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Weitstrahlgerät zur Beregnung quadratischer Flächen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, das eine genau quadratische, gleichmässige Beregnung, insbesondere eine gute Ausregnung der Ecken von Feldern quadratischer Form, ermöglicht.
Da mit einer Kreisbewegung eines Beregnungs- gerätes ein Feld nicht vollständig beregnet wird, da die Ecken unbedeckt bleiben, ausserdem aber auch Nachbargrundstücke, für die eine Beregnung unerwünscht ist, mit in den Beregnungskreis fallen können, hat man versucht, eine praktisch brauchbare Lösung zur vollständigen Beregnung quadratischer Flächen durch die sogenannten
Schwenkregner zu schaffen, bei welchen mit zahl- reichen kleinen Düsen versehene, zusammen- kuppelbare Rohre durch einen Wassermotor" in Schwenkbewegung versetzt werden. Bei einer anderen Ausführungsform eines umlaufenden
Strahlrohres wurde die Veränderung des Strahl- winkels durch periodische Bewegung eines
Schiebers vor der Düsenöffnung bewirkt.
Für die
Betätigung dieser Vorrichtung war es noch erforderlich, zusätzlich eine treibende Turbine anzuordnen.
Mit Hilfe dieser beiden bekannten Vorrichtungen lässt sich jedoch eine vollkommen gleichmässige Beregnung von rechteckigen oder quadratischen Flächen, insbesondere eine genaue Ausregnung der Ecken, nicht erzielen. Der Grund hiefür liegt darin, dass die Umlaufgeschwindigkeit der Düse bisher unverändert beibehalten wurde, obwohl die Strahldüse eines Beregnungsgerätes gerade in dem Augenblick stehen bleiben müsste, in welchem der Strahl die Ecke erreicht, um diese richtig ausregnen zu können. Die bekannten Strahlgeräte ergeben daher insbesondere in den Ecken eine viel zu kleine Regendichte und können auch das Abrunden der Ecken nicht vermeiden. Sie beruhen sämtlich darauf, dass die Richtung des Strahles in periodisch gleichförmigem Wechsel verändert wird, jedoch ohne Rücksicht auf die dadurch bedingte ungleichmässige Beregnung der Flächen.
Es ist ferner auch die Anwendung einer axial beaufschlagten Turbine für eine Beregnungseinrichtung empfohlen worden, doch handelt es sich hiebei um ein Gerät für die Beregnung kreisförmiger Flächen. Demgemäss ist auch die Umlaufgeschwindigkeit des Strahlrohres stets ine gleichförmige und der einmal eingestellte Abstand der Freistrahlturbine zum Düsenmund- stück ist für den Ablauf eines Beregnungs- vorganges gegeben und lässt somit keine Ver- änderung der Umlaufgeschwindigkeit zu.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es nun, mit einer axial sprühenden Düse, die sowohl reines Wasser, wie auch Abwässer, Gülle und
Jauche, gleichmässig über eine quadratische Fläche verstopfungsfrei zu verregnen vermag, eine genaue
Quadratberegnung zu erreichen.
Diese gleichmässige Beregnung quadratischer
Flächen und insbesondere ein vollständiges Aus- regnen der Ecken kann nur durch einen periodisch ungleichförmigen Umlauf der Strahldüse erzielt werden. Zu diesem Zwecke ist das aus einer im Bereich des aus einer umlaufenden Düse des Beregnungsgerätes ungehindert austretenden
Strahles angeordneten und axial beaufschlagten
Freistrahlturbine bestehende Weitstrahlgerät erfindungsgemäss als periodisch ungleichförmig ein-und ausschwenkbare und zwangsläufig ge- steuerte Vorrichtung ausgebildet.
Die Ungleichförmigkeit der Schwenkbewegung ist erforderlich, um die umlaufende Düse mit ständig veränderlicher Geschwindigkeit zu be- wegen. Zu diesem Zwecke ist das Gerät nach der Erfindung so ausgebildet, dass die Umlauf- geschwindigkeit gegen die Ecken des Quadrates zu nahezu auf Null abnimmt, so dass der Strahl in der Ecke praktisch stehen bleibt, worauf dann die Weiterbewegung des Strahlrohres allmählich rascher wird und bei der Mitte der Quadratseite ein Maximum erreicht, um bei der nächsten
Ecke sich wieder fast bis zum Stillstand zu verlangsamen usw.
Die drehende Bewegung des Regners wird dabei durch die beim Ein- schwenken der Freistrahlturbine in den Wasser- strahl jeweils veränderte Beaufschlagung der
Turbinenschaufel und den dadurch erzielten höheren Schaufeldruck sowie die sich dadurch wieder ergebende höhere Umlaufgeschwindigkeit der Turbine ungleichförmig gestaltet, u. zw. tritt beim Einschwenken der Turbine in den Wasser- strahl eine Vergrösserung und beim Ausschwenken aus demselben eine Verringerung der Umlaufgeschwindigkeit des Regners ein. Dieser Geschwindigkeitswechsel erfolgt bei einer vollen Regnerumdrehung viermal.
Beim Einschwenken der Turbine wird dabei der immer unter dem gleichen Winkel austretende Wasserstrahl stetig wachsend zerteilt und zerstäubt, daher auchi
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die an ihrem rückwärtigen Ende das Kegelrad 11 trägt, welches am Zahnkranz 12 des Fussstückes abrollt und damit das Strahlrohr 2 in drehende Bewegung versetzt. Bei viermaliger Umdrehung des Kegelrades 11 dreht sich der Regner einmal.
Das vordere Ende der Welle 10 trägt ein Zahnrad 13, welches in ein zweites, einen exzentrischen Bolzen 17 tragendes Zahnrad 16 eingreift. Die Turbinenwelle 7 durchsetzt, in einemKugellager-M laufend, einen Schlitten 19, der ein Schlitzstück 20 mit Schlitz 21 trägt, in welchem der Bolzen 17 gleitbar sitzt. Jede Drehbewegung der Turbine 8 wird über die beiden Schneckengetriebe 14, 15 und die Welle 10 auf das Zahnrad 13 übertragen und mittels des auf dem angetriebenen Zahnrad 16 sitzenden exzentrischen Bolzens 17 in eine hin- und hergehende, zur und von der Düse 9 gerichtete
Schwenkbewegung umgewandelt, die der im
Schlitten gelagerten Turbinenwelle mitgeteilt wird.
Bei einer Umdrehung des Regners vollzieht die Turbine vier volle Schwenkbewegungen, so dass alle vier Ecken der zu beregnenden quadratischen Fläche voll bedeckt werden
Wenn das Turbinenrad durch Verkleinerung des Achsabstandes mehr in den Bereich des aus der Düse austretenden Wasserstrahles gebracht wird, erhöht sich seine Umlaufgeschwindigkeit.
Dabei wird der Strahl sehr stark zerteilt und verkürzt. Die schnellere Umlaufgeschwindigkeit des Turbinenrades erhöht auch die Umdrehungsgeschwindigkeit des Regners. Es wird demnach bei geringerer Umlaufgeschwindigkeit, also gegen die Ecken zu, der Strahl länger und in geringerem Masse zerstäubt, er erreicht an den Ecken die grösste Strahlweite.
Von grosser Bedeutung ist die richtige Wahl des Abstandes der Düse von der Eintrittsstelle des Wassers in die Turbinenschaufeln. Weiters muss der Ausbildung der Turbine bzw. der Form der Turbinenschaufeln besonderes Augenmerk zugewendet werden.
Diese sind in an sich bekannter Weise gekrümmt und laufen in ihrem die Nabe überragenden Teilen 28 in ein rechtwinkeliges Dreieck aus, dessen Hypotenuse 29 die der Umdrehungrichtung abgekehrte Schaufelkante bildet. Durch diese Formgebung wird erreicht, dass der Wasserstrahl, der allmählich eine immer breiter werdende Aufschlagfläche trifft, eine ganz allmähliche Verkürzung erfährt, wodurch als Begrenzunglinie der beregneten Fläche eine geradlinige Quadratseite erreicht wird. Die Beaufschlagung erfolgt auf die gekrümmten Schaufelflächen unter dem günstigsten Winkel. Die Turbinenflügel sind vorteilhaft so angeordnet, dass die volle
Schaufelfläche ausserhalb des Nabenumfanges zu liegen kommt.
Der auftreffende Strahl kommt daher nicht bloss mit einem Teil, sondern mit der gesamten Schaufelfläche in Berührung, so dass diese zur Gänze als Nutzfläche zur Wirkung gelangt. Dadurch wird eine vollständige Ausnützung der Turbine gewährleistet.
Zwischen je zwei Schaufeln 22 sind, in der Achsrichtung gesehen, freie, trapezförmige, nach aussen sich verengende Schlitze 23 vorhanden, durch welche ein Teil des Wasserstrahles, ohne die Schaufeln zu beaufschlagen, frei hindurchgeht.
Um eine gute Wasserverteilung auch in unmittelbarer Nähe des Regners zu erzielen, ist vorne an der Nabe 24 der Turbine eine Austrittleitfläche, : ein axial angeordneter konischer Ansatz 25 mit konvexer Mantelfläche, vorgesehen. Ohne diese Einrichtung bleibt der Raum nahe um den Regner trocken.
Das beschriebene Beregnungsgerät besitzt weder irgendwelche einstellbare Leitflächen noch sonstige Ablenkungskörper, durch welche im übrigen eine Beregnung genau quadratischer Flächen nicht
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möglich ist, noch sind irgendwelche kleine Hilfsdüsen zum Antrieb vorhanden, so dass keine Verstopfungsgefahr besteht. Der Regner lässt vielmehr den eingetretenen Strahl vollkommen unbehindert aus der Düse springen, wodurch die volle Ausnutzung der mit dem jeweils vorhandenen kleineren oder grösseren Betriebsdruck verbundenen grösstmöglichen Wurfweite erzielt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Weitstrahlgerät mit einer im Bereich des aus einer umlaufenden Düse des Beregnungsgerätes ungehindert austretenden Strahles angeordneten, axial beaufschlagten Freistrahlturbine, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Beregnung quadratischer Flächen die Freistrahlturbine als periodisch ungleichförmig ein-und ausschwenkbare, zwangläufig gesteuerte Vorrichtung ausgebildet ist.