ES2266674T3 - Aspersor giratorio sin puente. - Google Patents

Abstract

Un aspersor giratorio (10), que comprende: - un cuerpo (12, 14) con un ánima de entrada (20), un ánima de salida (38), y una cavidad interna 70 entre ellas, todas ellas dispuestas a lo largo de un eje común, teniendo el ánima de entrada un extremo de aguas arriba (22) que puede conectarse a un tubo de suministro de agua y un extremo de aguas abajo formado como una boquilla de chorro (24) para expulsar un chorro de agua libre dentro de dicha cavidad, teniendo el ánima de salida un extremo de aguas arriba con un reborde (42); - un rotor (16) que tiene un árbol axial (50) con un canal de árbol (58) dirigido a lo largo del eje y que tiene una entrada, y al menos un aspa (52) con un canal de aspa (60) que se extiende en el sentido de alejarse del árbol (50) y que tiene una salida que constituye una salida del aspersor, definiendo el canal de árbol y el canal de aspa un paso de flujo de agua suave (58, 60) entre dicha entrada y dicha salida, teniendo dicho paso una sección transversal abierta, estando insertado dicho árbol (50) en el ánima de salida (38) del cuerpo para permitir la libre rotación del rotor, mirando la entrada de dicho canal de árbol hacia dicha boquilla (24) y estando alineada con la misma par aceptar suavemente dicho chorro de agua libre, caracterizado porque dicho aspersor comprende además un aro retenedor (18) que está oprimido sobre el extremo de aguas arriba de dicho árbol (50), está dispuesto en dicha cavidad interna, y está destinado a apoyarse sobre el reborde (42) del anima de salida, soportando con ello fuerzas axiales aplicadas a dicho rotor.

Description

Aspersor giratorio sin puente.

Esta invención se refiere al campo de los aspersores giratorios y, más específicamente, a miniaspersores en que una boquilla giratoria está soportada para rotación sin un puente que atraviese el chorro de pulverización.

La presente invención se refiere en particular a un miniaspersor de riego giratorio que comprende un cuerpo montable en una fuente de agua puesta a presión (tubo) y que tiene un ánima axial con una entrada y una salida formadas como boquilla de chorro de agua. El miniaspersor comprende además un rotor montado para libre rotación frente a la boquilla. El rotor tiene uno o más conductos de agua que se extienden en general radialmente con cierta curvatura en el plano de rotación. Los conductos aceptan el agua lanzada desde la boquilla y la dirigen para salir radialmente. El agua que pasa a través de los conductos curvados comunica un par al rotor, proporcionando con ello la rotación del rotor y la distribución del chorro saliente en un área circular alrededor del miniaspersor.

En la mayoría de los aspersores convencionales, el rotor está soportado en un extremo en el cuerpo del aspersor y, en el otro extremo, por un elemento tal como un puente o una araña conectados al cuerpo, saliendo el chorro de agua entre los dos extremos. Sin embargo, el puente intersecta la trayectoria del chorro de agua. Ejemplos de este diseño se describen en el documento US 4 583 689.

A fin de evitar el uso de un puente, se ha sugerido dotar al rotor con una espiga larga coaxial con el eje de rotación y recibida en la boquilla de chorro de agua en el cuerpo del aspersor. Dicha disposición sin puente es descrita también en el documento US 4 583 589. En el documento US 5 984 203 se describe otro diseño sin puente en que el rotor del aspersor está soportado en el extremo de salida de la boquilla, en un cojinete relativamente corto. El documento US 6 016 972 describe un miniaspersor en que la boquilla de chorro de agua es alargada y sirve de eje interno para el rotor que se desliza por encima de la boquilla.

Un miniaspersor descrito en el documento GB2242107 tiene un rotor compuesto que consta de dos partes: una primera parte consistente en un árbol grueso con un saliente anular y un canal abierto practicado en el árbol y curvado en el plano meridional, y una segunda parte consistente en un ala con un aspa oblicua. El árbol está insertado para rotación en un ánima del cuerpo del aspersor, desde el interior, de manera que el saliente anular hace tope sobre el borde interno del ánima, y está fijado en ella mediante el montaje a presión del ala sobre el extremo del árbol que sobresale fuera del ánima. Un chorro de agua sale de la boquilla del miniaspersor, entra en el canal curvado del árbol y sale en dirección radial. Luego, el chorro choca contra el aspa oblicua del ala y es desviado tangencialmente, originando de este modo una fuerza tangencial sobre el ala para hacer girar el rotor.

El objeto de la presente invención es proporcionar un aspersor giratorio y un sistema de riego mejorados. Este objeto es logrado con las características de las reivindicaciones.

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un aspersor giratorio sin puente, que comprende: un cuerpo con un ánima de entrada, un ánima de salida y una cavidad interna entre ellas, todo ello dispuesto a lo largo de un eje común, teniendo el ánima de entrada un extremo de aguas abajo conectable a un tubo de suministro de agua y un extremo de aguas arriba formado como una boquilla de chorro para expulsar un chorro de agua libre dentro de dicha cavidad, teniendo el ánima de salida un extremo de aguas arriba con un reborde; un rotor con un árbol axial con un canal de árbol dirigido a lo largo del eje, y al menos un aspa con un canal de aspa que se extiende en el sentido de alejarse del árbol. Los dos canales definen un paso de flujo de agua con una sección abierta entre la entrada y la salida. El canal de aspa está curvado de tal manera que proporciona una fuerza de reacción tangencial desde un flujo de agua saliente. El árbol está insertado en el ánima de salida del cuerpo para hacer posible la libre rotación del rotor. La entrada del canal de árbol mira hacia la boquilla de chorro y está alineada con la misma para aceptar suavemente el chorro de agua libre. El aspersor comprende además un aro retenedor. El aro está presionado sobre el extremo de aguas arriba del árbol, está dispuesto en la cavidad interna y está destinado a apoyarse sobre el reborde del ánima de salida, soportando así fuerzas axiales aplicadas al rotor.

La boquilla de chorro sobresale dentro de la cavidad interna, mientras que una parte del aro retenedor que pende del extremo del árbol recibe libremente una porción de la boquilla de chorro. La cooperación de la boquilla y del aro limita la holgura radial del árbol con respecto a la boquilla e impide su desalineación. El aro retenedor está presionado sobre el árbol y está hecho preferiblemente de material de baja fricción y/o bajo desgaste.

El cuerpo del aspersor giratorio se monta a partir de una pare de aguas arriba formada con el ánima de entrada y una parte de aguas abajo formada con el ánima de salida. Se unen herméticamente las partes a lo largo de un contorno que divide la cavidad interna. Preferiblemente, las dos partes están adaptadas para ser montadas y desmontadas mediante un bloqueo de bayoneta y tienen alas externas que facilitan el montaje.

El paso de flujo de agua tiene una sección transversal en forma de C abierta. Una porción de salida del canal de aspa puede tener solamente un parte inferior y una pared lateral en el lado externo del canal de aspa curvado. El diámetro del canal de árbol es mayor que el diámetro del orificio de salida de la boquilla de chorro de agua para proporcionar una suave entrada del chorro teniendo en cuenta la holgura radial del rotor. El espacio entre el orificio de salida y la entrada del canal de árbol es preferiblemente muy pequeño pero que permite el paso de partículas contaminantes a su través.

El aspersor giratorio de la presente invención ofrece numerosas ventajas:

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trayectoria de flujo hidrodinámicamente optimizada, incluída distancia mínima, alineación axial y coincidencia de diámetro entre la boquilla de chorro de agua y la entrada del canal de árbol del rotor, paso de agua íntegro y suave desde el canal de árbol al canal de aspa. De este modo, la presión en la tubería de suministro es transformada con pérdidas mínimas en velocidad de chorro de agua;

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cámara no puesta a presión que no necesita obturación, en particular entre el ánima de salida y el rotor que gira en ella;

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control mejorado sobre la distribución del agua y el par debido al paso de agua suave y prolongado en el rotor;

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pequeñas pérdidas de agua en el agua de pulverización y goteo entre partes del aspersor;

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posición estable, menos inclinación, menos fricción, ausencia de agarrotamiento del rotor debido a la cooperación del aro retenedor y la boquilla que limita la holgura radial del rotor;

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menos fricción y menos desgaste en el cojinete de empuje obtenidos por el uso de material especial para el aro retenedor;

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baja sensibilidad al atascamiento evitando la entrada de partículas extrañas en el área de soporte de cojinete y facilitando su descarga desde la misma;

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montaje simplificado y mantenimiento cómodo debido al bloqueo de bayoneta, las alas, y al órgano de montaje a presión del aro retenedor; y

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producción sencilla y a bajo coste debido al pequeño número de partes.

Con el fin de comprender la invención y de ver la manera en que puede ponerse en práctica, se describirá ahora una realización preferida, solamente a título de ejemplo no limitativo, con referencia a los dibujos que se acompañan, en los que:

La figura 1 es una vista en sección lateral de un aspersor giratorio montado de acuerdo con la presente invención.

La figura 2 es una vista axial del aspersor giratorio de la figura 1 desde la parte inferior del rotor.

La figura 3A es una visa en sección axial del rotor de aspersor de la figura 1 en el plano III-III.

La figura 3B muestra una variante de la salida de canal del rotor de la figura 3A.

La figura 4 es una vista en sección, en despiece ordenado, del aspersor mostrado en la figura 1.

Las figuras 5A y 5B muestran variantes de canales de evacuación formados en el aspersor de la figura 1.

Con referencia al dibujo de montaje mostrado de las figuras 1 y 2, y a los dibujos parciales de las figuras 3 y 4, un aspersor giratorio sin puente 10 de acuerdo con la presente invención comprende una parte de aguas arriba 12, una parte de aguas abajo 14, un rotor 16 y un aro retenedor 18. La parte de aguas arriba 12 tiene un ánima de entrada 20 con un extremo de aguas arriba formado como una boquilla 22 conectable a un tubo de suministro de agua, y un extremo de aguas abajo formado como una boquilla de chorro 24 con un orificio 28 que sobresale en un rebajo 26. La parte de aguas arriba 12 tiene también una pared anular 30 que lleva patillas externas 32 de un bloqueo de bayoneta, y alas 34.

La parte de aguas abajo 14 tiene un ánima de salida 38, un rebajo 40 con un reborde de soporte 42 en el resalto entre el rebajo y el ánima, y un saliente anular de soporte 43 en el ánima de salida 38. La parte de aguas abajo 14 lleva patillas internas 44 del bloqueo de bayoneta, y tiene alas 46. El rebajo 40 puede conectarse a la atmósfera por medio de una pluralidad de canales de evacuación 49. Los canales de evacuación pueden conducir hacia el ánima de salida 38 (véase el canal 49A en la figura 5A) o pueden estar formados como hendiduras 49B que interrumpen el reborde 42 (véase la figura 5B).

El rotor 16 tiene un árbol tubular 50 y dos aspas radiales 52 y 54. En el rotor está formado un paso de flujo de agua suave 56 desde un canal axial 58 que hay en el árbol 50 y un canal transversal de aspa 60 en el aspa 54, estando conectados los dos canales por un codo suave. La entrada del canal axial 58 está axialmente alineada con la boquilla de chorro 24. El canal de aspa 60 está curvado de tal manera que proporciona una fuerza de reacción tangencial F_{T} con relación al eje del árbol 50 desde un flujo de agua 62 que sale del paso de agua 56. El canal tiene una forma de sección transversal abierta, por ejemplo a manera de C, como se muestra en la figura 3A. La parte de salida 61 del canal 60 puede tener una pared lateral reducida en el lado interno de la curva, como se muestra en la figura 3B. La pared lateral interna puede ser retirada para reducir las pérdidas por fricción del flujo de agua a causa de que el flujo no es de ningún modo desviado hacia la pared externa por la fuerza de la inercia debido a la curvatura del canal. La otra aspa 52 tiene la misma forma que el aspa 54 (para equilibrio dinámico), pero no tiene en ella ningún paso de agua. El rotor 16 está hecho preferiblemente en forma de un cuerpo unitario, pero también puede montarse a partir de dos o más partes, haciendo que se asegure un paso de agua suave.

El aro retenedor 18 tiene un ánima con una parte de ajuste 66 destinada a ser apretada fuertemente sobre el extremo del árbol 50, y una parte de entrada abocardada 68. La parte de entrada 68 recibe para rotación libre la boquilla de chorro 24, mientras que la cara de aguas abajo 69 del aro tiene que girar en contacto con el reborde de soporte 42, como se explicará en lo que sigue. Por consiguiente, el aro retenedor 18 está hecho preferiblemente de material de baja fricción y bajo desgaste.

En el aspersor ensamblado y bloqueado mostrado en las figuras 1 y 2, todas las partes están dispuestas a lo largo de un eje común. El rebajo 26 de la parte de aguas arriba 12 y el rebajo 40 del cuerpo de salida 14 forman una cavidad interna 70 entre el ánima de entrada 20 y el ánima de salida 38. El árbol 50 del rotor 16 se inserta en el ánima de salida 38 y luego se oprime el aro retenedor 18 sobre el extremo libre del árbol impidiendo la retirada adicional del rotor 16 desde la parte de aguas abajo 14. Sin embargo, el rotor tiene cierta holgura axial y radial y puede girar libremente en el ánima 38. El saliente anular 43 proporciona un soporte de rotación (cojinete de deslizamiento) para el rotor.

La porción de entrada 68 del aro retenedor 18 recibe la boquilla de chorro sobresaliente 24 con una holgura radial limitada e impide con ello la desalineación del chorro de agua y la entrada del canal axial 58. El aspersor 10 puede ensamblarse y desmontarse fácilmente girando la parte de aguas arriba 12 con respecto a la parte de aguas abajo 14 usando las alas 34 y 46, accionando y deshaciendo el bloqueo de bayoneta.

Cuando se suministra agua puesta a presión a la boquilla 22 del aspersor, se lanza un chorro de agua desde la boquilla 24 dentro del canal axial 58. A continuación de la curva suave del paso continuo de agua 56, el flujo de agua da vuelta en la dirección transversal a lo largo del canal de aspa 60 y sale del aspersor en forma de un chorro libre 62. Debido a la curvatura del canal de aspa en un plano perpendicular al eje de rotor, se genera una fuerza de reacción tangencial F_{T} y el correspondiente par comunica rotación al rotor 16. Como resultado, el chorro libre de agua se distribuye en un círculo alrededor del aspersor. El único chorro de agua se adapta mejor para obtener velocidad de salida y radio de riego máximos, lo que puede reducir el número de aspersores necesarios por superficie. Dividiendo el flujo de agua en dos o más chorros se aumentan las pérdidas por fricción en el número mayor de canales y las pérdidas por turbulencia en el lugar de la división.

El flujo de agua produce también una fuerza axial F_{A} que empuja al rotor 16, particularmente al aro retenedor 18, hacia el reborde de soporte 42, proporcionando el último un soporte axial (cojinete de empuje) al rotor. Como el agua pasa normalmente a través de la cavidad interna 70 en forma de un chorro de agua libre, la cavidad no es puesta a presión y el hueco entre el aro retenedor 18 y el reborde de soporte 42 no necesita ser cerrado herméticamente.

La forma de la boquilla de chorro 24, y en particular el diámetro del orificio 28 se coordina con el diámetro del canal axial de aguas abajo 58 y la holgura radial del árbol de rotor 50 a fin de proporcionar una entrada suave del chorro de agua que se origina desde la boquilla 24 dentro del paso de agua 56. La distancia desde el orificio 28 a la entrada del canal axial 58 se mantiene mínima con la misma finalidad, pero lo suficientemente grande para que atraviesen partículas que puedan contaminar el agua de
riego.

Aunque se ha presentado una descripción de una realización específica, se considera que podrían hacerse diversos cambios sin desviarse del alcance de la presente invención. Por ejemplo, el rotor de la presente invención podría modificarse añadiendo más aspas o canales de aspa para obtener chorros de agua con alcance diferente en el mismo aspersor.

Claims (17)

1. Un aspersor giratorio (10), que comprende:

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un cuerpo (12, 14) con un ánima de entrada (20), un ánima de salida (38), y una cavidad interna 70 entre ellas, todas ellas dispuestas a lo largo de un eje común, teniendo el ánima de entrada un extremo de aguas arriba (22) que puede conectarse a un tubo de suministro de agua y un extremo de aguas abajo formado como una boquilla de chorro (24) para expulsar un chorro de agua libre dentro de dicha cavidad, teniendo el ánima de salida un extremo de aguas arriba con un reborde (42);

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un rotor (16) que tiene un árbol axial (50) con un canal de árbol (58) dirigido a lo largo del eje y que tiene una entrada, y al menos un aspa (52) con un canal de aspa (60) que se extiende en el sentido de alejarse del árbol (50) y que tiene una salida que constituye una salida del aspersor, definiendo el canal de árbol y el canal de aspa un paso de flujo de agua suave (58, 60) entre dicha entrada y dicha salida, teniendo dicho paso una sección transversal abierta, estando insertado dicho árbol (50) en el ánima de salida (38) del cuerpo para permitir la libre rotación del rotor, mirando la entrada de dicho canal de árbol hacia dicha boquilla (24) y estando alineada con la misma par aceptar suavemente dicho chorro de agua libre,

caracterizado porque dicho aspersor comprende además un aro retenedor (18) que está oprimido sobre el extremo de aguas arriba de dicho árbol (50), está dispuesto en dicha cavidad interna, y está destinado a apoyarse sobre el reborde (42) del anima de salida, soportando con ello fuerzas axiales aplicadas a dicho rotor.

2. Un aspersor giratorio según la reivindicación 1, en el que dicha boquilla de chorro (24) sobresale dentro de dicha cavidad interna (70), y dicho árbol (50) del rotor está provisto de medios que cooperan con dicha boquilla de chorro para limitar una holgura radial de dicho árbol con respecto a dicha boquilla de chorro e impedir con ello su desalineación.

3. Un aspersor giratorio según la reivindicación 1 ó 2, en el que dicho cuerpo está montado a partir de dos o más partes (12, 14).

4. Un aspersor giratorio según la reivindicación 3, en el que dicho cuerpo está montado a partir de una parte de aguas arriba (12) formada con dicha ánima de entrada y una parte de aguas abajo (14) formada con dicha ánima de salida, estando dichas partes herméticamente unidas a lo largo de un contorno que divide dicha cavidad interna (70).

5. Un aspersor giratorio según la reivindicación 4, en el que dicha parte de aguas arriba y dicha parte de aguas abajo están destinadas a ser montadas y desmontadas mediante un bloqueo de bayoneta (32, 44).

6. Un aspersor giratorio según la reivindicación 4, en el que al menos una de dicha aparte de aguas arriba y dicha aparte de aguas abajo tiene alas (34; 46) que facilitan el montaje.

7. Un aspersor giratorio según la reivindicación 2, en el que dicho aro retenedor (18) tiene una porción que recibe en ella de manera libre una porción de dicha boquilla de chorro (24) y que constituye un medio que limita dicha holgura radial.

8. Un aspersor giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que dicho aro retenedor (18) está hecho al menos en parte de material diferente del material del árbol (50).

9. Un aspersor giratorio según la reivindicación 8, en el que al menos uno de dicho aro retenedor (18) y dicho reborde (42) está hecho de materiales que proporcionan baja fricción y/o bajo desgaste.

10. Un aspersor giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en el que dicho rotor (16) es un cuerpo unitario.

11. Un aspersor giratorio según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en el que dicho canal de aspa (60) es al menos en parte de su longitud (61) un canal abierto con una parte inferior y una pared lateral.

12. Un aspersor giratorio según la reivindicación 11, en el que dicho canal de aspa (60) está curvado y dicha pared lateral está en el lado exterior de la curva.

13. Un aspersor giratorio según la reivindicación 1, en el que dicho canal de árbol (58) y dicho canal de aspa (60) están conectados por un codo suave.

14. Un aspersor giratorio según la reivindicación 1, en el que dicho paso de flujo de agua (58, 60) está formado en una parte enteriza de dicho rotor.

15. Un aspersor giratorio según la reivindicación 1, en el que dicho aro retenedor (18) está oprimido apretadamente contra dicho árbol (50).

16. Un sistema de riego, que comprende un tubo de suministro de agua y un aspersor giratorio (10) según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

17. Un sistema de riego según la reivindicación 16, en el que dicho aspersor giratorio (10) está conectado a dicho tubo de suministro de agua y está montado con el ánima de salida (38) dirigida hacia abajo.