BRPI0520829B1 - Regulador de fluxo de fluido - Google Patents

Abstract

regulador de fluxo de fluido. trata-se de um regulador de fluxo de fluido (20) que compreende: uma porta de entrada de fluido (34) e uma porta de saida de fluido (54); pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta (60) definido por um fundo planar (62) e por duas paredes laterais (64) que se comunicam com a porta de saída (54) em uma junção (66) e tem uma seção transversal que diminui com a distância a partir da junção; um diafragma elástico (40); uma prateleira de suporte (58) na qual é assentado o diafragma (40) e que suporta o diafragma (40) ao longo de um contorno planar paralelo ao fundo de cada um de pelo menos um canal (60); em que, para regular o fluxo de fluido, com uma pressão de fluido de entrada crescente o diafragma (40) cobre as partes da face aberta que são mais distantes da junção (66) em uma região onde a seção transversal diminui com a distância a partir da junção (66).

Description

REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO

CAMPO DA INVENÇÃO A invenção refere-se a reguladores para controlar o fluxo de um fluido.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

Os reguladores de fluxo de fluidos, particularmente os reguladores utilizados para controlar o fluxo de água em sistemas de irrigação, frequentemente controlam o fluxo de água mediante o controle da resistência ao fluxo da água através de pelo menos um canal de controle de fluxo relativamente pequeno. Os reguladores de fluxo de água relativamente pequenos utilizados para aplicações de irrigação propiciam tipicamente vazões reguladas entre aproximadamente 10 e 100 litros por hora (L/h) e têm componentes normalmente formados a partir de plástico por meio de moldagem por injeção.

Os reguladores compreendem geralmente uma entrada e uma saída através das quais a água entra e sai respectivamente no regulador, e um diafragma elástico que impede que a água que entra pela entrada flua diretamente para a saída. A entrada e a saída ficam normalmente posicionadas de modo que ficam uma voltada para a outra, com o diafragma assentado em uma prateleira de suporte e posicionado entre elas. O diafragma impede que a água que entra no regulador passe através de pelo menos um canal de controle de fluxo para que a água alcance a saída e flua para fora do regulador. O diafragma é responsivo à pressão da água de entrada, e à medida que a pressão da água de entrada aumenta o diafragma passa por uma distorção crescente. O diafragma e pelo menos um canal de controle de fluxo são configurados de modo que à medida que a distorção aumenta, a resistência ao fluxo de pelo menos um canal de fluxo aumenta de maneira substancialmente proporcional à pressão da água de entrada. Em conseqüência disto, uma quantidade de água que passa através do regulador é substancialmente independente das mudanças na pressão da água de entrada.

Geralmente, pelo menos um canal de controle de fluxo é um. canal de fluxo de face aberta definido por um fundo e por duas paredes laterais. A profundidade do canal em qualquer posição ao longo do comprimento do canal é definida como a altura das paredes laterais nessa posição. Em operação, o diafragma distorce com a pressão de entrada crescente para cobrir um comprimento crescente, doravante o "comprimento de cobertura", da face aberta do canal. A água é impedida de fluir através do comprimento de cobertura do canal para alcançar a saída, e à medida que o comprimento de cobertura aumenta com pressão de entrada a resistência do canal ao fluxo de água aumenta.

Em alguns reguladores, quando o diafragma distorce com a pressão de entrada crescente, o diafragma cobre primeiramente a face aberta de um canal de fluxo em uma posição, doravante uma "junção", em que o canal se comunica com a saída. Â medida que a pressão de entrada aumenta, a distorção do diafragma aumenta e cobre a face aberta do canal a distâncias progressivamente maiores da junção e em posições mais próximas da prateleira de suporte. O comprimento de cobertura do canal estende-se da junção e aumenta com a pressão de entrada crescente em uma direção que se afastada da saída rumo à prateleira de suporte.

No entanto, à medida que a distorção do diafragma do regulador se aproxima da prateleira do suporte, a taxa de distorção do diafragma, com aumento na pressão de entrada da água, se desvia das linearidades e diminui com a pressão de entrada crescente. Em conseqüência disto, a taxa de aumento do comprimento de cobertura da face aberta de pelo menos um canal de fluxo como uma função do aumento na pressão de entrada geralmente diminui com a pressão de entrada crescente. Se o canal tiver uma seção transversal uniforme, a sua resistência ao fluxo aumenta a uma taxa substancialmente constante com o aumento no comprimento de cobertura e o regulador deve geralmente ser feito relativamente grande de modo que, para uma faixa de pressões de entrada para as quais o regulador é utilizado, a resistência ao fluxo de pelo menos um canal aumenta de maneira substancialmente linear com a pressão de entrada.

Foram produzidos reguladores menores nos quais, quando o diafragma distorce com pressão de entrada crescente, o diafragma cobre primeiramente a face aberta de um canal de fluxo perto da prateleira de suporte, e quando a pressão de entrada aumenta, o diafragma distorce para cobrir progressivamente as regiões da face aberta do canal mais perto da junção e mais distante da prateleira de suporte. 0 comprimento de cobertura do canal estende-se de uma região perto da prateleira de suporte e aumenta com a pressão de entrada crescente em uma direção rumo à saída e se afastando da prateleira de suporte e não em uma direção da saída rumo à prateleira de suporte.

Para esses reguladores, os canais de fluxo são configurados de modo que, em regiões mais próximas da prateleira de suporte, a face aberta do canal fique mais perto do diafragma do que em regiões mais próximas da entrada, e o canal é mais largo e mais raso em regiões mais próximas da prateleira de suporte do que em regiões mais próximas da saída. O canal fica progressivamente mais largo e mais raso a distâncias mais afastadas da entrada e a resistência do canal ao fluxo por unidade de comprimento do canal aumenta com a distância crescente, doravante indicada como a "distância do canal", da entrada. A profundidade decrescente do canal com a distância diminui diretamente a seção transversal com a distância. A largura crescente do canal parece aumentar a seção transversal do canal com a distância do canal, No entanto, em operação, o aumento na largura contribui geralmente para a diminuição da seção transversal do canal com a distância do canal porque nas partes mais largas do canal o diafragma comprime uma distância maior no canal e "bloqueia" a seção transversal mais do que nas partes mais estreitas do canal.

Embora a configuração dos canais de controle de fluxo com uma profundidade decrescente e uma largura crescente permita que os reguladores de fluxo sejam projetados menores, as relações entre a profundidade do canal, a largura e as características do diafragma são relativamente complicadas e a modificação dos moldes por injeção utilizados na produção dos reguladores para modificar as vazões que eles propiciam é frequentemente uma tarefa tediosa e relativamente cara, Além disso, devido ao fato que os canais ficam progressivamente mais estreitos a distâncias mais próximas da junção, isto é, a distâncias menores do canal, os canais ficam suscetíveis a entupimento com sujeira e resíduos em partículas carregados pela água, Além disso, a pressões mais elevadas de entrada de água, a operação dos reguladores na regulagem do fluxo água é relativamente sensível às variações nas características, por exemplo, elasticidade e espessura, do diafragma. A patente U.S. n° . 4.796.810, cuja .citação é aqui incorporada a título de referência, descreve um sistema de aspersão de irrigação giratório que compreende um regulador de controle de fluxo que tem um diafragma elástico para controlar a vazão. A patente U.S. n° . 5.279.462, cuja citação é aqui incorporada a título de referência, descreve uma unidade de controle de fluxo de fluido que tem componentes de plástico moldados por injeção que são configurados para a montagem de um conjunto aperfeiçoado utilizando um processo de soldagem ultra-sônica.

DESCRIÇÃO RESUMIDA DA INVENÇÃO

Um aspecto de algumas realizações da invenção refere-se à provisão de um regulador de fluxo de fluido que tem um diafragma elástico e uma configuração aperfeiçoada de pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta. A configuração aperfeiçoada propicia uma melhor regulagem do fluxo de fluido e permite que os moldes por injeção utilizados na produção do regulador sejam modificados de uma maneira relativamente fácil para mudar uma vazão regulada que o regulador provê.

De acordo com um aspecto de algumas realizações da invenção, o regulador compreende uma prateleira de suporte sobre a qual é assentado o diafragma e que suporta o diafragma ao longo de um contorno planar, e pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta que tem um seção transversal do canal que diminui com a distância do canal. Pelo menos um canal de controle de fluxo é definido por um fundo planar paralelo ao contorno planar e duas paredes laterais.

De acordo com um aspecto de algumas realizações da invenção, o canal tem uma profundidade substancialmente uniforme ao longo de seu comprimento e as paredes laterais convergem uma para a outra de modo que o canal se estreita com a distância do canal e a seção transversal do canal diminui com distância do canal substancialmente somente em proporção ao estreitamento do canal. Uma taxa de aumento na resistência do canal ao fluxo como uma função do comprimento( de cobertura do canal aumenta, portanto, com o comprimento de cobertura e desse modo com a pressão de entrada. 0 estreitamento de pelo menos um canal, de acordo com uma realização da invenção, compensa a diminuição na taxa de aumento do comprimento de cobertura com a pressão de entrada e modera a dependência do fluxo de fluido de saída provido pelo regulador na pressão do fluido de entrada.

Opcionalmente, pelo menos um canal de fluxo compreende uma pluralidade de canais de fluxo e os fundos de todos os canais de fluxo são coplanares. Em uma realização da invenção, a taxa na qual pelo menos um canal se estreita como uma função da distância, isto é, a distância do canal ao longo do canal a partir da junção, é combinada às características do diafragma e um regime de pressão em que o regulador deve operar de modo que a resistência ao fluxo de fluido seja substancialmente proporcional à pressão de entrada de fluido.

Em qualquer ponto ao longo de pelo menos um canal, um ângulo entre as paredes laterais ao qual as paredes laterais convergem com a distância do canal é indicado como um "ângulo de convergência". Opcionalmente, a largura de pelo menos uma distância do canal como, uma função do canal é uma função linearmente decrescente da distância do canal e as paredes convergem com um ângulo de convergência constante. Em algumas realizações da invenção, o ângulo de convergência é um ângulo entre aproximadamente 10 e 50 graus. O autor da presente invenção descobriu que para algumas faixas das vazões de saída tipicamente utilizadas em aplicações de irrigação, uma vazão regulada provida por um regulador de acordo com uma realização da invenção pode ser imediatamente ajustada ao ajustar substancialmente somente a profundidade dos canais de controle de fluxo do regulador. O aumento da profundidade aumenta a vazão de saída do regulador e a diminuição da profundidade diminui a vazão de saída, e um aumento ou uma diminuição na profundidade do canal não afeta substancialmente a função de regulagem do regulador. Em alguns exemplos para os quais uma mudança na profundidade compromete a regulagem da vazão, a regulagem da vazão pode geralmente ser melhorada satisfatoriamente por uma mudança efetuada de maneira relativamente fácil no ângulo de convergência da parede lateral.

Supondo que os canais de fluxo do regulador são formados através de moldagem por injeção, devido ao fato que o fundo de cada uma de pelo menos um canal é planar e se encontra em um mesmo plano paralelo à prateleira de suporte do diafragma, um molde por injeção utilizado para formar os canais pode ser frequentemente ajustado de maneira relativamente fácil para ajustar a profundidade do canal. Por exemplo, no processo de moldagem por injeção, os canais de fluxo são formados por protuberâncias em um molde por injeção que são relevos negativos de pelo menos um canal. Supõe-se que o regulador seja formado com canais de controle de fluxo relativamente profundos e é obtida uma vazão de saída regulada que é demasiadamente grande. O molde utilizado para a produção dos canais do regulador podem ser modificados de maneira relativamente fácil para reduzir a vazão ao fresar uma quantidade desejada de saliências do canal de fluxo de modo que o molde produza canais de controle de fluxo mais rasos.

Portanto, de acordo com uma realização da invenção, é apresentado um regulador de fluxo de fluido que compreende: uma porta de entrada de fluido e uma porta de saída de fluido; pelo menos um o canal de controle de. fluxo de face aberta definido por um inferior planar e duas paredes laterais que se comunicam com a porta de saída em uma junção e tem uma seção transversal que diminui com a distância a partir da junção; um diafragma elástico; uma prateleira de suporte na qual é assentado o diafragma e que suporta o diafragma ao longo de um contorno planar paralelo ao fundo de cada um de pelo menos um canal; em que, para regular o fluxo de fluido, com a pressão de fluido de entrada crescente, o diafragma cobre as partes da face aberta que ficam mais distantes da junção em uma região onde a seção transversal diminui com distância a partir da junção.

Opcionalmente, pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta compreende uma pluralidade de canais. Opcionalmente, os fundos de pelo menos dois dos canais de controle de fluxo são coplanares.

Em algumas realizações da invenção, as paredes laterais convergem uma para a outra com a distância a partir da junção. Opcionalmente, as paredes laterais convergem com a distância ao longo de pelo menos um canal de fluxo com um ângulo de convergência constante.

Em algumas realizações da invenção, as paredes laterais dos canais de controle de fluxo diferentes de pelo menos um canal de controle de fluxo convergem a ângulos de divergência constantes diferentes. Em algumas realizações da invenção, as paredes laterais dos canais de controle de fluxo diferentes de pelo menos um canal de controle de fluxo convergem a um mesmo ângulo de convergência constante.

Em algumas realizações da invenção, as paredes laterais têm uma altura uniforme ao longo do comprimento de pelo menos um canal.

De acordo com uma realização da invenção, também é apresentado um regulador de fluxo de fluido que compreende: uma porta de entrada de fluido e uma porta de saída de fluido; pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta definido por um fundo planar e duas paredes laterais que se comunicam com a porta de saída em uma junção e tem um seção transversal que diminui com a distância a partir da junção; um diafragma elástico; uma prateleira de suporte na qual é assentado o diafragma; em que, para regular o fluxo de fluido, com o aumento da pressão de entrada o diafragma cobre as partes de face aberta que ficam mais distantes da junção em uma região onde a seção transversal diminui com distância a partir da junção.

BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS

Os exemplos não limitadores das realizações da presente invenção são descritos abaixo com referência às figuras em anexo, as quais são listadas abaixo depois deste parágrafo. Nas figuras, as estruturas, os elementos ou as parte idênticas que aparecem em mais de uma figura são geralmente etiquetadas com uma mesma referência numérica em todas as figuras em que aparecem. As dimensões dos componentes e as características mostradas nas figuras são escolhidas para fins de conveniência e clareza da apresentação e não são mostradas necessariamente em escala. A Figura 1Ά mostra esquematicamente uma vista parcialmente destacada explodida de um regulador de fluxo de fluido, de acordo com uma realização da invenção; a Figura 1B mostra esquematicamente uma vista montada, parcialmente destacada do regulador mostrado na Figura IA, de acordo com uma realização da invenção; as Figuras 2A e 2B mostram vistas destacadas esquemáticas em perspectiva e em seção transversal, respectivamente, do regulador mostrado nas Figuras IA e 1B que ilustram a distorção de um diafragma no regulador a uma pressão relativamente baixa, de acordo com uma realização da invenção; as Figuras 2C e 2D mostram, respectivamente, vistas destacadas em perspectiva e seção transversal do regulador mostrado nas Figuras 2A e 2B que ilustram a distorção de um diafragma no regulador a uma pressão relativamente alta, de acordo com uma realização da invenção; e a Figura 3 mostra que um diagrama esquemático de uma inserção de um molde por injeção utilizado na produção de canais de fluxo em um regulador, de acordo com uma realização da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE REALIZAÇÕES EXEMPLIFICADORAS A Figura IA mostra esquematicamente uma vista explodida e parcialmente destacada de um regulador de controle de fluxo 20, de acordo com uma realização da invenção. A Figura 1B mostra esquematicamente uma vista parcialmente destacada montada do regulador de controle de fluxo 20 mostrado na Figura IA. Para fins de conveniência da apresentação, supõe-se que o regulador 20 seja utilizado para controlar o fluxo de água. O regulador 20 compreende opcionalmente uma cobertura de entrada 30, um diafragma 4 0 e uma cobertura de saída 50. Opcionalmente, a cobertura de entrada 30 é moldada por injeção a partir de um plástico apropriado como uma unidade integral ao utilizar qualquer um de vários métodos conhecidos no estado da técnica. Opcionalmente, a cobertura de saída 50 é formada similarmente por meio de moldagem por injeção como uma única unidade integral. A cobertura de entrada 3 0 tem uma borda 3 2 e é opcionalmente formada com uma porta de entrada 34 do regulador e um tubo de acoplamento de entrada 3 6 que tem qualquer formato apropriado para acoplar o regulador a uma fonte de água. Uma estrutura de suporte de diafragma opcionalmente anular 38 é formada em uma superfície interior da cobertura de entrada 30 para manter a posição do diafragma 40 quando o regulador 20 é montado. Opcionalmente, a cobertura de entrada 30 é moldada por injeção a partir de um plástico apropriado como uma unidade integral ao utilizar qualquer um de vários métodos conhecidos no estado da técnica. A cobertura de saída 5 0 tem uma borda 52 e é opcionalmente formada com uma porta de saída 54 do regulador e um tubo de acoplamento de saída 56 que tem qualquer formato apropriado para acoplar o regulador 20 a um sistema de fluxo de fluido ao qual o regulador 2 0 fornece um fluxo de água regulado. A cobertura de saída é formada com uma prateleira de suporte de diafragma planar 58 que suporta o diafragma 40 do regulador e com pelo menos um canal de controle de fluxo 60. Cada um de pelo menos um canal de controle de fluxo 60 se comunica com a porta de saída 54 em uma junção 66 e é um canal de face aberta definido por um fundo 62 e duas paredes laterais 64. Uma junção oposta 66 em uma extremidade 70 de cada um de pelo menos um canal de fluxo 60, o canal conecta opcionalmente com uma entrada 72 do canal formada em uma saia opcionalmente inclinada 74 que circunda opcionalmente a região em que pelo menos um canal de fluxo é formado. A saia inclinada 74 funciona como um distribuidor para as entradas 72 do canal e o distribuidor e as entradas operam de modo a guiar a água para pelo menos um canal 60. Opcionalmente, pelo menos um canal de controle de fluxo compreende uma pluralidade de canais de fluxo, e a título de exemplo é mostrado um regulador 20 que compreende quatro canais de fluxo 60. Opcionalmente, os canais de fluxo são configurados simetricamente em torno da porta de saída 54.

De acordo com uma realização da invenção, o fundo 62 de pelo menos cada um dos canais de controle de fluxo 60 é liso e se encontra em um plano que é paralelo ao plano da prateleira de suporte 58. Opcionalmente, as paredes laterais 64 de um determinado canal de controle de fluxo 60 são imagens especulares entre si e, opcionalmente, são substancialmente perpendiculares ao fundo 62. De acordo com uma realização da invenção, as paredes laterais 64 de um dado canal de fluxo 60 têm uma mesma altura uniforme ao longo do canal 6 0 em relação ao fundo 62 do canal de fluxo e uma distância de separação entre as paredes laterais, isto é, a largura de tal canal de fluxo, diminui com a distância, isto é, a distância do canal, ao longo do canal a partir da junção 66. Em conseqüência disto, o canal tem uma área em seção transversal que varia com a distância da junção 66 substancialmente somente como uma função da separação da parede lateral e diminui com distância ao longo do canal a partir da junção. Opcionalmente, a largura do canal de fluxo é uma função linearmente decrescente da distância do canal.

Conforme mostrado na vista montada do regulador 20 na Figura 1B, as cobertas de entrada e saída 3 0 e 5 0 são unidas uma à outra para formar um volume de fluxo interno com o diafragma 40 posicionado pela estrutura de suporte 38 de modo que ele é apoiado na prateleira de suporte 58. O diafragma 40 impede que a água que entra na porta de entrada 34 flua diretamente para a porta de saída 54 e divide o volume de fluxo interno em uma câmara de entrada 81 em um lado do diafragma que se comunica com a porta de entrada 34 e uma câmara de saída 82 no outro lado do diafragma que se comunica com a porta de saída 54. A água que entra no regulador 2 0 através da porta de entrada 34 acumula na câmara de entrada 81 e flui da mesma, opcionalmente através de uma porta de saída 84 da câmara de entrada, através de "um canal de desvio" (não mostrado) para entrar e se acumular na câmara de saída 82 através de uma porta de entrada 86. O canal de desvio é definido opcionalmente pela estrutura na superfície exterior da borda 52 da cobertura de saída 50 e na superfície interna da borda 32 da cobertura de entrada 30. A pressão nas câmaras de entrada e saída 81 e 82 não é a mesma, em que a pressão na câmara de entrada é maior do que a pressão na câmara de saída. A "sobrepressão" na câmara de entrada 81 distorce o diafragma 4 0 de modo que ele se comprime de modo a cobrir pelo menos uma parte da face aberta de pelo menos um canal 60. A parte da face aberta de pelo menos um canal 60 que é coberta pelo diafragma estende-se da junção 66 a uma posição ao longo do canal a uma distância a partir da junção que é uma função da sobrepressão. Quando a pressão da água de entrada aumenta, a sobrepressão na câmara de entrada 81 aumenta, a distorção do diafragma 40 aumenta e o diafragma se comprime para cobrir um comprimento maior, isto é, "o comprimento de cobertura", da face aberta de pelo menos um canal.

Para fluir para fora do regulador 20, a água na câmara de saída deve fluir através da parte coberta de pelo menos um canal de saída 60 para atingir a porta de saída 54. Uma vez que o comprimento de cobertura do canal aumenta com a pressão de entrada, a resistência ao fluxo de fluido de pelo menos um canal aumenta e modera a dependência do fluxo da água fora do regulador na pressão de entrada. 0 aumento na resistência ao fluxo do canal com o aumento no comprimento de cobertura é um resultado de ambos o aumento no comprimento do canal através do qual a água deve fluir para sair do regulador 20 e porque, de acordo com uma realização da invenção, as adições à parte coberta do canal com um aumento no comprimento de cobertura têm geralmente seção transversais progressivamente decrescentes.

As Figuras 2A e 2B mostram vistas esquemáticas destacadas em perspectiva e destacada, respectivamente, do regulador 20 que ilustram esquematicamente a distorção do diafragma 40 no regulador a uma pressão relativamente baixa, de acordo com uma realização da invenção. O fluxo de água que entra e sai no regulador 20 é indicado esquematicamente pelas setas 90. Para fins de comparação, as Figuras 2C e 2D mostram vistas esquemáticas destacadas em perspectiva e em seção transversal, respectivamente, do regulador 20 que ilustram esquematicamente a distorção do diafragma 40 no regulador a uma pressão relativamente alta, de acordo com uma realização da invenção. As figuras ilustram esquematicamente a distorção aumentada do diafragma 40 e os comprimentos de cobertura maiores resultantes à pressão de entrada mais alta. À pressão relativamente baixa mostrada na Figura 2A, o diafragma 40 é moderadamente distorcido e cobre uma parte moderada de pelo menos um canal 60. Â pressão relativamente alta, o comprimento de cobertura do canal 60 é aumentado substancialmente. Para fins de conveniência de apresentação, o diafragma 40 é destacado ao longo de uma linha que segue as bordas de dois canais de fluxo 60.

No entanto, a distorção do diafragma de controle de fluxo de fluido em geral é não-linear com o aumento na pressão de entrada. Geralmente, a taxa de aumento na distorção do diafragma 40 e a taxa de aumento correspondente no comprimento de cobertura diminuem como uma função do aumento da pressão de entrada. A menos que seja compensado, as taxas diminuídas devem degradar a capacidade do regulador 20 de manter um fluxo de saída regulado substancialmente constante da água quando a pressão de entrada da água é alterada. A compensação, de acordo com uma realização da invenção, é obtida pelo estreitamento de pelo menos um canal 60 com o aumento da distância ao longo do canal a partir da junção 66, tal como discutido acima. O estreitamento resulta em uma diminuição na seção transversal do canal com o aumento da distância ao longo do canal a partir da junção 66 e a taxa maior concomitante de resistência ao fluxo do canal com o aumento do comprimento de cobertura. 0 estreitamento do canal de fluxo é determinado opcionalmente de modo que a resistência do canal ao fluxo de fluido seja substancialmente proporcional à pressão da água de entrada, em conseqüência do que o regulador 20 provê um fluxo regulado de saída de fluido que é substancialmente independente da pressão de entrada. Em algumas realizações da invenção, as características do diafragma 4 0 e um regime de pressão em que o regulador 2 0 opera são tais que a diminuição na taxa de aumento do comprimento de cobertura com a pressão de entrada é tal que uma diminuição linear na largura do canal com a distância do canal pode compensar satisfatoriamente a diminuição da taxa do comprimento de cobertura. O autor da presente invenção descobriu que para as pressões de entrada de água entre aproximadamente 0,5 bar e aproximadamente 6 bars, que são encontradas tipicamente em aplicações de irrigação, uma diminuição linear satisfatória na largura do canal é geralmente obtida se as paredes laterais convergirem com a distância do canal a um ângulo entre aproximadamente 10 e aproximadamente 50 graus.

Para um determinado ângulo de convergência de pelo menos um canal de controle de fluxo 60, uma magnitude de vazão regulada da água provida pelo regulador 2 0 é determinada substancialmente pela profundidade do canal. O aumento da profundidade do canal aumenta a vazão de saída regulada e a diminuição da profundidade do canal diminui a vazão de saída regulada. Devido ao fato que a capacidade do regulador 20 de manter um fluxo de saída relativamente constante é determinada substancialmente somente pelo estreitamento da largura do canal, para algumas faixas de profundidades do canal e vazões de saída correspondentes, a alteração da profundidade do canal não afeta substancialmente a eficácia da regulagem do fluxo de saída com a pressão de entrada. Para essas faixas, a configuração do canal de acordo com uma realização da invenção desacopla a função de regulagem do regulador 20 de uma magnitude do fluido regulado e a mudança na profundidade do canal só muda substancialmente a magnitude da vazão de saída provida pelo regulador. Ά título de exemplo numérico, um regulador de fluxo de água de acordo com uma realização da invenção similar ao regulador 20 tem opcionalmente dois canais de controle de fluxo de água 60 de um comprimento de aproximadamente 3 mm, uma largura de canal na junção 66 igual a aproximadamente 1,5 mm e um ângulo de convergência de paredes laterais de aproximadamente 30 graus. O regulador provê uma regulagem satisfatória da vazão para o mesmo ângulo de convergência de 30 graus para profundidades do canal entre uma profundidade de canal igual a 0,2 mm e 0,4 mm. A uma profundidade de canal de 0,2 mm, o regulador provê uma vazão regulada de aproximadamente 20 L/h, e a uma profundidade de canal de aproximadamente 0,4 mm o regulador provê uma vazão de aproximadamente 35 L/h. Para profundidades do canal intermediárias de 0,2 mm a 0,4 mm, o regulador provê vazões reguladas intermediárias de 20 L/h e 35 L/h. Para as vazões reguladas maiores do que aproximadamente 40 L/h, o ângulo de convergência é vantajosamente aumentado (de modo que o canal seja estreitado mais rapidamente com a distância do canal) e para as vazões reguladas menores do que 2 0 L/h o ângulo de convergência é vantajosamente diminuído (o canal é estreitado mais lentamente) . Opcionalmente, para vazões de mais de 4 0 L/h o ângulo de convergência é aumentado para aproximadamente 35 graus.

Em consequência da maneira relativamente simples que um regulador, de acordo com uma realização da invenção, similar ao regulador 20 pode ser modificado para mudar a sua vazão de saída regulada, um molde por injeção utilizado para produzir o regulador é modificado imediatamente para produzir reguladores com taxas de fluido reguladas diferentes. Em particular a cobertura de saída 50 pode ser modificada imediatamente para mudar a profundidade de pelo menos um canal 60, frequentemente sem ter que levar em consideração nem compensar a mudança na profundidade do canal que afeta a capacidade do regulador de regular o fluxo de água. Para uma mudança da profundidade do canal que resulte em um ajuste inaceitável na regulagem da vazão, a regulagem satisfatória da vazão pode ser geralmente restaurada ao mudar o ângulo de convergência das paredes laterais 64 de pelo menos um canal 60. Deve ser observado que a facilidade relativa com a qual o molde por injeção pode ser modificado também é incrementada porque, de acordo com uma realização da invenção, o fundo 62 de cada um de pelo menos um canal 6 0 é planar e se encontra em um mesmo plano paralelo ao plano da prateleira de suporte 58 do diafragma 40. O componente de moldagem por injeção que é utilizado para formar pelo menos um canal de fluxo 60 é ajustado de maneira relativamente fácil para obter reguladores que têm profundidades de canal diferentes e, portanto, vazões de saída diferentes.

Por exemplo, a Figura 3 mostra esquematicamente uma inserção 100 de um molde utilizado para produzir pelo menos um canal de controle de fluxo 60 na cobertura de saída 50. A inserção 100 compreende uma parte elevada 102 que produz pelo menos um canal de fluxo. A profundidade de pelo menos um canal de controle de fluxo 60 e a magnitude correspondente do fluxo de saída de fluido regulado providos pelo regulador 20 são determinadas pela altura "H" da parte elevada 102. Para adaptar a inserção 100 para prover reguladores que provêm um fluxo de saída de fluido mais baixo, a inserção é modificada facilmente por meio da usinagem de uma camada apropriada da parte elevada 102, por exemplo, em uma máquina de fresa. Uma fábrica para produzir reguladores de acordo com uma realização da invenção similar aos regulares 20, pode manter um estoque de inserções "virgens" 100 que têm partes elevadas 102 relativamente altas e usinar as partes elevadas até alturas desejadas tal como necessário.

Deve ser observado que, uma vez que no regulador 20 todos os canais de fluxo 6 0 são mostrados como idênticos em algumas realizações da invenção, é formado um regulador com canal de fluxo que tem formatos diferentes. Por exemplo, a parede lateral de diferentes canais de fluxo pode convergir com a distância do canal a ângulos diferentes, diferentes canais de fluxo podem ter profundidades diferentes e alguns canais de fluxo podem ter paredes laterais que não convergem. Também deve ser observado que, em algumas realizações do canal da invenção, as paredes laterais não são perpendiculares ao fundo do canal. Geralmente, os canais de fluxo são mais fáceis de produzir através de moldagem por injeção se as paredes laterais do canal forem flexionadas com respeito ao fundo do canal a um ângulo de mais de 90 graus.

Na descrição e nas reivindicações do presente pedido, cada um dos verbos, "compreender" "incluir" e "ter", e seus tempos conjugados, são utilizados para indicar que o objeto ou os objetos do verbo não são necessariamente uma lista completa dos membros, componentes, elementos ou partes do sujeito ou dos sujeitos do verbo. A presente invenção foi descrita ao utilizar descrições detalhadas das realizações da mesma que são fornecidas a título de exemplo e não se prestam a limitar o âmbito da invenção. As realizações descritas compreendem características diferentes, nem todas as quais são requeridas em todas as realizações da invenção. Algumas .realizações da presente invenção utilizam somente algumas das características ou combinações possíveis das características. As variações das realizações da presente invenção que são descritas e as realizações da presente invenção que compreendem combinações diferentes das características anotadas nas realizações descritas ocorrerão a técnicos no assunto. O âmbito da invenção é limitado somente pelas seguintes reivindicações.

REIVINDICAÇÕES

Claims (9)

1. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, caracterizado pelo fato de compreender: uma porta de entrada de fluido e uma porta de saída de fluido; pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta definido por um inferior planar e duas paredes laterais que se comunicam com a porta de saída em uma junção e tem um seção transversal que diminui com a distância a partir da junção; um diafragma elástico; uma prateleira de suporte na qual é assentado o diafragma; em que, para regular o fluxo de fluido, com o aumento da pressão de fluido de entrada o diafragma cobre as partes da face aberta que ficam mais distantes da junção em uma região onde a seção transversal diminui com a distância a partir da junção.

2. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um canal de controle de fluxo de face aberta compreende uma pluralidade de canais.

3. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que os fundos de pelo menos dois dos canais de controle de fluxo são coplanares.

4. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1-3, caracterizado pelo fato de que as paredes laterais convergem uma para a outra com a distância a partir da junção.

5. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que as paredes laterais convergem a com distância ao longo de pelo menos um canal de fluxo com um ângulo de convergência constante.

6. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 2 ou a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as paredes laterais de diferentes canais de controle de fluxo de pelo menos um canal de controle de fluxo convergem a ângulos de convergência constantes diferentes.

7. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com a reivindicação 2 ou a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que as paredes laterais de diferentes canais de controle de fluxo de pelo menos um canal de controle de fluxo convergem a um mesmo ângulo de convergência constante.

8. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que as paredes laterais têm uma altura uniforme ao longo do comprimento de pelo menos um canal.

9. REGULADOR DE FLUXO DE FLUIDO, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado pelo fato de que a prateleira de suporte 5 suporta o diafragma ao longo de um contorno planar paralelo ao fundo de cada um de pelo menos um canal.