DE2648903A1

DE2648903A1 - Druckabhaengiger emitter mit selbstreinigung

Info

Publication number: DE2648903A1
Application number: DE19762648903
Authority: DE
Inventors: Kenneth Cyril Tregillus
Original assignee: Vernay Laboratories Inc
Current assignee: Vernay Laboratories Inc
Priority date: 1975-10-31
Filing date: 1976-10-28
Publication date: 1977-05-12
Also published as: FR2329919B3; JPS5279314A; IT1073912B; IL50607A; FR2329919A1; GB1552362A; US4008853A; NL7610862A

Description

In einem Tropfberieselungssystem wird eine Flüssigkeit, wie z. B. Wasser und/oder ein Düngemittel oder andere Zugabestoffe, direkt jeder Pflanze in einem Obstgarten, Weinberg oder einem anderen landwirtschaftlichen System in sehr kleinen, gesteuerten Mengen zugeführt. Es gibt eine Anzahl von Patentschriften, welche Emitter oder Geber für Tropfberieselungssysteme dieser Art beschreiben, wie z. B. die US-Patentschriften 3 791 587; 3 546 884; 3 807 430; 3 833 019; und 3 767 124.

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Fast alle Emitter bzw. Abgabevorrichtungen sind so ausgestaltet, daß sie die Flüssigkeit mit relativ niedrigen Fließgeschwindigkeiten zuführen. Beispielsweise kann eine Fließgeschwindigkeit von etwa 3,79 1 pro Stunde (eine Gallone pro Stunde) erwünscht sein. Eine bei vielen Emittergestaltungen auftretende Schwierigkeit besteht darin, daß bei der Abnahme der Strömungsöffnungsgröße des Emitters auf einen Grad, der notwendig ist, um die gewünschte niedrige Fließrate zu erreichen, der Emitter zunehmend auf Verstopfungen durch Schmutz, Staub oder andere Fremdteilchen empfänglich wird.

Viele Tropfberieselungsanlagen versuchen dieses Problem dadurch zu beseitigen, daß eine periodische Rückspülung der Anlage erfolgt. Die US-Patentschrift 3 780 946 beschreibt einen Emitter, der aus mindestens zwei federnden Membranen besteht, durch welche öffnungen hindurchgehen, so daß während des normalen Betriebes der Druckabfall über jeder öffnung gleich dem Gesamtdruckabfall über den ganzen Emitter, geteilt durch die Anzahl der öffnungen ist, wenn aber eine öffnung verstopft wird, findet der Gesamtdruckabfall für den Emitter an der verstopften öffnung statt, wodurch hinreichend Druck gegen die Membran, in welcher die verstopfte öffnung gebildet ist, ausgeübt wird, um den Durchmesser der öffnung auszudehnen oder zu weiten und dem Verstopfungsteilchen die Möglichkeit zu geben, hindurchzugehen.

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Obwohl bei der oben beschriebenen Konstruktion eine Selbstreinigung erhalten werden kann, ist es ersichtlich, daß bei Schwankungen im Einlaßdruck zum Emitter entsprechende Schwankungen in der Fließgeschwindigkeit durch den Emitter hindurch gegeben sind. Tatsächlich kann die Federeigenschaft der Membranen diese Veränderungen anheben bzw. betonen, weil eine Zunahme des Einlaßdruckes versucht, den Bereich der Öffnungen durch die Membranen zu steigern und die Fließgeschwindigkeit durch den Emitter zu erhöhen.

Erfindungsgemäß ist ein Emitter vorgesehen, der insbesondere für Tropfberieselungsanlagen geeignet ist, der nicht nur selbstreinigend ist, sondern auch auf Druck anspricht, so daß Veränderungen des Einlaßdruckes zum Emitter automatisch kompensiert bzw. ausgeglichen werden.

Vorzugsweise besteht der Emitter aus einem federnden Zentralkörperteil aus Kautschuk oder dergleichen, der zwischen gegenüberliegenden Abdeckplatten angeordnet ist, obwohl man erkennt, daß andere Anordnungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich sind. Unabhängig von der speziellen Gestalt des Emitters ist eine Vielzahl von Ventilen vorgesehen, die im Emitterfließpfad angeordnet sind und auf Druckveränderungen aasprechen, um den Bereich des Fließweges an den Ventilen zu verändern und dadurch eine im wesentlichen konstante Fließgeschwindigkeit solange aufrechtzuerhalten, wie der an einem

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Ventil erfahrene bzw. auftretende Druck unter einem bestimmten Maximum liegt.

Wenn ein Schmutzteilchen oder ein anderer Fremdstoff das Ventil verstopft, dann erhöht sich der Druckabfall über dem verstopften Ventil über diesen bestimmten Wert und veranlaßt das Ventil zum Ablassen oder Entleeren, wobei die verstopfenden Materialien gereinigt werden und das Ventil die Möglichkeit hat, in seine normale Betriebsstellung zurückzukehren.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Emitter aus einem federnden Zentralkörperteil mit einer Reihe von Öffnungen, welche durch dieses Teil gebildet sind und mittels Durchgängen verbunden sind, die sich zwischen benachbarten Öffnungen an seinen Ober- und Unterseiten erstrecken, um eine Reihe von verbundenen Öffnungen vorzusehen, welche den Gesamtfließweg durch den Emitter definieren. Eine Abdeckplatte ist mit einem Einlaß in Verbindung mit dem weitesten Aufstromteil der Öffnungen versehen, und die andere Abdeckplatte ist mit einem Auslaß in Verbindung mit dem weitesten Abströmte!1 der Öffnungen versehen.

Bei dieser Ausführungsform weist jedes Ventil eine Lippe auf, die sich quer über eine Öffnung von ihrer einen Seite zur gegenüberliegenden Seite_faber im Abstand von dieser erstreckt, wobei die Lippe sich in AufStromrichtung derart erstreckt, daß die Strömung durch die Öffnungen das Ventil zu schließ-en

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versucht.

Gemäß einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der zentrale Körperteil des Emitters aus einer Bahn oder einem Bogen federnden Materials, wie z. B. Kautschuk, welches eine Reihe von durch die Bahn geschnittenen Zungen hat. Die Abdeckplatten sind konturiert, d. h. sie haben Konturen, und jede Platte hat eine Reihe von öffnungen, welche mittels Durchgängen miteinander verbunden sind. Geneigte oder schräge Teile sind in den Abdeckplatten geformt, die dann, wenn die Abdeckplatten mit der Bahn dazwischen zusammengeklemmt werden, die Zungen von der Bahnebene niederdrücken und sie so einstellen, daß sich sich quer über die öffnungen in einer Aufstromrichtung erstrecken, so daß die Strömung durch den Emitter versucht, die Zungen gegen eine geschlossene Stellung zu bewegen.

Die Abdeckplatten beider Ausführungsformen können am Platz auf dem Mittenkörperteil mittels Schrauben, Bolzen oder dergleichen verklemmt sein, und mindestens in der ersten beschriebenen Ausführu-ngsform führt die Erhöhung des Klemmdruckes auf dem Mittelkörperteil zu einer Minderung oder Abnahme der Durchmesser der öffnungen durch das Mittenkörperteil, wobei ein gewisser Grad an Übergrößensteuerung der öffnungen und der Pließgeschwindigkeit durch den Emitter vorgesehen ist.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der

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vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Emitter bzw. eine Abgabevorrichtung gemäß der Erfindung bei einer bevorzugten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Ansicht durch einen zusammengebauten Emitter, wie man in etwa aus der Stellung nach Linie 2-2 der Figur 1 sieht,

Fig. 3 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Teils des Mittenkörperteils des Emitters der Figuren 1 und 2,

Figuren 4-6 die Tätigkeit der druckabhängigen Emitterventile mit Selbstreinigung,

Fig. 7 eine Querschnittsansicht durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 8 eine Ansicht im wesentlichen entlang der Linie 8-8 der Figur 7,

Fig. 9 eine teilweise auseinander-gezogene perspektivische Ansicht eines Teils der Ausführu-ngsform der Figur 7,

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Fig. 10 die Ansicht einer Modifikation des Emitters der Figuren 1-6,

Fig. 11 eine weitere Abwandlung,

Fig. 12 eine weitere andere Abwandlung des Emitters nach den Figuren 1-6 und

Fig. 13 eine Ansicht entlang der Linie 13-13 der Figur 10.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen beschrieben. In den Figuren 1-3 sieht man, daß ein Emitter 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung aus einem Mttelkörperteil 12 und äußeren Deckplatten 14 und 16 besteht, die durch Schrauben 17 oder dergleichen aneinander befestigt sind. Das Teil 13 ist mit einer Reihe von öffnungen 18 versehen, die sich ganz hindurch erstrecken und in Reihe mittels Durchgängen 19 miteinander verbunden sind, welche sich zwischen benachbarten öffnungen an ihren Oberseiten und Böden erstrecken.

Die fernste Aufstromöffnung 18 steht mit einem Einlaß 20 in Verbindung, welcher durch die Deckplatte 14 gebildet ist, und die fernste Abstromöffnung 18 steht mit einem in dar Deckplatte 16 gebildeten Auslaß 21 in Verbindung. Man sieht auch, daß die Schrauben 17 verändert werden können, um die Klemmkraft der Platten 14 und 16 zu verändern und dadurch d©a Bereich

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des Fließweges durch das federnde Körperteil 12 zu verändern.

In jeder öffnung 18 ist ein Ventilkörper 22 angeordnet, der aus einem verdickten Basisteil 24 und einer Lippe oder Zunge 26 besteht, die von einer Seite der öffnung nach außen gegen ihre gegenüberliegende Seite, aber im Abstand von dieser ragt, um bei normalen Betriebsbedingungen einen Fließpfad oder Fließweg durch den Emitter vorzusehen.

Diesen Aufbau kann man am besten in den Figuren 4-6 erkennen, wobei man sieht, daß die Basis 24 jedes Ventils bei 28 dicker ausgebildet ist und ausgefüllt ist, wie bei 30 bei seiner Aufstromseite, um die Ansammlung von kleinen Teilchen zwischen dem Ventil und der benachbarten Seite der öffnung 18 minimal zu machen.

Der normale Fluß durch den Emitter ist in Figur 4 gezeigt, wobei die Ventillippe oder Zunge 26 sich quer über die öffnung erstreckt und in den Fließweg in einer AufStromrichtung ragt. Wenn eine Erhöhung des Einlaßdruckes zum Emitter auftritt, bewegt sich die Ventillippe 26 nach unten, wie man in den Figuren 4-6 erkennt, und zwar gegen die benachbarte Wand der öffnung, wobei der Bereich des Fließweges bei diesem Ventil abnimmt, wie man am besten in Figur 5 erkennt, wodurch eine im wesentlichen konstante Fließgeschwindigkeit aufrecht-

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•4*.

erhalten wird.

Normalerweise ist der Druckabfall über jedem Ventil näherungsweise gleich dem Gesamtdruckabfall über dem Emitter geteilt durch die Anzahl der Ventile in dem Fließweg. Sollte jedoch der Fluß um die Kante einer Lippe 26 herum vollständig oder im wesentlichen blockiert sein, wie es z. B. der Fall ist, wenn ein Schmutzteilchen oder mehrere Teilchen oder ein anderer Gegenstand sich im Ventil lagert, dann konzentriert sich der gesamte Druckabfall über den ganzen Emitter an dem speziellen Ventil, welches verstopft ist, wodurch der Druckabfall bei diesem Ventil veranlaßt wird, sich über einen bestimmten Maximalwert zu erhöhen bzw. anzusteigen.

Wenn der Druck am Ventil über den bestimmten Maximalwert ansteigt, bewegt sich die Ventillippe gemäß Figur 6 über die Mitte auf die andere Seite, reinigt sich von Schmutzteilchen oder dergleichen 32 und gibt der Ventillippe die Möglichkeit, in ihre in Figur 4 gezeigte normale Betriebsstellung zurückzuspringen. Erfindungsgemäß ist somit in einem einzigen Bestandteil ein Emitter vorgesehen, der nicht nur auf Druck anspricht sondern sich auch selbst reinigt.

Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in den Figuren 7-9 gezeigt, in denen die wesentlichen Bestandteile eines Emitters 40 gemäß Darstellung aus einem federn-

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den Mittenkörperteil 42 und gegenüberliegenden Deckplatten 44 und 46 besteht, in welchen in Flucht befindliche öffnungen 48 geformt sind. Benachbarte öffnungen 48 stehen mittels Durchgängen 50, die sich zwischen benachbarten öffnungen 48 in der Nähe ihrer Ober* und Bodenseiten erstrecken, miteinander in Verbindung. Für die Einfachheit ist zwar nur ein Teil einer einzigen Reihe von öffnungen und Durchgängen 48 und 50 gezeigt, es versteht sich aber, daß eine Mehrzahl von miteinander in Verbindung stehenden Reihen,wie z. B. bei der Ausführungsform aus den Figuren 1-6, gewöhnlich vorgesehen ist und ein geeigneter Einlaß und Auslaß durch die Platten 44 und 46 geformt sind.

Das Mittenteil 42 weist Lippen oder Zungen 52 auf, die aus diesem Teil in Flucht zu den Öffnungen 48 ausgeschnitten sind. Wenn das Mittenkörperteil 42 zwischen die Deckplatten 44 und 46 geklemmt wird, drücken geneigte oder Schrägteile 54 und 55 der Deckplatten die Lippen 52 nach außerhalb der Ebene der Bahn 42 nieder und sorgen für eine Gestaltung, wie man sie am besten in Figur 7 sieht.

Bei dieser Ausgestaltung verhalten sich die Lippen 52 ähnlich wie die Lippen 26 bei der vorherigen Ausführungsform insofern, als bei Druckanstieg in der Anlage die Lippen 52 versuchen, sich in eine geschlossene Stellung zu bewegen, wobei der Bereich oder die Fläche des Fließweges vermindert wird, und hierdurch wird eine im wesentlichen konstante Strömung durch den

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Emitter solange aufrechterhalten, bis ein bestimmter Wert erreicht ist.

Jenseits dieser Stelle jedoch, d. h. wenn der Fließweg im wesentlichen durch Schmutzteilchen oder andere Fremdstoffe geschlossen worden ist, wird der gesamte Druckabfall über den Emitter an dem verstopften Ventil konzentriert. Hierdurch wird die Ventillippe veranlaßt, über die Mitte hinauszugehen, das Ventil wird gereinigt, und die Ventillippe hat dann die Möglichkeit, in ihre Normalstellung wieder zurückzuspringen.

In Figur 10 ist eine andere Modifikation der Ausführungsform nach den Figuren 1-6 gezeigt. Die Ausführungsform nach Figur 10 ist bezüglich aller Teile die gleiche wie die nach den Figuren 1-6 mit der Ausnahme, daß die Ventile 62 nicht ein dikker ausgeführtes Basisteil 24 haben, sondern daß ihre abstromigen Teile 64 sich parallel zur Achse der öffnung 65 von der Wurzel der Zunge oder Lippe 66 erstrecken. Dies führt zu einer halbkreisförmigen öffnung 65 abstromig von dem Körper 66, wie man am besten in Figur 13 erkennt, aber eine im wesentlichen kreisförmige öffnung 67 auf der Abstromseite. Wie bei den Ausführungsformen nach den Figuren 1-6 stehen benachbarte öffnungen über Durchgänge 68 miteinander in Verbindung.

Die Ausführungsform des in Figur 11 gezeigten Ventils 72 ist in vieler Hinsicht ähnlich der nach den Figuren 1-6,

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um aber weiter das Problem der Materialansammlung an der Aufstromseite der Lippe oder Zunge 76 zu lindern oder zu mindern, läuft die Aufstromoberflache 7 8 des Ventils 72 schräg von der Wurzel der Lippe 76 an ihrer Aufstromfläche nach hinten zur öffnung 79 hin.

Figur 12 zeigt noch eine andere Modifikation der Gestaltung gemäß den Figuren 1-6. Das Ventil 82 erstreckt sich sowohl über als auch unter der Zunge 86 geradlinig, wie bei 87 und dargestellt ist, so daß beide eine festere Basis für die Zunge 86 vorsehen und das Problem der MaterialanSammlung an der Aufstromseite der Zunge 86 eliminieren.

Aus dem vorstehenden erkennt man, daß durch die Erfindung ein Emitter oder eine Ausgabevorrichtung geschaffen wird, die nicht nur selbstreinigend ist, sondern auch auf normalerweise anzutreffende Einlaßdruckveränderungen anspricht, um im wesentlichen konstante Fließgeschwindxgkeiten vorzusehen.

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Claims

Patentansprüche

Auf Druck ansprechender Emitter mit einem Körper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (20) und ein Auslaß (21) in den Körper hinein bzw. aus diesem heraus vorgesehen sind, ein Fließweg (18, 19) durch den Körper zur Verwendung des Einlasses (20) und des Auslasses (21) vorgesehen ist, eine Mehrzahl von Ventilen (22) in Abständen voneinander in dem Fließweg (18, 19) angeordnet sind.daß jedes Ventil (22) unter einem bestimmten Maximaldruck wert unter Verminderung der Fließfläche des Fließweges (18, 19) an dem Ventil (22) anspricht in Reaktion auf Druckabfallanstiege über dem Ventil und über einen bestimmten Minimaldruck zur Erhöhung der Fläche des Fließweges bei diesem Ventil in Abhängigkeit von der Druckabfall-Abnahme über dem Ventil, und daß jedes Ventil (22) auf eine Erhöhung des Druckabfalls über diesem Ventil oberhalb des bestimmten Maximaldruckes für einen nachfolgenden Anstieg der Fläche des Fließweges an diesem Ventil und für den Durchgang durch angesammeltes Material durch das Ventil anspricht.
2. Emitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Emitterkörper äußere Deckplatten (14, 16) und ein federndes Mittenkörperteil (12) aufweist.

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3. Emitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet/ daß das Mittenkörperteil (12) mehrere öffnungen (18) aufweist, die sich durch das Mittenkörperteil (12) von seiner einen Fläche zu seiner gegenüberliegenden Fläche erstrecken, daß in den öffnungen (18) Ventile (22) angeordnet sind und sich über die Öffnungen (18) quer erstrecken und daß Durchgänge (19) vorgesehen sind, welche benachbarte öffnungen (18) in Reihe unter Bildung eines Fließweges miteinander verbinden.
4. Emitter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander in Verbindung stehenden Durchgänge (19) sich von gegenüberliegenden Enden der öffnung (18) erstrecken.
5. Emitter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Einlaß (20) durch eine Platte (14) gebildet ist und in Verbindung mit der am weitesten aufstromig gelegenen Öffnung (18) steht und daß ein ^Ausia3 (21) durch die andere Deckplatte (16) geformt ist und in Verbindung mit der am weitesten abstromigen öffnung (18) steht.
6. Emitter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile (22) jeweils eine Ventillippe (26) aufweisen, die über ihre öffnung (18) ragt und in einem Winkel in Aufstromrichtung bezüglich der Öffnungsachse angeordnet ist.

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7. Emitter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jede Ventillippe (26) sich von einer Seite einer öffnung (18) zu ihrer gegenüberliegenden Seite, aber im Abstand von dieser erstreckt.
8. Emitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein dick ausgebildetes Basisteil (24, 28) jede Ventillippe (26) an eine Wand der öffnungen (18) angrenzen läßt.
9. Emitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile ein Basisteil (24, 28) aufweisen, welches sich von der Wurzel der Ventillippe (26) an ihrer abstromigen Oberfläche in einer Richtung im wesentlichen parallel zur Achse der öffnung (18) erstreckt.
10.Emitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventile ferner eine schräge Oberfläche (26, 52) aufweisen, die sich in Aufstromrichtung von der Wurzel der Ventile (36, 52) an ihrer aufstromigen Fläche erstreckt.
11.Emitter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, deß die dick ausgebildeten Basisteile (64, 78) der Ventile c.-.ch von der Wurzel der Ventillippe (66, 76) sowohl as Jh.:.*,? auf stromigen als auch an ihrer abstromigen ELMche in si r-■-■;:■: Richtung im wesentlichen parallel zur öffnungsachsc- ci:- strecken.

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12. Emitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede Deckplatte (14, 16) mit mehreren in Flucht befindlichen Öffnungen (18) versehen ist, die sich von inneren Flächen der Deckplatten (14, 16) zu einer Stelle kurz vor ihren äußeren Flächen erstrecken, Durchgänge (19) benachbarter öffnungen (18) in den Abdeckplatten verbinden, das Mittenkorperteil (12) ein bahnartiges Teil mit darin gebildeten Zungen (26) aufweist und daß das Mittenkorperteil (12) zwischen den äußeren Deckpfeilen (14, 16) angeordnet ist, wobei sich die Zungen (26) in die in Flucht befindlichen öffnungen (18) in den Deckplatten ragen.
13. Emitter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß geneigte Teile (52) auf jeder Deckplatte (44, 46) gebildet sind und die Zungen (52), die in der Bahn gebildet sind, aus der Bahnebene herausbiegen, wenn die Bahn zwischen die Deckplatten (44, 46) in Eingriff gelangt.
14. Emitter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (17) für die Veränderung der Klemmkraft vorgesehen ist, mit welcher die Abdeckplatten (14, 16; 44, 46) mit dem Mittenkorperteil derart in Eingriff treten, daß hierdurch der Mittenkorperteil verbogen wird und die Querschnittsfläche der öffnung verändert wird.

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