ES2666166T3 - Emisores de goteo de dos componentes - Google Patents

Abstract

Aparato que comprende un emisor [100] de goteo para su sujeción a una superficie interna de una pared de una manguera [60] de riego, comprendiendo dicho emisor [100] de goteo un componente [10] de elastómero, en el que dicho emisor [100] de goteo está configurado de manera que, cuando está fijado a la superficie interna de la manguera [60] de riego, dicho emisor [100] de goteo define: (i) una entrada [14] de agua para recibir agua de la manguera [60] de riego; (ii) una salida [16] de goteo para liberar agua a través de una abertura [62] en la pared de la manguera [60] de riego; y (iii) una vía [18a, 18b] de flujo de fluido desde dicha entrada [14] de agua hasta dicha salida [16] de goteo, incluyendo dicha vía [18a, 18b] de flujo de fluido una restricción de flujo de laberinto, comprendiendo al menos una parte de dicha restricción de flujo de laberinto: (A) una secuencia de deflectores [102], (B) una base [104] subyacente a dicha secuencia de deflectores [102], y (C) una pluralidad de espacios [106] de derivación, por debajo de los dientes, situados entre dicha base [104] y dicha secuencia de deflectores [102], en el que dicha base [104] está sometida a una presión del fluido dentro de la manguera [60] de riego de manera que una mayor presión del fluido dentro de la manguera [60] de riego provoca el cierre progresivo de dicha pluralidad de espacios [106] de derivación por debajo de los dientes, regulando así un caudal a través de dicho emisor [100] de goteo, y caracterizado por que dicha al menos una parte de dicha restricción de flujo de laberinto está formada con dicho componente [10] de elastómero, estando dicha base [104] y dicha secuencia de deflectores [102] formadas integralmente por una sola pieza de dicho elastómero.

Description

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alta resistencia a la fluencia. Sin embargo, las técnicas de moldeo de dos componentes son difíciles de implementar para dispositivos que combinen componentes termoendurecibles y termoplásticos, y son particularmente problemáticas para la producción de emisores de goteo debido a la imposibilidad de la silicona para pegarse firmemente al material polimérico rígido adyacente.

Por lo tanto, existe la necesidad de un emisor de goteo de dos componentes que proporcione una compensación de flujo mejorada, que haga que el dispositivo sea menos sensible a las variaciones de posición del emisor de goteo con respecto a la superficie interna de la pared de la manguera, y/o que proporcione una retención efectiva de un componente formado a partir de silicona.

Sumario de la invención

El objeto de la presente invención se logra con un aparato de acuerdo con la reivindicación 1. La presente invención es un emisor de goteo de dos componentes para sujetar a una superficie interna de una pared de una manguera de riego.

De acuerdo con las enseñanzas de una realización de la presente invención, se proporciona un aparato que comprende un emisor de goteo para su sujeción a una superficie interna de una pared de una manguera de riego, comprendiendo el emisor de goteo un componente de elastómero, en el que el emisor de goteo está configurado de tal modo que, cuando está sujeto a la superficie interna de la manguera de riego, el emisor de goteo define: (a) una entrada de agua para recibir agua de la manguera de riego; (b) una salida de goteo para liberar agua a través de una abertura en la pared de la manguera de riego; y (c) una vía de flujo de fluido desde la entrada de agua hasta la salida de goteo, incluyendo la vía de flujo de fluido una restricción de flujo de laberinto, estando al menos una parte de la restricción de flujo de laberinto formada en el componente de elastómero, comprendiendo la al menos una parte de la restricción flujo de laberinto: (i) una secuencia de deflectores, (ii) una base subyacente a la secuencia de deflectores y (iii) una pluralidad de espacios de derivación por debajo de los dientes, situada entre la base y la secuencia de deflectores, cuya base está sometida a la presión del fluido dentro de la manguera de riego de tal manera que el aumento de la presión del fluido dentro de la manguera de riego provoca el cierre progresivo de los espacios de derivación por debajo de los dientes, regulando así el caudal a través del emisor de goteo. Al menos una parte del laberinto, incluyendo una parte correspondiente de la secuencia de deflectores y de la base, forma parte integral del componente de elastómero.

De acuerdo con una característica adicional de una realización de la presente invención, el emisor de goteo comprende además un componente de polímero rígido.

También se proporciona, de acuerdo con otro aspecto de una realización de la presente invención, un aparato que comprende un emisor de goteo para su sujeción a una superficie interna de una pared de una manguera de riego alrededor de menos de la mitad de la periferia de la manguera de riego, comprendiendo el emisor de goteo: (a) un componente de elastómero; y (b) un componente de polímero rígido que se extiende alrededor del componente de elastómero por al menos tres lados, estando el emisor de goteo configurado de manera que, cuando está soldado a la superficie interna de la manguera de riego, el emisor de goteo define: (i) una entrada de agua para recibir agua de la manguera de riego; (ii) una salida de goteo para liberar agua a través de una abertura en la pared de la manguera de riego; y (iii) una vía de flujo de fluido desde la entrada de agua hasta la salida de goteo, incluyendo la vía de flujo de fluido una restricción de flujo laberíntica, siendo al menos una parte de la restricción de flujo laberíntica un laberinto de geometría variable formado en el componente de elastómero, comprendiendo el laberinto de geometría variable: (A) una secuencia de deflectores, (B) una base subyacente a la secuencia de deflectores, y (C) una pluralidad de holguras de derivación por encima de los dientes, formadas a lo largo de los bordes superiores de la secuencia de deflectores de modo que, cuando el emisor de goteo está soldado a la superficie interior de la manguera de riego, las holguras de derivación permiten un flujo de agua entre la secuencia de deflectores y la superficie interna de la pared de la manguera, estando la base sometida a la presión del fluido dentro de la manguera de riego de tal manera que la manguera de riego provoca el cierre progresivo del canal de derivación, regulando así el caudal a través del emisor de goteo.

También se proporciona, de acuerdo con un aspecto adicional de una realización de la presente invención, un aparato que comprende un emisor de goteo para su sujeción a una superficie interna de una pared de una manguera de riego alrededor de menos de la mitad de la periferia de la manguera de riego, comprendiendo el emisor de goteo: (a) un componente de elastómero; y (b) un componente de polímero rígido que se extiende alrededor del componente de elastómero por al menos tres lados, estando el emisor de goteo configurado de manera que, cuando está soldado a la superficie interna de la manguera de riego, el emisor de goteo define: (i) una entrada de agua para recibir agua de la manguera de riego; (ii) una salida de goteo para liberar agua a través de una abertura en la pared de la manguera de riego; y (iii) una vía de flujo de fluido desde la entrada de agua hasta la salida de goteo, incluyendo la vía de flujo de fluido una restricción de flujo laberíntica, siendo al menos una parte de la restricción de flujo laberíntica un laberinto de geometría variable formado en el componente de elastómero, comprendiendo el laberinto de geometría variable: (A) una secuencia de deflectores, y (B) una base subyacente a la secuencia de deflectores, en el que un lado inferior de la base está sometido a la presión del fluido dentro de la manguera de riego y en el que los deflectores del laberinto de geometría variable tienen una porción de pared

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Las diversas realizaciones ejemplares y los diversos aspectos de la presente invención ilustrados en ella se abordarán a continuación con referencia a los dibujos.

Espacios de derivación debajo de los dientes

Con referencia a los dibujos, las FIGS. 1A-5D muestran un emisor de goteo, generalmente designado por 100, construido y operativo de acuerdo con una primera realización de la presente invención. El emisor 100 de goteo es de un tipo que se fija a una superficie interna de una pared de una manguera de riego, alrededor de menos de la mitad de la periferia de la manguera de riego, en ubicaciones separadas a lo largo de la manguera de riego, como se ilustrará específicamente con referencia a las FIGS. 5A-5D.

Como se ha descrito en los términos generales anteriores, el emisor 100 de goteo incluye un componente 10 de elastómero y un componente 12 de polímero rígido, y está configurado de tal manera que, cuando está soldado a la superficie interna de la manguera de riego, el emisor 100 de goteo define una entrada 14 de agua para recibir agua de la manguera de riego, una salida 16 de goteo para liberar agua a través de la pared de la manguera de riego, y una vía de flujo de fluido desde la entrada de agua hasta la salida de goteo. En la realización ilustrada en el presente documento, la vía de flujo de fluido se forma con una restricción de flujo implementada como un laberinto formado por una secuencia de deflectores 102 y una base 104. Una primera parte 18a de la trayectoria de flujo es un laberinto con una geometría relativamente fija, mientras que una segunda parte 18b de la trayectoria de flujo tiene una geometría variable, como se detalla a continuación. Al menos la parte variable 18a de la trayectoria de flujo, con su parte correspondiente de la secuencia de deflectores 102 y de la base 104, forma parte integral del componente 10 de elastómero.

Es una característica particular de un aspecto de la presente invención ilustrado en el presente documento que el componente 10 de elastómero comprenda además una pluralidad de espacios 106 de derivación, por debajo de los dientes, que pasan entre la base y la secuencia de deflectores. El emisor 100 de goteo está configurado para que, cuando se utiliza, la parte inferior de la base quede sometida a la presión del fluido dentro de la manguera de riego. La forma de los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes y la base 104 se eligen de tal manera que el aumento de la presión del fluido dentro de la manguera de riego provoque el cierre progresivo de los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes, regulando así el caudal a través del emisor 100 de goteo.

En el ejemplo preferido ilustrado en el presente documento, el cierre progresivo de los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes se mejora variando el tamaño de la sección transversal y la forma de los espacios de derivación a lo largo del laberinto. Así, en la vista en sección transversal de la FIG. 4B, tomada cerca del comienzo del laberinto de geometría variable, los espacios 106 son relativamente poco profundos y planos, lo que facilita el cierre de los espacios de derivación en esta región por la deformación hacia arriba de la base 104 ante presiones moderadas. En la FIG. 4A, correspondiente a una sección transversal tomada cerca de la salida 16, los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes son más profundos y tienen lados más empinados, lo que los hace más resistentes al cierre completo hasta que se apliquen a la parte inferior de la base 104 presiones más cercanas al extremo superior del rango útil de presiones.

Se observará que la forma y tamaño graduales de los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes, ilustrados en el presente documento, son solo una de las muchas implementaciones posibles para lograr el cierre progresivo de los espacios de derivación. Por ejemplo, implementaciones alternativas (no mostradas) pueden emplear una forma de espacio de derivación progresivamente cambiante sin una variación significativa de las dimensiones, o unas dimensiones variables sin un cambio significativo de la forma. Además, o alternativamente, se pueden usar variaciones del espesor o de la estructura de la base 104 para proporcionar una respuesta gradual a la presión aplicada a lo largo de la trayectoria 18b de flujo de geometría variable.

Se ha descrito que los espacios 106 de derivación por debajo de los dientes se encuentran entre los deflectores 102 y la base 104 en el sentido de que la base 104 y los deflectores 102 se enfrentan entre sí a través de los espacios. Los espacios pueden formarse reduciendo el espesor de la base 104 o la altura de los deflectores 102, o ambos, y pueden ocupar cualquier proporción del ancho de la trayectoria de flujo del laberinto. Más preferiblemente, los espacios de derivación están alineados para facilitar el flujo laminar a través de una secuencia de los espacios, en paralelo al flujo a través del laberinto.

A medida que aumenta el número de espacios 106 de derivación, por debajo de los dientes, que están parcial o completamente cerrados, una mayor proporción del flujo de fluido en una mayor longitud de la trayectoria del flujo se ve obligada a seguir una trayectoria turbulenta alrededor de los deflectores 102, aumentando progresivamente la impedancia al flujo y compensando al menos parcialmente el aumento de presión dentro de la manguera de riego para mantener la tasa de goteo de salida más cercana a la tasa de goteo de diseño que la que se lograría sin dicha regulación.

El uso de espacios 106 de derivación por debajo de los dientes tal como se describe en el presente documento, tiene la ventaja adicional de que la regulación tiene lugar entre superficies pertenecientes todas ellas al componente de elastómero (es decir, el lado inferior de los deflectores 102 y la superficie superior de la base 104), y que, por lo

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superficie interior de la manguera de riego como se muestra en las FIGS. 7A-7C, las holguras 206 de derivación definen unos espacios de derivación entre la secuencia de deflectores 202 y la superficie interna de la pared de la manguera 60 de riego. Al menos una parte de la base 204 está sometida a la presión del fluido dentro de la manguera 60 de riego, por lo que el aumento de la presión del fluido dentro de la manguera de riego provoca un cierre progresivo de las holguras 206 de derivación, regulando así el caudal a través del emisor de goteo.

También en este caso, como puede apreciarse en las FIGS. 6C y 6D, el componente 10 de elastómero tiene preferiblemente unos márgenes 22 rebajados con respecto al marco 20, para lograr una unión sellada con la superficie interna de la manguera 60 de riego cuando están ensamblados (véase la figura 7C), como se describió anteriormente.

El cierre progresivo de las holguras 206 de derivación contra la superficie interna de la manguera 60 de riego puede garantizarse variando el tamaño y la forma de las holguras, así como el grosor y/o la forma de la base 204. En el caso ilustrado, la base 204 se implementa con un espesor que aumenta gradualmente a lo largo de la trayectoria de flujo (véase la FIG. 6F) según aumenta la profundidad de las holguras 206 de derivación (compárense las vistas en sección transversal de las FIGS. 6C y 6D).

Esta realización también difiere ligeramente de la realización anterior en que la forma está configurada para proporcionar una entrada de filtro más ancha a cada lado de la parte de laberinto de geometría fija, y en que la estructura del soporte para la salida 16 es diferente. En otros aspectos, la estructura y el funcionamiento del emisor 200 de goteo son análogos a los del emisor 100 de goteo anteriormente descrito, y se comprenderán por referencia a la descripción anterior.

Geometría de laberinto de turbulencia variable

Con referencia a las FIGS. 8A-8E, estas muestran un emisor de goteo, generalmente designado por 300, construido y operativo de acuerdo con una tercera realización de la presente invención. En términos generales, el emisor 300 de goteo es similar al emisor 100 de goteo descrito anteriormente, con los elementos similares etiquetados similarmente. El emisor 300 de goteo difiere principalmente del emisor 100 de goteo en que emplea una restricción de flujo de laberinto con una geometría de flujo de sección transversal variable, en lugar de los espacios de derivación por debajo de los dientes mencionados anteriormente. Esta realización también ilustra una implementación en la que tanto la parte de laberinto de geometría fija de la trayectoria 18a de flujo como la trayectoria 18b de flujo de geometría variable forman parte integral del componente 10 de elastómero.

Por lo tanto, en la realización ilustrada en este caso, una vía 18a, 18b de flujo de fluido está formada con una restricción de flujo implementada como un laberinto formado por una secuencia de deflectores 302 y una base 304. Al menos una parte de la secuencia de deflectores 302 y de la base 304 y, en este caso, la totalidad de la secuencia correspondiente a la trayectoria 18a de flujo de geometría fija y la trayectoria 18b de flujo de geometría variable forman parte integral del componente 10 de elastómero. La secuencia de deflectores 302 y la base 304 tienen una forma tal que la turbulencia del flujo de fluido a través del laberinto aumenta cuando aumenta la presión del fluido dentro de la manguera de riego, regulando así el caudal a través del emisor de goteo.

El principio de funcionamiento de esta técnica de regulación se trata con detalle en nuestra solicitud de Patente n.º WO 2008/035335 publicada, anteriormente citada, que se incorpora en su totalidad en el presente documento por referencia, como se establece en el presente documento. En las FIGS. 8B y 8C se ilustra un ejemplo de una forma adecuada para generar turbulencia variable en el que la unión entre los deflectores 302 y la base 304 presenta una región 306 de transición. Específicamente, los deflectores 302 de la trayectoria 18a de flujo de geometría variable tienen una porción de pared superior vertical, similar a los dientes de laberinto ilustrados en las realizaciones precedentes, pero están modificados por una porción de raíz engrosada que forma una región 306 de transición, inclinada, entre la porción de pared superior y la base 304. La región 306 de transición inclinada puede ser una superficie plana en ángulo obtuso con la base, o puede ser una curva gradual o cualquier otra forma que suavice la transición entre la parte vertical del deflector y la base, facilitando así el flujo laminar, al menos en la parte inferior del laberinto. A medida que aumenta la presión en la parte inferior de la base 304, la región de transición se vuelve menos profunda y el canal se aproxima a una sección transversal rectangular, lo que tiende a generar una mayor turbulencia y la correspondiente disminución del caudal.

En este caso también el canal está preferiblemente conformado para proporcionar una variación progresiva, normalmente haciendo que la región 306 de transición sea progresivamente más profunda y/o más inclinada a lo largo de la trayectoria del flujo. En el caso ilustrado en el presente documento, se logra mayor profundidad e inclinación de la región de transición, sin aumentar el área de la sección transversal del canal, combinando las variaciones con un estrechamiento gradual del canal. Además, o alternativamente, se puede lograr un efecto gradual dando un grosor gradual a la base 304, tal como se ilustra con referencia al emisor 200 de goteo precedente.

En esta realización ejemplar, el marco interno 20 no forma parte de la interfaz de contacto con la manguera, sino que se implementa como un soporte subyacente para el componente 10 de elastómero. En cambio, son los márgenes superiores 22 del componente 10 de elastómero los que proporcionan el contacto de sellado y/o el

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