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Regner zur Beregnung von Flächen geringen Ausmasses
Regner zur Beregnung kleinerer Flächen (Kleinund Kleinstregner) wurden bisher allgemein als Reaktionsregner ausgeführt, deren Mängel, wie Abhängigkeit von Windströmungen, ungleichmässige Beregnung usw., bekannt sind.
Bei diesem neuen Regner, bei welchem eine Freistrahlturbine mit auf einem Konus aufgesetzten Schaufeln von dem aus einer Düse mit zu ihrer Achse konzentrischer Öffnung austretenden Strahl beaufschlagt wird, besitzt der Konus erfindungsgemäss konkav gekrümmte Erzeugende. Der auf den Konus auftreffende Strahl verlässt die Turbine in im wesentlichen horizontaler Richtung, wodurch eine bedeutende Verringerung der Wurfweite und eine gute Breitenwirkung erzielt wird.
Es wurden bereits Weitstrahlregner vorgeschlagen, die eine vor einer Düse mit vertikaler Achse um eine, mit dieser Düsenachse zusammenfallende Achse drehbare Freistrahlturbine enthalten, wobei die Turbinenachse einen der Düse zugekehrten konvexen oder kegelförmigen Kopf besitzt, der den auf ihn aus der Düse auftreffenden Strahl gegen die Turbinenschaufeln ablenkt, wodurch die Turbine in Umdrehung versetzt und die Flüssigkeit in Form eines feinen Regens über einen beträchtlichen Radius verteilt wird. Es handelt sich hier um eine reine Zerstäubung, ohne Führungsflächen, so dass der Strahl nicht wie bei dem Regner gemäss der vorliegenden Erfindung auf eine Fläche geringen Umfanges nur in der Breitenrichtung abgelenkt, sondern mit teilweiser Höhenwirkung, demnach der Einwirkung des Windes stark unterliegend, auf grosse Wurfweite versprüht wird.
Bei einer anderen bekannten Ausführungsform eines Weitstrahlregners mit einer feststehenden, vertikal gerichteten Düse ist vor der Düsenöffnung und an sie anschliessend, ein um eine mit der Düsenachse zusammenfallende Achse drehbarer Konus, mit Schaufeln versehen, angeordnet. Dieser Konus besitzt jedoch gerade Erzeugende, so dass eine den Strahl nach der Breite lenkende Fläche im Sinne der vorliegenden Erfindung mit den durch sie hervorgerufenen Wirkung nicht vorhanden ist.
Vorteilhaft beginnen die Schaufeln der Freistrahlturbine in Abstand von der Düsenöffnung, damit der aus der Düse austretende Strahl sich auf dem Wegstück bis zu den Düsen ausrichten kann und voll auf die Schaufeln auftrifft. Die Turbinenachse wird zweckmässig durch die Austrittsöffnung der Düse zentriert hindurchgeführt, so dass sie vom Rand derselben in Abstand umgeben ist.
In der Düse ist ein Gleichrichter untergebracht.
Dieser besteht bei einer vorteilhaften Aus- führungsform aus einer zur Düsenachse senkrechten Scheibe oder Platte mit einer Reihe zylindrischer Bohrungen mit gegen die Turbinenachse geneigten, zum Ringschlitz zwischen Welle und Düsenöffnung zusammenlaufenden Achsen. Die Drehbewegung des aus der Rohrleitung austretenden Wassers wird durch diesen Gleichrichter abgebremst und dieses gelangt völlig gleichgerichtet zum Ringschlitz.
Wesentlich für die gute Funktion des Regners ist, dass der Abstand der Düsenöffnung von den Schaufeln kleiner gewählt wird als die Tiefe der Schaufeln.
Durch Austausch der Düse kann die Ringschlitzbreite der Düsenöffnung geändert und damit bei gleichem Zerstäubungsgrad eine Änderung der Wurfweite und eine Anpassung an den Wasserverbrauch erzielt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäss ausgebildeten Kleinregners dargestellt. Es zeigen Fig. 1 den Regner in Seitenansicht mit Schnitt durch die Düse und Fig. 2 eine Ansicht der Düse von rückwärts mit Draufsicht auf den Gleichrichter.
Auf der Welle 1 ist die Freistrahlturbine 2 mit auf einem Kegel 3 mit konkaven Erzeugenden angebauten gekrümmten Schaufeln 4 leicht drehbar gelagert. Die Ringfläche, entlang welcher der Konus auf einem Absatz 5 der Turbinenachse 1 aufsitzt, ist, um möglichst reibungslos zu arbeiten, sehr schmal. Die Turbinenachse geht genau zentrisch durch die Öffnung der Düse 6, derart, dass zwischen Welle 1 und Düsenöffnungsrand ein Ringschlitz 7 für den Durchtritt des Wasserstrahles verbleibt.
Durch Auswechslung der Düse gegen solche von anderem Öffnungsquerschnitt kann die Breite des Ringschlitzes 7 geändert und damit bei gleichem Zerstäubungsgrad eine geänderte Wurfweite erzielt oder die Wurfweite dem vorhandenen Wasserdruck angepasst werden.
Von Wichtigkeit ist, dass der Abstand x der Düsenöffnung von den Turbinenschaufeln grösser ist als die Schaufeltiefe y. Ein Verhältnis x : y
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gleich 4 : 3 hat sich in der Praxis als vorteilhaft erwiesen.
Die Düse besitzt ein Innengewinde 8, in welches zuerst die die Turbinenachse 1 festhaltende und zentrierende, gleichzeitig als Gleichrichter dienende Platte 10 und hierauf das Zuleitungsrohr eingeschraubt sind. Zum Zwecke des Gleichrichtens besitzt diese Platte 10 eine Reihe von im Umkreis um die Turbinenachse angeordneten zylindrischen Bohrungen 11, deren Achsen Kegelerzeugende bilden und nach dem Ringschlitz 7 der Düse gerichtet, also gegen die Düsenachse geneigt sind. Durch diese Bohrungen 11 erfolgt das Gleichrichten des Wasserstrahles, so dass dieser in der Richtung der Kegelerzeugenden zum Ringschlitz 7 gelangt, durch welchen er als Ringstrahl die Freistrahlturbine gleichzeitig allseits gleichmässig beaufschlag. Je stärker die Platte 10 bzw. je länger die Bohrungen 11 in derselben, um so vollkommener ist die Gleichrichtung.
Im allgemeinen genügt schon eine Länge der Bohrungen 11 von 6 bis 8 mm. Die Scheibe 10 ist noch mit einer mittleren Gewindebohrung 12 versehen, in welche die mit korrespondierendem Gewinde 13 versehene Turbinenachse eingeschraubt ist und dadurch ihre Lagerung und exakte Führung erhält, so dass sie genau zentriert durch die Düsenöffnung hindurchtritt.
Der Konus 3 ist über die Schaufeln hinaus verlängert und bildet einen Führungskranz 15, durch welchen die Beregnungsweite vergrössert wird. Durch Abschrägen der der Düse zugekehrten Kante 14 des Führungskranzes (gestrichelt) kann diese Vergrösserung noch gesteigert werden.
Das beschriebene Gerät bewirkt infolge der gleichzeitigen Beaufschlagung der Turbine eine vollkommene Zerstäubung und infolge der gekrümmten Konusform der Nabe eine entsprechende Wurfweite. Es vermag Kreisfläche von 6 m aufwärts bis zu 20 m Durchmesser und darüber je nach dem vorhandenen Betriebsdruck sprühregenartig zu beregnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Regner zur Beregnung von Flächen geringen Ausmasses, bei welchem eine Freistrahlturbine mit auf einem Konus aufgesetzten Schaufeln von dem aus einer Düse mit zu ihrer Achse konzentrischen Öffnungen austretenden Strahl beaufschlagt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Konus konkav gekrümmte Erzeugende besitzt.
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Sprinkler for sprinkling small areas
Sprinklers for sprinkling smaller areas (small and micro sprinklers) have so far generally been designed as reaction sprinklers, the defects of which are known, such as dependence on wind currents, uneven sprinkling, etc.
In this new sprinkler, in which a free jet turbine with blades placed on a cone is acted upon by the jet emerging from a nozzle with an opening concentric to its axis, the cone according to the invention has concavely curved generatrices. The jet impinging on the cone leaves the turbine in a substantially horizontal direction, as a result of which a significant reduction in throw and a good spreading effect is achieved.
Wide jet sprinklers have already been proposed which contain a free jet turbine that can be rotated in front of a nozzle with a vertical axis about an axis coinciding with this nozzle axis, the turbine axis having a convex or conical head facing the nozzle, which the jet striking it from the nozzle against the Turbine blades deflects, causing the turbine to rotate and the liquid is distributed in the form of a fine rain over a considerable radius. This is a pure atomization, without guide surfaces, so that the jet is not deflected only in the width direction onto an area of small circumference, as is the case with the sprinkler according to the present invention, but with a partial height effect, therefore strongly subject to the action of the wind large throwing distance is sprayed.
In another known embodiment of a wide-jet sprinkler with a stationary, vertically directed nozzle, a cone with blades, rotatable about an axis coinciding with the nozzle axis, is arranged in front of and adjacent to the nozzle opening. This cone, however, has straight generatrices, so that a surface directing the beam in width in the sense of the present invention with the effect caused by it is not present.
Advantageously, the blades of the free jet turbine begin at a distance from the nozzle opening so that the jet emerging from the nozzle can align itself on the section up to the nozzles and fully strike the blades. The turbine axis is expediently centered through the outlet opening of the nozzle, so that it is surrounded at a distance from the edge of the nozzle.
A rectifier is housed in the nozzle.
In an advantageous embodiment, this consists of a disk or plate perpendicular to the nozzle axis with a series of cylindrical bores with axes inclined towards the turbine axis and converging to form an annular slot between the shaft and the nozzle opening. The rotational movement of the water emerging from the pipeline is slowed down by this rectifier and it reaches the ring slot in a completely rectified manner.
It is essential for the good functioning of the sprinkler that the distance between the nozzle opening and the blades is chosen to be smaller than the depth of the blades.
By exchanging the nozzle, the ring slot width of the nozzle opening can be changed and thus a change in the throwing distance and an adjustment to the water consumption can be achieved with the same degree of atomization.
The drawing shows an embodiment of a small sprinkler designed according to the invention. 1 shows the sprinkler in a side view with a section through the nozzle and FIG. 2 shows a view of the nozzle from the rear with a plan view of the rectifier.
On the shaft 1, the free jet turbine 2 with curved blades 4 attached to a cone 3 with concave generators is mounted so as to be easily rotatable. The annular surface along which the cone rests on a shoulder 5 of the turbine axis 1 is very narrow in order to work as smoothly as possible. The turbine axis goes exactly centrally through the opening of the nozzle 6, in such a way that an annular slot 7 remains between the shaft 1 and the edge of the nozzle opening for the water jet to pass through.
By replacing the nozzle with one with a different opening cross-section, the width of the annular slot 7 can be changed and, with the same degree of atomization, a different throw can be achieved or the throw can be adapted to the existing water pressure.
It is important that the distance x between the nozzle opening and the turbine blades is greater than the blade depth y. A ratio x: y
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equal to 4: 3 has proven to be advantageous in practice.
The nozzle has an internal thread 8, into which first the plate 10 holding and centering the turbine axis 1 and simultaneously serving as a rectifier, and then the feed pipe, are screwed. For the purpose of straightening, this plate 10 has a number of cylindrical bores 11 arranged in the periphery of the turbine axis, the axes of which form cones and are directed towards the annular slot 7 of the nozzle, ie are inclined towards the nozzle axis. The water jet is straightened through these bores 11, so that it reaches the annular slot 7 in the direction of the cone-generating device, through which it acts as a ring jet on the free jet turbine on all sides at the same time. The stronger the plate 10 or the longer the bores 11 in it, the more perfect the rectification.
In general, a length of the bores 11 of 6 to 8 mm is sufficient. The disk 10 is also provided with a central threaded bore 12, into which the turbine axle provided with the corresponding thread 13 is screwed and thereby receives its bearing and precise guidance so that it passes through the nozzle opening in an exactly centered manner.
The cone 3 is extended beyond the blades and forms a guide ring 15 by which the sprinkling range is increased. This magnification can be further increased by chamfering the edge 14 of the guide ring (dashed) facing the nozzle.
As a result of the simultaneous loading of the turbine, the device described causes complete atomization and, as a result of the curved conical shape of the hub, a corresponding throw. It can irrigate circular areas from 6 m up to 20 m in diameter and above, depending on the existing operating pressure, like a drizzle.
PATENT CLAIMS:
1. Sprinkler for sprinkling areas of small dimensions, in which a free jet turbine with blades placed on a cone is acted upon by the jet emerging from a nozzle with openings concentric to its axis, characterized in that the cone has concavely curved generatrix.