DE418551C - Ortsfeste Beregnungsvorrichtung mit einer um eine senkrechte Achse umlaufenden Duese - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 9.SEPTEMSER 1925.

REICHS PATENTAMT

PATENTSCHRIFT

- JVe 418551 -KLASSE 45 f GRUPPE 19

(St₃₅₄₂₇ lll\45f) '

Firma Carl Still in Recklinghausen.

Ortsfeste Beregnungsvorrichtung mit einer um eine senkrechte Achse umlaufenden Düse. Patentiert im Deutschen Reiche vom 12. Februar 1922 ab.

Die Erfindung betrifft eine ortsfeste Beregmingsvorrichtung, besonders zum Bewässern ausgedehnter Flächen, und gehört zur Gattung derjenigen Vorrichtungen, die mit einer um die senkrechte Achse umlaufenden Düse zum Ausschleudern eines Wasserstrahls ausgestattet sind und beim Umlaufen die Wurfweite des Wasserstrahls verändern, um auf diese Weise nacheinander Teilflächen, die sich zu einem zusammenhängenden größeren Kreisbezirk aneinanderschließen, zu beregnen. Es sind Vorrichtungen dieser Art bekannt, die bei jeder beliebigen Wurfweite mit gleich großer Wasserenergie bzw. gleichem Wasserdruck betrieben werden und bei denen die Veränderung" der Wurfweite des Wasserstrahls durch irgendwelche Verstellung der Düse bewirkt wird. In diesen Fällen wird,

weil der Aufwand an Wasserenergie für die kleinsten Wurfweiten der gleiche wie für die größten Wurfweiten ist, die Veränderung der Wurfweite immer nur zugleich mit einer mehr 5 oder weniger großen Vernichtung bzw. Zerstreuung von Wasserenergie erreicht, z, B. durch Drosselwirkungen oder durch Veränderung der günstigsten Form oder Neigung der Düse.

ίο Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird der Ausflußquerschnitt der Düse durch eine achsial in ihr verschiebbare Nadel verändert, die selbsttätig in bestimmten Zeiträumen achsial verstellt wird. Die Veränderung der Wurfweite geschieht hier — bei Voraussetzung einer unverändert bleibenden Wasserzuflußmenge, z. B. infolge Wasserförderung durch Kolbenpumpen —■ allein durch die Veränderung der natürlichen ungedrosselten Ausflußgeschwindigkeit des Wassers, die sich mit der Veränderung des Ausflußquersdinittes von selbst einstellt. Die für die Düse von; Anfang an festgelegte günstigste Neigung und günstigste Profilform, welch letztere ja durch die verstellbare Nadel nicht verändert wird, bleiben dauernd erhalten. Es wird daher für jede Wurfweite nur die dafür notwendige Wasserenergie aufgewendet, es findet keinerlei Energievergeudung statt. Das selbsttätig in bestimmten Zeiträumen vor sich gehende Verstellen der Nadel bzw. des Düsenquersdhnittes ermöglicht ein stetiges, zusammenhängendes Beregnen einer ausgedehnten, sich rings um die Vorrichtung erstreckenden Kreisfläche in Form von aneinanderschließenden Kreisringbzw. Spiralflächen, die nacheinander von dem Wasserstrahl bestrichen werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung ist in der Zeichnung in einem senkrechten Achsenschnitt dargestellt. Bei diesem Beispiel ist, was für die Erfindung selbst ganz j nebensächlich ist, eine von dem zufließenden Wasser betriebene Turbineneinriclitung zum Drehen der umlaufenden Düse und damit des ausgeschleuderten Wasserstrahls vorgesehen. , Die Hauptteile dieser Vorrichtung, die senkrecht auf einer Wasserzufuhrleitung befestigt zu denken ist, sind ein feststehender, aus den drei Teilend, B und C bestehender Rohrkörper und ein um die senkrechte Achse umlaufender Sprengkopf E mit Strahldüse D₁ ; der sich in dem als Stopfbüchse ausgebildeten obersten Rohrteil C drehen kann. Zur sicheren Führung erhält der Sprengkopf oben noch ein Halslager F, das sowohl die radialen als auch die achsialen Druckkräfte aufnehmen kann und in dem Bock G befestigt ist, j der sich zentrisch auf den Rohrteil C oben aufsetzt. Dicht über dem Lager F ist ein Stirnzahnrad e mit dem Sprengkopf E fest verbunden, das zu dessen Drehantrieb in der unten zu beschreibenden Weise verwendet wird. Die Querschnittsregelung der Strahldüse D erfolgt durch eine am vorderen Ende der Ventilspindel b sitzende Nadel α nach dem bekannten Prinzip der Strahldüsen von Pelton-Turbinenrädern. Das hintere Ende der Spindel b ist in der mit dem Zahnrad e fest verbundenen Lagerbüchse c undrehbar gerade geführt und mit einem Gewinde öi versehen, in welches das Muttergewinde des im Lager c drehbaren Sternrades / eingreift. Dieses Sternrad wird bei jeder Umdrehung des Sprengkopfes E und des mit ihm verbundenen Zahnrades e einmal mit dem am Lagerarm k sitzenden ortsfesten Anschlag/ in Eingriff gebracht und dadurch um ein gewisses Stück weitergeschaltet, wodurch die Ventilspindel b und die an ihr sitzende Regelungsnadel α entsprechend verschoben und der freie Düsenquerschnitt D verändert wird. Die Drehung des Sprengkopfes E um seine senkrechte Achse wird selbsttätig durch eine von dem zufließenden Wasserstrom betriebene Turbine, [ wie nachfolgend beschrieben, bewirkt. Der mittlere Teil B des feststehenden Rohrkörpers, der zur Zuführung des Wasserstromes dient, ist gabelförmig ausgebildet, um für das Turbinengetriebe Platz zu schaffen; diese Rohrgabelung reicht von der Öffnung g im Rohrteil .B bis zur Öffnung Λ im Rohrteil A. Im oberen Teil der Gabelung trägt der Rohrkörper B eine Stoffbüchse ρ für die hier nach außen tretende Turbinenwelle 0, während am Fuß des Rohrkörpers B das Spur- und Halslager q eingebaut ist. Auf dem oberen Ende der Welle 0 ist der mit einem äußeren Schaufelkranz ausgestattete Turbinenkörper 11 befestigt. Der Rohrkörper B ist an der Stelle, wo die. Turbine It in ihm angeordnet ist, zu dem noch näher anzugebenden Zweck bauchig erweitert. Das andere Ende der Turbinenwelle 0 greift in die Schnecke r, die sich in dem erwähnten Lager q drehen kann, so ein,^: daß die Welle sich in der Schnecke/' achsial verschieben kann, die letztere aber beim Drehen mitnimmt. Das achsiale Verschieben der Turbinenwelle geschieht durch einen in den Wellenbund s eingreifenden Schwinghebel t, der durch den Bock« abgestützt und dessen anderes Hebelende durch die Schraubspindel ν hin und her bewegt wird. Das obere Ende der SpindelV wird in einem an dem Arm/ befestigten Lager geführt und trägt ein Sternrad tn, in welches ein an dem Zahnrade sitzender Anschlagstift/ eingreift. Die Schnecker der Turbinenwelle 0 treibt ein Schneckenrad λ: an, das mittels des Bockes w gelagert ist und dessen wagerechte Welle wiederum durch einen Kegelrädertrieb (in der Zeichnung punktiert) die Drehung auf die senkrechte Welle y überträgt. Der Kegelrädertrieb wird dabei

zweckmäßig aus dem später zu ersehenden Grunde zugleich als Wendegetriebe ausgebildet. Die Welle y wird an ihrem oberen Ende durch ein an dem Arrak sitzendes Lager geführt und trägt ein Stirnzahnrad z, das in das Stirnrad e des umlaufenden Sprengkopfes E eingreift.

Beim Betriebe der Vorrichtung wird die Turbine« durch den das RohrZ? von unten ίο hex durchfließenden Wasserstrom in Drehung versetzt, überträgt ihre Bewegung durch die Schnecke/" auf das Schneckenrad χ und weiter auf die Welle y, die nun ihrerseits das Zahnrad e und damit den drehbaren Sprengkopf£" in kreisende Bewegung bringt. Beim Kreisen des Sprengkopfes bzw. des mit ihm verbundenen Zahnrades e wird zunächst durch den Eingriff des Schaltrades/ mit dem Anschlag/ die Ventilspindel & mit der Nadel« verschoben und die Düsenöffnung D geregelt; hiermit verändert sich selbsttätig allmählich die Wurfweite des ausgeschleuderten Wasserstrahls. Gleichzeitig wird durch den Eingriff des Schaltradesm mit dem Anschlag/ der Hebel t geschwenkt und nach der in der Zeichnung ,angenommenen Stellung die Turbinenwelle ο und damit die Turbine 11 allmählich bis zu der punktierten Höhenlage gehoben. Durch die Hebung in dem umgeben- ; den, sich bauchig erweiternden Gehäuse des Rohrkörpers B gelangt die Turbinen, die in ■ der ursprünglichen, in vollen Linien gezeichneten Stellung von dem zufließenden Wasserstrom voll beaufschlagt wird, in Gehäuse- i teile hinein, wo sie nur noch eine Beaufschlagung durch einen Teil des Wasserstromes erfährt. Durch diese Betriebsweise, die er- , sichtlich auf ein künstliches Verändern des sogenannten Spaltverlustes hinauskommt, wird eine Regelung der Turbinenleistung bzw. ihrer Geschwindigkeit ermöglicht. Ein eigentlicher beachtlicher Energieverlust tritt aber bei die- \ scr Art der Regelung nicht ein, weil die in i der Turbine ungenutzt bleibende Wasser- | energie nachher ohne wesentliche Minderung ! doch in der Strahldüse D verwertet wird. Die i Regelung der Turbinenleistung bzw. -ge- \ sch windigkeit ist deshalb angebracht, weil naturgemäß für größere Wurfweiten des Was- j serstrahls eine geringere Winkelgeschwindigkeit des Sprengkopfes und ein stärkeres Dreh- ' moment vorgesehen werden müssen als für kleinere Wurfweiten. Durch die beschriebene und gezeichnete Vorrichtung wird also gleich- [ zeitig ein selbsttätiges Drehen des Spreng- ; kopfes mit der Düse und ein fortschreitendes Verändern der Wurfweite des Wasserstrahles erzielt. Wenn beim Betriebe der ganze Flächenraum der zu berieselnden Kreisfläche von dem Strahl durchmessen ist, kann die Drehrichtung des Sprengkopfes mittels des zwisdhen dem Schneckenrad χ und der Welle y eingefügten Kegelradwendegetriebes umgeschaltet werden, worauf die Vorrichtung den ganzen Betrieb in umgekehrter Richtung wiederholen kann..

Aus vorstehender Beschreibung ersieht man, daß gleichzeitig mit der Drehung des Düsenteils der Vorrichtung um die* senkrechte Achse der Ausflußquersdinitt der Düse D durch die Nadeln verändert wird, indem letztere selbsttätig in bestimmten Zeiträumen verstellt wird. Ferner ist erkennbar, daß diese Verstellung der Nadel in zwangläufiger kinematischer Verkettung von der Drehbewegung der Vorrichtung abhängig gemacht ist. Diese selbsttätige Verstellung der Nadel und ihre zwangläufige Abhängigkeit von der Drehung der Vorrichtung sind wesentlich für den Erfolg, daß die von dem ausgeschleuderten Wasserstrahl hintereinander bestrichenen kreisring- bzw. spiralförmigen Teilflächen· des Bodens mit gleichmäßig großen Wassermengen beregnet werden und sich in richtiger Weise zu einer Gesamtfläche von Kreisform zusammenschließen. Dieses Ergebnis ist besonders bedeutsam und wertvoll für die Beregnung ausgedehnter Kreisflächen, d. h. für die Anwendung sehr großer Wurfweiten des Wasserstrahls.

Claims (3)

90 Patent-Ansprüche:

1. Ortsfeste Beregnungsvorrichtung mit einer um eine senkrechte Achse umlaufenden Düse, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausflußquerschnitt der Düse durch eine Nadel verändert wird, welche selbsttätig in bestimmten Zeiträumen achsial verstellt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in bestimmten Zeiträumen vor sich gehende Verstellen der Nadel zwangläufig von der Drehbewegung der ganzen Vorrichtung abgeleitet wird. · '

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nadel durch Drehung einer gegen achsiale Verschiebung gesicherten, als Sternrad ausgebildeten Mutter, in der die Nadel mit einem Gewindeteil geführt ist, verstellt wird, indem die Mutter bei Drehung der Düse um ihre senkrechte Achse durch einen ortsfesten Anschlag gedreht wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.