmente cilíndrico o manguito 12
externo que se mueve hacia arriba y hacia abajo dentro de un cuerpo
de aspersor (no mostrado) en respuesta a la presión del agua. Un
aspersor subterráneo emergente de este tipo se describe en la
patente 5058806, aunque esta invención se puede utilizar también con
otros aspersores subterráneos emergentes. El manguito o elevador 12
tiene un extremo 14 superior roscado, al cual está acoplado por
medio de rosca un casquete 16 del cuerpo del aspersor. El mecanismo
del aspersor de acuerdo con esta invención está soportado dentro del
elevador 12 por medio de un manguito 18 interno que tiene una
pestaña 20 radialmente dirigida hacia fuera en el extremo superior
del mismo. El manguito 18 interno está soportado sobre el borde
superior del extremo 14 superior roscado del manguito externo o
elevador 12, y está fijado en su lugar mediante el casquete 16. El
mecanismo de aspersión propiamente dicho incluye una placa 22 del
rotor, cuya parte inferior está formada por una pluralidad de
acanaladuras 24 dispuestas circunferencialmente, desplazadas del
centro, que están configuradas para hacer que la placa del rotor
gire cuando el flujo de agua emitido desde el cuerpo del aspersor se
proyecta sobre las acanaladuras. La placa del rotor está soportada
sobre un eje 26 generalmente estacionario para girar con respecto al
eje. Dentro de la placa del rotor hay un soporte 28 en forma de
plato, cuyo extremo inferior está formado por un orificio 29 a
través del cual pasa el eje 26. El extremo superior del soporte está
acoplado a un borde 31 inferior de un casquete 30 anular del cuerpo
del rotor, definiendo estos dos componentes una cámara 32 de fluido
interno. Un estator 34 fijo se coloca a presión sobre el eje 26, y
está localizado dentro de la cámara. La cámara está adaptada para
estar llena o parcialmente llena con un fluido altamente viscoso
para disminuir el giro o velocidad de rotación de la placa del rotor
hasta un grado en el cual maximiza la uniformidad del riego. El
casquete 30 de la placa del rotor se asegura a la placa 22 del rotor
por medio de un anillo 36 anular de retención. Un cierre hermético
37 anular de flexión cierra herméticamente el extremo inferior de la
cámara 32 para evitar la fuga del fluido, así como para evitar la
entrada de restos de suciedad o polvo dentro de la cámara. El
extremo superior de la cámara 32 está sellado por un tapón 35
ajustado a presión en la parte superior del casquete 30 de la placa
del rotor. Es importante que haya un espacio entre la parte
superior del eje 26 y el tapón 35, para que permita el movimiento
axial hacia abajo de la placa 22 del rotor sobre y con respecto al
eje 26 según se explicará a
continuación.
continuación.
El extremo opuesto del eje 26 soporta tres
componentes axialmente alineados dentro del manguito 18 interno en
el cuerpo del aspersor. El primero de estos componentes es un
deflector 38 (véase también las figuras 3-5) fijado
al extremo inferior del eje 26. Un componente 40 de la trayectoria
de flujo del núcleo se recibe de forma deslizante sobre el eje, por
encima del deflector 38, e incluye una pared 42 interna y una pared
44 externa, con un espacio anular entre ellas. El espacio está
dividido en cuatro conductos de flujo, separados por nervaduras 43a,
b, c y d internas. Estos conductos tienen acceso por cuatro puertos
46a, b, c y d, en el extremo inferior del núcleo; esto se observa
mejor en las figuras 1 y 7. Los puertos 46 son más pequeños en el
área en sección transversal, comparados con los conductos
propiamente dichos.
Soportado por encima del componente del núcleo
se encuentra una boquilla 48 anular que tiene un extremo inferior
abierto, axialmente alineado con los conductos de flujo en el
componente del núcleo. El extremo superior de la boquilla tiene un
orificio 50 limitado que puede extenderse, por ejemplo, 360º,
alrededor del eje 26; 180º (véase específicamente la figura 8)
alrededor del eje; o 90º alrededor del eje, dependiendo de la forma
deseada del patrón de aspersión. En la realización ilustrada, el
orificio se extiende aproximadamente 180º. Observe que el casquete
16 del cuerpo del aspersor incluye un orificio 52 similarmente
conformado, que se extiende alrededor de un manguito 54 montado en
anillo de forma cónica, a través del cual pasa el eje 26.
Haciendo referencia ahora a las figuras 8 y 9,
el componente 48 de boquilla tiene un apéndice 56 colgante que se
asienta dentro de uno de los conductos de flujo separados en el
componente 40 de la trayectoria de flujo del núcleo. Al mismo
tiempo, el extremo superior del componente 48 de boquilla está
provisto de una nervadura 58, elevada curvada, que se extiende
aproximadamente 180º alrededor de la circunferencia del componente
de boquilla que está adaptado para asentarse dentro de la
acanaladura 60 similarmente conformada sobre la parte inferior del
casquete 16 del cuerpo del aspersor (véase figura 10). Puesto que el
casquete 16 está asegurado mediante hilo de rosca sobre el elevador
12, se apreciará que mediante "la manipulación" de la boquilla
tanto en el componente 40 de la trayectoria de flujo del núcleo como
en el casquete 16 del cuerpo del aspersor (vía el apéndice 56 y la
nervadura 58, respectivamente), se evita que el componente 40 de la
trayectoria de flujo del núcleo y la boquilla 48 tengan algún giro
dentro del manguito 18. Por otra parte, el deflector 38 puede girar
dentro del eje 26 con respecto a los puertos 48a, b, c y d, en un
modo de ajuste según se describe a continuación.
Retornando a la figura 1, se puede observar que
la parte inferior del casquete 30 de la placa del rotor está
provisto de un conjunto anular de dientes 62 y una superficie
superior del estator 34 está provista de un conjunto anular de
dientes 64 coincidentes. Puesto que el eje 26 está dimensionado para
permitir un espacio 66 axial entre el extremo superior del eje y el
tapón 35, lo cual evita que se escape cualquier fluido viscoso del
extremo superior de la placa del rotor, la placa 22 del rotor, así
como el casquete 30 del cuerpo del rotor y el soporte 28, pueden ser
presionados hacia abajo a lo largo del eje 26 con respecto al
estator 34 fijo. Este movimiento es evidente en la figura 2, la cual
muestra los dientes 64 y 62 coincidentes en acoplamiento debido a
una acción de presión hacia abajo sobre la placa 22 del rotor. Con
la placa del rotor y el estator de este modo acoplados, se apreciará
que mediante la rotación de la placa del rotor, el eje 26, así como
también el deflector 38 en el extremo inferior del eje, girarán con
respecto al componente 40 del núcleo fijo.
Volviendo ahora a las Figuras
3-5, se puede observar que las orejetas 68 que se
extienden radialmente sobre el deflector 38 pueden girar entre una
posición totalmente abierta según se muestra en la Figura 3, en
donde los puertos 46a hasta d en el componente 40 de la trayectoria
de flujo del núcleo están abiertos completamente y en la que las
orejetas 68 han sido giradas contra un lado de los elementos 70
limitadores de posiciones según se muestra en cualquiera de las
Figuras 4 ó 5 (o cualquiera entre ellas). De este modo, en la Figura
4, el deflector 38 se muestra ligeramente girado en una dirección en
el sentido contrario a las agujas del reloj para cerrar parcialmente
los puertos 46a hasta d. Esto reducirá el caudal de agua a través de
las aberturas y dentro del componente de boquilla, de este modo
reduciendo ambos el caudal y el radio de descarga del riego emitido.
La Figura 5 ilustra una condición en la que el deflector 38 ha
girado hasta el grado máximo posible en una dirección en el sentido
contrario a las agujas del reloj, a fin de que las orejetas 68 se
acoplen con los lados opuestos de los elementos 70 limitadores, y,
en esta posición, los puertos 46a hasta d en el componente 40 de la
trayectoria de flujo del núcleo estén totalmente cerrados, de este
modo evitando que cualquier flujo alcance el componente de la
boquilla. No está previsto necesariamente que los puertos estuviesen
completamente cerrados en ninguna aplicación normal, aunque sin
embargo, en los dibujos se indica el alcance completo del movimiento
del deflector 38.
Retornando a la Figura 2, después del ajuste del
flujo descrito anteriormente, la placa 22 del rotor se levanta hacia
arriba y retorna a la posición mostrada en la Figura 1 de tal modo
que los conjuntos coincidentes de dientes 62 y 64 se desacoplarán de
modo que el giro de la placa 22 del rotor origine una conmensurada
rotación del eje 26. De ese modo, cuando el agua fluye a través de
la boquilla 48 y se proyecta sobre las acanaladuras 24, la placa 22
del rotor girará alrededor del eje 26 para distribuir la corriente
de agua radialmente hacia fuera en el deseado patrón de aspersión,
con un radio descarga reducido (o incrementado) y un caudal de agua
reducido (o incrementado), dependiendo de la regulación.
En la Figura 6, una disposición alternativa de
aspersor se muestra en la que el mecanismo del aspersor según se ha
descrito anteriormente (generalmente indicado por el número 72) está
montado sobre un elevador 74, en lugar de un cuerpo de aspersor del
tipo subterráneo emergente. En esta realización, se acopla un
adaptador 76 mediante hilo de rosca entre el elevador 74 fijo y un
casquete 78 similar al casquete 16 del cuerpo del aspersor. Observe
también que el manguito 80 embridado (similar al manguito 18) está
soportado sobre el borde superior del adaptador 76 e intercalado
entre el borde superior del adaptador y el casquete 78.
En ambas realizaciones que se ilustran, un
elemento 82 (u 84) de filtro está soportado por sus respectivos
manguitos 18 y 80, aunque no se considera parte de la invención en
si misma.
Claims (10)
1. Un conjunto de aspersor giratorio de riego
que comprende un aspersor que tiene una entrada; una boquilla (48);
y una placa (22) distribuidora giratoria de riego montada sobre un
eje (26) normalmente no giratorio aguas abajo de dicha boquilla y
tiene acanaladuras (24) para la distribución del riego adaptadas
para recibir una corriente de agua desde dicha boquilla y hacer que
dicha placa distribuidora gire con respecto a dicho eje en un modo
operativo para de este modo distribuir dicha corriente de agua;
caracterizado porque se dispone de un par de componentes de
regulación dispuestos sobre el eje, comprendiendo estos componentes
un primer componente (38) de regulación que tiene al menos una pieza
(68) para limitar el flujo y un segundo componente (40) de
regulación que tiene al menos un puerto en el mismo, dicho eje (26)
y dicho primer componente (38) de regulación que es giratorio en un
modo de ajuste para girar dicho primer componente de regulación con
respecto a dicho segundo componente de regulación de modo que dicha
pieza (68) para limitar el flujo gire con respecto al puerto de
flujo para aumentar o disminuir el flujo de agua a través de dicho
puerto de flujo y dicha boquilla.
2. Un aspersor según la reivindicación 1,
caracterizado además porque dicha placa (22) distribuidora
incluye un casquete (30), por debajo del cual está dispuesta una
primera pluralidad de dientes (62) y una superficie superior de otro
componente (34) fijado a dicho eje que está provisto de una segunda
pluralidad de dientes (64) adaptados para acoplarse a dicha primera
pluralidad de dientes para permitir el giro de dicha placa del rotor
con dicho eje en dicho modo de ajuste.
3. Aspersor según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque dicha boquilla (48) comprende
componentes internos y externos de forma radial, configurados para
emitir un riego a un ángulo con respecto a un eje central de dicho
aspersor.
4. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha placa (22) distribuidora
incluye una cámara (32) al menos parcialmente llena con un fluido
viscoso y en la que se fija un estator (34) a dicho eje dentro de
dicha cámara.
5. Aspersor según la reivindicación 2 y 4,
caracterizado porque dicha segunda pluralidad de dientes (64)
esta formada sobre dicho estator (34).
6. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha
boquilla (48) es intercambiable con boquillas similares, teniendo
cada una diferentes patrones de aspersión.
7. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha placa (22)
distribuidora del riego se encuentra en la forma de un cono truncado
e invertido con acanaladuras formadas en el mismo, un borde
radialmente interno que forma un vértice, caracterizado
porque dicho vértice descansa radialmente hacia fuera de un orificio
(50) de dicha boquilla.
8. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizado porque dicha
boquilla (48) incluye un deflector (54) sustancialmente cónico
fijado sobre dicho eje.
9. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que dicha placa (22)
distribuidora gira con respecto a dicho eje durante la operación
normal aunque gire con dicho eje en el mencionado modo de
ajuste.
10. Aspersor según cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, en el que el primer elemento (38) de
regulación comprende un deflector que incluye una pluralidad de
orejetas (68) que limitan el flujo y el segundo componente (40) de
regulación comprende una pluralidad de puertos.
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|---|---|---|---|
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