-
Großflächenregner mit durch Rückstoß schwenkendem Strahlrohr Zur Feldberegnung
mit Großflächenregnern verwendete man bisher überwiegend solche Regner, bei denen
die Umlaufbewegung durch besondere-Antriebsmittel erzeugt wird, z. B. durch vom
Hauptstrahl selbst oder auch von einem ?Nebenstrahl beaufschlagte Reaktionsturbinen,
da den Weitstrahlregnern, deren Umlaufbewegung durch eine Rückstoßkomponente des
Wasserstrahls erzeugt wird, wesentliche Nachteile anhaften.
-
Ein solcher Nachteil lag bei Reaktionsregnern z. B. .darin, daß sich
als Folge der zur Erzeugung des auf die Achsmitte des Zulaufrohres wirkenden Drehmoments
gebräuchlichen konstruktiven Maßnahmen (Abwinklung des Wasserweges, Einschaltung
von Prallflächen in den Wasserstrahl, Anordnung besonderer Hilfsdüsen) ungünstige
hydraulische Verhältnisse ergaben, die vor allem die Wurfweite .des Regnerstrahls
beeinträchtigen. Wurde als Mittel zur Erzeugung des Drehmoments der Was.ser-,veg
abgelenkt, so war man bestrebt, diese Ablenkung möglichst sanft zu gestalten, und
sie außerdem in .der Nähe der Strahlrohrmündung vorzusehen, weil man glauhte, hierdurch
die unvermeidbaren Verschlechterungen der hydraulischen Verhältnisse in vertretbaren
Grenzen halten zu können. Ferner erwies es sich als schwierig, die Größe der Reaktionsantriebskraft
befriedigend auf die für den Beregnungsantrieb notwendige geringere Drehgeschwindigkeit
des Regners abzustimmen.
-
Die Erfindung betrifft einen Großflächenregner, dessen Strahlrohr
sich durch die Rückstoßkomponente des Wasserstrahls um die Mittelachse eines das
Druckwasser dem Drehteil senkrecht zuführenden Lagergehäuses dreht und bezweckt
eine solcheAusbildung derartiger Regner, daß die Nachteile der bekannten Reaktionsregner
vermieden werden. Sie geht dabei von der Erkenntnis aus, daß
im
Gegensatz zur bisherigen. Auffassung der Fachwelt selbst eine mehrfache, scharfwinklige
-Ablenkung des Wasserstrahls sich nicht nachteilig auf .die hydraulischen Verhältnisse
auswirkt, wenn diese Ablenkung um etwa 9o bis 13o° erfolgt, und daß damit nicht
nur die Voraussetzung gegeben ist, um dieReaktionskraft so zu bemessen, .daß sie
durch zum Teil an, sich bekannte Ausgleichsvorrichtungen einwandfrei geregelt werden.
kann, sondern auch das Drehmoment selbst beliebig zu ändern.
-
Die Erfindung erstreckt sich ferner auf eine Anordnung zur beliebigen
Einstellung des Drehmoments sowie die Anordnung und Ausbildung hydraulischer und/oder
mechanischer Ausgleichsvorrichtungen.
-
In den Zeichnungen -sind einige Ausführungsformen eines Großflächenregners
gemäß. der Erfindung beispielsweise und rein schematisch dargestellt, und zwar zeigt
Fig. i die Vorderansicht, Fig.2 die Seitenansicht, Fig. 3 die Draufsicht, Fig. 4
eine Teilansicht bzw. einen Teilschnitt von unten für die erste Ausfiihrungsform,
Fig. 5 die Vorderansicht, Fig.6 und 7 Draufsichten des Drehteils einer zweiten Ausführungsform
und Fig. 8 .die Draufsicht einer dritten Ausführungsform.
-
Gemäß Fig. i bis 3 ist im ortsfesten Lagergehäuse i mit Zuflußrohr
2 der Drehteil 3 mit dem Strahlrohr 4 gelagert. Innerhalb des Drehbeils 3 ist der
Wasserweg W-W unmittelbar nach seinem Austritt aus dem Lagergehäuse i zweimal, zweckmäßig
gleich scharf abgewinkelt, und zwar derart, daß er nach der ersten Ablenkung in
einer zur Drehachse des Regners radialen und nach seiner zweiten Umlenkung in die
Wurfrichtung .des Wasserstrahls in einer zur Drehachse des Regners parallelen Ebene
verläuft, deren senkrechter Abstand von der Mittelachse des Lagergehäuses den Momentenarm
M bildet, der unter der Einwirkung des Rückdruckes des austretenden Strahls die
Umlaufbewegung des Regners erzeugt.
-
Am drehbaren und feststellbaren Mundstück 5 des Strahlrohres 4 ist
eine Hilfsdüse 6 .angeordnet. Durch den aus ihr austretenden Wasserstrahl wird ein
zweites Drehmoment erzeugt, dessen Stärke und Richtung ,durch .die Drehung des Mundstückes
und :gegebenenfalls durch Drosselung der Düse 6 regelbar ist; Ferner bewirkt ,der
Nebenstrahl eine zusätzliche Beregnung der inneren Beregnungskreisflächz.
-
Der Oberteil des Lagergehäuses i ist als Teller 7 ausgebildet, an
dessen Unterseite mindestens zwei um Zapfen 8, 9, horizontal schwenkbare Zylinder
i o, il angeordnet sind, deren Kolben 12, 13 (Fig. 4) derart mit dem Drehteil
3 des Regners gekuppelt sind, daß ihre Totpunkte nicht zusammenfallen. Zu diesem
Zweck sind z. B. die Kolbenstangen 14, 15 über eine gemeinsame Kurbel 16 mit einem
im Teller 7 des Lagergehäuses i gelagerten Ritzel 17
gekuppelt, welches vom
Drehteil 3 .durch die Innenverzahnung eines Tellerrades i8 angetrieben wird (Fig.
4).
-
Die Bremszylinder io, ii sind mit Luft gefüllt, die als Bremsmittel
besonders geeignet ist, weil sie elastisch ist und ihr Widerstand potentiell zur
Kolbengeschwindigkeit wächst. Durch eineBohrung im Zylinderboden und das Kolbenstangenspiel
im Zylinderdeckel kann. die Luft in den Bremszylinder einströmen und aus ihm entweichen,.
Gegebenenfalls kann durch Drosselung der Bohrungen die Bremswirkung geregelt werden.
Statt Luft kann auch ein anderes Medium, z. B. Öl, als Bremsmittel dienen und die
Ausbildung der Bremszylinder dem angepaßt sein.
-
Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 5 bis 7 ist das Strahlrohr
4 im Drehteil 3 seitlich schwenkbar und feststellbar angeordnet. Durch diese Maßnahme
ist man nicht an einen. bei der Konstruktion des Regners festgelegten Momentenarm
gebunden, sondern kann ihn beliebig ändern und somit .das Drehmoment den jeweiligen
Betriebsverhältnissen anpassen. Zu diesem Zweck ist z. B. zwischen den Drehteil
3 und das Strahlrohr 4 ein im Drehteil 3 drehbarer und feststellbarer Krümmer 33
eingeschaltet.
-
Bei beiden Ausführungsformen kann außerdem das Strahlrohr 4 mit dem
Drehteil 3 (Fig. i bis 3) oder dem Krümmer 33 (Fig. 5 bis 7) um seine Achse drehbar
und feststellbar verbunden: und mit einer Hilfsdüse 66 versehen sein. Dann kann
die Hilfsdüse 6 am Mundstück 3 fehlen. Die Hilfsdüse kann auch am Strahlrohr .drehbar,
z. B. auf einem besonderen Ring, angeordnet sein.
-
Bei dem Regner nach Fig. 8 ist eine Hilfsdüse 44 am Drehteil 3 seitlich
schwenkbar und feststellbar angeordnet, welche ein zweites Drehmoment erzeugt, welches
am Momentarm M auf die Drehachse des Regners wirkt. 'Gewünschtenfalls kann die Düse
44 ,drosselbar sein.
-
Für alle Ausführungsformen gilt folgendes: Die am unveränderlichen
(Fig. 3) .oder veränderlichen (Fig. 6, 7) Momentenarm M wirkende Reaktionsantriebskraft
des Wasserstrahls muß zunächst die gesamten Reibungswiderstände im Regner überwinden,
ehe sie das Strahlrohr in Umlauf setzen kann. Versuche haben nun ergeben, daß die
Differenz zwischen der am Strahlrohr wirkenden Gesamtantriebskraft und der Summe
aller errechneten Reibungskräfte im Gerät, einschließlich der mechanischen Ausgleichsvorrichtung,
mindestens 25 % der Gesamtantriebskraft betragen. soll.
-
Ist z. B. die Antriebskraft ... . . . . . . . 40 cm/kg und
die Summe aller Reibungskräfte im Gerät . . . . . . . . . . . . . , . . . . , .
. . . . . . . . 30 cm/kg so ergibt sich eine Differenz von ......
io cm/lcg. Aus diesem Kraftüberschuß entsteht das Drehmoment, welches geregelt werden
muß, weil sich die Reibungswiderstände im Gerät im Betrieb dauernd ändern und unter
Umständen auch der Betriebsdruck in gewissen Grenzen schwanken kann.
-
Diese Regelung des Kraftüberschusses kann nun erfindungsgemäß auf
verschiedene Weise erfolgen, wobei: die einzelnen Maßnahmen sich in weitem
Rahmen
ergänzen und aufeinander abgestimmt werden können.
-
So wirkt sich die hydraulische Regulierung durch eine oder mehrere
Hilfsdüsen praktisch am Entstehungsort der Reaktionskraft, nämlich am Strahlrohr
aus, indem sie ein zweites Drehmoment auf das Strahlrohr erzeugt, das dem Hauptdrehmoment
sowohl entgegenwirken als auch es unterstützen kann.
-
Der weiteste Regelungsbereich ergibt sich, wenn außer dem zweiten
Drehmoment auch das Antriebsdrehmoment durch Änderung des Momentenarmes M verändert
werden kann.
-
Die mechanische Regulierung beruht dagegen. auf der Bremswirkung der
Luftzylinder, deren Totpunkte durch die Kinematik .des jeweils in Bewegung befindlichen
Kolbens so stark überdeckt «erden, @daß sich eine praktisch gleichförmige Umlaufbewegung
ergibt.
-
Die Erfindung ist nicht darauf beschränkt, daß alle beschriebenen
Maßnahmen. gleichzeitig zur Anwendung kommen. So hat sich z. B. gezeigt, daß man,
bei Anwendung des Reaktionskrümmers im Drehteil 3 und einer Hilfsdüse am Strahlrohr
allein durch eine geringfügige Drehung des Strahlrohres bzw. seines Mundstückes
die Hilfsdüse der Drehrichtung des Regners entgegengesetzt so fein und vor allem
so schnell einstellen kann, daß man in einer ganzen Reihe, von Fällen auf die Luftbremsung
verzichten kann. Unter Umständen kann auch die Luftbremsung allein genügen. Schließlich
kann, insbesondere bei kleinen Geräten, ,der zum Antrieb nötige Reaktionsdruck .durch
eine entsprechend starke Hilfsdüse erzeugt werden, so, daß der Momentenarm M wegfallen
kann und die Regelung durch eine weitere Hilfsdüse, gegebenenfalls in Verbindung
mit der Luftbremsung, erfolgen.