BRPI0803322A2 - air flow-adjusted flow irrigation and aeration drip system - Google Patents
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Abstract
A presente invenção refere-se a um sistema de gotejamento com vazão de água ajustada por um fluxo de ar, que eleva a água por um tubo de entrada de água (11) e depois distribui água e ar juntamente por gravidade. O fluxo de ar é introduzido acima da metade da altura de coluna água em um tubo de entrada de água (11). A bifurcação (13) para a saída de água e ar, acima do nível da água (4), é ligada ao tubo de elevação de água e ar (12) para acumular água e promover o escoamento intervalado de água e ar pelo tubo de gotejamento (14). Assim, a vazão de água é definida através do fluxo de ar controlado mediante ajuste de pressão de ar (20). Por não envolver tubos com diâmetro aproximado de 3 mm é um sistema pouco susceptível a entupimento que possibilita ajuste de vazão de água entre 1,0 mL.h-1 e 1000 ml.h-1. O ajuste de vazão e o desligamento neste sistema são pneumáticos. Também é um sistema compatível com controladores de gotejamento de acordo com cápsulas porosas que se tomam permeáveis ao ar em solo seco.The present invention relates to an air flow-adjusted water flow drip system that elevates water through a water inlet pipe (11) and then distributes water and air together by gravity. Airflow is introduced above half the water column height into a water inlet pipe (11). The water and air outlet bifurcation (13) above the water level (4) is connected to the water and air elevation pipe (12) to accumulate water and promote the interval flow of water and air through the water pipe. drip (14). Thus, the water flow is defined by the controlled air flow by adjusting the air pressure (20). Since it does not involve tubes with an approximate diameter of 3 mm, it is a system little susceptible to clogging that allows adjustment of water flow between 1.0 mL.h-1 and 1000 ml.h-1. Flow adjustment and shutdown in this system is pneumatic. It is also a system compatible with drip controllers according to porous capsules that become air permeable on dry soil.
Description
Relatório de Patente de Invenção: "SISTEMA DE GOTEJAMENTO PARAIRRIGAÇÃO E AREJAMENTO COM VAZÃO AJUSTADA POR FLUXO DE AR".Invention Patent Report: "AIR FLOW ADJUSTED FLOW DRYING SYSTEM FOR IRRIGATION AND FLOW".
CAMPO DA INVENÇÃOFIELD OF INVENTION
A presente invenção refere-se a um novo sistema de gotejamento paraplantas que possibilita a aplicação de vazões de água, mesmo reduzidas, com baixapossibilidade de entupimento, sem demandar demasiado do sistema de filtragem. Osistema controla a vazão e o fechamento da água por ajuste de pressão de ar. O sistemaé ainda compatível com um controlador de gotejamento para o manejo automático daumidade do solo. O sistema pode ser aplicado à irrigação de pomares, jardins eambientes domésticos. Por possibilitar ajuste de vazões reduzidas de líquido mesmocom partículas em suspensão, é um sistema que pode ser útil em aplicaçõesespecializadas de irrigação de substratos, fertirrigação e até na aplicação de líquidos quetenham tensão superficial dentro da faixa que a água assume entre zero e 60 °C.The present invention relates to a new plant drip system which enables the application of even small water flows with low clogging capability without placing too much strain on the filtration system. The system controls water flow and closure by adjusting air pressure. The system is also compatible with a drip controller for automatic soil moisture management. The system can be applied to irrigation of orchards, gardens and domestic environments. By allowing reduced flow rates of liquid with suspended particles, it is a system that can be useful in specialized applications of substrate irrigation, fertigation and even in the application of liquids that have surface tension within the range that water assumes between zero and 60 ° C. .
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION
Há numerosos sistemas de gotejamento desenvolvidos principalmente apartir de 1970 para aplicar água próximo no sistema radicular das plantas com intuito deeconomizar água, evitar erosão e de reduzir a lixiviação de nutrientes minerais.Sistemas adequados para aplicar os conceitos de gotejamento têm incentivadonumerosos desenvolvimentos de gotej adores, alguns dos quais fixados em distribuidoresradiais de gotejamento, também denominados "bubblers", nos quais a vazão de águapode ser ajustada em cada dos tubos de gotejamento. Apesar dos desenvolvimentos, porenquanto a tecnologia de gotejamento continua cara e em geral envolve sistemas demangueiras e gotejadores frágeis, de pouca durabilidade e que requerem manutenção.Dificuldades deste tipo têm inibido a aplicação mais extensiva de gotejamento, queainda é um método muito menos utilizado do que sulcos e aspersão, apesar de propiciardiversas vantagens, dentre as quais a aplicação mais eficiente da água.There are numerous drip systems developed mainly from 1970 to apply near water to the root system of plants to save water, prevent erosion and reduce the leaching of mineral nutrients. Appropriate systems for applying drip concepts have encouraged numerous drip developments, some of which are fixed to radial drip manifolds, also called "bubblers", in which the water flow can be adjusted in each of the drip tubes. Despite developments, while drip technology remains expensive and often involves fragile, short-lasting, maintenance-free drip systems. Difficulties of this type have inhibited more extensive drip application, which is still a much less widely used method than drip technology. grooves and sprinkling, although it has many advantages, including the most efficient application of water.
Alguns dos aspectos mais importantes relativos às características dossistemas de gotejamento disponíveis, de acordo com o estado da arte, foram listados porGillad em 1972 (Gb 1392000), quando descreveu, em Israel, a preparação degotejadores menos sujeitos aos entupimentos do que os gotejadores de micro tubo,fazendo uso de corpo em plástico injetado contendo um labirinto para o escoamento daágua. Nestes percursos em labirinto o corpo de água em movimento é forçado aalterações bruscas na sua direção de escoamento, o que causa dissipação de energia,pressão, sem que haja necessidade de orifícios tão finos ou tubos tão longos, quanto nosmicrotubos. Com orifícios maiores no labirinto e com entradas de diâmetro,menor estesgotejadores eram menores e menos sujeitos ao entupimento. Quinze anos mais tardeeste fundamento foi aprimorado em Israel, quando Gorney em 1987 (US4655397)introduziu o gotejador de vortex. Neste novo sistema também ocorrem alteraçõesbruscas de direção do fluxo da água em um caminho com desenhos sinuosos earredondados, necessários para promover circulações localizadas em vortex. Mesmocom esta melhoria adicional, no entanto, conseguiu-se atender apenas parcialmente aoscritérios de idealidade para um gotejador, que segundo Gillad (GB 1392000) são: a)fornecimento de gotejamento uniforme e de baixa vazão; b) não entupimento dosgotejadores mesmo sem o uso de sofisticados sistemas de filtragem da água; c) unidadesde gotejamento pequenas para facilitar o transporte e a montagem.Some of the most important aspects regarding the characteristics of available drip systems, according to the state of the art, were listed by Gilad in 1972 (Gb 1392000), when he described in Israel the preparation of drippers less subject to clogging than micro drippers. tube, making use of injected plastic body containing a maze for water flow. In these labyrinth pathways the moving body of water is forced to sudden changes in its flow direction, which causes energy dissipation, pressure, without the need for holes as thin or tubes as long as the microtubes. With larger holes in the maze and smaller diameter entrances, these drippers were smaller and less subject to clogging. Fifteen years later this foundation was refined in Israel when Gorney in 1987 (US4655397) introduced the vortex dripper. In this new system there are also sudden changes in the direction of water flow along a path with rounded winding designs needed to promote localized vortex circulation. Even with this additional improvement, however, it has only partially been able to meet the criteria of ideality for a dripper, which according to Gillad (GB 1392000) are: a) uniform and low flow drip delivery; b) no clogging of drippers even without the use of sophisticated water filtration systems; c) small drip units for ease of transport and assembly.
Hardison em 1975 (US 3910500) descreve um sistema de irrigação muitoparecido com os modernos sistemas de gotejamento, que possibilitam também para aaplicação de nutrientes minerais solúveis na denominada fertirrigação. Essa invençãoenvolve o uso de um sistema com pelo menos dois filtros de areia, para que a irrigaçãopossa prosseguir durante a limpeza de um destes filtros de areia por retrolavagem. O usode sistemas de fertirrigação, como o descrito, associado ao gotejamento, trouxepossibilidades agrícolas valiosas, porém aumentou ainda mais a severidade doentupimento dos gotejadores, o que continua sendo a grande limitação para adurabilidade dos gotejadores e das próprias mangueiras.Hardison in 1975 (US 3910500) describes an irrigation system very similar to modern drip systems, which also enable the application of soluble mineral nutrients in so-called fertigation. This invention involves the use of a system with at least two sand filters, so that irrigation can proceed while cleaning one of these sand filters by backwash. The use of fertigation systems, as described above, associated with drip, has brought valuable agricultural possibilities, but has further increased the severity of dripper clogging, which remains the major limitation for drip and hose hoses.
Uma outra dificuldade para o funcionamento dos sistemas degotejamento é a pressão da água. Uma solução para sistemas de topografia irregular, nosquais se tenha levantado curvas de nível é descrito por Boice em 2005 (US 6953156),que usa reservatórios intermediários com bóia em cada um dos níveis principais. Destesa água é conduzida para as mangueiras com os gotejadores. O sistema, no entanto, é deimplementação complicada pelo fato das mangueiras serem posicionadas, nãodiretamente ao longo das curvas de nível, mas sim em um ligeiro desnível, para que apressão de água seja a mesma ao longo de toda a mangueira com gotejadores.Para conseguir vazão de água estável, de acordo com proporcionalidadeentre a vazão e a diferença pressão, quando a resistência de fluxo é determinada peloregime de transporte viscoso da água, foram desenvolvidos diversos gotej adores quefazem uso da compressão de membranas flexíveis e de outros dispositivos mecânicos.Todos estes dispositivos de controle de gotej amento, assim como os considerados atéaqui apresentam vazão proporcional à viscosidade da água e, portanto, são dispositivosnos quais a vazão é fortemente dependente da temperatura, visto que a viscosidade daágua e de outros líquidos decresce de maneira aproximadamente linear com o inverso datemperatura (MOORE, W.J. Physical chemistry. New Jersey: Prentice-Hall, 1972. 977 p.).Another difficulty for the operation of the defrosting systems is the water pressure. A solution for irregular topography systems where level curves have been raised is described by Boice in 2005 (US 6953156), which uses intermediate float reservoirs at each of the main levels. This water is carried to the hoses with the drippers. The system, however, is complicated to implement because the hoses are positioned, not directly along the contour lines, but rather at a slight unevenness, so that the water pressure is the same throughout the drip hose. Stable water flow, according to the proportionality between the flow and the pressure difference, when the flow resistance is determined by the viscous water transport system, several drippers have been developed that make use of flexible membrane compression and other mechanical devices. drip control devices, such as those considered here, have a flow proportional to the viscosity of the water and, therefore, are devices in which the flow is strongly temperature dependent, since the viscosity of water and other liquids decreases approximately linearly with inverse temperature (MOORE, WJ Physical chemistry. New Jersey : Prentice-Hall, 1972, 977 p.).
Dentre os sistemas que usam de tubos e membranas flexíveis inclui-se ode Mullett em 1977 (US 4037791) na Austrália que usa um micro tubo colapsável depequeno diâmetro atravessado por um fio de cobre. Nesses sistemas, os gotejadores sãocolocados por dentro da mangueira. O aumento da pressão da água na mangueiracomprime o micro tubo, proporcionalmente, porque a pressão no interior do microtuboé menor e reduz-se à atmosférica, na sua saída. Assim, a pressão da água na mangueiracausa a redução de diâmetro do micro tubo e desta forma mantém a vazão dogotejamento quase constante em uma faixa de pressões de trabalho. O fio de cobreinserido, no micro tubo, inibe o crescimento de raízes ou algas, e evita entupimento. Alimitação do sistema é a pluralidade de micro tubos inseridos no interior da mangueira,o que é uma dificuldade para a fabricação e é uma causa de perda de pressão no interiorda mangueira, cuja secção é parcialmente obstruída por microtubos. Variações detemperatura neste sistema causam variações de vazão não só pelo efeito da temperaturasobre a viscosidade da água, mas também pelo efeito da temperatura sobre oscomponentes dos materiais plásticos que compõem o gotejador. Marans em 1998 (US5820029) nos Estados Unidos desenvolveu um gotejador compacto para inserir,externamente, em mangueiras plásticas. Este gotejador faz uso de meandrotridimensional tortuoso encimado por uma membrana flexível, que dá a este gotejador acaracterística de vazão, isotérmica, quase independente da pressão. Similar dispositivode compensação de pressão da água que faz uso da compressão externa de umamembrana é o descrito por Daigle em 1999 (WO 9902273). Outros gotejadores,diferentemente, controlam a vazão através de elemento plástico poroso como, porexemplo, no sistema de Carmo em 1984 (PI 8402982) desenvolvido para uso emirrigação subsuperficial. Elemento plástico poroso deste tipo, desde que elástico, podenão só controlar a vazão, mas também compensar as variações da pressão usandoelementos porosos elásticos. Assim, Smith em 1982 (US 4344576) descreve umgotejador miniatura acoplável às mangueiras de irrigação com o uso de uma membranaporosa plástica e elástica, colocada entre a saída do gotejador, à pressão atmosférica, euma placa perfurada rija e interna de aperto, diretamente em contato com a água àpressão do interior da mangueira. Quando a pressão no interior da mangueira aumenta aplaca rija e perfurada amassa o elemento plástico poroso e elástico, para desse modomanter a vazão praticamente constante, dentro de uma faixa de pressões de trabalho.Estes gotejadores resolvem com maior ou com menor qualidade a questão do ajuste davazão em função de variações da pressão de água, no entanto, são dispositivos aindasusceptíveis a entupimentos causados por impurezas da água de irrigação e porimpurezas succionadas do solo. Mais ainda, conforme Rafi em 2004 (WO 2004098269)que descreve em um sistema de gotej amento que usa uma pequena pressão de água, osgotejadores com controle de pressão do tipo mencionado neste parágrafo:, demandamelevada pressão e, portanto, causam alto consumo de energia.Flexible tube and membrane systems include ode Mullett in 1977 (US 4037791) in Australia using a small diameter collapsible micro tube traversed by a copper wire. In these systems, the drippers are placed inside the hose. The increase in water pressure in the hose compresses the micro tube proportionally, because the pressure inside the microtube is lower and is reduced to atmospheric at its outlet. Thus, the water pressure in the hose causes the diameter reduction of the micro tube and thus keeps the dripping flow almost constant over a range of working pressures. The inserted copper wire in the micro tube inhibits the growth of roots or algae and prevents clogging. System feeding is the plurality of micro tubes inserted into the hose, which is a difficulty in fabrication and is a cause of pressure loss in the inner hose, the section of which is partially obstructed by microtubes. Temperature variations in this system cause flow variations not only by the effect of temperatures on water viscosity, but also by the effect of temperature on the components of the plastic materials that make up the dripper. Marans in 1998 (US5820029) in the United States developed a compact dripper to insert externally into plastic hoses. This dripper makes use of a tortuous three-dimensional meander topped by a flexible membrane, which gives this dripper the characteristic of isothermal flow, almost independent of pressure. Similar device of water pressure compensation which makes use of external compression of a membrane is that described by Daigle in 1999 (WO 9902273). Other drippers, in contrast, control the flow through a porous plastic element such as, for example, the Carmo system in 1984 (PI 8402982) developed for use in subsurface irrigation. Porous plastic element of this type, provided that it is elastic, can not only control the flow but also compensate for pressure variations using elastic porous elements. Thus, Smith in 1982 (US 4344576) describes a miniature dripper coupled to irrigation hoses using a plastic, elastic, vaporous membrane placed between the dripper outlet at atmospheric pressure, a rigid and internal perforated clamping plate directly in contact. with water at the pressure inside the hose. As the pressure inside the hose rises, it hardens and punctures the porous and elastic plastic element to give it a practically constant flow within a range of working pressures. These drippers resolve the issue of adjustment with greater or lesser quality. However, they are devices that are still susceptible to clogging caused by irrigation water impurities and suctioned soil impurities. Further, according to Rafi in 2004 (WO 2004098269) which describes in a drip system that uses a small water pressure, pressure controlled drippers of the type mentioned in this paragraph: require high pressure and therefore cause high energy consumption. .
Dentre os sistemas de compensação de pressão desenvolvidos comcomponentes mecânicos rígidos, incluem-se os que fazem uso de flutuadores como odescrito por Recanati em 1985 (EP 0222966) da Itália, no qual um flutuador ajusta onível da água de uma câmara aberta para a atmosfera e em seguida a vazão é ajustadaem um orifício. Similar, porém mais complexo, é o gotejador desenvolvido por Mossem 1985 (US 4509692). Também é de flutuador o gotejador desenvolvido por Goodmanem 1988 (US 4753394) que possui estrutura alongada para inserção no solo e para aligação a mangueiras de irrigação, em nível. Gonçalves em 2007, no documento PI0504094-9, descreve um sistema de potes com flutuadores, opcionalmentetemporizados, e uma saída em restrição pouco sujeita aos entupimentos com o intuito demelhorar a uniformidade de irrigação, com o uso de um sistema que requer baixapressão de água. Bem diferente é a compensação de pressão através de um emboloranhurado que empurra uma mola como o descrito por Eckstein em 1987 (US 4653695).Outros sistemas de compensação de pressão são os de vazão da água, ajustada com umaesfera que bate em um topo ranhurado como descrito por Mendenhall em 1988 (US4726527). Todos os dispositivos considerados neste parágrafo, em menor grau o último,são pouco susceptíveis a entupimentos, seja porque envolvem componentes móveis deação auto-limpante, seja porque possuem baixa pressão de água no seu interior, demodo que a vazão é controlada em restrição de diâmetro elevado. No entanto, a reduçãoda viscosidade da água em função do aumento da temperatura também causasubstanciais variações na vazão ajustada nestes gotejadores dependentes da passagemda água através de restrições.Pressure compensation systems developed with rigid mechanical components include those making use of floats as described by Recanati in 1985 (EP 0222966) of Italy, in which a float adjusts the water level of an open chamber to the atmosphere and then the flow is adjusted into a hole. Similar but more complex is the dripper developed by Mossem 1985 (US 4509692). Also float is the dripper developed by Goodmanem 1988 (US 4753394) which has an elongated structure for insertion into the ground and for irrigation hose leveling. Gonçalves in 2007, in document PI0504094-9, describes a system of optionally timed float pots and a restricted outlet that is not subject to clogging in order to improve irrigation uniformity, using a system that requires low water pressure. Quite different is the pressure compensation through a mold that pushes a spring like that described by Eckstein in 1987 (US 4653695). Other pressure compensation systems are those of water flow, adjusted with a ball that hits a grooved top like described by Mendenhall in 1988 (US4726527). All devices considered in this paragraph, to a lesser extent the latter, are unlikely to clog, either because they involve self-cleaning moving components, or because they have low water pressure inside, so that the flow is controlled in diameter restriction. high. However, the reduction in water viscosity due to temperature increase also causes substantial variations in the adjusted flow rate in these drippers dependent on the passage of water through constraints.
Para o problema de entupimento de gotejadores,, além dodesenvolvimento de filtros, foram efetuados diversos aprimoramentos nos.gotejadores,alguns dos quais, são denominados de gotejadores auto-limpantes, apesar de não seremintrinsecamente melhores do que alguns dos gotejadores compostos de partes rijas,descritos no parágrafo anterior. Um gotejador auto-limpante descrito por Pearce em1973 (GB 1450684) envolve um sistema no qual a água e as impurezas atravessam umaresistência em espiral encimada por uma membrana flexível. Durante a passagem daimpureza o controle de vazão é prejudicado, porém, em geral a impureza é expelida dogotejador. Um outro gotejador denominado auto-limpante foi descrito por Werner em1977 (US 4059228) e contém uma série de elementos deformáveis montados em umaestrutura com maior complexidade.For the problem of dripper clogging, in addition to filter development, a number of improvements have been made to the drippers, some of which are called self-cleaning drippers, although they are not necessarily better than some of the hard-dripping drippers described. in the previous paragraph. A self-cleaning dripper described by Pearce in 1973 (GB 1450684) involves a system in which water and impurities cross a spiral resistor surmounted by a flexible membrane. During the passage of impurity the flow control is impaired, but in general impurity is expelled from the dripper. Another dripper called self-cleaning was described by Werner in 1977 (US 4059228) and contains a series of deformable elements mounted on a more complex structure.
Entre os gotejadores menos susceptíveis a entupimentos há tambémaqueles com mecanismo anti-sifonamento, como o desenvolvido por Ruskin em 2006(US 2006255186), que usa de uma membrana flexível para vedar a saída de água,quando é fechado o fluxo de água para irrigação. Deste modo evita-se que a tensão daágua desenvolvida em algumas partes da mangueira cause a sucção de partículas de solopelo gotejador, o que causa entupimentos, especialmente em sistemas subterrâneos semestruturas de proteção para abrigar os gotejadores. Ao invés de mecanismo anti-sifonamento, Cohen em 1998 (US 5829686) descreve um gotejador com saída contendopequenas garras voltadas em direção à saída da água que impedem a sucção departículas de solo, que entupiriam o gotejador. Os gotejadores com compensação depressão auto-limpantes ou não, descritos nos dois últimos parágrafos, em geraldemandam o uso de água sobre pressões elevadas, e conseqüente consumo, adicional deenergia. Adicionalmente, como nos demais gotejadores considerados a redução daviscosidade da água em função do aumento da temperatura é fator de substancialaumento da vazão, que causa um aumento 63% na vazão da água, por exemplo,enquanto a temperatura aumenta de 10 para 30 °C.Among the less clogged drippers are also those with anti-siphon mechanism, such as the one developed by Ruskin in 2006 (US 2006255186), which uses a flexible membrane to seal the water outlet when the irrigation water flow is closed. This avoids that the water tension developed in some parts of the hose causes suction of particles from the dripper, which causes clogging, especially in underground systems without protective structures to house the drippers. Rather than an anti-siphoning mechanism, Cohen in 1998 (US 5829686) describes an outlet dripper containing small claws facing toward the water outlet that prevent suction of soil particles that would clog the dripper. Self-cleaning or non-self-cleaning depression-compensated drippers described in the last two paragraphs generally require the use of water under high pressures, and consequent additional energy consumption. Additionally, as in the other drippers considered the reduction of water viscosity due to temperature increase is a factor of substantial increase in flow, which causes a 63% increase in water flow, for example, while the temperature increases from 10 to 30 ° C.
Há também sistemas com ajuste de vazão rústico e pouco sujeitos aentupimento, por exemplo, para a irrigação com águas residuárias. Sistema deste tipo édescrito por Pollock em 1982 (US 4317539) em Edinburgo, no qual a pressão da águaem um conjunto de tubos com diâmetro da ordem de pelo menos uma polegada éajustada em um barostato, que faz com que o excesso de pressão seja dissipadomediante o retorno da água retorne para o reservatório de água residuária. Estabelecidadiferença de pressão o ajuste da vazão é feito rosqueando-se luvas a tubos de PVClevantados com ponta em nível e contendo, no topo, rosca alongada com cortelongitudinal, por onde a água escorre. O sistema é pouco propenso a entupimento porenvolver o escoamento da água através de uma fenda com largura da ordem demilímetros. O sistema, no entanto, requer ajuste de vazão individual nos gotejadores, enão possibilita maior precisão.There are also systems with rustic flow adjustment and little clogging, for example for wastewater irrigation. A system of this type is described by Pollock in 1982 (US 4317539) in Edinburgh, in which the water pressure in a set of pipes with a diameter of at least one inch is adjusted in a barostat, which causes excess pressure to dissipate over return water return to the wastewater reservoir. Pressure difference is established by adjusting the flow rate by threading sleeves to level-tipped raised PVCl tubes and containing, at the top, elongated, longitudinal-threaded threads through which water flows. The system is little prone to clogging because it involves the flow of water through a slot with a width of the order of millimeters. The system, however, requires individual flow adjustment on the drippers, and does not allow for greater accuracy.
Uma alternativa para evitar o entupimento tem sido o uso de gotejadoresde elevada vazão, com os quais a água é aplicada durante curtos intervalos de tempo,como é descrito no sistema de Spencer em 1974 (US 3797741). Evidentemente,gotejadores de alta vazão fazem uso de restrições com diâmetro maior e desse modo sãomenos susceptíveis às impurezas que causam entupimentos. De fato, esta abordagem detemporizar a aplicação da água vem sendo utilizada nos mais diferentes sistemas, etalvez por esta razão a maioria dos gotejadores atuais são fabricados para vazões entre0,5 e 4,0 litros/hora. Possivelmente, a necessidade de fabricar gotejadores comrestrições de diâmetro maior, menos propensos a entupir, é a base da falta degotejadores comerciais com vazão muito menor que 0,5 litros/hora, que seriamimportantes, por exemplo, no cultivo de plantas em substratos de molhabilidade difícil,como a fibra de coco. Assim, evidentemente, gotejadores comerciais que tivessemvazões nominais dez a cem vezes menores e que não fossem susceptíveis aentupimentos, seriam muito bem vindos no mercado. Adicionalmente, gotejadores dealta vazão em solos com baixa condutividade hidráulica são causa de escorrimento eobstrução da entrada de oxigênio através de macro poros cheios de ar, ao mesmo tempoem que em solos altamente permeáveis, por outro lado, facilitam a lixiviação denutrientes minerais para o subsolo e para o lençol freático.A inspeção, a limpeza e/ou a substituição de gotejadores é, em geral umatarefa trabalhosa porque envolve um número elevado de gotejadores por unidade deárea, que só podem ser individualmente limpos caso a limpeza seja feita com rapidez eeconomia de mão de obra. Alternativamente, haveria viabilidade caso todos osgotejadores de um sistema fossem susceptíveis de limpeza, simultaneamente, porexemplo, com o método proposto por Keren em 2006 (US 0144965) que usa água limpaa uma pressão menor que um valor limiar de pressão dos gotejadores com compensaçãode pressão, cuja resistência à vazão da água diminui nesta condição. Por outro lado,substituição de gotejadores, quando esta é possível, em geral, trata-se de um processo debaixa qualidade, visto que as rebarbas de fixação causam danos ao tubo durante aremoção do gotejador, de modo que após o encaixe de um novo gotejador é comum aocorrência de vazamento. Assim, o entupimento dos gotejadores tem causado grandeônus aos produtores, que em geral descartam os tubos com gotejadores após pouco maisum ano de uso. ,An alternative to prevent clogging has been the use of high flow drippers, with which water is applied for short periods of time, as described in the Spencer system in 1974 (US 3797741). Of course, high flow drippers make use of larger diameter constraints and thus are less susceptible to clogging impurities. As a matter of fact, this approach to de-temporizing the application of water has been used in many different systems, and perhaps for this reason most drippers today are manufactured for flow rates between 0.5 and 4.0 liters / hour. Possibly, the need to manufacture drippers with larger diameter restrictions, less likely to clog, is the reason for the lack of commercial drippers with a flow rate much lower than 0.5 liters / hour, which would be important, for example, in growing plants on wettable substrates. hard, like coconut fiber. Thus, of course, commercial drippers that had nominal discharges ten to one hundred times smaller and were not susceptible to clogging would be most welcome on the market. In addition, high-flow drippers on low hydraulic conductivity soils cause runoff and obstruction of oxygen inlet through air-filled macro pores, while in highly permeable soils, on the other hand, facilitate subsoil and mineral denutrient leaching. Inspecting, cleaning and / or replacing drippers is often a daunting task because it involves a large number of drippers per unit area, which can only be individually cleaned if the cleaning is done quickly and economically by hand. of work. Alternatively, it would be feasible if all drippers in a system were capable of cleaning simultaneously, for example, with the method proposed by Keren in 2006 (US 0144965) which uses clean water at a pressure lower than a pressure threshold value for pressure compensated drippers, whose resistance to water flow decreases in this condition. On the other hand, dripper replacement, when this is possible, is generally a low quality process as the fixing burrs cause damage to the pipe during dripper removal, so that after a new dripper is fitted Leakage is common. Thus, dripper clogging has caused great bonuses to producers, who generally discard dripper pipes after just over a year of use. ,
O gotejamento em adição a água e nutrientes minerais solúveis, podetambém aplicar oxigênio, para a irrigação subterrânea de solos compactados nos quais otransporte de oxigênio até as raízes seja restrito. Neste sentido, Mazzei em 2004 (US2004005193) apresenta um sistema de aplicação de água e micro bolhas de ar, em umdispositivo que prevenia irrigação desuniforme, causada por acúmulo de ar natubulação. Segundo este documento, micro-bolhas de ar são razoavelmente estáveis,porém separam-se da água progressivamente e o ar se acumula nos locais maiselevados, de cujos gotejadores flui principalmente ar. Desta forma, no sistema emquestão há um dispositivo sensível ao nível de água que possibilita o escape de ar e queimpede a passagem de água. Com isto, reduz-se a variabilidade da irrigação ao mesmotempo em que se supre oxigênio para as plantas. No entanto, a distribuição desuniformede bolhas de ar pode causar variabilidade de gotejamento e variabilidade aplicaçãolocalizada de ar. Uma outra forma de aplicar ar para melhorar a aeração do solo e aprodutividade das plantas é através do sistema de gotejamento proposto por Potts em2005, no documento US 6959882. Este sistema envolve o uso de pressões de água daordem de 35 kPa e de pressões de 2,5 a 25 kPa para a aplicação do ar. Neste caso, asaplicações do ar e da água ocorrem separadamente no tempo. Nestes sistemas a vazãoda água nos gotejadores também é influenciada pela temperatura mediante o seu efeitosobre a viscosidade da água.Dripping in addition to water and soluble mineral nutrients may also apply oxygen for underground irrigation of compacted soils where oxygen transport to the roots is restricted. In this sense, Mazzei in 2004 (US2004005193) presents a system of application of water and micro air bubbles, in a device that prevented uneven irrigation, caused by accumulation of natubulation air. According to this document, air bubbles are reasonably stable, but they progressively separate from water and the air accumulates in the highest places from whose drippers mainly air flows. Thus, in the system in question there is a water level sensitive device that allows air to escape and prevents the passage of water. This reduces the variability of irrigation at the same time that oxygen is supplied to plants. However, uneven distribution of air bubbles can cause drip variability and localized air application variability. Another way to apply air to improve soil aeration and plant productivity is through the Potts drip system proposed in 2005, US 6959882. This system involves the use of 35 kPa soil water pressures and 2 kW pressures. , 5 to 25 kPa for air application. In this case, air and water applications occur separately in time. In these systems the water flow in the drippers is also influenced by temperature through its effect on water viscosity.
O uso de ar em associação com sistemas de irrigação também pode visaro manejo de irrigação em tensões de água controlada conforme descrito por Caibo em2000 (PI 0004264). Neste documento, descreve-se o uso da passagem de ar forçadaatravés de cápsulas porosas com tensões criticas, ou pressões de borbulhamento (Pb),definidas na fabricação. O sistema funciona de maneira linear para a tensão da água nosolo, como se fosse um tensiômetro, que opera entre zero e uma tensão de água demagnitude igual ao módulo de Pb. Os usos do sistema gasoso de controle de irrigaçãosão para a medição da tensão da água no solo e para o manejo tensiométrico dairrigação, com ou sem automação, porém não se trata de um sistema específico paraajustar a vazão da água em gotejadores.The use of air in combination with irrigation systems may also target irrigation management at controlled water stresses as described by Caibo in 2000 (PI 0004264). In this document, the use of forced air passage through porous capsules with critical stresses or bubbling pressures (Pb) defined in the manufacture is described. The system works linearly for the soil water tension, as if it were a tensiometer, which operates between zero and a water voltage of magnitude equal to the Pb module. The uses of the gaseous irrigation control system are for measuring the voltage of the soil water and irrigation tensiometric management, with or without automation, but this is not a specific system for adjusting water flow in drippers.
Outros documentos que também descrevem a utilização de ar emsistemas de irrigação por gotejamento são referentes aos sistemas das patentes US4519546 e US 4781687 que utilizam bolsa de ar e bexiga de ar, respectivamente, paracontrolar a pressão e a vazão para aplicações agrícola e médica, respectivamente. Estessistemas do ponto de vista físico também têm a vazão dependente da temperaturamediante o efeito deste fator sobre a viscosidade da água. A patente US 4174067 utilizauma fonte de líquido pressurizado; um meio (geralmente um tubo plástico compequenas fendas) para conduzir o líquido da origem para pontos de irrigaçãoindividuais; uma fonte de ar comprimido conectada à passagem do líquido e umcontrole para parar temporariamente o suprimento de líquido e para suprir arcomprimido e deste modo ó ar é utilizado como uma ferramenta para desentupir osgotejadores, fendas de gotejamento.Other documents that also describe the use of air in drip irrigation systems refer to US4519546 and US 4781687 patent systems utilizing air bladder and air bladder, respectively, to control pressure and flow for agricultural and medical applications, respectively. Physically, these systems also have temperature-dependent flow rates and the effect of this factor on water viscosity. US 4174067 utilizes a source of pressurized liquid; a means (usually a plastic pipe with small slits) for conducting the source liquid to individual irrigation points; a source of compressed air connected to the liquid passage and a control to temporarily stop the liquid supply and to supply compressed air and thus the air is used as a tool to unclog the drippers, drip slots.
Distribuidores gotejadores e tubos flexíveis fixados radialmente a umacabeça, como descrito no documento US 2004074997 (Sacks, 2004), possibilitam aconexão prática aos tubos de distribuição de água e ao mesmo tempo possuem umaforma simples de ajuste da vazão para os gotejadores, inclusive com a possibilidade defechamento para a troca dos tubos flexíveis, em um registro. Outros distribuidoresradiais de gotejamento tipo "bubbler" estão descritos em documentos como: os deOlson (1991, US5054690) que possui um pequeno filtro e diversos gotejadores; osistema de Mendenhall (1988, US 4726527) que utiliza saídas com fluxo controladoatravés gotejadores de esferas metálicas; e o sistema de Goodman (1988, US 4753394),que faz um uso de um flutuador para reduzir a pressão e de tubos de distribuição curtose em nível para conduzir a água. Distribuidores radiais de gotejamentó. facilitam airrigação de fruteiras e são úteis em jardinagem, porém não envolvem novidades, no quediz respeito à forma com a qual se controla da vazão da água, nem sobre as formas dereduzir o entupimento dos gotejadores.Drip manifolds and hoses radially attached to a head, as described in US 2004074997 (Sacks, 2004), allow convenient connection to water manifolds and at the same time have a simple way of adjusting flow for drippers, including the possibility of closure for the exchange of hoses in a register. Other "bubbler" drip radial dispensers are described in documents such as: de Olson (1991, US5054690) which has a small filter and several drippers; Mendenhall System (1988, US 4726527) which uses flow controlled outputs through metal ball drippers; and Goodman's system (1988, US 4753394), which makes use of a float to reduce pressure and level kurtosis manifolds to conduct water. Radial drip distributors. They facilitate fruit irrigation and are useful in gardening, but they do not involve novelties in terms of how they control the flow of water, or the ways to reduce the clogging of drippers.
A necessidade de reduzir a evaporação da água do solo, a competição deplantas invasoras e o entupimento de gotejadores pela sucção de partículas de solo temsido alguns dos principais motivos para o desenvolvimento de estruturas acessórias deproteção aos gotejadores. Assim, no sistema de York & York em 1992 (US 5102259),para irrigação sub-superficial, faz-se uso de um dispositivo de base alargada e comtampa no qual o gotejador é protegido. A instalação é feita em uma cavidade deprofundidade adequada para a irrigação. No sistema de Ogi em 2003 (US 2003017001),a água e o oxigênio são conduzidos até as raízes em solos compactados, principalmenteem ambiente urbano, por um tubo poroso de comprimento adequado. Neste sistema, aágua escorre pelas laterais da parede porosa do dispositivo de areação. Na proteção degotejador de Mangels & Candy em 1988 (US 4765541), o emissor de água é colocadoem um cilindro de encapsulamento com tampa, no qual o gotejador é inserido. Algunsgotejadores, especificamente já possuem corpo alongado para a inserção no solo etambém para possibilitar a irrigação sub-superficial na profundidade adequada, como éo caso do gotejador de Hartmann de 1979 (US 4153380), que usa uma bóia e umorifício para ajustar a vazão da água.The need to reduce soil water evaporation, competition from invasive plants and dripper clogging by suction of soil particles has been some of the main reasons for the development of drip protection accessory structures. Thus, in the York & York system in 1992 (US 5102259), for subsurface irrigation, a widened and capped base device is used in which the dripper is protected. The installation is made in a depth-depth cavity suitable for irrigation. In the 2003 Ogi system (US 2003017001), water and oxygen are carried to the roots in compacted soils, especially in urban environments, by a porous tube of adequate length. In this system, water flows down the sides of the porous wall of the sandbar device. In the 1988 Mangels & Candy depletion shield (US 4765541), the water emitter is placed in a capping cylinder in which the dripper is inserted. Some drippers specifically have an elongated body for insertion into the soil and also allow for subsurface irrigation to the appropriate depth, such as the 1979 Hartmann dripper (US 4153380), which uses a float and a hole to adjust water flow. .
Para reduzir as dificuldades consideradas acima, na presente invençãodescreve-se um sistema de irrigação simples e prático, que inclusive possibilita aaplicação de vazões de água muito reduzidas. O sistema proposto inova pelo fato deajustar a vazão de água mediante a aplicação de um fluxo de ar que eleva a água que, aseguir, escoa para tubos de gotejamentó, nos quais o fluxo de ar e a própria vazão daágua estão ajustadas. Por aplicar ar e água em tubo único trata-se de um sistema em quea vazão pode ser ajustada, ligada e desligada pneumaticamente. Em adição, o sistemapode suprir as raízes com oxigênio, em casos de solos compactados, ou pode utilizar aintrodução de ar, como energia de acionamento, para o manejo de irrigação com o usode um dispositivo gasoso de controle de irrigação. {SUMÁRIO DA INVENÇÃOIn order to reduce the difficulties considered above, the present invention describes a simple and practical irrigation system, which even enables the application of very low water flows. The proposed system innovates by adjusting the water flow by applying an air flow that elevates the water that then flows into dripping pipes, in which the air flow and the water flow itself are adjusted. Applying air and water in a single tube is a system in which the flow rate can be adjusted, turned on and off pneumatically. In addition, the system may supply the roots with oxygen in the case of compacted soils, or may use air input as the triggering energy for irrigation management using a gaseous irrigation control device. {SUMMARY OF THE INVENTION
A presente invenção refere-se a um sistema de gotejamento com vazãoajustada por um fluxo de ar, que eleva a água em um tubo de entrada de água (11) paradepois conduzi-la com ar através de um tubo de gotejamento. Assim, sendo os sistemasde ajuste de fluxo de ar pouco susceptíveis a entupimento, então, a aplicação degotejamento ajustado por fluxo de ar também é pouco susceptível a entupimento,mesmo que as vazões de água sejam reduzidas à ordem de 1,0 mL.h"1. A conduçãoconjunta de ar e água é um diferencial do presente sistema, cuja vazão poddser ajustadae desligada pneumaticamente. Adicionalmente, o sistema é compatível com umcontrolador de gotejamento, para gotejadores, fazendo uso de sensores de cápsulaporosa, que se tornam permeáveis ao ar quando em equilíbrio com solos sob tensão deágua maior que um dado valor crítico, característico do sensor. Pouco susceptível aentupimento por partículas em suspensão o presente sistema de irrigação é adequadopara irrigação tradicional, fertirrigação, aplicação de defensivos e mesmo paragotejamentos especiais com outros líquidos com tensão superficial, preferencialmente,maior que 0,040 N/m.The present invention relates to an air flow-adjusted flow drip system that elevates water in a water inlet pipe (11) and then conducts it with air through a drip pipe. Thus, since airflow adjustment systems are unlikely to clog, then the application of airflow-adjusted drip is also unlikely to clog, even if water flows are reduced to the order of 1.0 mL.h " 1. The conduction joint air and water is a differential of the present system, whose flow can be adjusted and pneumatically turned off.In addition, the system is compatible with a drip controller, using drip caps sensors, which become air permeable when in equilibrium with soils under water stress greater than a given critical characteristic value of the sensor Unlikely to be suspended particulate matter clogging the present irrigation system is suitable for traditional irrigation, fertigation, pesticide application and even special spraying with other surface tension liquids. preferably greater than 0.040 N / m.
A presente invenção diz respeito a um sistema de gotejamento parairrigação e arejamento caracterizado por possuir compressor de ar (19); reservatório deágua (17); tampa (18); tubo extravasor (2); bóia (3); contentor (15) contendo orifício(16) na região superior; distribuidor de ar (8); restrição (9); tubo de entrada de ar (10);tubo de entrada de água (11); tubo de elevação de água e ar (12); bifurcação (13)fazendo a ligação dos tubos de elevação de água e ar (12), tubo de entrada de água (11)e o tubo de gotejamento (14). O sistema da presente invenção é caracterizado porcompreender as seguintes etapas no funcionamento:The present invention relates to an irrigation and aeration drip system characterized by having an air compressor (19); water reservoir (17); lid (18); overflow tube (2); float (3); container (15) containing hole (16) in the upper region; air distributor (8); restriction (9); air inlet pipe (10); water inlet pipe (11); water and air lift pipe (12); bifurcation (13) connecting the water and air lift pipes (12), water inlet pipe (11) and drip pipe (14). The system of the present invention is characterized by comprising the following steps in operation:
a) entrada de água pelo tubo de entrada de água (11), contido noreservatório de água (17), cujo nível é ajustado por controlador depressão de água, tubo extravasor (2) e bóia (3), por exemplo;(a) water inlet through the water inlet pipe (11) contained in the water reservoir (17), the level of which is adjusted by a water depression controller, overflow pipe (2) and float (3), for example;
b) entrada de ar do compressor de ar (19) por um tubo (7) até odistribuidor de ar (8) a partir do qual o fluxo ar é controlado porpassagem em uma restrição (9);b) air inlet from the air compressor (19) through a pipe (7) to the air distributor (8) from which the air flow is controlled by passing a restriction (9);
c) passagem do ar pelo tubo de entrada de ar (10) causa a. elevação daágua no tubo de entrada de água (11) que é aberto na base (6);d) na travessia entre os tubos de entrada de água (11) e o tubo degotejamento (14) a pressão é acomodada no tubo de elevação de água ear (12);c) passage of air through the air inlet pipe (10) causes a. water inlet in the water inlet pipe (11) which is opened in the base (6); d) in the crossing between the water inlet pipes (11) and the drainage pipe (14) the pressure is accommodated in the water inlet pipe. water ear (12);
e) a partir do tubo de elevação de água e ar (12) a água e ar são passadospara o tubo de gotejamento.e) from the water and air lift pipe (12) water and air are passed to the drip pipe.
O sistema da presente invenção pode ter o controle de pressão de bóia (3)substituído por válvula diferencial (36), sem haver perda de desempenho. Estas válvulassão particularmente úteis para o uso da presente invenção.The system of the present invention may have float pressure control (3) replaced by differential valve (36) without loss of performance. These valves are particularly useful for the use of the present invention.
No sistema da presente invenção os gotej adores podem estar dispostos,preferencialmente em arranjo radial ou painel e podem escoar através de um aplicadorsubsuperfícial, para melhorar a aplicação localizada e para reduzir a possibilidade deentupimentos na saída do tubo de gotejamento (14), ou na saída de controladores degotejamento (32).In the system of the present invention the drippers may preferably be arranged in radial or panel arrangement and may flow through a subsurface applicator to improve localized application and to reduce the possibility of clogging at the outlet of the drip tube (14) or at the outlet. of defrost controllers (32).
O sistema da presente invenção é ideal para distribuidores com númeroindeterminado de gotejadores. Por possibilitar ajustes de vazões reduzidas de líquido,mesmo com partículas em suspensão, é um sistema que pode ser útil em aplicaçõesespecializadas, para a irrigação de substratos onde é ideal o uso de baixas vazões e parauso com fertirrigação.The system of the present invention is ideal for dispensers with an undetermined number of drippers. Because it enables reduced liquid flow adjustments, even with suspended particles, it is a system that can be useful in specialized applications for substrate irrigation where low flow rates and ideal use with fertigation are ideal.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURASBRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES
Figura 1: Ilustração do sistema de distribuição de gotejamento, montado em arranjoradial, contendo a vista de dois gotejadores, nas laterais.Figure 1: Illustration of the drip distribution system, arranged in an arrangement, with a view of two drippers on the sides.
Figura 2: Mini-compressor, regulador de pressão com escape de ar, rnanômetro edistribuidor de ar.Figure 2: Mini compressor, air exhaust pressure regulator, rnanometer and air distributor.
Figura 3: Detalhe de um tubo de gotej ador conectado a um sistema radial dedistribuição de irrigação para uso em arbustos e em jardins.Figure 3: Detail of a drip pipe connected to a radial irrigation distribution system for use in shrubs and gardens.
Figura 4: Dispositivo em que a vazão da água carreia ar, com auxílio de um tubo deelevação de água e ar aberto para a atmosfera com o intuito de introduzir ar e evitar queo sifonamento gere perda do ajuste da vazão.Figure 4: A device in which the flow of water carries air with the aid of a water and open air riser to the atmosphere in order to introduce air and prevent siphoning from generating loss of flow adjustment.
Figura 5: Dispositivo de irrigação que usa ar, ou outro gás, introduzido juntamentecom a água para fechar a saída de água no manejo de irrigação, de acordo comelementos porosos que se tornam impermeáveis ao ar conforme o solo ésuficientemente umedecido, conforme característica do sensor.Figura 6: Esquema de aplicação do sistema de gotejamento em estrutura subterrânea deproteção simples (A) e em estrutura subterrânea de proteção contendo um controladorde gotejamento (B).Figure 5: Irrigation device using air or other gas, introduced together with water to close the water outlet in irrigation management, according to porous elements that become impermeable to air as the soil is sufficiently moistened as per the sensor characteristic. Figure 6: Scheme of application of the drip system in a single-protection underground structure (A) and in a protective underground structure containing a drip controller (B).
Figura 7: Dispositivo de gotejamento com vazão de água ajustada por um fluxo de ar,ou outro gás, de arraste montado em um painel no qual a válvula diferencial controla onível ou pressão de referência da água no sistema.Figure 7: Drip device with water flow adjusted by a flow of air, or other carrier gas, mounted on a panel in which the differential valve controls the water level or reference pressure in the system.
Figura 8: Dispositivo com sete tubos de gotejamento montados em um painel, no quala vazão de cada saída de água é ajustada pelo respectivo fluxo de ar, como no caso daFigura 7.Figure 8: Device with seven panel-mounted drip tubes in which the flow rate of each water outlet is adjusted by its air flow, as in Figure 7.
Figura 9: Dispositivo de gotejamento com vazão de água ajustada por fluxo de ar, ououtro gás, de arraste em montagem pressurizada, conectada a três controladores deirrigação com sensores tensão de água do solo de elemento poroso.Figura 10: Gráfico de vazão de água ajustada em função do fluxo de ar no sistema degotejamento (Fig. 1), operando com tubo de elevação e de gotejamento com diâmetrointerno de 3 mm.Figure 9: Air flow-adjusted, or other gas, drip-mounted drip device in pressurized assembly, connected to three irrigation controllers with porous element groundwater voltage sensors. Figure 10: Adjusted water flow chart depending on the air flow in the drip system (Fig. 1), operating with a 3 mm internal diameter lifting and drip tube.
Figura 11: Gráfico de fluxo de ar e vazão de água através de um dispositivo degotejamento (Fig. 4) operando com um gradiente de pressão de 7 cm de coluna de águae possuindo tubos de ascensão e de gotejamento com diâmetro interno de 3 mm.Figure 11: Graph of air flow and water flow through a drip device (Fig. 4) operating with a 7 cm water column pressure gradient and having 3 mm internal diameter riser and drip tubes.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A presente invenção refere-se a um sistema de gotejamento com vazão deágua ajustada por um fluxo de ar. O sistema é conveniente não só por possibilitaroperação praticamente livre de entupimento de gotej adores, mesmo operando-se comvazões de água reduzidíssimas, como também é uma forma de aplicar ar através do tubode gotejamento, quando houver necessidade de melhoria da aeração do solo ou de sefazer controle automático de irrigação, acionado por ar comprimido.The present invention relates to an air flow adjusted water flow drip system. The system is convenient not only for practically drip clogging-free operation, even when operating with very low water discharges, but also as a way of applying air through the drip tubing when soil aeration is required or improved. automatic irrigation control, driven by compressed air.
De acordo com a presente invenção, o sistema de gotejamento écomposto dos seguintes elementos (Figura 1): reservatório de água (17),, tampa (18),tubo extravasor (2), bóia (3), contentor (15), distribuidor de ar (8), restrição (9), tubo deentrada de ar (10), tubo de entrada de água (1), tubo de elevação de água e ar (12),bifurcação (13), tubo de gotejamento (14). Na Figura 1 mostra-se ainda que umcontrolador de pressão, tubo extravasor (2) e bóia (3), faz o ajuste do nível de água parauma pluralidade de tubos de gotejamento (14), a partir do tubo de entrada da água (1)sob pressão. O controle da pressão da água para o nível (4) é feito mediante ofechamento do tubo extravasor (2), pela borracha da bóia (3). O reservatório de água(17), com tampa (18), possui internamente um contentor (15) para a bóia (3), no qual éfixado o tubo extravasor (2) e outros componentes. Este contentor (15) também possuiorifício superior (16) para equilíbrio com a pressão atmosférica e orifício (5) na basepara entrar água.According to the present invention, the drip system is composed of the following elements (Figure 1): water reservoir (17), cap (18), overflow pipe (2), float (3), container (15), distributor (8), restriction (9), air inlet pipe (10), water inlet pipe (1), water and air lift pipe (12), bifurcation (13), drip pipe (14) . In Figure 1 it is further shown that a pressure controller, overflow tube (2) and float (3) adjust the water level for a plurality of drip tubes (14) from the water inlet tube (1). )under pressure. Control of water pressure to level (4) is done by closing the overflow pipe (2) by the float rubber (3). The water reservoir (17), with lid (18), has internally a container (15) for the float (3) to which the overflow pipe (2) and other components are attached. This container (15) also has an upper orifice (16) for balancing with atmospheric pressure and orifice (5) in the base for entering water.
Para produzir gotejamento (Figura 1), o ar entra pelo tubo 7 nodistribuidor de ar (8), tem seu fluxo controlado em uma restrição (9), passa pelo tubo deentrada de ar (10), eleva a água no tubo de entrada de água (11), que é aberto na base(6) e vai para o tubo de gotejamento (14). Uma bifurcação (13) acopla os tubos (11),(12) e (14) no sistema. Na travessia entre os tubos (11) e (14) a pressão é acomodada notubo de elevação de água e ar (12). O tubo de elevação de água e ar (12) é fundamentalpara que a vazão média de água obtida não seja influenciada pela altura na qual écolocada a ponta do tubo de gotejamento (14). Este efeito é obtido graças ao fato daágua se acumular no tubo de elevação de água e ar (12) para, a seguir, escoar demaneira espontânea e intervalada pela bifurcação (13) e o tubo (14). Neste escoamentointervalado, a queda rápida da água pode causar arraste adicional de ar, que ésuccionado através do tubo de elevação de água e ar (12) e deste modo se impede aocorrência de sifonamento e se possibilita o transporte de ar através do tubo degotejamento. Assim, o fluxo médio de ar que sai para o tubo de gotejamento (14) não énecessariamente igual ao fluxo de ar de entrada utilizado para ajustar a vazão dogotejamento.To produce drip (Figure 1), air enters through air distributor tube 7, has its flow controlled at a restriction (9), passes through air inlet tube (10), raises water in the inlet tube. water (11), which is opened in the base (6) and goes to the drip tube (14). A bifurcation (13) couples the tubes (11), (12) and (14) in the system. At the crossing between the tubes (11) and (14) the pressure is accommodated by the water and air lifting tube (12). The water and air lift pipe (12) is critical so that the average water flow obtained is not influenced by the height at which the tip of the drip pipe (14) is placed. This effect is obtained by the fact that water accumulates in the water and air elevation pipe (12) and then spontaneously flows through the bifurcation (13) and pipe (14). In this interval flow, the rapid fall of water may cause additional air drag which is sucked through the water and air lift pipe (12) thereby preventing the occurrence of siphoning and allowing air to be conveyed through the drainage pipe. Thus, the average air flow exiting to the drip tube 14 is not necessarily equal to the inlet air flow used to adjust the drip flow.
É importante que o tubo de gotejamento seja sempre colocado cominclinação descendente, para que o ar e a água escoem. Também é importante que otubo de elevação de água e ar (12) tenha diâmetro da ordem de 5 a 7 mm para que o arpossa escapar sem arrastar gotas de água, durante o intervalo de tempo em que a pressãode água aumenta até ocorrer o escoamento espontâneo.It is important that the drip tube is always placed with downward inclination so that air and water flow out. It is also important that the air and water lift tube 12 have a diameter of the order of 5 to 7 mm so that the spear escapes without dragging water droplets during the time the water pressure increases until spontaneous flow occurs. .
Na Figura 2 observa-se como um compressor de ar (19), por exemplo, demembrana injeta fluxos de ar ajustados no sistema de gotejamento, mediante o uso derestrições (9). No lugar do compressor de ar pode-se utilizar também um cilindro de arcomprimido ou outro gás, como o N2, por exemplo. O ajuste dos fluxos de ar pode serfeito em duas etapas: primeiro ajusta-se a pressão de ar em válvula de controle depressão de ar (20), de escape caso no caso exemplificado de uso de compressor demembrana, e a seguir determina-se o fluxo de ar em restrições padronizadas (9). Estasrestrições (9) capilares de fluxo de ar podem ser de vários tipos, como por exemplo, masnão estando limitado a, preparadas com segmentos fio elétrico flexível, que contémpassagens de ar capilares entre os filamentos metálicos cilíndricos acomodados nointerior do envoltório plástico do fio. A restrição deve, preferencialmente, ajustar omaior fluxo de ar necessário para se obter a maior vazão água no gotejador, que sedeseje utilizar durante o ciclo da cultura. Deste modo, reduzindo-se a pressão de ar detrabalho na válvula de controle de pressão de ar (20), de acordo com a leitura nomanômetro (21), reduz-se a vazão de gotejamento para o valor que seja necessário emuma dada condição. Caso seja utilizado outro tipo de compressor, ou reservatório de arou gás comprimido, então, o ajuste de pressão de ar é feito e válvula de ajuste depressão sem escape, o que não causa qualquer alteração no funcionamento do sistema.In Figure 2 it is observed how an air compressor (19), for example, the membrane injects adjusted air flows into the drip system, using the restrictions (9). In place of the air compressor a compressed air cylinder or other gas such as N2 can also be used. The adjustment of the air flows can be done in two steps: first, the air pressure in the air pressure relief valve (20) is adjusted, in the case of the use of a membrane compressor, and then the air pressure is determined. air flow under standardized restrictions (9). These airflow capillaries (9) may be of various types, for example, but not limited to, prepared with flexible electric wire segments, which contain capillary air passages between the cylindrical metal filaments disposed within the plastic wrap of the wire. The restriction should preferably adjust for the largest air flow required to obtain the highest water flow in the dripper that you wish to use during the crop cycle. Thus, reducing the working air pressure at the air pressure control valve (20) according to the manometer reading (21) reduces the drip flow to the value required under a given condition. If another type of compressor, or air or compressed gas tank is used, then the air pressure adjustment is made and the non-exhaust depression adjustment valve, which does not cause any change in system operation.
O desligamento do gotejamento é obtido desligando-se o compressor dear (19), ou reduzindo-se a pressão na válvula de controle de pressão de ar (20).Evidentemente, a vazão de água é reduzida para zero caso a pressão de ar aplicada setorne menor que a diferença de altura entre a entrada de ar do tubo 10 e o nível dasuperfície da água (4), que é a pressão zero no sistema.Drip shutdown is achieved by turning off the dear compressor (19), or by reducing the pressure at the air pressure control valve (20). Of course, the water flow is reduced to zero if the applied air pressure less than the height difference between the air inlet of pipe 10 and the water surface level (4), which is zero pressure in the system.
O ajuste da vazão de ar através de todos os tubos de entrada de ar (10),simultaneamente, é obtido regulando-se a pressão do ar na válvula de controle depressão de ar (20). As restrições (9) e o distribuidor de ar (8) são acomodados no topodo distribuidor radial de gotejamento (22) (Figuras 1, 2 e 3), ou no topo dos sistemas degotejamento em painel (Figuras 7, 8 e 9). A localização das restrições (9) para ocontrole do fluxo no topo é importante para que não ocorra movimentação de água paraas restrições de ar (9), o que causaria de obstrução temporária à passagem do fluxo dear.Adjustment of air flow through all air inlet tubes (10) simultaneously is achieved by regulating the air pressure in the air depression control valve (20). The constraints (9) and the air distributor (8) are accommodated on the radial drip distributor top (22) (Figures 1, 2 and 3), or on top of the panel drip systems (Figures 7, 8 and 9). The location of the top flow control constraints (9) is important so that no water movement occurs for the air constraints (9), which would cause temporary obstruction to the flow of air flow.
Para uso temporizado os compressores de ar podem ser desligadosdiretamente por um temporizador com atuação elétrica ou mediada por válvulassolenóides. Durante o desenvolvimento das plantas a quantidade de água aplicada podeser aumentada, aumentando-se o tempo de irrigação, ou alternativamente, mediante oaumento da pressão do ar na válvula de controle de pressão de ar (20).O sistema da Figura 1 é visto de cima na Figura 3 para evidenciar comopode ser a distribuição radial dos tubos flexíveis de gotejamento. Neste arranjo a água étomada da tubulação principal (23) através do tubo de entrada de água (1). Tanto estearranjo radial de gotejadores, quanto o arranjo em painel (Figura 8), são formas efetivaspara aplicar gotejamento a plantas individuais em pomares e jardins.For timed use the air compressors can be turned off directly by an electrically actuated or valve solenoid-actuated timer. During plant development the amount of water applied may be increased by increasing the irrigation time or alternatively by increasing the air pressure at the air pressure control valve (20). The system of Figure 1 is seen from above in Figure 3 to show how can be the radial distribution of the drip hoses. In this arrangement water is taken from the main pipe (23) through the water inlet pipe (1). Both radial drip arrangement and panel arrangement (Figure 8) are effective ways to apply drip to individual plants in orchards and gardens.
Para operação sem compressor de ar, em uma concretização um poucomais sujeita a entupimento, o gotejador pode funcionar com a vazão de água obtidadissipando-se uma pressão de altura de coluna de água através de uma restrição (24)(Figura 4). Neste sistema com água sob pressão (1) e controle de pressão com tuboextravasor (2) e bóia (3), o ar é arrastado para o interior do tubo de gotejamento (14)assim que a água se acumula no tubo de elevação de água e ar (12) em quantidadessuficientes para que esta seja acelerada em intervalos para escoamento em um processoque succiona e arrasta o ar através dos tubos 26 e 14. Nesta concretização, a altura dabifurcação (13) de saída para o tubo de gotejamento (14) é inferior ao nível da água (4),para que a pequena vazão de água seja intervalada com a introdução de ar no tubo degotejamento. A tampa opcional (25) é para a limpeza da restrição (24), com um aramede aço. Este sistema simplificado não possibilita os controles de vazão e de fechamentopneumatico da irrigação, descrito para o sistema preferido, que faz uso de compressorde ar.For operation without an air compressor, in a slightly clogged embodiment, the dripper can operate at the flow rate by obtaining a water column height pressure through a restriction (24) (Figure 4). In this system with pressurized water (1) and pressure control with overflow pipe (2) and float (3), air is drawn into the drip pipe (14) as water accumulates in the water lift pipe. and air (12) sufficiently to be accelerated at flow intervals in a process that sucks and drags air through the pipes 26 and 14. In this embodiment, the outlet bending height (13) for the drip pipe (14) it is below the water level (4), so that the small water flow rate is spaced with the introduction of air into the drainage pipe. The optional cover (25) is for cleaning the restriction (24) with a steel frame. This simplified system does not allow the flow and pneumatic closure controls of the irrigation, described for the preferred system, which uses air compressor.
Gotejamento conforme a umidade no soloDrip according to soil moisture
Nas Figuras 5 e 6 observa-se um controlador de irrigação que é acionadopelo ar conduzido neste sistema de gotejamento. Conforme a água e o ar introduzidospelo tubo de gotejamento (14) adentram câmara do controlador de gotejamento (32)ocorre a separação entre o ar que sobe e a água que ocupa a base. Em solo (35) úmido(Figura 6) a cápsula porosa do sensor (31) permanece em estado de impermeabilidadeao ar e deste modo o ar se acumula lentamente na câmara do controlador degotejamento (32) até que o flutuador (27) afunde e feche o tubo de saída de água (29),pela compressão da borracha de vedação (28). Neste estado a pressão no controlador degotejamento (32) aumenta e o gotejamento cessa. Quando na fase de secagem, a tensãoda água no solo supera um valor crítico, característico do sensor, então, o ar docontrolador de irrigação (32), passa pelo tubo 30 e escapa pela cápsula porosa do sensor(31) e a água acumula-se novamente fazendo com que o flutuador (27) se eleve e ogotejamento seja retomado, até que o solo umedeça novamente. Sensores de cápsulasporosas, denominadas Irrigas, com diferentes pressões de borbulhamerito, tensõescríticas, estão disponíveis no mercado (BR PI 0004264), de modo que se trata, portanto,de uma nova forma de aplicar este sistema de gotejamento associado com sensores decápsulas porosas. A diferença, nesta aplicação de controle de umidade, é que tanto o arquanto água são introduzidos através de um único tubo, o que facilita as aplicações decampo.Figures 5 and 6 show an irrigation controller that is driven by air driven in this drip system. As water and air introduced through the drip tube (14) into the drip controller chamber (32), the rising air separates from the water occupying the base. On damp ground (35) (Figure 6) the porous sensor capsule (31) remains impermeable to air and thus air accumulates slowly in the dewatering controller chamber (32) until the float (27) sinks and closes. the water outlet pipe (29) by compressing the sealing rubber (28). In this state the pressure in the deflector controller (32) increases and the drip ceases. When in the drying phase the soil water tension exceeds a critical value characteristic of the sensor, then the irrigation controller air (32) passes through the tube 30 and escapes through the porous capsule of the sensor (31) and the water accumulates. again causing the float (27) to rise and dripping to resume until the soil moistens again. Porous capsule sensors, called Irrigas, with different bubbler pressures, critical stresses, are commercially available (BR PI 0004264), so this is a new way of applying this drip system associated with porous decapsule sensors. The difference, in this humidity control application, is that both water archers are introduced through a single tube, which facilitates field applications.
Como as pressões de ar e de água induzidas pelo sistema da presenteinvenção no controlador de gotejamento são inferiores a 1 metro de coluna de água,então é simples demonstrar, pelas relações entre força, área da seção do tubo de saída deágua (29) e pressão de entrada da água, que o peso do flutuador necessário para fechar otubo de saída de água (29) é diminuto, podendo ser até mesmo inferior a cinco gramas.Em conseqüência sabe-se, portanto, que estes controladores de gotejamento (32) podemser fabricados com dimensões miniatura, isto é com volume total de 50 mililitros e atémenos. A miniaturização facilita a viabilidade econômica dos controladores, porque sãomais baratos e esteticamente mais adequados para plantas em vaso e para ambientesornamentados.Since the air and water pressures induced by the present invention system in the drip controller are less than 1 meter of water column, then it is simple to demonstrate by the relationships between force, water outlet pipe section area (29) and pressure that the weight of the float required to close the water outlet (29) is small and may even be less than five grams. Therefore, it is known that these drip controllers (32) can be manufactured with miniature dimensions, ie with a total volume of 50 milliliters and even. Miniaturization facilitates the economic viability of controllers because they are cheaper and more aesthetically suitable for potted plants and daytime environments.
Um detalhe específico do gotejamento através do controlador deirrigação é que, neste caso, não há necessidade de uniformidade na vazão da água.A specific detail of the drip through the irrigation controller is that in this case there is no need for uniformity in water flow.
Assim, nesta aplicação há uma interessante liberdade de escolha do compressor de ar,que também não precisa gerar pressão de ar estável, nem pressão de ar constante. Destemodo, podem ser utilizados em conjunto com a presente invenção, mas não estandolimitado a, compressores de ar acionados por painel solar e os termocompressores comoos ilustrados por Caibo & Silva (Sistema Irrigas para manejo de irrigação: fundamentos,aplicações e desenvolvimentos. Brasília: Embrapa Hortaliças, 174 p, 2005, ISBN 85-86413-07-0).Thus, in this application there is an interesting freedom of choice for the air compressor, which neither needs to generate stable air pressure nor constant air pressure. Thus, they may be used in conjunction with the present invention, but not limited to, solar panel driven air compressors and thermo-compressors as illustrated by Caibo & Silva (Irrigation System for Irrigation Management: Fundamentals, Applications and Developments. Brasilia: Embrapa Vegetables, 174 p, 2005, ISBN 85-86413-07-0).
O fluxo de ar que chega ao tubo de gotejamento (14) depende do fluxo dear introduzido pelo compressor, da quantidade de ar que é perdida através do tubo deelevação de água e ar (12) e da quantidade de ar que entra pelo tubo de elevação de águae ar (12) quando, intervaladamente, a água escoa para o tubo de gotejamento (14). Emsistemas com controlador de gotejamento (32), quando o controlador de gotejamentofecha a água acumula-se até um valor máximo no tubo de elevação de água e ar (12),enquanto o fluxo de ar continua escapando, neste caso sem arrastar água, até que ocontrolador de gotejamento (32) abra-se novamente.Gotejamento subsuperficialThe air flow to the drip tube 14 depends on the air flow through the compressor, the amount of air that is lost through the water and air riser tube 12, and the amount of air that enters the lift tube. water and air (12) when, at intervals, water flows into the drip tube (14). In drip controller systems (32), when the drip controller closes water accumulates to a maximum value in the water and air lift pipe (12), while air flow continues to escape, in this case without dragging water, up to that the drip controller (32) opens again. Subsurface drip
Na figura 6A um gotejador aplica irrigação subsuperficial auxiliado pelotubo de gotejamento (14) inserido em tubo de proteção (33) com perfurações (34) edimensões arbitrárias, por exemplo, 50 mm de diâmetro por 600 mm de profundidadepara um arbusto. Na figura 6B o tubo de gotejamento (14), juntamente com ocontrolador de gotejamento (32) fazem uso de similar tubo de proteção (33), para airrigação. Este tubo de proteção (33) é um acessório que possibilita a aplicação dairrigação na profundidade desejada. Partículas de solo e o crescimento de raízes sãocausas eventuais de obstrução tubos e de gotejadores, especialmente quando se faz usode irrigação subsuperficial. O tubo de proteção (33) com perfurações (34) é umacessório barato que pode ser dimensionado e até preparado no campo para reduzir esteproblema no sistema.In Figure 6A a dripper applies subsurface irrigation aided by the drip tube (14) inserted into a protective tube (33) with perforations (34) and arbitrary dimensions, for example, 50 mm in diameter by 600 mm deep into a bush. In figure 6B the drip pipe (14), together with the drip controller (32) make use of a similar protective pipe (33) for irrigation. This protection tube (33) is an accessory that enables irrigation to be applied to the desired depth. Soil particles and root growth are possible causes of clogged pipes and drippers, especially when using subsurface irrigation. Pipe protection (33) with perforations (34) is a cheap accessory that can be sized and even prepared in the field to reduce this problem in the system.
Sistema com válvula diferencialDifferential valve system
Na Figura 7 ilustra-se um sistema simples com vazão de água arrastadafazendo uso de uma válvula diferencial (36) para ajustar a pressão da água na entrada(1). Este sistema se diferencia do sistema ilustrado na Figura 1 pela utilização de umaválvula diferencial (36) para controlar a pressão no lugar da bóia (3), e por se tratar deuma montagem em painel que pode ser fixada em diferentes suportes com maiorfacilidade. Todos os demais componentes utilizados são análogos aos descritos nasFiguras 1 e 2. A diferença entre esse sistema de válvula diferencial e o sistema ilustradonas Figuras 1 e 2 é que no início de funcionamento desse sistema a pressão ou nível daágua (4) é ajustado na válvula diferencial (36) antes de ligar o compressor de ar (19).Figure 7 illustrates a simple system with entrained water flow using a differential valve (36) to adjust the inlet water pressure (1). This system differs from the system illustrated in Figure 1 by the use of a differential valve (36) to control the pressure in place of the float (3), and in that it is a panel mount that can be attached to different supports with greater ease. All other components used are analogous to those described in Figures 1 and 2. The difference between this differential valve system and the system illustrated in Figures 1 and 2 is that at the beginning of operation of this system the water pressure or level (4) is adjusted at the valve. differential (36) before starting the air compressor (19).
Para isto, tira-se a capa da válvula diferencial (36) e aperta-se ou folga-se a molainterna. O ajuste do fluxo de ar também é feito através de uma restrição (9). Este arpassando no tubo (10) entra no tubo (11) e eleva a água através do tubo de elevação deágua e ar (12). Esta elevação da água provoca escoamento intervalado, sempre que aágua se acumula em quantidade no tubo 12. O escoamento intervalado de água paragotejamento no tubo flexível (14), com arraste de ar, ocorre com passagem destesfluidos através da bifurcação (13).O sistema de gotejamento utilizando válvula diferencial também pode seraplicado para um painel com várias saídas para gotejamento. Na figura 8 ilustra-se umsistema de gotejamento com vazão de água arrastada por fluxo de ar montado comválvula diferencial (36) em um painel com 7 saídas para gotejamento (14) em vasos eum distribuidor de água na base (40). O sistema da Figura 8 é apenas uma ampliaçãoprática dos mesmos componentes da Figura 7 para atender ao gotejamento de umnúmero maior de plantas.To do this, remove the differential valve cap (36) and tighten or loosen the internal spring. The air flow adjustment is also made through a restriction (9). This trapping through the pipe (10) enters the pipe (11) and raises the water through the water and air lift pipe (12). This elevation of water causes interval flow, whenever water accumulates in quantity in tube 12. Interval flow of water for dripping in hose (14), with air drag, occurs with the passage of these fluids through the bifurcation (13). Drip valve using differential valve can also be applied to a panel with multiple drip outputs. Figure 8 illustrates a drip system with air flow entrained water flow with differential valve (36) in a panel with 7 outlets for vessel drip (14) and a water dispenser at the base (40). The system of Figure 8 is just a practical enlargement of the same components as Figure 7 to cater for dripping a larger number of plants.
A estabilidade da pressão com que a água entra na válvula diferencial(36) de controle de pressão de água ou no sistema de tubo extravasor (2) e bóia (3) deveser da ordem de 20%, ou melhor, e preferencialmente com pressão nominal de 20 a 50kPa. Isto é importante porque os ajustes de pressões, isto é níveis de água, efetuados porestas válvulas devem ter precisão da ordem de 0,1 a 0,4 kPa. As válvulas diferenciais(36, 38) consideradas nesta invenção são similares às utilizadas para controle de pressãode gás liqüefeito de petróleo, no sentido em que a pressão de saída pode ser ajustadacomo um diferencial em comparação com a pressão de referência aplicada sobre a suamembrana central.The pressure stability with which water enters the water pressure control differential valve (36) or the overflow pipe system (2) and float (3) should be of the order of 20% or better and preferably at rated pressure. from 20 to 50kPa. This is important because pressure adjustments, ie water levels, made by these valves must be accurate to within 0.1 to 0.4 kPa. The differential valves (36, 38) considered in this invention are similar to those used for liquefied petroleum gas pressure control in that the outlet pressure can be adjusted as a differential compared to the reference pressure applied to the central membrane.
O sistema também pode ser utilizado, de maneira mais precária, paraoperação sem compressor de ar. Neste caso, como se ilustra na Figura 4, é o gradientede pressão de água que arrasta o fluxo de ar utilizando-se do tubo de elevação de água ear (12), que possibilita a introdução de ar no tubo de gotejamento (14). Para operaçãosem compressor de ar, em uma concretização um pouco mais sujeita a entupimento, ogotejador pode funcionar com a vazão de água obtida dissipando-se uma pressão dealtura de coluna de água através de uma restrição (24) (Figura 4). Neste sistema comágua sob pressão (1) e controle de pressão com tubo extravasor (2) e bóia (3), o ar éarrastado para o interior do tubo de gotejamento (14) assim que a água se acumula notubo de elevação de água e ar (12) em quantidades suficientes para que esta sejaacelerada em intervalos para escoamento em um processo que succiona e arrasta o aratravés dos tubos 26 e 14. Nesta concretização, a altura da bifurcação (13) de saída parao tubo de gotejamento (14) é inferior ao nível da água (4), para que a pequena vazão deágua seja intervalada com a introdução de ar no tubo de gotejamento. A tampa opcional(25) é para a limpeza da restrição (24), com um arame de aço. Este sistema ••simplificadonão possibilita os controles de vazão e de fechamento pneumático da irrigação, descritopara o sistema preferido, que faz uso de ar comprimido por compressor de ar ou cilindrode ar ou outro gás comprimido.Sistema pressurizadoThe system can also be used more precariously for operation without air compressor. In this case, as illustrated in Figure 4, it is the water pressure gradient that drags the air flow using the water lift tube ear (12), which allows air to be introduced into the drip tube (14). For air compressor operation, in a slightly more clogged embodiment, the dripper may operate at the obtained water flow by dissipating a pressure from the water column through a restriction (24) (Figure 4). In this system with pressurized water (1) and pressure control with overflow pipe (2) and float (3), air is drawn into the drip pipe (14) as water accumulates in the water and air lift tube. (12) in sufficient amounts to be accelerated at flow intervals in a process that sucks and drags through tubes 26 and 14. In this embodiment, the height of the outlet bifurcation (13) to the drip tube (14) is lower at water level (4), so that the small flow of water is spaced with the introduction of air into the drip tube. The optional cover (25) is for cleaning the restriction (24) with a steel wire. This simplified system • does not allow the flow and pneumatic shutoff controls of the irrigation, described for the preferred system, which uses compressed air by air compressor or air cylinder or other compressed gas.
O gotejamento com vazão de água controlada por fluxo de ar em sistemapressurizado, como ilustrado na Figura 9 é mais complexo e só possibilita a utilizaçãode um tubo de gotejamento, por válvula diferencial (36) de controle de pressão de água.Deste modo, sistemas pressurizados como o ilustrado na Figura 9, preferencialmente,devem ser acoplados a um ou mais controladores de gotejamento (32) ligados ao longodo comprimento do tubo de gotejamento (14), para irrigar várias plantas ou vasos (37).Air flow controlled water flow dripping in a pressurized system, as illustrated in Figure 9 is more complex and only allows the use of a drip tube per water pressure control differential valve (36). Thus, pressurized systems as illustrated in Figure 9, preferably should be coupled to one or more drip controllers (32) connected to the long length of the drip tube (14) to irrigate various plants or pots (37).
O sistema pressurizado também pode ser montado com bóia (3) fazendouso de reservatório hermético, que não deixa o ar escapar, e de válvula de segurança.Esta opção, no entanto, não é ilustrada, porque se trata de um sistema mais difícil demontar e porque requer mais cuidados.The pressurized system can also be mounted with a float (3) making an airtight, non-leaking reservoir and safety valve resting. This option, however, is not illustrated, because it is a more difficult system to dismantle and because it requires more care.
O sistema pressurizado ilustrado na Figura 9 faz uso de compressor (19),e de controlador de pressão de ar para a introdução de fluxo de ar controlado através deuma restrição (9). Uma válvula diferencial (36) de controle da vazão da água ajusta apressão diretamente no tubo de entrada de água (11) de acordo com a pressurizaçãogasosa que atua sobre a sua referência. A pressurização gasosa da referência é aplicadamediante o uso da restrição (39), que recebe ar de pressão controlada da válvuladiferencial de controle de pressão de ar (38). A válvula diferencial de. controle depressão de ar (38) também é conectada (41) hermeticamente ao topo do tubo deelevação de água e ar (12). A pressão total da água na saída da válvula diferencial (36) éigual à pressão ajustada na sua mola interna, somada à pressão de ar ajustada na válvuladiferencial de controle da pressão do ar (38). A água escoa intervaladamente para o tubode gotejamento (14), fazendo uso do tubo de elevação de água e ar (12) como meio deacomodação da pressão de água da mesma forma que já foi explicado para o dispositivoda Figuras 1, 7 e 8. A diferença no sistema pressurizado da Figura 9 é que a obstruçãoda passagem de água no tubo de gotejamento causa aumento de pressão gasosa no tubode elevação de água e ar (12), onde a pressão com o sistema fechado se aproxima dapressão na válvula de controle de pressão de ar (20), que é lida no manômetro (21). Estaresposta é o que o ocorre, por exemplo, quando o escoamento de água nos controladoresde irrigação (32) é fechado. ;tA qualidade do sistema pressurizado é possibilitar a movimentação do are da água no tubo de gotejamento (14) com maior pressão. Esta pressão adicional évaliosa caso seja difícil de posicionar o tubo de gotejamento em trajetória descendentecom inclinação suficiente para que a água e o ar escoem sem restrições. Esta pressãoadicional, portanto, contribui para que o movimento da água supere eventuais "barrigas"ao longo do tubo de gotejamento (14).The pressurized system illustrated in Figure 9 makes use of compressor (19), and air pressure controller for introducing controlled air flow through a restriction (9). A water flow control differential valve (36) adjusts the pressure directly to the water inlet pipe (11) according to the gaseous pressurization acting on its reference. The gaseous pressurization of the reference is applied using the restriction (39), which receives controlled pressure air from the differential air pressure control valve (38). The differential valve of. air depression control (38) is also hermetically connected (41) to the top of the water and air lift pipe (12). The total water pressure at the differential valve outlet (36) is equal to the pressure set on its internal spring, plus the air pressure set at the differential air pressure control valve (38). Water flows to the drip tube (14) at intervals, making use of the air and water lift tube (12) as a means of adjusting water pressure in the same manner as has been explained for the apparatus of Figures 1, 7 and 8. A The difference in the pressurized system in Figure 9 is that the obstruction of the water flow in the drip pipe causes gas pressure increase in the water and air lift pipe (12), where the pressure with the closed system approaches the pressure in the pressure control valve. (20), which is read on the pressure gauge (21). This response is what happens, for example, when the water flow in the irrigation controllers (32) is closed. The quality of the pressurized system is to enable the movement of water from the drip tube (14) with greater pressure. This additional pressure is valuable if it is difficult to position the drip tube downward with sufficient inclination for water and air to flow without restriction. This additional pressure, therefore, contributes to the water movement overcoming any "bellies" along the drip tube (14).
Como defeito, o sistema pressurizado seria oneroso para irrigar apenasuma planta. Deste modo, o sistema pressurizado é mais interessante acoplando-se umapluralidade de reguladores de irrigação ao longo do tubo de gotejamento (14), conformeilustrado na Figura 9.By default, the pressurized system would be costly to irrigate only one plant. Thus, the pressurized system is more interesting by coupling a plurality of irrigation regulators along the drip tube (14), as illustrated in Figure 9.
Outra qualidade deste sistema pressurizado é aplicar irrigação porgotejamento em tensão de água regulada na válvula de controle de pressão de ar (20).Another quality of this pressurized system is to apply drip irrigation at regulated water tension to the air pressure control valve (20).
Assim, por exemplo, com sensores de cápsula porosa miniatura Irrigas de 15 kPa,disponíveis comercialmente, pode-se aplicar gotejamento em tensões de água quevariam de 5 kPa a 10 kPa, de maneira segura. A equação utilizada no sistema conformea PI 0004264 é: T = Pb - p, onde T é a tensão da água no solo, Pb é a pressão deborbulhamento do elemento poroso e p é a pressão de ar aplicada.Thus, for example, with commercially available 15 kPa Irrigas miniature porous capsule sensors, dripping at water voltages ranging from 5 kPa to 10 kPa can be safely applied. The equation used in the system conforming to PI 0004264 is: T = Pb - p, where T is the soil water tension, Pb is the porous element's burst pressure and p is the applied air pressure.
Por uma questão de segurança, devido à variabilidade dos, sensores decápsula porosa, disponíveis comercialmente, e pelo fato de que as pressões para iniciarborbulhamento serem maiores que as pressões para cessar o borbulhamento, entãoconvém usar pressões de ar p tal que p < 0,6xPb.For the sake of safety, due to the variability of commercially available porous capsule sensors, and the fact that the pressures to start bubbling are greater than the pressures to stop bubbling, then it is advisable to use air pressures p such that p <0.6xPb .
Os reguladores de pressão diferencial, válvulas diferenciais (36) e (38),devem preferencialmente ter comportamento similar ao dos controladores utilizadospara controle de vazão de GLP no sentido em que possibilitam ajustes finos e estáveisde pressão de 5 cm a 300 cm de coluna de água, por ajuste da pressão em mola. Naválvula diferencial (36) a mola fica escondida, pelo rosqueamento e vedação da entradade ar na referência. Na válvula (38), o ajuste da pressão da mola pode ficar a vista, parafacilitar os ajustes conforme leitura em manômetro (21).Differential pressure regulators, differential valves (36) and (38) should preferably behave similarly to the controllers used for LPG flow control in that they allow fine and stable pressure adjustments from 5 cm to 300 cm of water column. by adjusting the spring pressure. Differential valve (36) The spring is hidden by threading and sealing the air inlet in the reference. In the valve (38), the spring pressure adjustment can be seen, to facilitate the adjustments as read in pressure gauge (21).
Ajustes no sistemaSystem Adjustments
Nos sistemas ilustrados nas Figuras 1, 7, 8 e 9 a altura de ascensão daágua medida com relação à superfície ou nível da água (4) deve ser menor que adistância entre o orifício (6) na base do tubo (11) e a inserção do tubo de entrada de ar(10) , de onde a água escoa em nível através da bifurcação (13), para o tubo degotejamento (14). Esta condição assegura que o ar pode elevar a água através do tuboIn the systems illustrated in Figures 1, 7, 8 and 9 the rising height of the water measured in relation to the surface or water level (4) must be less than the distance between the hole (6) in the pipe base (11) and the insert. from the air inlet pipe (10), from which water flows levelly through the bifurcation (13), to the deflate pipe (14). This condition ensures that air can raise water through the pipe.
(11) , sem a ocorrência de borbulhamento de ar no orifício (6) do tubo (11).(11), without the occurrence of air bubbling in the hole (6) of the tube (11).
Sob o ponto de vista de vazão de água o diâmetro dos tubos e o tipo deconexão entre os tubos (10) e (11) são relevantes. O tubo (11) deve possuir diâmetro daordem de 2 a 4 mm, na medida em que diâmetros menores restringem a passagem deágua e com diâmetros maiores o sistema pode deixar de funcionar, devido à perda deestabilidade, no sentido em que o ar sobe através da água do tubo sem levantá-la acimada bifurcação (13).From the point of view of water flow the diameter of the pipes and the type of connection between the pipes 10 and 11 are relevant. Tube (11) should have a diameter of 2 to 4 mm in order as smaller diameters restrict water flow and with larger diameters the system may cease to function due to loss of stability as air rises through the water from the pipe without raising it above the bifurcation (13).
O tubo de elevação de água e ar (12) deve possuir diâmetro da ordem de5 a 7 mm, e altura suficiente para reter água e possibilitar a elevação do ar através daágua que se mantém retida no tubo (12). Após suficiente acúmulo de água, o tubo deelevação de água e ar (12) evita o sifonamento de água, porque deixa o ar entrarlivremente no tubo de gotejamento (14), enquanto a água escoa espontaneamenteatravés da bifurcação (13) e por meio do tubo de gotejamento (14) sem formar vácuoparcial suficiente para causar sifonamento.The water and air lift pipe (12) should have a diameter of the order of 5 to 7 mm, and sufficient height to hold water and allow air to rise through the water retained in the pipe (12). After sufficient accumulation of water, the water and air riser pipe (12) prevents water from siphoning because it allows air to flow freely into the drip pipe (14), while water flows spontaneously through the fork (13) and through the pipe drip (14) without forming sufficient vacuum to cause siphoning.
Experimentalmente, o efeito de diminuir o gradiente de pressão de água,entre o nível da água (4) e a saída da bifurcação (13), na faixa de 80 mm para 20 mm émodesto. Assim, uma elevação de 50 a 80 mm é uma segurança contra pequenosdesvios no ajuste da pressão da água, seja em bóia (3), seja em válvula diferencial (36).O erro no ajuste de pressão da água nestes acessórios (3, 36), preferencialmente deveser menor que 10 mm. Caso as variações sejam maiores, então é importante ajustar apressão de água de entrada no sistema. Isto é feito utilizando-se água proveniente deuma caixa de água, ou então uma válvula para controle de pressão na linha. Umaválvula de 20 kPa seria adequada.Experimentally, the effect of decreasing the water pressure gradient between the water level (4) and the fork outlet (13) in the range from 80 mm to 20 mm is modest. Thus, an elevation of 50 to 80 mm is a safeguard against minor deviations in water pressure adjustment, whether on float (3) or differential valve (36) .The error in water pressure adjustment on these accessories (3, 36 ), preferably should be less than 10 mm. If the variations are greater then it is important to adjust the inlet water pressure in the system. This is done by using water from a water box or a pressure control valve in the line. A 20 kPa valve would be adequate.
Aspectos físicosPhysical aspects
De acordo com o exposto o sistema de gotejamento da presente invençãoé muito menos influenciado pela temperatura do que outros gotejadores, porque seufuncionamento depende mais da tensão superficial da água e da viscosidade do ar doque da viscosidade da água que é a variável física mais importante relacionandotemperatura e vazão em outros tipos de gotejadores. O sistema tem ainda a qualidade deaplicar vazão de água e fluxo de ar simultaneamente em um único tubo para aplicaçõesde irrigação por gotejamento e para o arejamento do solo.Accordingly, the drip system of the present invention is much less influenced by temperature than other drippers, because its operation depends more on water surface tension and air viscosity than water viscosity which is the most important physical variable relating to temperature and temperature. flow in other types of drippers. The system also has the quality of applying water flow and air flow simultaneously in a single pipe for drip irrigation and soil aeration applications.
O termo água utilizado na presente invenção diz respeito à água,soluções, e outros líquidos com tensão superficial preferencialmente maior que 0,030N/m. No presente sistema de irrigação existe a possibilidade de uma irrigação apenascom água e também com a aplicação de nutrientes através de soluções e suspensões(fertirrigação).The term water used in the present invention refers to water, solutions, and other liquids with surface tension preferably greater than 0.030N / m. In the present irrigation system there is the possibility of irrigation only with water and also with the application of nutrients through solutions and suspensions (fertigation).
De acordo com a presente invenção, água e soluções referem-se: a) Água,fluido sem impurezas que por suas dimensões ou por sua capacidade de aglomeraçãopossam causar obstrução dos tubos 11, 13, 14 ou 29. Na prática agrícola a eliminaçãodestas impurezas envolve, em geral, o uso de filtros, de areia, por exemplo; b) Soluçõescom nutrientes minerais, denominadas soluções nutritivas, que contém elementosminerais essenciais, como nitrogênio e potássio, que promovem o desenvolvimento dasplantas. Estas soluções são usualmente preparadas pela dissolução de sais solúveis emágua; suspensões referem-se a suspensões relativamente estáveis e que não formemagregados que possam obstruir os tubos.According to the present invention, water and solutions refer to: a) Water, fluid without impurities which by its size or agglomeration may cause clogging of tubes 11, 13, 14 or 29. In agricultural practice the elimination of these impurities involves in general the use of sand filters, for example; b) Solutions with mineral nutrients, called nutrient solutions, which contain essential mineral elements, such as nitrogen and potassium, which promote plant development. These solutions are usually prepared by dissolving water-soluble salts; Suspensions refer to relatively stable, unmoulded suspensions that may clog the tubes.
Um cuidado com os tubos de gotejadores desta invenção é evitar que aconcavidade, "barriga", no tubo flexível exceda a metade da altura de coluna de águatotal do sistema. Para isto, tubos de gotejamento (14), com no máximo 3 metros decomprimento, devem ser dispostos, preferencialmente, na descendente. A ponta do tubode gotejamento pode, para isto, ser fixada para alinhar o tubo e facilitar a vazão. O usode, sistemas pressurizados e a instalação dos distribuidores, painel, por exemplo,instalados a cerca de um metro acima do nível do solo ou da mesa com vasos auxilia nobom funcionamento destes sistemas. Neste sentido também é importante frisar que como uso de controladores de gotejamento a altura de instalação dos distribuidores degotejamento, torna-se mais crítica, sem estes dispositivos não há problema algum deque estes dispositivos sejam instalados em altura maior que 1,0 m. Com o uso decontroladores de gotejamento a pressão adicional dada precisa ser descontada conformeo uso da fórmula tratada com sistemas pressurizados da Figura 9.One caution with the dripperlines of this invention is to prevent the "belly" hollowness in the hose from exceeding half the total water column height of the system. For this, drip pipes (14), with a maximum length of 3 meters, should preferably be disposed downwards. The tip of the drip tubing can be fixed to align the tubing and facilitate flow. The use, pressurized systems and the installation of the distributors, panel, for example, installed about one meter above ground level or the table with pots assist in the proper functioning of these systems. In this regard it is also important to note that as the use of drip controllers the installation height of the drip dispensers becomes more critical, without these devices there is no problem that these devices are installed at a height greater than 1.0 m. With the use of drip controllers the additional pressure given needs to be discounted as per the formula treated with pressurized systems of Figure 9.
Para funcionamento correto, é importante conferir a pressão de ar nomanômetro (21). O desligamento acidental do compressor de ar (19) reduz a pressão dear e desliga a irrigação. Assim, a manutenção da pressão ajustada é um indicativo deque o sistema está aplicando a vazão de água correta.For correct operation, it is important to check the air pressure in the manometer (21). Accidentally shutting off the air compressor (19) reduces air pressure and turns irrigation off. Thus, maintaining the set pressure is an indication that the system is applying the correct water flow.
O arraste de água por um fluxo de ar neste sistema é vim fenômeno quedepende da temperatura mediante sua influência modesta em aumentar a viscosidadedos gases, ar, em diminuir a tensão superficial da água e que também é influenciadopelo efeito mais forte do aumento da temperatura para reduzir a viscosidade da água.Assim, entre zero e 40 °C a viscosidade da água diminui quase três vezes, passando de0,018 poise a zero Celsius para 0,0065 poise a 40 °C, enquanto que na mesma faixa detemperatura a tensão superficial da água é reduzida em apenas 8%. Paralelamente, emais importantemente, a viscosidade dos gases, ar, é proporcional a raiz da temperaturaabsoluta, de modo que esta viscosidade aumenta em cerca de 7%, ao invés de diminuir,na faixa de temperaturas considerada. A influência destas três propriedades no sistemada presente invenção é ponderada, com dominância, no entanto para o efeito datemperatura sobre o fluxo de ar através das restrições (9) e (39), que é mediado peloaumento da viscosidade do ar em função da temperatura. Por outro lado, o arraste daágua nos tubos (11, 12 e 14) depende do trabalho necessário para movimentar água ebolhas de ar de acordo com tensão superficial da água, a viscosidade da água, omolhamento do tubo e do diâmetro do tubo utilizado, no caso ao redor de 3 mm. Assim,em função do papel dominante que o fluxo de ar e da tensão superficial da água, osistema desta invenção possui vazão de água influenciada por temperatura de maneiradiferente da que ocorre em outros gotejadores, cuja vazão é controlada de acordo comrestrições nas quais apenas a viscosidade da água é, em geral, a propriedade maisinfluenciada pela temperatura.The drag of water by an air flow in this system is a phenomenon that depends on temperature through its modest influence on increasing the viscosity of gases, air, on decreasing surface tension of water and which is also influenced by the stronger effect of increasing temperature to reduce Thus, between zero and 40 ° C the water viscosity decreases almost threefold, from 0.018 poise to zero Celsius to 0.0065 poise at 40 ° C, while in the same temperature range the surface tension of the water is reduced by only 8%. At the same time, and most importantly, the viscosity of gases, air, is proportional to the root of the absolute temperature, so that this viscosity increases by about 7%, rather than decreasing, in the temperature range considered. The influence of these three properties on the system of the present invention is dominantly weighted, however, for the effect of temperature on air flow through constraints (9) and (39), which is mediated by increasing air viscosity as a function of temperature. On the other hand, the dragging of the water in the pipes (11, 12 and 14) depends on the work required to move water and air bubbles according to the surface tension of the water, the viscosity of the water, the pipe shrinkage and the diameter of the pipe used. case around 3 mm. Thus, due to the dominant role of air flow and surface tension of water, the system of this invention has a water flow influenced by temperature differently from that which occurs in other drippers, whose flow is controlled according to restrictions in which only the viscosity Water is generally the property most influenced by temperature.
Outro aspecto físico em gotejamento é a molhabilidade do meio. Assim,atualmente, solos, em função da poluição, e os substratos, por seus componentesorgânicos, possuem partículas revestidas de substâncias hidrofóbicas que dificultam aretenção de água. Para irrigar adequadamente, nestes casos, a disponibilidade de umsistema de gotejamento como o da presente invenção que possibilita a aplicação devazões muito reduzidas é importante. Aplicado sob vazões suficientemente reduzidas ogotejamento, mesmo nestes meios possibilita o desenvolvimento de um bulbo demolhamento que possa se aproximar de esférico, menos alongado, no solo, ou que possaumedecer todo o substrato de vasos. Este molhamento é fundamenta porque possibilitaas raízes das plantas explorarem mais adequadamente o meio de onde retira água enutrientes essenciais ao seu desenvolvimento.Another physical aspect of dripping is the wettability of the medium. Thus, currently, soils, due to pollution, and the substrates, by their organic components, have particles coated with hydrophobic substances that make water retention difficult. In order to properly irrigate in such cases, the availability of a drip system such as the one of the present invention that enables the application of very small plots is important. Applied under sufficiently low drip flow rates, even in these media it enables the development of a demolishing bulb that can approach spherical, less elongated, in the soil, or that can dampen the entire vessel substrate. This watering is fundamental because it enables the roots of the plants to better explore the environment from which they draw water and essential nutrients for their development.
Exemplos de usoUsage examples
Seguem alguns exemplos de emprego do sistema de irrigação porgotejamento da presente invenção. Esses exemplos representam uma forma de elucidarmelhor o funcionamento do sistema e não limitam a presente invenção.Following are some examples of use of the drip irrigation system of the present invention. These examples represent a better way of elucidating the operation of the system and do not limit the present invention.
Ensaio de vazão de água induzida por fluxo de arAirflow induced water flow test
Na Figura 10 ilustra-se a variação típica da vazão da água em função dofluxo de ar aplicado" no gotejador desta invenção. No caso deste ensaio, o ar entrou 50mm abaixo do nível da água (4) que foi elevada para 50 mm acima deste nível para aintrodução no tubo de gotejamento (14). O tubo de gotejamento em PVC flexível de corpreta teve comprimento de 1,0 metro, diâmetro interno de 3,0 mm e foi acomodado comdiferença de altura de 250 mm com relação ao nível da água (4), para 0 ensaio. NaFigura 10, verifica-se que a vazão da água, inicialmente, aumenta de maneira linear coma vazão de ar, de acordo com uma declividade de aproximadamente 0,5.Conseqüentemente é simples ajustar-se vazões tão baixas quanto 5 mililitros por hora,caso sejam utilizados restrições capilares (9) que possibilitem, por exemplo, um fluxode ar de 100 mililitros por hora fazendo uso de uma pressão de ar de 20 kPa à saída docompressor de ar (19). A relação entre o fluxo de ar e a pressão aplicada através darestrição (9) é dada pela equação de Poiseuille modificada para gases (MOORE, W.J.Physical chemistry. New Jersey: Prentice-Hall, 1972. 977 p.). Para pequenas diferençasde pressão, no entanto, pode-se fazer a aproximação linear, desprezando-se acompressibilidade deste fluido. Assim, reduzindo-se a pressão de 20 para 1 kPa o fluxode ar é reduzido de 100 mililitros por hora para 5 mililitros por hora, e de acordo com aFigura 10 este fluxo de ar determinaria uma vazão de água da ordem de 2,5 mililitrospor hora. Um detalhe relevante, neste caso, é que da pressão de ar aplicada deve-sedescontar a diferença do nível da inserção do tubo de entrada de ar 10 no tubo 11, istocom referência ao nível da superfície da água (4). -.Figure 10 illustrates the typical variation of water flow as a function of the applied air flow "in the dripper of this invention. In the case of this test, air entered 50mm below water level (4) which was raised to 50mm above this level. drip pipe (14) The flexible black PVC drip pipe had a length of 1.0 meter, an inner diameter of 3.0 mm and was accommodated with a height difference of 250 mm with respect to the water level. (4), for the test In Figure 10, it is found that the water flow initially increases linearly with the air flow, according to a slope of approximately 0.5. as low as 5 milliliters per hour if capillary restraints (9) are used which allow, for example, an air flow of 100 milliliters per hour using an air pressure of 20 kPa at the air compressor outlet (19). between air flow and pressure applied through restriction (9) is given by the modified gas Poiseuille equation (MOORE, W.J.Physical chemistry. New Jersey: Prentice-Hall, 1972, 977 p.). For small pressure differences, however, the linear approximation can be made, neglecting the compressibility of this fluid. Thus, by reducing the pressure from 20 to 1 kPa the air flow is reduced from 100 milliliters per hour to 5 milliliters per hour, and according to Figure 10 this air flow would determine a water flow in the order of 2.5 milliliters per hour. hour. A relevant detail in this case is that the applied air pressure must account for the difference in the level of insertion of the air inlet pipe 10 into the pipe 11, with reference to the water surface level (4). -.
A vazão máxima de água ilustrada na Figura 10 não é elevada, emcomparação com valores típicos de gotej adores comerciais, que usualmente possuemvazões entre 0,5 e 4,0 litros por hora. Vazões de gotejamento reduzidas, no entanto, sãoum dos aspectos valiosos do presente sistema, visto que as vazões aplicadas não devemcausar assoreamento do solo, lixiviação de nutrientes para abaixo da profundidade dasraízes ou provocar a manutenção de substanciais volumes de solo encharcado ao redorda saída do gotejador. No último caso o sistema proposto ainda ajuda porque força aintrodução de ar juntamente com a água.The maximum water flow illustrated in Figure 10 is not high compared to typical commercial drip values, which usually have flow rates between 0.5 and 4.0 liters per hour. Reduced drip flows, however, are one of the valuable aspects of the present system, as applied flows should not cause soil siltation, nutrient leaching below root depth, or cause maintenance of substantial soaked soil volumes as the dripper exits. . In the latter case the proposed system still helps because it forces the introduction of air along with water.
Fluxo de ar arrastado por vazão de águaAirflow carried by water flow
Na Figura 11 mostra-se a experimentação do sistema sem a utilização docompressor (ilustrado na Figura 4). Nessa experimentação verifica-se que o ajuste davazão de água, do sistema da Figura 4, é facilmente efetuado mediante a definição dogradiente ou coluna de pressão de água. Mais interessante ainda é que o fluxo de ar,assim como a vazão da água, também foi controlado pelo gradiente de pressão de águaaplicado, isto sem efeito de saturação dentro da faixa de gradientes de coluna de águaestudada. Na experimentação do sistema, o gotejamento ocorreu através de um tubo deplástico de 1,0 metro de comprimento, com diâmetro interno de 3,0 mm e com a saídacolocada 250 mm abaixo da inserção do tubo de elevação de água (12), o que simulauma situação menos favorável que a instalação com o sistema colocado a uma alturamaior, por exemplo, de um metro. Ainda assim, deve-se ter em mente que o fluxo de arno sistema de ar arrastado por água é controlado menos rigorosamente do que a vazãoda água que arrasta o ar, visto que, no campo, a altura das saídas dos gotej adores éirregular.Figure 11 shows the experimentation of the system without the use of the compressor (illustrated in Figure 4). In this experiment it is found that the water flow adjustment of the system of Figure 4 is easily accomplished by setting the water pressure gradient or column. Even more interesting is that air flow, as well as water flow, was also controlled by the applied water pressure gradient, this without saturation effect within the range of studied water column gradients. In the experimentation of the system, the drip occurred through a 1.0 meter long plastic tube, with an internal diameter of 3.0 mm and with the outlet located 250 mm below the insertion of the water elevation tube (12). simulates a less favorable situation than the installation with the system placed at a higher height, for example, one meter. Still, it should be borne in mind that the air flow in the water-entrained air system is controlled less tightly than the air-entraining water flow, since in the field the height of the drip outlets is uneven.
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Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BRPI0803322 BRPI0803322A2 (en) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | air flow-adjusted flow irrigation and aeration drip system |
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| BRPI0803322 BRPI0803322A2 (en) | 2008-09-11 | 2008-09-11 | air flow-adjusted flow irrigation and aeration drip system |
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| BRPI0803322A2 true BRPI0803322A2 (en) | 2010-06-08 |
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ID=42234135
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| Country | Link |
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| BR (1) | BRPI0803322A2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10365196B2 (en) | 2013-04-22 | 2019-07-30 | Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária—Embrapa | Water tension sensor, system for characterising and continuously measuring soil water, system for indicating critical soil water tension and irrigation rod |
-
2008
- 2008-09-11 BR BRPI0803322 patent/BRPI0803322A2/en active IP Right Grant
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| US10365196B2 (en) | 2013-04-22 | 2019-07-30 | Empresa Brasileira De Pesquisa Agropecuária—Embrapa | Water tension sensor, system for characterising and continuously measuring soil water, system for indicating critical soil water tension and irrigation rod |
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