BR112013021903B1 - Válvula de irrigação, e, tubo de irrigação - Google Patents
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Abstract
válvula de irrigação e tubo de irrigação é descrita uma válvula de irrigação que tem uma passagem de líquido, um diafragma de vedação e um orifício de controle que podem receber sinais de controle. o diafragma de vedação é mantido na válvula de uma maneira não fixada e é adaptado para selar a passagem. mediante recepção de um sinal de controle, o diafragma de vedação dobra e abre um caminho para líquido em torno do diafragma de vedação que pode sair da válvula.
Description
[001] Modalidades da presente invenção dizem respeito a válvulas de irrigação e, em particular, a válvulas de irrigação que são controladas por um sinal externo.
[002] Em tais válvulas, o sinal externo pode ser pressão de fluido e a pressão de fluido pode controlar a abertura e/ou fechamento da válvula.
[003] A patente U.S 5.829.473 descreve um sinal de controle hidráulico ou pneumático que é introduzido em uma válvula hidráulica por meio de pressão hidráulica ou pneumática. Esta pressão aplica uma força em um diafragma, fazendo assim com que o diafragma mova para uma posição na qual ele fecha a válvula para passagem de fluido através dela.
[004] As modalidades seguintes e seus aspectos são descritos e ilustrados em conjunto com sistemas, ferramentas e métodos que têm o objetivo de ser de escopo exemplar e ilustrativo, e não limitante.
[005] Em uma modalidade da presente invenção, é provida uma válvula de irrigação compreendendo uma passagem de líquido estendendo-se através dela pelo menos em parte ao longo de um eixo, um diafragma de vedação operacionalmente acoplado na passagem e um orifício de controle para receber um sinal de controle, o diafragma de vedação sendo mantido na válvula de uma maneira não fixa e sendo adaptado para selar a passagem, em que, mediante recepção de um sinal de controle, o diafragma de vedação é impelido a dobrar elasticamente para dessa forma abrir caminho para líquido em torno do diafragma de vedação que escoa a jusante para sair da válvula.
[006] Opcionalmente, o diafragma de vedação compreende superfícies superior e inferior opostas e uma superfície lateral periférica entre elas, as superfícies superior e inferior, respectivamente, voltadas para a montante e à jusante, e pelo menos uma porção do caminho para líquido em torno do diafragma de vedação escoar em contato com o diafragma ao longo de uma rota imaginária estendendo-se primeiro sobre a superfície superior, em seguida sobre a superfície lateral e então sobre a superfície inferior.
[007] Se desejado, o sinal de controle é na forma de pressão de líquido que escoa para dentro da válvula.
[008] Tipicamente, a válvula de irrigação compreende um diafragma de controle elástico localizado para dentro do orifício de controle, o diafragma de controle adaptado para dobrar sob a pressão do sinal de controle para dessa maneira transferir um sinal para dentro que causa o dobramento do diafragma de vedação que forma o caminho em torno do diafragma de vedação.
[009] Opcionalmente, o diafragma de controle, quando dobrado substancialmente, sela a válvula contra entrada de fluxo do sinal de controle que passou pelo diafragma de controle.
[0010] Tipicamente, o diafragma de vedação é adaptado para ser predisposto axialmente à montante e axialmente à montante e pelo menos, quando predisposto à jusante, é adaptado para apoiar-se em um suporte da válvula e pelo menos, quando predisposto à jusante, é adaptado para apoiar-se em uma borda da válvula, em que a maneira não fixa que o diafragma de vedação é mantido na válvula é caracterizada em que o suporte não sobrepõe axialmente a borda.
[0011] Preferivelmente, o diafragma de vedação, quando dobrado contra a borda, sela a passagem para o fluxo de líquido.
[0012] Em uma modalidade, é também provido um tubo de irrigação compreendendo uma válvula de irrigação de acordo com a presente invenção.
[0013] Opcionalmente, a válvula de irrigação é acoplada em uma extremidade do tubo e a abertura do caminho através da válvula é adaptada para descarregar líquido do tubo.
[0014] Ainda, opcionalmente, a válvula de irrigação é acoplada a um início do tubo e a abertura do caminho através da válvula é adaptado para deixar que líquido escoe a jusante para o tubo.
[0015] Além dos aspectos exemplares e da modalidade supradescrita, aspectos e modalidades adicionais ficarão aparentes pela referência às figuras e pelo estudo das descrições detalhadas seguintes.
[0016] Modalidades exemplares estão ilustradas com referência às figuras. Pretende-se que as modalidades e figuras aqui reveladas sejam consideradas ilustrativas, e não restritivas. Entretanto, a invenção, tanto quanto à organização quanto ao método de operação, junto com seus objetivos, recursos e vantagens, pode ser mais bem entendida pela referência à descrição detalhada seguinte, quando lida com as figuras anexas, em que: A Fig. 1 mostra uma vista de topo em perspectiva de uma válvula de irrigação de acordo com uma modalidade da presente invenção; A Fig. 2 mostra uma vista explodida da válvula mostrada na Fig. 1; A Fig. 3 mostra uma vista de topo em perspectiva de uma base da válvula; A Fig. 4A mostra uma vista de topo da base da válvula; A Fig. 4B mostra uma vista de topo da base e um diafragma de vedação da válvula sendo suportado pela base; A Fig. 5 mostra uma vista de topo em perspectiva de uma partição da válvula; A Fig. 6 mostra uma vista de base em perspectiva da partição da válvula; A Fig. 7A mostra uma vista seccional transversal da válvula em um estado fechado; A Fig. 7B mostra uma vista seccional transversal da válvula em um estado aberto; e A Fig. 8 mostra uma vista em perspectiva de uma porção de um sistema de irrigação incorporando uma válvula de acordo com uma modalidade da presente invenção.
[0017] Percebe-se que, por questão de simplicidade e clareza de ilustração, elementos mostrados nas figuras não foram necessariamente desenhados em escala.
[0018] Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos podem estar exageradas em relação a outros elementos por questão de clareza. Adicionalmente, onde considerado apropriado, números de referência podem ser repetidos nas figuras para indicar elementos iguais.
[0019] A atenção volta-se primeiro para as figuras 1 e 2. Uma válvula de irrigação 10 de acordo com uma modalidade da presente invenção pode ter uma base 12, um diafragma de vedação 14, uma partição 16, um pistão 18, um diafragma de controle 20 e um revestimento 22. A válvula 10 tem uma entrada 24 que é formada em um lado à montante da válvula 10 na base 12. Uma saída 26 da válvula 10, em uma forma opcional de diversas aberturas, é opcionalmente formada em um lado à jusante da válvula 10 no revestimento 22, e a válvula 10 tem, além disso, um orifício de controle 28 que é opcionalmente formado no revestimento 22 para receber sinais de controle externos para controlar a operação da válvula 10.
[0020] A válvula 10 estende-se ao longo de um eixo X e tem uma passagem de líquido que é formada nela e fornece comunicação de líquido entre a entrada 24 e a saída 26. Uma porção à montante da passagem é na forma de um lúmen estendendo-se axialmente 30 (mais bem visto nas figuras 7a e 7B) que é formado na base 12 e abre-se a partir da base 12 na entrada 24. Deve-se notar que termos direcionais que aparecem na especificação e reivindicações, por exemplo, “interno”, “externo”, “para cima”, “para baixo”, “à montante”, “à jusante”, etc. (e seus derivados) têm propósitos apenas ilustrativos, e não visam limitar o escopo das reivindicações anexas, e que os termos direcionais “para baixo”, “abaixo” e “inferior” (e seus derivados) definem direções idênticas.
[0021] Além do mais, nota-se que os termos direcionais “para cima” e “para baixo” (e seus derivados) referem-se a direções opostas estendendo-se ao longo do eixo X que podem coincidir, respectivamente, com as direções de fluxo à jusante e à montante, onde o fluxo através da válvula 10 estende-se ao longo do eixo X, tal como opcionalmente no lúmen 30. Finalmente, nota-se que cada parte da válvula 10, mesmo quando mostrado por si, será descrita aqui na sua respectiva orientação na válvula montada 10 e, portanto, em relação ao eixo X, e nas direções para cima, para baixo, à jusante e à montante.
[0022] A atenção volta-se para as figuras 3 e 4A. Um recesso 32 da base 12 que constitui uma parte da passagem é formado em um lado à jusante da base 12 e um lúmen 30 abre-se à jusante para o recesso 32. O recesso 32 é parcialmente delimitado por um piso voltado para cima 34 da base 12 e uma parede saliente 36 da base 12 que é formada em torno de um perímetro do piso 34 e projeta-se axialmente à jusante acima do piso 34. Um suporte 38 da base 12 que opcionalmente inclui uma pluralidade de saliências 40 é formado no recesso 32. As saliências 40 são localizadas sobre o piso 34 da base 12 em um padrão simétrico opcional em torno do eixo X com cada saliência 40 projetando-se à jusante acima do piso 34 e sendo separado de uma saliência adjacente 40 por uma folga 42.
[0023] Cada saliência 40 tem uma sede voltada para cima 44 que tem uma extremidade interna 46 proximal do eixo X e uma extremidade externa 48 distal do eixo X; e uma protuberância 50 de cada saliência 40 que fica para fora em relação à sede 44 salienta-se acima da sede 44 de perto da extremidade externa 48 da sede 44. Uma região de suporte efetiva opcional do suporte 38 é definida por um anel plano imaginário R que se estende em torno do eixo X e passa através de cada sede 44 entre suas extremidades interna e externa 46, 48. Uma periferia interna do anel R que define um diâmetro interno D do anel R estende-se através das extremidades internas 46 das sedes 44.
[0024] A atenção volta-se para a Fig. 4B. O diafragma de vedação 14 é opcionalmente em forma de disco e tem uma superfície superior 52 voltada à jusante, uma superfície inferior 54 (vista nas figuras 7A e 7B) voltada à montante e uma superfície lateral periférica 56 que conecta as superfícies superior e inferior 52, 54. Na válvula 10, o diafragma de vedação 14 fica localizado no recesso 32 da base 12 com sua superfície inferior 54 em uma região periférica da mesma sobrepondo as sedes 44 do suporte 38. Nesta posição, o diafragma de vedação 14 é recebido de forma confortável no suporte 38 opcionalmente apoiando-se nas sedes 44 e perifericamente delimitado em locais espaçados pelas protuberâncias 50 das saliências 40.
[0025] A atenção volta-se para as figuras 5 e 6. A partição 16 tem uma cavidade inferior 58 e uma cavidade superior 60 que se estendem axialmente uma depois da outra na partição. A cavidade inferior 58 é parcialmente delimitada por um teto voltado para baixo 62 da partição 16 e uma proteção 64 da partição 16 que é formada em torno de um perímetro do teto 62 e projeta-se axialmente à montante abaixo do teto 62. A cavidade superior 60 abre-se para fora da partição 16 no seu lado superior em uma abertura 64 e abre-se para baixo ao interior da cavidade inferior 58 em uma borda saliente 66 que salienta-se para baixo além do teto 62 ao interior da cavidade inferior 58. A borda saliente 66 é opcionalmente formada circularmente em torno do eixo X e tem um diâmetro d. A partição 16 tem além do mais, dois rasgos de chaveta 68 que se estendem lateralmente para fora da partição 16 e para fora do eixo X para prover comunicação entre a cavidade superior 60 e o ambiente em volta da partição 16.
[0026] A atenção volta-se para as figuras 2 a 6. Na válvula 10, a partição 16 é recebida na base 12 com sua proteção 64 sendo envolta de forma confortável pela parede 36 da base 12 e sua cavidade inferior 58 sendo unida com o recesso 32 da base 12 para definir uma câmara 70 da válvula 10 (câmara 70 pode ser vista nas figuras 7A e 7B). O diafragma de vedação 14 é mantido confinado na câmara 70 entre a base 12 e a partição 16 de maneira tal que movimento do diafragma de vedação 14 para baixo (à montante) faça com que o diafragma de vedação 14 apoie-se no suporte 38 nas sedes 44 e o movimento do diafragma de vedação 14 para cima (à jusante) faça com que o diafragma de vedação 14 apoie-se na borda 66.
[0027] A atenção volta-se para as figuras 7A e 7B. Na válvula 10, o diafragma de controle 20 é colocado adjacente à abertura 64 da partição 16 entre o orifício de controle 28 e o lado superior do pistão 18. O diafragma de controle 20 tem uma largura W1 medida ao longo do eixo X que é opcionalmente menor que a distância axial C1 entre porções da válvula 10 que confinam axialmente o diafragma de controle 20 de forma que o diafragma de controle 20 fique axialmente confinado na válvula 10 de uma maneira “flutuante”e “não fixada”. O diafragma de controle 20 é adaptado para transferir sinais de controle recebidos no orifício de controle 28 para a válvula 10 em direção ao pistão 18 e o pistão 18 é recebido de forma deslizante na cavidade superior 60 da partição 16 e é adaptado para ser impelido para baixo (à montante) para salientar-se em um lado inferior da mesma através da borda 66 para dentro da câmara 70 da válvula 10. A base 12 da válvula 10 é adaptada para anexar a uma fonte de fluido à montante (não mostrada) por roscas opcionais que são formadas em uma face externa da mesma. Opcionalmente, outros dispositivos podem ser providos na base 12 para anexação na fonte de fluido, tal como, por exemplo, um elemento farpado (não mostrado) ou qualquer outro conector ou dispositivo de anexação que pode ser adequado na aplicação na qual a válvula 10 é usada.
[0028] Em um estado fechado da válvula 10 (Fig. 7A), fluido sob pressão que entrou na válvula 10 através da entrada 24 ocupa o lúmen 30 da válvula 10 e apoia-se no diafragma de vedação 14 para impelir o diafragma de vedação 14 para encostar-se e/ou apoiar-se na borda 66 e selar a passagem de fluido através da válvula 10. Para formar um estado aberto na válvula 10 (Fig. 7B), um sinal de controle em uma forma opcional de fluido é impelido para dentro da válvula 10 através do orifício de controle 28 para apoiar-se no diafragma de controle 20. Acima de um patamar de pressão opcional do fluido no orifício de controle 28, o fluido que faz pressão no diafragma de controle 20 flexiona o diafragma de controle 20 e impele o pistão 18 para dentro para a válvula 10 até que o lado inferior do pistão 18 saliente-se ao interior da câmara 70 da válvula 10 através da borda 66 e dessa forma flexiona o diafragma de vedação 14 para fora da borda 66.
[0029] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, o diafragma de vedação 14 tem uma largura W2 medida ao longo do eixo X que é opcionalmente menor que a distância axial C2 dentre a borda 66 e as sedes 44 do suporte 38 que confinam axialmente o diafragma de vedação 14 na câmara 70 de maneira que o diafragma de vedação 14 fique axialmente confinado na câmara 70 da válvula 10 de uma maneira “flutuante” e “não fixada” entre a borda 66 e o suporte 38. Em algumas modalidades, entretanto, o diafragma de vedação 14 pode ser axialmente confinado na câmara 70 de uma maneira “não flutuante” que é caracterizada em que a largura W2 é ligeiramente maior que a distância axial C2. Isto pode aumentar o patamar de pressão que é necessário a fim de abrir a válvula 10 já que agora também a pressão do diafragma 14 que é pressionado contra a borda 66 tem que ser superada para a válvula 10 assumir seu estado aberto.
[0030] De acordo com algumas modalidades da presente invenção, o diâmetro d da borda 66 (d é indicado na Fig. 6) é opcionalmente menor que o diâmetro D da região de suporte efetiva do suporte 38 (D está indicado na Fig. 4A) e assim a borda 66 e a região de suporte efetiva do suporte 38 não se sobrepõem axialmente, ou ficam uma sobre a outra. Portanto, em tais modalidades, o diafragma de vedação 14 pode ser definido como sendo mantido axialmente confinado de uma maneira “não fixada” entre porções da válvula 10 (por exemplo, borda 66 e sedes 44) que não se sobrepõem, ou ficam uma sobre a outra.
[0031] As maneiras “não fixada” e/ou “flutuante” opcionais nas quais os diafragmas 14, 20 são confinados na válvula 10 podem assistir prolongar o período de tempo efetivo que eles podem efetivamente funcionar na válvula 10. Tensão que pode estar presente nos diafragmas 14, 20 se eles forem fixados na válvula reduziriam o período de tempo efetivo que eles podem funcionar. Tal tensão que pode ter se formado, por exemplo, entre porções fixadas dos diafragmas que são mantidas substancialmente fixas no lugar e porções dos diafragmas que são impelidas a flexionar, é substancialmente evitada, quando o diafragma é mantido de uma maneira “não fixada” e/ou “flutuante” na válvula 10. Os diafragmas 14, 20 quando impelidos a flexionar são adaptados para deslizar ligeiramente sobre as superfícies da válvula 10 nas quais eles apoiam-se, que resulta no efeito de que eles só dobram substancialmente e só apresenta tensão por causa do dobramento e evita substancialmente qualquer tensão adicional que possa ter estado presente se eles forem fixados na válvula 10.
[0032] A atenção volta-se para a Fig. 7B. No estado aberto da válvula 10, a elevação do diafragma de vedação 14 para fora da borda 66 forma um espaço entre a superfície superior 52 do diafragma de vedação 14 e a borda 66 que permite que um fluxo de fluido indicado pelas setas pontilhadas seja formado através da válvula 10. Fluido à montante da válvula 10 pode agora escoar a jusante através da entrada 24 para o lúmen 30 da válvula 10 para desviar do diafragma de vedação 14. O fluido escoa através das folgas 42 do suporte 38 e então sobre a superfície superior 52 do diafragma de vedação 14 e através do espaço entre a superfície 52 e a borda 66 para dentro da cavidade superior 60 da partição 16. Daí, o fluido escoa lateralmente para fora do eixo X através dos rasgos de chaveta 68 da partição 16 para o ambiente que é dimensionado entre o revestimento 22 e a partição 16 e daí o fluido escoa para fora da válvula 10 através das saídas 26 no revestimento 22 para o ambiente externo fora da válvula.
[0033] A atenção volta-se agora para a Fig. 8. Em uma modalidade da presente invenção, a válvula 10 é adaptada para ser usada em um sistema de irrigação por gotejamento 74 que inclui uma pluralidade de linhas de irrigação por gotejamento 76 que é disposta em um campo para irrigar o campo. Opcionalmente, uma extremidade de cada linha de irrigação por gotejamento 76 é acoplada em uma dada válvula 10 e um tubo de controle 78 que é disposto no campo fornece comunicação fluídica com os orifícios de controle 28 das válvulas 10.
[0034] Durante irrigação, matéria tal como grãos, sujeira ou similares que existe no líquido usado para irrigação pode acumular com o tempo e bloquear substancialmente pelo menos parte da irrigação que é realizada pelas linhas de irrigação de gotejamento 76. Em alguns casos, lavagem periódica das linhas de irrigação de gotejamento 76 pode assistir na remoção de tal matéria das linhas 76 e dessa forma melhorar a capacidade do sistema de irrigação 74 de funcionar adequadamente.
[0035] Em uma modalidade da presente invenção, a lavagem periódica das linhas de irrigação por gotejamento 76 é feita provendo-se um sinal de controle para as válvulas 10 que dispara as válvulas para assumir seus estados abertos e permitir que líquido escoe através das linhas de irrigação por gotejamento 76 para ser descarregado das linhas para dessa forma remover tal matéria que pode ter se acumulado nas linhas 76.
[0036] Em uma modalidade, o tubo de controle 78 é acoplado a uma fonte de fluido (não mostrada) tal como a fonte que fornece líquido ao sistema de irrigação 74 e sob demanda líquido da fonte pode escoar através do tubo de controle 78 para entrar nas válvulas 20 nos seus orifícios de controle 28 e impelir as válvulas 10 para assumir seus estados abertos e permitir que as linhas de irrigação por gotejamento 76 que estão acopladas no tubo de controle 78 sejam lavadas.
[0037] Em um exemplo não limitante, o tubo de controle 78 é operacionalmente acoplado a uma fonte de fluido, tal como uma bomba operada manualmente, e, mediante operação da bomba, fluido tal como ar seja impelido a escoar através do tubo de controle 78 para entrar nas válvulas 10 nos seus orifícios de controle 28 e impelir as válvulas 10 para assumir seus estados abertos e deixar que as linhas de irrigação por gotejamento 76 que são acopladas no tubo de controle 78 sejam lavadas.
[0038] Em uma outra modalidade, a válvula 10 pode ser montada no início de uma linha de irrigação 76 (não mostrada) a fim de controlar a entrada de líquido à jusante na linha.
[0039] Na descrição e reivindicações do presente pedido, cada um dos verbos “compreender”, “incluir” e “ter”, e suas formas conjugadas, é usado para indicar que o objeto ou objetos do verbo não são necessariamente uma listagem completa de membros, componentes, elementos ou partes do sujeito ou sujeitos do verbo.
[0040] Embora a presente modalidade tenha sido descrita com até certo grau de particularidade, deve-se entender que várias alterações e modificações podem ser feitas sem fugir do escopo da invenção na forma a seguir reivindicada.
Claims (10)
1. Válvula de irrigação (10) compreendendo: uma passagem de líquido estendendo-se através dela pelo menos em parte ao longo de um eixo (X); um diafragma de vedação (14) operacionalmente acoplado na passagem; e caracterizada pelo fato de que compreende: um orifício de controle (28) para receber um sinal de controle, o orifício de controle não estando em comunicação de fluido com a passagem de líquido; o diafragma de vedação sendo mantido na válvula de uma maneira não fixada e que é adaptado para selar a passagem, em que, mediante recepção de um sinal de controle, o diafragma de vedação (14) é impelido para dobrar elasticamente para dessa forma abrir um caminho para líquido em torno do diafragma de vedação que escoa a jusante para sair da válvula (10).
2. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diafragma de vedação (14) compreende superfícies superior (52) e inferior (54) opostas e uma superfície lateral periférica (56) entre elas, as superfícies superior e inferior respectivamente confrontam-se à montante e à jusante e pelo menos uma porção do caminho para líquido em torno do diafragma de vedação (14) escoa em contato com o diafragma ao longo de uma rota imaginária estendendo-se primeiro sobre a superfície superior e então sobre a superfície lateral e então sobre a superfície inferior.
3. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o sinal de controle é na forma de pressão de líquido que escoa para dentro da válvula.
4. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que compreende um diafragma de controle (20) elástico localizado para dentro do orifício de controle (28), o diafragma de controle adaptado para dobrar sob a pressão do sinal de controle para dessa forma transferir um sinal para dentro que causa dobramento do diafragma de vedação (14) que forma o caminho em torno do diafragma de vedação.
5. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que o diafragma de controle (20), quando dobrado, sela a válvula do fluxo interno do sinal de controle que passou pelo diafragma de controle.
6. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o diafragma de vedação (14) é adaptado para ser predisposto axialmente à montante e axialmente à jusante e, pelo menos quando predisposto à montante, é adaptado para apoiar-se em um suporte (38) da válvula e, pelo menos quando predisposto à jusante, é adaptado para apoiar-se em uma borda da válvula (10), em que a maneira não fixada que o diafragma de vedação é mantido na válvula é distinto em que o suporte não sobrepõe axialmente a borda.
7. Válvula de irrigação, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que o diafragma de vedação (14), quando se apoiando na borda, sela a passagem para o escoamento de líquido.
8. Tubo de irrigação caracterizado pelo fato de que compreende uma válvula de irrigação (10) como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 7 que é para afetar o fluxo através do tubo.
9. Tubo de irrigação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a válvula de irrigação (10) é acoplada em uma extremidade do tubo e a abertura do caminho através da válvula é adaptada para descarregar líquido fora do tubo.
10. Tubo de irrigação, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a válvula de irrigação (10) é acoplada a um início do tubo e a abertura do caminho através da válvula é adaptada para permitir que fluido escoe à jusante para dentro do tubo.
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