MX2013008783A - Valvula de irrigacion. - Google Patents

Abstract

Una válvula de irrigación tiene un pasaje de líquido, un diafragma de sellado y una lumbrera de control que puede recibir señales de control. El diafragma de sellado se mantiene en la válvula en una manera sin sujetar y se adapta para sellar el pasaje. Después de recibir una señal de control el diafragma de sellado se dobla y abre una trayectoria para el líquido alrededor del diafragma de sellado que puede salir de la válvula.

Description

VÁLVULA DE IRRIGACIÓN DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Modalidades de la presente invención se refieren a válvulas de irrigación y en particular a válvulas de irrigación gue se controlan por una señal externa.

En tales válvulas la señal externa puede ser una presión de fluido y la presión de fluido puede controlar la apertura y/o cierre de la válvula.

La Patente de Estados Unidos No. 5,829,473 describe una señal de control hidráulico o neumática que se introduce en una válvula hidráulica por medio de presión hidráulica o neumática. Esta presión aplica una fuerza en un diafragma por lo que provoca que el diafragma se mueva a una posición en la cual cierra la válvula para la trayectoria del fluido a través de la misma.

La siguiente modalidad y aspectos de la misma se describen e ilustran junto con sistemas, herramientas y métodos los cuales tienen la intensión de ser ejemplares e ilustrativos, sin limitar el alcance.

En una modalidad de la presente invención, se proporciona una válvula de irrigación que comprende un paso de liguido que se extiende a través de al menos una parte a lo largo de un eje, un diafragma de sellado acoplado operativamente al paso y una lumbrera de control para recibir una señal de control, el diafragma de sellado sé mantiene en la válvula en una manera sin sujetar y se adapta para sellar la trayectoria, en donde después de recibir una señal de control el diafragma de sellado se impulsa para doblar elásticamente por lo que abre la trayectoria para el liquido alrededor del diafragma de sellado que fluye corriente abajo para salir de la válvula.

Opcionalmente, el diafragma de sellado comprende superficies ascendente y descendente opuestas y una superficie lateral periférica entre ellas, las superficies ascendente y descendente se enfrentan respectivamente corriente arriba y corriente abajo y al menos una porción de la trayectoria para liquido alrededor del diafragma de sellado fluya en contacto con el diafragma a lo largo de una ruta imaginaria que se extiende primero hasta la superficie ascendente y después hasta la superficie lateral y después hasta la superficie descendente.

Si se desea, la señal de control se encuentra en la forma de presión liquida que fluye hacia adentro en la válvula.

Típicamente, la válvula de irrigación comprende un diafragma de control elástico ubicado dentro de la lumbrera de control, el diafragma de control adaptado para doblarse bajo la presión de la señal de control y por lo que transfiere una señal hacia adentro que provoca el doblez del diafragma de sellado, que forma la trayectoria - alrededor del diafragma de sellado.

De manera opcional, el diafragma de control cuando se dobla sustancialmente sella la válvula al flujo interno de la señal de control que pasa el diafragma de control.

Típicamente, el diafragma de sellado se adapta para desviarse axialmente corriente arriba y axialmente corriente abajo y al menos cuando se desvía corriente arriba se adapta para apoyarse sobre un soporte de la válvula y al menos cuando se desvía corriente abajo se adapta para apoyarse sobre un aro de la válvula, en donde de manera sin sujetar el diafragma de sellado se mantiene en la válvula y se caracteriza por el soporte no axial superponiendo el aro.

De manera preferible, el diafragma de sellado cuando se apoya sobre el aro sella el pasaje para el flujo de líquido.

En una modalidad, también se proporciona un tubo de irrigación que comprende una válvula de irrigación de acuerdo con la presente invención.

De manera opcional, la válvula de irrigación se acopla a un extremo del tubo y la abertura de la trayectoria a través de la válvula se adapta para descargar líquido fuera del tubo.

Además opcionalmente, la válvula de irrigación se acopla a un inicio del tubo y la abertura de la trayectoria a través de la válvula se adapta para permitir al líquido fluir corriente abajo en el. tubo.

Además de los aspectos ejemplares y modalidad descrita en lo anterior, aspectos y modalidades adicionales serán aparentes con referencia a las figuras y por el estudio de las siguientes descripciones detalladas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Modalidades ejemplares se ilustran en referencia a las figuras. Se pretende que las modalidades y las figuras descritas en la presente se consideren ilustrativas ' en lugar de restrictivas. La invención, sin embargo, tanto en la organización y métodos de operación junto con los objetos, características, y ventajas de la misma, se entenderán mejor con referencia a la siguiente descripción detallada cuando se leen con las figuras anexas, en las cuales: La Figura 1 muestra una vista superior en perspectiva de una válvula de irrigación de acuerdo con una modalidad de la presente invención; la Figura 2 muestra una vista en despiece de la válvula mostrada en la Figura 1; la Figura 3 muestra una vista superior en perspectiva de una base de la válvula; la Figura 4A muestra una vista superior de la base de la válvula; la Figura 4B muestra una vista superior de la base y un diafragma de sellado de la válvula que se soporta por la base; la Figura 5 muestra una vista superior en perspectiva de una partición de la válvula; la Figura 6 muestra una vista inferior en perspectiva de la partición de la válvula; la Figura 7A muestra una vista en corte transversal de la válvula en un estado cerrado; la Figura 7B muestra una vista en corte transversal de la válvula en estado abierto; y la Figura 8 muestra una vista en perspectiva de una porción de un sistema de irrigación que incorpora una válvula de acuerdo con una modalidad de la presente invención.

Se apreciará que para simplicidad y claridad de ilustración, elementos mostrados en las figuras no se han dibujado necesariamente a escala. Por ejemplo, las dimensiones de algunos de los elementos pueden exagerarse con relación a otros elementos para claridad. Además, donde se consideró apropiado, los números de referencia pueden repetirse dentro de las figuras para indicáir. elementos similares .

La atención se dirige primero a las Figuras 1 y 2. Una válvula 10 de irrigación de acuerdo con una modalidad de la presente invención puede tener una base 12, un diafragma 14 de sellado, una partición 16, un pistón 18, un diafragma 20 de control y una cubierta 22. La válvula 10 tiene una ß entrada 24 que se forma en un lado corriente arriba de la válvula 10 en la base 12. Una salida 26 de la válvula 10, en una forma opcional de varias aberturas, se forma de manera opcional en un lado corriente abajo de la válvula 10 en la cubierta 22, y la válvula 10 tiene además una lumbrera 28 de control que se forma de manera opcional en la cubierta 22 para recibir señales de control externas para controlar la opéración de la válvula 10.

La válvula 10 se extiende a lo largo de un eje X y tiene un pasaje de liquido que se forma en el mismo y proporciona comunicación de liquido entre la entrada 24 y la salida 26. Una porción corriente arriba del pasaje se encuentra en la forma de un hueco 30 que se extiende axialmente (visto mejor en las Figuras 7A y 7B) que se forma en la base 12 y se abre hacia afuera de la base 12 en la entrada 24. Debe observarse que los términos direccionales que aparecen a través de la especificación y reivindicaciones, por ejemplo, "internos", "externos", "superior", "inferior", "corriente arriba", "corriente abajo", etc. (y derivados de los mismos) son sólo para propósitos ilustrativos, y no se pretenden para limitar el alcance de las reivindicaciones anexas y los términos direccionales "descendente", "debajo" e "inferior" (y derivados de los mismos) definen direcciones idénticas.

Además debe observarse que los términos direccionales "superior" e "inferior" (y derivados de los mismos) se refieren a direcciones opuestas que se extienden a lo largo del eje X el cual puede coincidir respectivamente con direcciones de flujo corriente abajo y corriente arriba donde el flujo a través de la válvula 10 se extiende a lo largo del eje X tal como de manera opcional en el hueco 30. Finalmente, se observa que cada parte de la válvula 10, aun cuando se muestra por sí misma se describirá en la presente como en su orientación respectiva en la válvula 10 ensamblada y por lo tanto en relación al eje X y a las direcciones ascendente, descendente, corriente arriba y corriente abajo.

La atención se dirige a las Figuras 3 y 4A. Un rebajo 32 de la base 12 que constituye una parte del pasaje se forma en un lado corriente abajo de la base 12 y el hueco 30 se abre corriente abajo, en el rebajo 32. El rebajo 32 se enlaza parcialmente por un piso 34 orientado ascendentemente de la base 12 y una pared 36 alzada de la base 12 que se forma alrededor de un perímetro del piso 34 y se proyecta axialmente corriente abajo sobre el piso 34. Un soporte 38 de la base 12 que incluye de manera opcional una pluralidad de protuberancias 40 se forma en el rebajo 32. Las protuberancias 40 se ubican en el piso 34 de la. base 12 en un patrón simétrico opcional con respecto al eje X con cada protuberancia 40 que se proyecta corriente abajo sobre el piso 34 y se encuentra separada de una protuberancia 40 adyacente por un espacio libre 42.

Cada protuberancia 40 tiene un asiento 4.4 orientado ascendentemente que tiene un extremo 46 interior próximo al eje X y un extremo 48 exterior distante al eje X; y una saliente 50 de cada protuberancia 40 que se encuentra hacia afuera en relación al asiento 44 que sobresale de manera ascendente sobre el asiento 44 a partir del extremo 48 exterior adyacente del asiento 44. Una región de soporte efectiva opcional del soporte 38 se define por un anillo R plano imaginario que se extiende con respecto al eje X y pasa a través de cada asiento 44 entre sus extremos 46, 48 interior y exterior. Una periferia interna del anillo R que define un diámetro D interno del anillo R se extiende a través de los extremos 46 internos de los asientos 44.

La atención se dirige a la Figura 4B. El diafragma 14 de sellado tiene de manera opcional forma de disco y tiene una superficie 52 superior orientada corriente abajo, una superficie 54 inferior (mostrada en las Figuras 7A y 7B) orientada corriente arriba y una superficie 56 lateral periférica que conecta superficies 52, 54¦ superior e inferior. En la válvula 10, el diafragma 14 de sellado se encuentra ubicado en el rebajo 32 de la base 12 con su superficie 54 inferior en una región periférica de la misma superponiendo los asientos 44 del soporte 38. En esta posición, el diafragma 14 de sellado se recibe firmemente en el soporte 38 apoyándose de manera opcional en los asientos 44 y enlazándose periféricamente en ubicaciones separadas por las salientes 50 de las protuberancias 40.

La atención se dirige a las Figuras 5 y 6. La partición 16 tiene una cavidad 58 inferior y una cavidad 60 superior que se extiende axialmente una después de la otra en la partición. La cavidad 58 inferior se encuentra parcialmente delimitada por un techo 62 orientado descendentemente de la partición 16 y una cubierta 64 de la partición 16 que se forma alrededor del perímetro del techo 62 y se proyecta axialmente corriente arriba debajo del techo 62. La cavidad 60 ascendente se abre fuera de la partición 16 en su lado ascendente en una abertura 64 y se abre en forma descendente en la cavidad 58 inferior en un aro 66 levantado que sobresale en forma descendente más allá del techo 62 en la cavidad 58 inferior. El aro 66 levantado se forma de manera opcional y circularmente alrededor del eje X y tiene' un diámetro d. La partición 16 además tiene dos ranuras 68 de chaveta que se extienden a los lados fuera de la partición 16 y lejos del eje X para proporcionar comunicación entre la cavidad 60 ascendente y el entorno que rodea a la partición 16.

La atención se dirige a las Figuras 2 a 6. En la válvula 10, la partición 16 se recibe en la base 12 con su cubierta 64 estando rodeada firmemente por la pared 36 de la base 12 y su cavidad 58 inferior estando unida con el rebajo 32 de la basé 12 para definir una cámara 70 de la válvula 10 (la cámara 70 puede verse en las Figuras 7A y 7B) . El diafragma 14 de sellado se mantiene confinado en la cámara 70 entre la base 12 y la partición 16 de modo que el movimiento del diafragma 14 de sellado descendentemente (corriente arriba) provocará que el diafragma 14 de sellado descanse sobre el soporte 38 en los asientos 44 y el movimiento del diafragma 14 de sellado ascendentemente (corriente abajo) provocará que el diafragma 14 de sellado descanse sobre el aro 66.

La atención se dirige a las Figuras 7A y 7B. En la válvula 10 el diafragma 20 de control se coloca adyacente a la abertura 64 de la partición 16 entre la lumbrera 28 de control y el lado ascendente del pistón 18. El diafragma 20 de control tiene un ancho l medido a lo largo del eje X el cual es opcionalmente más pequeño que la distancia Cl axial entre las porciones de la válvula 10 que confinan axialmente el diafragma 20 de control de modo que el diafragma 20 de control se encuentra axialmente confinado en la válvula 10 en una manera "flotante" "sin sujetar". El extremo 20 de control se adapta para transferir señales de control recibidas en la lumbrera 28 de control dentro de- la válvula 10 hacia el pistón 18 y el pistón 18 se recibe de manera deslizable en la cavidad 60 superior de la partición 16 y se adapta para impulsarse hacia abajo (corriente arriba) para sobresalir en un lado inferior de la misma a través del aro 66 en la cámara 70 de la válvula 10. La base 12 de la válvula 10 se adapta para conectar a una fuente de fluido de corriente arriba (no se muestra) por las roscas opcionales que se forman en una cara exterior de la misma. De manera opcional, otros medios pueden proporcionarse en la base 12 para su unión a la fuente de fluido, como por ejemplo ' un miembro de lengüeta (no mostrada) o cualquier otro conector o medios de unión que pueden ser adecuados en la aplicación en la que se utiliza la válvula 10.

En un estado cerrado de la válvula 10 (Figura 7A) , el fluido bajo presión que entra en la válvula 10 mediante la entrada 24, ocupa el hueco 30 de la válvula 10 y descansa sobre el diafragma 14 de sellado para impulsar el diafragma 14 de sellado para apoyarse en y/o descansar sobre el anillo 66 y sellar el pasaje de fluido a través de la válvula 10. Para formar un estado abierto de la válvula 10 (Figura 7B) , una señal de control en una forma opcional de fluido se impulsa dentro de la válvula 10 mediante la lumbrera 28 de control para descansar sobre el diafragma 20 de control. En lo anterior un umbral de presión opcional del fluido de la lumbrera 28 de control, el fluido se presiona en contra del diafragma 20 de control que flexiona el diafragma 20 de control e impulsa el pistón 18 hacia adentro de la válvula 10 hasta que el lado inferior del pistón 18 sobresale en la cámara 70 de la válvula 10 mediante el aro 66 y por lo tanto flexiona el diafragma 14 de sellado fuera del aro 66.

De acuerdo con algunas de las modalidades de la presente invención, el diafragma 14 de sellado tiene un ancho W2 medido a lo largo del eje X el cual es de manera opcional más pequeño que la distancia C2 axial entre el aro 66 y los asientos 44 del soporte 38 que confina axialmente el diafragma 14 de sellado en la cámara 70, de modo que el diafragma 14 de sellado se encuentra confinado axialmente en la cámara 70 de la válvula 10 en una manera "flotante" "sin sujetar" entre el aro 66 y el soporte 38. En algunas modalidades sin embargo, el diafragma 14 de sellado puede confinarse axialmente en la cámara 70 en una manera "no flotante" que se caracteriza porque el ancho W2 es ligeramente mayor que la distancia C2 axial. Esto puede incrementar el umbral de presión que se requiere para abrir la válvula 10 como ahora también la presión del diafragma 14 que se presiona contra del aro 66 tiene que sobrepasarse para que la válvula 10 asuma su estado abierto.

De acuerdo con algunas de las modalidades de la presente invención, el diámetro d del aro 66 (d se indica en la Figura 6) es de manera opcional más pequeño que el diámetro D de la región de soporte efectiva del soporte 38 (D se indica en la Figura 4A) y por lo tanto el aro 66 y la región de soporte efectiva del soporte 38 no se superponen axialmente o traslapan entre sí. Por lo tanto, en tales modalidades el diafragma 14 de sellado puede definirse manteniéndose confinado axialmente en una manera "sin sujetar" entre las porciones de la válvula 10 (por ejemplo, el aro 66 y los asientos 44) que no se superponen axialmente o traslapan entre sí.

Las maneras opcionales "sin sujetar" y/o "flotantes" en las cuales los diafragmas 14, 20 se confinan en la válvula 10 pueden ayudar a prolongar el periodo efectivo de tiempo en el que pueden funcionar efectivamente en la válvula 10. La tensión que puede haberse presentado en los diafragmas 14, 20 si se sujetaron en la válvula, podría acortar el período de tiempo efectivo en el que puedan funcionar. Tal tensión que pudo haberse formado, por ejemplo, entre porciones sujetas de los diafragmas que se mantienen sustancialmente fijas en su lugar y porciones de los diafragmas que se impulsan para flexionarse, sustancialmente se evita cuando los diafragmas se mantienen en una manera "sin sujetar" y/o "flotante" en la válvula 10. Los diafragmas 14, 20 cuando se impulsan a flexionarse se adaptan para deslizarse ligeramente en las superficies de la válvula 10 contra las que descansan las cuales resultan en el efecto de que sustancialmente sólo se doblan y solamente presentan tensión debido al doblez y sustancialmente evitan tensión adicional que puede encontrarse presente si se sujetan a la válvula 10.

La tensión se dirige a la Figura 7B. En el estado abierto de la válvula 10, la elevación del diafragma 14 de sellado fuera del aro 66 forma un espacio entre la superficie 52 superior del diafragma 14 de sellado y el aro 66 que permite a un flujo de fluido indicado por flechas punteadas formarse a través de la válvula 10. El fluido corriente arriba de la válvula 10 ahora puede fluir corriente abajo mediante la entrada 24 dentro del hueco 30 de la válvula 10 para pasar por un lado del diafragma 14. de sellado. El fluido fluye mediante los espacios libres 42 del soporte 38 y después sobre la superficie 52 superior del diafragma 14 de sellado y a través del espacio entre la superficie 52 y el aro 66 en la cavidad 60 superior de la partición 16. A partir de ahí, el fluido fluye lateralmente lejos desde el eje X mediante las ranuras 68 de chaveta de la partición 16 hacia el entorno que se encuentra dimensionado entre la cubierta 22 y la partición 16 y desde allí el fluido fluye fuera de la válvula 10 a través de las salidas 26 en la cubierta 22 hacia el entorno exterior fuera de la válvula.

La atención se dirige ahora a la Figura 8. En una modalidad de la presente invención, la válvula 10 se adapta para utilizarse en un sistema 74 de irrigación por goteo que incluye una pluralidad de líneas 76 de irrigación por goteo que se tienden en un campo para irrigar el campo. De manera opcional, un extremo de cada linea 76 de irrigación por goteo se acopla a una válvula 10 dada y un tubo 78 de control que se extiende en el campo y proporciona comunicación de fluido a las lumbreras 28 de control de las válvulas 10.

Durante la irrigación, materia tal como arena, polvo o similares que existe en el liquido utilizado para irrigación pueden acumularse con el tiempo y bloquear sustancialmente al menos parte de la irrigación que se desempeña por las lineas 76 de irrigación por goteo. En algunos casos la descarga periódica de las lineas 76 de irrigación por goteo puede ayudar a remover tal materia de las lineas 76 y por lo tanto mejorar la capacidad de irrigación del sistema 74 para su funcionamiento apropiado.

En una modalidad de la presente invención, la descarga periódica de las lineas 76 de irrigación por goteo se realiza al proporcionar una señal de control a las válvulas 10 que activan las válvulas para asumir sus estados abiertos y permitir que el liquido fluya a través de las lineas 76 de irrigación por goteo para descargarse fuera de las lineas y por lo tanto remover tal materia que pudo haberse acumulado en las lineas 76.

En una modalidad, el tubo 78 de control' se acopla a una fuente de fluido (no mostrada) , tal como la fuente que proporciona liquido al sistema 74 de irrigación y para solicitar liquido a partir de la fuente para que se le permita fluir a través del tubo 78 de control para que entre en las válvulas 10 en sus lumbreras 28 de control e impulse las válvulas 10 para asumir su estado abierto y permitir a las lineas 76 de irrigación por goteo que se acoplen al tubo 78 de control para descargarse.

En un ejemplo no vinculante, el tubo 78 de control se acopla operativamente a una fuente de fluido tal como una bomba operada manualmente y con la operación de la bomba de fluido tal . como aire se impulsa para fluir a través del tubo 78 de control para que entre en las válvulas 10 en sus lumbreras 28 de control e impulsar las válvulas 10 para asumir sus estados abiertos y permitir que las lineas 76 de irrigación por goteo que se acopla al tubo de control 78 descargarse .

En otra modalidad, la válvula 10 puede adaptarse para un inicio de una linea 76 de irrigación (no mostrada) con el fin de controlar la entrada de liquido corriente abajo en la linea.

En la descripción y reivindicaciones de la presente solicitud, cada uno de los verbos "comprender", "incluir" y "tener", y sus conjugados, se utilizan para indicar que el objeto u objetos del verbo no son necesariamente una completa lista de miembros, componentes, elementos o partes de la asignatura o asignaturas del verbo.

Aunque la presente modalidad ha sido descrita hasta cierto grado de particularidad, se debe entender que diversas alteraciones y modificaciones podrían hacerse sin apartarse del alcance de la invención como se reivindica a continuación .

Claims (10)

REIVINDICACIONES

1. Una válvula de irrigación que comprende un pasaje de liquido que se extiende a través del mismo al menos en parte a lo largo de un eje, un diafragma de sellado acoplado operativamente al pasaje y una lumbrera de control para recibir una señal de control, el diafragma de sellado se mantiene en la válvula en una manera sin sujetar y se adapta para sellar el pasaje, en donde tras recibir una señal de control el diafragma de sellado se impulsa para doblarse elásticamente por lo que abre una trayectoria para el liquido alrededor del diafragma de sellado el cual fluye corriente abajo para salir de la válvula.

2. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque el diafragma de sellado comprende superficies ascendente y¦ descendente opuestas y una superficie lateral periférica entre las mismas, las superficies ascendente y descendente : sé orientan corriente arriba y corriente abajo respectivamente y al menos una porción de la trayectoria para el liquido alrededor del diafragma de sellado fluye en contacto con el diafragma a lo largo de una ruta imaginaria que se extiende primero hasta la superficie ascendente después hasta la superficie lateral y después hasta la superficie descendente.

3. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque la señal de control es en forma de presión de liquido que fluye hacia adentro en la válvula .

4. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque comprende un diafragma de control elástico ubicado dentro de la lumbrera de control, el diafragma de control se adapta para doblarse bajo la presión de la señal de control y por lo tanto transferir una señal hacia adentro que provoca el doblez del diafragma de sellado que forma la trayectoria alrededor del diafragma de sellado .

5. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque el diafragma de control cuando se dobla sustancialmente sella la válvula para fluir hacia adentro de la señal de control que pasa el diafragma de control.

6. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 1, en donde el diafragma de sellado se adapta para desviarse axialmente corriente arriba :y axialmente corriente abajo y al menos cuando se desvia corriente arriba se adapta para descansar sobre un soporte de la válvula y al menos cuando se desvia corriente abajo se' adapta para descansar " sobre un aro de la válvula, en donde : la, manera sin sujetar en que el diafragma de, sellado se mantiene en la válvula se caracteriza por el soporte que sin superponer axialmente el aro.

7. La válvula de irrigación de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque el diafragma de sellado cuando descansa sobre el aro sella el pasaje para el flujo de liquido.

8. Un tubo de irrigación que comprende una válvula de irrigación de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, para afectar el flujo a través del tubo.

9. El tubo de irrigación de conformidad con la reivindicación 8, carac erizado porque la válvula de irrigación se acopla a un extremo del tubo y la abertura de la . trayectoria a través de la válvula se adapta para descargar liquido fuera del tubo.

10. El tubo de irrigación de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque la válvula de irrigación se acopla al inicio del tubo y la abertura de la trayectoria a través de la válvula se adapta para permitir que el liquido fluya corriente abajo dentro del 'tubo.