MXPA03007187A

MXPA03007187A - Aspersor de corriente de agua giratorio con freno de control de velocidad.

Info

Publication number: MXPA03007187A
Application number: MXPA03007187A
Authority: MX
Inventors: L Onofrio Travis
Original assignee: Rain Bird Corp
Priority date: 2002-12-04
Filing date: 2003-08-12
Publication date: 2005-04-19
Also published as: ES2366024T3; AU2003204146B2; CN100448549C; AU2003204146A1; US6814304B2; EP1426112B1; TWI290486B; US20050082387A1; PT1426112E; US20040108391A1; IL155794A0; TW200409677A; EP1426112A2; CA2427450A1; EP1426112A3; CA2427450C; IL155794A; ZA200303466B; CN1504267A; US7168634B2

Abstract

Se describe un aspersor de corriente de agua giratorio del tipo que tiene un deflector giratorio para hacer pasar pequenas corrientes de agua de riego en una direccion radialmente hacia afuera para irrigar vegetacion adyacente, en el que el aspersor incluye un freno de control de velocidad para mantener una velocidad de giro del deflector substancialmente constante a traves de un intervalo de presiones de operacion y de velocidades de flujo normales. El deflector incluye un arreglo de paletas espirales en las que se ponen en contacto uno o mas chorros de agua para mover en forma giratoria al deflector el cual convierte a los chorros en una pluralidad de corrientes de riego relativamente pequenas que recorren un terreno circundante. Una placa de friccion capaz de girar con el deflector engancha una pastilla de freno retenida contra un disco de freno no giratorio. La pastilla de freno incluye caras de contacto ahusadas para variar el radio de contacto de friccion en respuesta a cambios en la presion del agua y/o la velocidad de flujo para mantener la velocidad de giro del deflector substancialmente constante.

Description

ASPERSOR DE CORRIENTE DE AGUA GIRATORIO CON FRENO DE CONTROL DE VELOCIDAD ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN La invención se relaciona en general con mejoras en aspersores de riego, particularmente del tipo giratorio o denominados de microcorriente que tienen un deflector de paletas movido en forma giratoria para producir una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas que recorren un área circundante de terreno para irrigar vegetación adyacente. Más específicamente, la presente invención se relaciona con un aspersor de corriente de agua giratorio que tiene un freno de control de velocidad mejorado para mantener la velocidad giratoria del deflector de paletas substancialmente constante a lo largo de un intervalo de operación normal de presiones y velocidades de flujo. En la técnica se conocen bien los aspersores de corriente de agua giratorios del tipo que tienen un deflector de paletas giratorio para producir una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas proyectadas hacia afuera. En tales aspersores, algunas veces denominados aspersores de microcorrientes , uno o más chorros de agua son dirigidos hacia arriba contra el deflector giratorio el cual tiene una superficie inferior de paletas que define un arreglo de canales de flujo relativamente pequeños que se EF:146755 extienden hacia arriba y que cambian a radialmente hacia afuera con un componente de dirección en espiral . El chorro o chorros de agua chocan sobre esta superficie del lado inferior del deflector para llenar estos canales curvados y para mover en forma giratoria al deflector. Al mismo tiempo, el agua es guiada por medio de los canales curvados para proyectarse generalmente hacia afuera de manera radial desde el aspersor en forma de una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas para irrigar la vegetación adyacente. Cuando el deflector se mueve en forma giratoria, estas corrientes de agua recorren el área de terreno circundante, con un intervalo de lanzamiento dependiendo en parte de la configuración del canal . Estos aspersores de corriente de agua giratorios han sido diseñados para irrigar un área de terreno circundante de un patrón predeterminado, tal como un patrón de círculo completo, de medio círculo, o de un cuarto de círculo. Para ejemplos de tales aspersores de corriente de agua giratorios, véanse las patentes estadounidenses 5,288,022; 5,058/806; y 6,244,521. En aspersores de corriente de agua giratorios de este tipo general, es deseable controlar o regular la velocidad de giro del deflector de paletas y con ello regular también la velocidad a la cual las corrientes de agua recorren el área de terreno circundante. Con este respecto, en ausencia de un control de velocidad o medios de freno, el deflector de paletas puede ser movido en forma giratoria a una velocidad excesiva hasta de 1000 rpm y exceder ésta, dando como resultado un rápido desgaste del aspersor y patrones de suministro de corrientes de agua distorsionados. Es deseable una velocidad giratoria relativamente lenta del deflector del orden de aproximadamente 4 a 20 rpm para lograr una vida de servicio duradera del aspersor y a la vez producir patrones de suministro de corrientes de agua uniformes y consistentes. Para este fin, se han desarrollado una variedad de dispositivos de freno de fluidos en los que un elemento rotor portado por el deflector de paletas es movido en forma giratoria dentro de una cámara cerrada que contiene un fluido viscoso. En tales diseños el fluido viscoso aplica una obstrucción substancial a la rotación del elemento rotor el cual reduce significativamente la velocidad de giro del deflector de paletas durante la operación del aspersor. Mientras que esos dispositivos de frenado de fluidos son efectivos para evitar que el deflector gire a velocidades excesivas, la velocidad de rotación real del deflector varía inherentemente y significativamente como función de cambios en la presión del agua y la velocidad del flujo a través del aspersor. Desafortunadamente, estos parámetros pueden variar durante cualquier periodo o ciclo predeterminado de la operación del aspersor, dando como resultado variaciones correspondientes en los patrones de suministro de corriente de agua para irrigar la vegetación circundante. Además, esos conceptos de frenado de fluido requieren del uso y contención con sellado efectivo de un fluido viscoso tal como un aceite con base en silicio o similar, el cual aumenta indeseablemente la complejidad y costo globales del aspersor de riego. Por lo tanto, existe una necesidad por mejoramientos adicionales en y para los aspersores giratorios de corriente de agua del tipo de recorrido de una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas sobre un área de terreno circundante, particularmente con respecto a mantener la velocidad giratoria de un deflector de paletas a una velocidad controlada, relativamente lenta, y substancialmente constante. La presente invención cumple con estas necesidades y proporciona ventajas relacionadas adicionales. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De acuerdo con la invención se proporciona un aspersor de corriente de agua giratorio del tipo que tiene un deflector de paletas giratorio para hacer recorrer pequeñas cantidades de agua de riego en una dirección radialmente hacia afuera para irrigar la vegetación adyacente, en donde el aspersor incluye un freno de control de velocidad para mantener una velocidad de giro del deflector substancialmente constante a través de un intervalo de presiones de operación y de velocidad de flujo normales. Una placa de fricción que gira con el deflector es empujada durante la operación del aspersor para enganchar un patín de freno resiliente que se retiene contra un disco de freno no giratorio. El patin de freno incluye zonas de contacto ahusadas para variar el radio de contacto de fricción en respuesta a cambios en la presión del agua y/o la velocidad de flujo para mantener la velocidad giratoria del deflector substancialmente constante. El aspersor de corriente de agua giratorio comprende el deflector de paletas que tiene una superficie inferior definida por un arreglo de paletas espirales que tienen extremos generalmente verticales orientados hacia arriba los cuales forman espirales o se curvan y se combinan suavemente con los extremos corriente abajo que generalmente se extienden radialmente hacia afuera y son relativamente rectos. Estas paletas espirales definen cooperativamente un arreglo correspondiente de canales de flujo intermediarios relativamente pequeños de configuración correspondiente. Uno o más chorros de agua dirigidos hacia arriba chocan sobre las paletas espirales y se subdividen en una multitud de corrientes de agua relativamente pequeñas que fluyen a través de esos canales . Estas corrientes de agua mueven en forma giratoria al deflector y entonces se proyectan desde éste generalmente hacia afuera en forma radial . Al girar el deflector, estas corrientes de agua relativamente pequeñas recorren un área de terreno circundante. La placa de fricción es portada por el deflector preferentemente en un lado superior del mismo. Durante la rotación impulsada por el agua, el deflector y la placa de fricción asociada se presionan axialmente hacia afuera para mover la placa de fricción contra un lado del patín de freno, cuyo lado opuesto se apoya contra el disco de freno no giratorio, dando como resultado una resistencia de fricción para retardar o disminuir efectivamente la velocidad giratoria de la placa de fricción y del deflector. En la forma preferida, el patín de freno incorpora zonas de contacto ahusadas en un lado axial y preferentemente en ambos lados axiales del mismo para incrementar el radio de contacto de la superficie con la placa de fricción y el disco de freno en respuesta a incrementos en la presión del agua y/o la velocidad de flujo a través del aspersor. Con esta construcción, la resistencia de fricción o torque aplicado por el freno de control de velocidad varía en respuesta a cambios en la presión del agua y/o en la velocidad de flujo para mantener la velocidad giratoria del deflector de paletas substancialmente constante a través de un intervalo de operación normal de presiones y de velocidades de flujo. En una modalidad preferida, el patín de freno está formado de un material de hule de silicón, y puede estar recubierto en su superficie con un lubricante tal como una capa delgada de una grasa seleccionada o similar para proveer un coeficiente de fricción estática relativamente bajo. Otras características y ventajas de la presente invención se podrán apreciar de la siguiente descripción detallada tomada conjuntamente con los dibujos anexos los cuales ilustran, a manera de ejemplo, los principios de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Los dibujos anexos ilustran a la invención. En tales dibuj os : La figura 1 es una vista en perspectiva fragmentada que ilustra un aspersor de corriente de agua giratorio de la presente invención instalado en el extremo superior de un tubo de ascenso; la figura 2 es una vista en perspectiva del aspersor de corriente de agua giratorio visto en la figura 1, mostrado en una relación de piezas separadas con el tubo de ascenso y que cuenta con porciones del mismo ilustradas en sección parcial ; la figura 3 es una vista ampliada de sección transversal tomada en general sobre la línea 3-3 de la figura 1; la figura 4 es una vista en perspectiva de las piezas separadas del aspersor de corriente de agua giratorio; la figura 5 es una vista en perspectiva de la parte inferior de un deflector giratorio; la figura 6 es una vista ampliada y seccionada de piezas separadas que ilustra los componentes de un freno de control de velocidad; la figura 7 es una vista seccionada ampliada del aspersor de corriente de agua giratorio que ilustra un ajuste de control de flujo del mismo; la figura 8 es una vista superior en perspectiva de una placa de fricción inferior que forma una parte del freno de control de velocidad; y la figura 9 es una vista en perspectiva de un disco de freno superior que forma una parte del freno de control de velocidad. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Como se muestra en los dibujos de ejemplo, un aspersor de corriente de agua giratorio al cual en general se hace referencia en las figuras 1 a 4 por medio del número de referencia 10 incluye un freno de control de velocidad mejorado 12 (figuras 2 a 4) para controlar la velocidad giratoria de un deflector movido por agua 14 (figuras 2 a 5) el cual produce y distribuye una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas 16 (figura 1) que recorren un área de terreno circundante para irrigar la vegetación adyacente. El freno de control de velocidad 12 está diseñado particularmente para mantener la velocidad giratoria del deflector 14 a una velocidad controlada, relativamente baja, y substancialmente constante a través de un intervalo de presiones de operación y velocidades de flujo normales. El aspersor de corriente de agua giratorio 10 mostrado en los dibujos ilustrativos comprende una unidad de aspersor compacto o cabeza adaptada para el montaje por medio de un roscado conveniente sobre el extremo superior de un tubo de ascenso tubular 18 estacionario o de brote (figuras 1 y 2) .

En la operación, se suministra agua a presión a través del tubo de ascenso 18 para producir uno o más chorros e agua dirigidos hacia arriba que chocan sobre un arreglo de paletas espirales 20 (figura 5) formado en una superficie del lado inferior del deflector 14 para mover en forma giratoria al deflector. Las paletas espirales 20 subdividen al chorro o chorros de agua en la pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas 16 (figura 1) las cuales desde ahí son arrojadas radialmente hacia afuera y recorren un área de terreno circundante mientras el deflector 14gira. Los aspersores de corriente de agua giratorios de este tipo general son denominados algunas veces aspersores de microcorriente, y ejemplos de los mismos se muestran y describen en las patentes estadounidenses 5,288,022; 5,058,806; y 6,244,521. El freno de control de velocidad 12 de la presente invención proporciona un mecanismo de fricción simple y efectivo para regular y controlar la velocidad giratoria del deflector 14 a una velocidad substancialmente constante del orden de aproximadamente 4 a 20 rpm, independientemente de variaciones en la presión de suministro de agua o de la velocidad de flujo, con el objeto de mantener un patrón de agua consistente y uniforme de distribución de agua durante cada ciclo de operación. Este freno mejorado 12 utiliza componentes de freno mecánico que no requieren de fluidos viscosos especializados o cámaras de contención selladas relacionadas, y las complejidades correspondientes y costos asociados con éstos. De acuerdo con la invención, el freno de control de velocidad 12 se desengancha substancialmente por completo cada vez que se suspende el aspersor 10, es decir cada vez que se suspende el suministro de agua presurizada. Cuando se activa el suministro de agua, los componentes del freno mejorado 12 se enganchan para producir -resistencia de fricción que retarda y por lo mismo regula la velocidad giratoria del deflector 14. De conformidad con un aspecto importante de la invención, esta resistencia de fricción varia automáticamente en forma substancial como una función lineal de las fluctuaciones en la presión de suministro de agua o de la velocidad del flujo en una forma que mantiene substancialmente constante la velocidad giratoria del deflector 14 a través de un intervalo de presiones de operación y de velocidades de flujo normales. Como se muestra en las figuras 2 a 4, el aspersor de corriente de agua giratorio 10 incluye una base de boquilla roscada en su interior 22 de forma generalmente cilindrica para el montaje rápido y roscado fácil sobre un extremo superior del tubo de ascenso 18. Una boquilla 24 se monta sobre un extremo superior de la base 22, por medio una conexión con soldadura ultrasónica, e incluye una placa patrón generalmente circular 26 que se extiende a través de la parte superior de la base 22 y en cooperación con ésta para captar y retener un anillo de sello 28 tal como un sello de j unta tórica para enganchar un extremo axial superior del tubo de ascenso 18 cuando se monta ahí el aspersor 10. La placa patrón 16 incluye un cubo central 30 que tiene un poste o eje central 32 que se extiende a través del mismo y que tiene un deflector 14 montado ahí en forma giratoria, como se describirá con mayor detalle , Uno o más puertos de boquilla 34 están formados en un arreglo anular o parcialmente anular en torno a este cubo central 30 para el paso ascendente de uno o más chorros de agua para chocar y para el enganche de movimiento giratorio con el deflector 1 . El número y la configuración de círculo substancialmente parcial o de círculo completo de los puertos de boquilla 34 se seleccionan como se conoce en la técnica para def inir el área de patrón de rociado predeteririinada que va a irrigarse por medio del aspersor 10, tal como un patrón de círculo completo, de medio círculo, o de un cuarto de círculo . El poste central o ej e 32 tiene la placa patrón de boquilla 26 soportada en éste en una posición axial predeterminada . Como se muestra mej or en la f igura 3 , un resalto alargado 36 del ej e se apoya en un aguj ero escariado 38 formado en un extremo superior axial del cubo central 30. Un anillo de sello 39 se retiene en un extremo inferior axial del cubo 30.

Un manguito de boquilla 46 se apoya en el lado inferior de la placa patrón de boquilla 26 . Este manguito de boquilla 46 (figuras 3 y 7) tiene un segmento superior generalmente cilindrico que define un extremo superior anular apoyado y retenido contra la superficie del lado inferior de la placa patrón 26. Este segmento cilindrico superior se extiende hacia abajo desde la placa patrón 26 y se combina con un segmento inferior de forma cónica truncada que tiene un cubo central 48 portado por el eje 30, con un extremo superior axial que engancha al anillo de sello 39. De manera importante, este segmento inferior cónico truncado de manguito de boquilla 46 define un pasaje de toma arqueado 50 para el afluente ascendente de agua a presión"del tubo de ascenso 18. Un collar de ajuste de flujo 52 se coloca en el lado inferior del manguito de boquilla 46 para seleccionar por ajuste y regular el afluente de agua a través del pasaje de toma 50. Como se muestra, el collar de ajuste de flujo 52 tiene un perfil generalmente cilindrico con un cubo central 54 portado sobre un segmento estriado 56 del eje 32, mediante lo cual el collar 52 es capaz de girar con dicho eje 32. El collar 52 es retenido axialmente en el eje 32 por medio de una arandela de cojinete 60 retenida en un extremo inferior axial del cubo 54 del collar mediante un anillo de ajuste a presión 62 o similar capturado dentro de una ranura poco profunda 64 en el eje. Una porción superior axial del collar de ajuste de flujo 52 es definido por un apoyo cónico truncado 66 colocado en una relación substancialmente coincidente con el segmento inferior cónico del manguito de boquilla 46, y un puerto de flujo arqueado 68 está formado en este apoyo cónico 66 para establecer en forma variable la alineación con el pasaje de flujo 50 en el manguito de boquilla. Un extremo superior del eje 32 incluye una hendidura para destornillador expuesta hacia arriba 70 o similar para acomodar el ajuste rotacional del puerto de flujo arqueado 68 en relación con el pasaje de flujo arqueado 50, para propósitos de ajustar selectivamente y fijar la velocidad de flujo de agua ascendente a través del manguito de boquilla 46 hasta los puertos de boquillas 34. Se puede montar un filtro perforado 72 por medio de una conexión de ajuste a presión adecuado o similar sobre el collar de ajuste 52 para evitar la entrada de arena y otro material sólido llevado por el agua dentro del aspersor. El deflector 14 está montado en forma giratoria sobre una porción superior del eje 32, en una posición espaciada a una corta distancia por encima de la placa patrón 26 de la boquilla 24. Con este respecto, el deflector 14 incluye un reborde cilindrico 74 para montar por ajuste deslizante sobre el eje 32. Una placa de fricción 76 (figuras 3 a 4, 6 y 8) , que forman una porción del freno 12 que se describirá en mayor detalle, está adaptada para unirse al deflector 14 por medio de una conexión de ajuste a presión adecuada o similar, e incluye un cubo central 78 que sobresale hacia abajo dentro del reborde del deflector 74. Como mejor se observa en la figura 3 , el cubo de la placa de fricción está también montado en forma deslizante sobre el eje 32 para soportar al deflector 14 en una forma que permita el giro relativamente libre en torno al eje 32. El arreglo de las paletas espirales 20 está formado en la superficie del lado inferior del deflector 14, con pares adyacentes de estas paletas 20 que definen ahí una pluralidad correspondiente de canales de flujo relativamente pequeños 80 (figura 5) que se extienden hacia arriba en forma generalmente radial y después giran y se curvan hacia arriba en forma generalmente radial con un componente espiral de dirección. Con más particularidad, las paletas 20 y los canales de flujo asociados 80 incluyen extremos inferiores o corriente arriba orientados en forma generalmente vertical alineados generalmente por arriba de los puertos de boquilla 34 en la placa patrón 26. Los chorros de agua que pasan ascendentemente a través de los puertos de boquilla 34- son entonces dirigidos generalmente a los extremos inferior o corriente arriba de los canales de flujo 80, subdividiendo de esta manera los chorros de agua en la pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeños. Los extremos corriente arriba de estos canales de flujo 80 se curvan en forma espiral y se combinan suavemente con extremos de canales exteriores que se extienden radialmente hacia afuera y que son relativamente rectos, mediante lo cual el flujo de agua dirigida hacia arriba choca y mueve en forma giratoria al deflector 14. Al girar el deflector 14, las pequeñas corrientes de agua que fluyen a través de los canales 80 son arrojadas radialmente hacia afuera con un intervalo de lanzamiento controlado en parte por el ángulo de inclinación de los extremos exteriores de los canales. Además, cuando el deflector 14 gira, estas corrientes de agua recorren el área de terreno circundante que va a irrigarse . Como se muestra, esta superficie del lado inferior del deflector 14 que tiene las paletas en espiral 20 formadas sobre ésta está espaciada por una corta distancia sobre una pared cilindrica vertical 82 formada integralmente en la periferia de la boquilla 24. Los componentes de freno de control de velocidad 12 están montados sobre el eje 32 dentro de una cámara compacta y substancialmente sellada pero sin presurizar 84 (figura 3) colocada por arriba del deflector 14. Más específicamente, en la periferia de las paletas espirales 20, el deflector 14 define una pared cilindrica vertical corta 86 que tiene un margen superior conectado por ajuste a presión o soldadura ultrasónica a una tapa en forma de disco 88 el cual coopera con la superficie superior del deflector 14 para definir la cámara 84. El eje 32 se extiende hacia arriba a través del deflector 14 y la placa de fricción 76 como se describió previamente dentro de la cámara 84. Un extremo superior del eje 32 está expuesto hacia arriba a través de un puerto central 90 formado en la tapa 88 para permitir el acceso de un destornillador al extremo superior ranurado 70 del mismo, para ajustar la velocidad del afluente de agua al aspersor 10, nuevamente como se describió con anterioridad. Una pastilla de freno 92 (figuras 2 a 4 y 6) de forma generalmente anular y formadas de un material resiliente de fricción o de freno, preferentemente tal como hule de silicón, se coloca en torno al eje 32 en el lado superior de la placa de fricción 76. La pastilla de freno 92 se coloca para apoyarse hacia arriba contra un disco de freno 94 (figuras 3 a 4, 6 y 9) portado por el eje 32 en una forma restringida contra la rotación en relación al eje. Con este respecto, una superficie superior del disco de freno 94 se muestra incluyendo un apoyo de aseguramiento 96 de forma generalmente no circular (figura 3) para la recepción de apoyo de un reborde de aseguramiento de forma coincidente 98 formada sobre el eje 32, tal como un reborde de aseguramiento hexagonal. Con esta construcción, se evita que el disco de freno 94 gire en relación con el eje 32. Los miembros de sellado 100 y 102 pueden ser portados en torno al eje 32 generalmente en el extremo inferior del cubo de la placa de fricción 78 y en una posición que alinea el puerto de tapa 90, para sellar substancialmente a la cámara 84 contra el ingreso de contaminantes tales como suciedad y arena. Al operar el aspersor 10 al suministrarse agua a presión a la boquilla 24, uno o más chorros de agua son dirigidos hacia arriba contra el arreglo espiral de paletas 20 y los canales de flujo relacionados 80 en el lado inferior del deflector 14, para mover en forma giratoria al deflector como se describió anteriormente. Al mismo tiempo, el deflector 14 se desplaza axialmente hacia arriba sobre el eje 32 a través de un recorrido corto suficiente para llevar una superficie de fricción superior 77 (como mejor se muestra en la figura 8) sobre la placa de fricción 76 en una unión de cara contra cara con una cara de contacto de lado inferior 104 (figura 6) de la pastilla de freno 92. La pastilla de freno 92 también es llevada axialmente hacia arriba a través de un golpe corto suficiente para mover una cara de contacto de la pastilla de freno superior 106 (figura 6) en una unión de cara contra cara con una superficie de fricción inferior 95 (figura 9) en el disco de freno superyacente 94. Con este arreglo, la pastilla de freno resiliente 92 se intercala axialmente entre la placa de fricción movida en forma giratoria 76 y el disco de freno no giratorio 94. La pastilla de freno 92 opone resistencia por fricción y de esta manera disminuye substancialmente la velocidad de giro de la placa de fricción 76 y del deflector 14 conectado a ésta. Cuando concluye el ciclo de irrigación, se suspende el suministro de agua y se deja que el deflector 14 descienda sobre el eje 32 suficientemente para desenganchar los componentes de freno.

De conformidad con un aspecto principal de la invención, la geometría de las caras de contacto anular inferior y superior 104 y 106 de la pastilla de freno 92 están conformadas en relación a las superficies de fricción adyacentes 77 y 95 de la placa de fricción 76 y del disco de freno 94, respectivamente, para ajustar en forma variable el radio de contacto de la superficie entre ellos en respuesta a fluctuaciones en la presión del agua y/o de la velocidad de flujo que pueden ocurrir en el curso de cualquier ciclo de operación predeterminado del aspersor. Con este respecto, el torque impulsor que actúa sobre el deflector 14 tiende a variar generalmente como una función lineal de incrementos o decrementos en la presión del agua y de la velocidad de flujo. La geometría de la pastilla de freno 92 está adaptada en la forma ilustrativa preferida de la invención para alcanzar una velocidad de rotación substancialmente constante de la placa de fricción 76 y del deflector 14 a pesar de esas fluctuaciones de presión y/o de velocidad de flujo en un intervalo de operación normal, variando el torque del freno de fricción generalmente como una función lineal correspondiente a cambios en la presión del agua y de la velocidad de flujo. Más específicamente, como mejor se observa en la figura 6 en la forma ilustrativa preferida de la invención, las caras anulares inferior y superior 104 y 106 de la pastilla de freno 92 tienen un perfil ahusado que se extiende radialmente hacia afuera y que se ahusan axialmente fuera de las superficies de contacto de fricción adyacentes 77 y 95 de la placa de fricción 76 y del disco de freno 94, respectivamente. En una configuración preferida, en una pastilla de freno 92 que tiene un tamaño diametral de aproximadamente 1.27 centímetros (1/2 pulgada), las caras anulares ahusadas 104 y 106 se extienden axialmente fuera de las superficies de contacto de fricción adyacentes 77 y 95 de la placa de fricción 76 y del disco de freno 94, respectivamente, a ángulos de aproximadamente 2 a 4 grados. Con esta configuración, cuando la pastilla de freno resiliente 92 se comprime axialmente en respuesta a una mayor presión de agua y/o de una velocidad de flujo creciente que actúa ascendentemente sobre el deflector 14, el radio de superficie de contacto real también aumenta de una manera que logra un incremento substancial en el torque de fricción de funcionamiento. Por el contrario, cuando disminuye la presión del agua y/o de la velocidad de flujo, el grado de compresión de la pastilla de freno disminuye correspondientemente el radio de contacto de superficie real entre la pastilla de freno 92 y las superficies de contacto de fricción sobre los componentes adyacentes para lograr una disminución substancialmente lineal en el torque del freno. Como resultado, el torque de freno aumenta o disminuye apropiadamente en forma substancial como una función lineal de la presión del agua y/o de cambios de velocidad de flujo para alcanzar un giro de velocidad substancialmente constante del deflector, preferentemente del orden de aproximadamente 4 a 20 rpm para cualquier ciclo de operación de irrigación sencilla. El radio de contacto de fricción comparativamente más pequeño a condiciones de baja presión de arranque proporciona convenientemente un frenado de fricción relativamente mínimo de tal manera que el torque impulsor hidráulico supera la fricción -de sello para iniciar el giro del deflector en una forma confiable y eficiente. Las caras de contacto ahusado 104 y 106 sobre la pastilla de freno 92 se muestran combinándose cerca del diámetro interno de la pastilla de freno anular 92 con brocas de avellanar con pendiente ahusada comparativas 108 y 110 las cuales se extienden radialmente hacia adentro y axialmente fuera de la superficie de contacto adyacente para evitar efectivamente que el contacto radial o de fricción en cada lado de la pastilla de freno 92 se desplace radialmente hacia adentro cuando la pastilla de freno se comprime axialmente durante un ciclo de irrigación. Aunque la invención se muestra y se describe en conexión con una forma preferida en la cual la pastilla de freno 92 incluye las caras de contacto anular ahusadas 104 y 106 en sus lados axialmente opuestos, las personas con experiencia en la técnica reconocerán y apreciarán que una o ambas superficies de fricción adyacentes 77 y 95 de la placa de fricción 76 y del disco de freno 94 pueden estar ahusadas en lugar de las caras de contacto ahusadas en la pastilla de freno. Es decir, se puede omitir una o ambas caras de contacto ahusadas 104 y 106 de la pastilla de freno 92, con la superficie de fricción adyacente 77 o 95 en la placa de fricción 76 y/o en el disco de freno 94 ahusado adecuadamente para extenderse radialmente hacia afuera y axialmente fuera de la pastilla de freno 92. Esta construcción logrará el mismo aumento o disminución en el radio de contacto de fricción entre los componentes, en respuesta a incrementos o decrementos en la presión del agua y en la velocidad de flujo. De acuerdo con aspectos adicionales de la invención, la pastilla de freno 92 y/o las superficies de contacto de fricción adyacentes 77 y 95 en la placa de fricción 76 y en el disco de freno 94 pueden tener sus superficies recubiertas con una película delgada de un lubricante seleccionado, tal como un lubricante o grasa con base sintética reforzado con PTFE (politetrafluoroetileno) o similar, para reducir significativamente el coeficiente de fricción estático entre los componentes del freno. Además, como se indica por medio de las flechas 111 en las figuras 8 y 9, las superficies de contacto de fricción 77 y/o 95 formadas respectivamente en la placa de fricción 76 y en el disco de freno 94 pueden estar texturizadas para definir un arreglo de pequeños valles u otra textura superficial rugosa para mejorar la retención de este lubricante. Alternativamente, o además, las caras de contacto de fricción adyacentes en la pastilla de freno 92 pueden incorporar una textura superficial similar. En tal arreglo, la fricción de desconexión o torque entre la pastilla de freno 92 y los componentes adyacentes 76, 94 es menor que la fricción o torque de funcionamiento, para proporcionar una operación de arranque efectiva aún a presiones hidráulicas relativamente menores. Con este respecto, al proveer un frenado de fricción mínima en una operación de arranque a baja presión, el giro del deflector se inicia para superar la fricción atribuible a los componentes de sello del eje. Cuando la presión del fluido aumenta, la resistencia de fricción atribuible al freno de control de velocidad 12 aumenta como se describió para mantener una velocidad de giro del deflector substancialmente constante. Durante cada operación, en el caso de que entre agua en la cámara del freno 84, el lubricante que recubre las superficies de contacto del freno tienden benéficamente a repeler al agua para asegurar un control de velocidad de fricción continuo y apropiado. Aquellos expertos en la técnica podrán apreciar una variedad de modificaciones adicionales y mejoramientos en y para el aspersor de corriente de agua giratorio de la presente invención. Consecuentemente, no se pretende ninguna limitación en la invención por medio de la descripción anterior y de los dibujos acompañantes, excepto como se establece en las reivindicaciones anexas . Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que la misma se refiere.

Claims

REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones . 1. Un aspersor de corriente de agua giratorio, caracterizado porque comprende: un deflector giratorio que define un arreglo de paletas en espiral ; medios de boquillas para dirigir al menos un chorro de agua en un contacto impulsor con esas paletas para mover en forma giratoria al deflector, al menos un chorro de agua se súbdivide por medio de las paletas en una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas distribuidas generalmente hacia afuera en forma radial desde éstas y recorren un área de terreno circundante por el giro de ese deflector; y un freno de control de velocidad acoplado al deflector y que incluye medios de fricción para oponer resistencia al giro del deflector en forma variable en respuesta a fluctuaciones en la presión de suministro de agua y de la velocidad de flujo para mantener la velocidad de giro del deflector substancialmente constante a través de un intervalo de operación normal de presiones de agua y de velocidades de flujo.
2. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el freno de control de velocidad comprende una placa de fricción portada por el deflector para girar con éste, un disco de freno no giratorio, y una pastilla de freno resiliente interpuesta entre la placa de fricción y el disco de freno.
3. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pastilla de freno está formada de un hule de silicón.
4. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque la pastilla de freno incluye caras de contacto axialmente opuestas para un contacto de apoyo de fricción respectivamente con superficies de fricción en la placa de fricción y el disco de freno.
5. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque las caras de contacto de la pastilla de freno están recubiertas con un lubricante.
6. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque las caras de contacto de la pastilla de freno están texturizadas.
7. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque al menos una de las caras de contacto de la pastilla de freno y las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno están texturizadas.
8. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque la placa de fricción es empujada por una presión de agua creciente en una dirección axial comprimiendo a la pastilla de freno contra el disco de freno, y adicionalmente porque al menos una de las caras de contacto de la pastilla de freno y las superficies de fricción en la placa de fricción y el disco de freno están ahusadas para un contacto de radio de fricción mayor entre el disco de freno y al menos la placa de fricción o el disco de freno al aumentar esa presión de agua.
9. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque adicionalmente incluye un eje que tiene al deflector soportado en forma giratoria sobre éste, el disco de freno se monta sobre el eje y está restringido para evitar el giro en relación con éste, la pastilla de freno comprende un disco generalmente anular portado sobre el eje y que define un par de caras axialmente opuestas y generalmente anulares para el enganche de apoyo de fricción respectivamente con las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno.
10. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 9, caracterizado porque la placa de fricción es empujada por la presión de agua creciente en una dirección axial que comprime a la pastilla de freno contra el disco de freno, y adicionalmente porque las caras de contacto de la pastilla de freno están ahusadas para extenderse radialmente hacia afuera y axialmente fuera de la placa de fricción y del disco de freno, respectivamente, para un enganche de radio de fricción mayor con éstos debido a esa presión de agua creciente.
11. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque adicionalmente incluye medios que definen una cámara substancialmente cerrada que tiene al freno de control de velocidad montado en ésta.
12. Un aspersor de corriente de agua giratorio, caracterizado porque comprende: un deflector giratorio que define un arreglo de paletas espirales; un medio de boquilla para dirigir al menos un chorro de agua en un contacto impulsor con las paletas para mover en forma giratoria al deflector, al menos un chorro de agua se subdivide por medio de las paletas en una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas distribuidas desde ahí generalmente en forma radial hacia afuera y que recorren un área de terreno circundante por el giro del deflector; y un freno de control de velocidad acoplado al deflector y que incluye medios de fricción para oponer resistencia al giro en forma variable del deflector en respuesta a fluctuaciones en la presión de suministro de agua y del flujo para mantener una velocidad de giro del deflector substancialmente constante a través de un intervalo de operación normal de presiones de agua y de velocidades de flujo; el freno de control de velocidad incluye una placa de fricción portada por el deflector para girar con éste, un disco de freno no giratorio, y una pastilla de freno interpuesta entre las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno, la pastilla de freno incluye caras de contacto opuestas axialmente para el enganche de apoyo de fricción respectivamente con la placa de fricción y el disco de freno; el deflector y la placa de fricción son movibles axialmente en respuesta a un incremento de presión de agua que actúa sobre el deflector para comprimir a la pastilla de freno contra el disco de freno, y adicionalmente porque al menos una de las caras de contacto de las pastillas de freno y las superficies de fricción en la placa de fricción y el disco de freno están ahusadas para un enganche de radio de fricción mayor de la pastilla de freno con al menos la placa de fricción o el disco de freno debido a esa mayor presión del agua.
13. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 12, caracterizado porque la pastilla de freno está formada de un material resiliente.
14. Un aspersor de corriente de agua giratorio, caracterizado porque comprende: una base de boquilla que define al menos un puerto de boquilla formado en la misma y orientada para descargar al menos un chorro de agua dirigido generalmente hacia arriba al conectar el aspersor a un suministro de agua a presión; un eje que se extiende generalmente en forma vertical soportado por la base de boquilla; un deflector montado en forma giratoria sobre el eje y que tiene una superficie del lado inferior que define un arreglo de paletas espirales que forman canales espirales intermedios que tienen extremos corriente arriba que se extienden hacia arriba dispuestos en una relación espaciada cercana por arriba de al menos un puerto de boquilla, los extremos corriente arriba se curvan en espiral y se combinan suavemente con los extremos de canales corriente abajo que se extienden generalmente en forma radial hacia afuera, mediante lo cual el deflector es movido en forma giratoria por al menos un chorro de agua que choca sobre las paletas espirales y adicionalmente porque al menos un chorro de agua se subdivide en una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas a través de los canales espirales para la distribución desde ahí generalmente en forma radial y para recorrer en forma giratoria un área de terreno circundante cuando el deflector gira; y un freno de control de velocidad acoplado al deflector y que incluye medios de fricción para oponer resistencia al giro del deflector en forma variable en respuesta a fluctuaciones en la presión de suministro de agua y del flujo para mantener la velocidad de giro del deflector substancialmente constante a través de un intervalo de operación normal de presiones de agua y de velocidades de flujo; el freno de control de velocidad incluye una placa de fricción capaz de girar con el deflector y dispuesta en un lado superior del mismo, un disco de freno montado sobre el eje y restringido contra el giro en relación con el eje, y una pastilla de freno generalmente anular soportada sobre el eje en una posición interpuesta axialmente entre la placa de fricción y el disco de freno, la pastilla de freno incluye caras de contacto opuestas ¦ axialmente para enganchar por fricción las superficies de fricción formadas respectivamente sobre la placa de fricción y el disco de freno ; el deflector y la placa de fricción son movibles axialmente en respuesta a una mayor presión de agua y de velocidad de flujo sobre el deflector para comprimir la pastilla de freno contra el disco de freno, y adicionalmente porgue al menos una de las caras de contacto de la pastilla de freno y las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno están ahusadas para un contacto de radio de fricción mayor entre la pastilla de freno y al menos la placa de fricción o el disco de freno ante ese incremento de presión de agua y de velocidad de agua.
15. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque la pastilla de freno está formada de un material resiliente.
16. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque al menos una de las caras de contacto de la pastilla de freno está recubierta con un lubricante .
17. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado porque al menos una de las caras de contacto de la pastilla de fricción y de las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno está texturizada.
18. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las caras de contacto de la pastilla de freno están ahusadas para extenderse radialmente hacia afuera y axialmente fuera de la placa de fricción y del disco de freno, respectivamente para un enganche de radio de fricción mayor con éstos ante un incremento de la presión del agua y de la velocidad de flujo.
19. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque las caras de contacto anular ahusadas tienen márgenes de diámetro interno, y adicionalmente incluyen comparativamente brocas de avellanar con pendiente ahusada formadas en la pastilla de freno y que se extienden radialmente hacia adentro desde los márgenes de diámetro interno de las .caras de contacto.
20. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque adicionalmente incluye un medio de tapa que coopera con el deflector para definir una cámara de freno substancialmente cerrada que tiene al freno de control de velocidad montado en la misma.
21. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 20, caracterizado porque adicionalmente incluye medios de sello para sellar substancialmente a la cámara de freno para evitar el ingreso de partículas.
22. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque adicionalmente incluye medios de ingreso de agua que incluyen un pasaje de entrada de agua dispuesto corriente arriba en relación con al menos un puerto de boquilla, un collar de ajuste de flujo portado por el eje y que incluye un puerto de flujo para apoyarse en forma variable sobre el pasaje de entrada al girar el eje para variar en forma correspondiente y selectivamente la velocidad de flujo de agua hacia al menos un puerto de boquilla, el eje tiene un extremo superior expuesto a través de los medios de tapa para establecer en forma variable la posición de giro del eje para seleccionar la velocidad de flujo de agua.
23. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque el extremo superior expuesto del eje está ranurado.
24. El aspersor de corriente de agua giratorio de conformidad con la reivindicación 14, caracterizado porque adicionalmente incluye medios para montar la base de boquilla sobre un tubo de ascenso del aspersor.
25. En un aspersor de corriente de agua giratorio que tiene un deflector giratorio que define un arreglo de paletas espirales, y medios de boquilla para dirigir al menos un chorro de agua en un contacto impulsor con las paletas para mover en forma giratoria al deflector y para subdividir al menos un chorro de agua en una pluralidad de corrientes de agua relativamente pequeñas que recorren un área de terreno circundante, el mejoramiento caracterizado porque comprende : un freno de control de velocidad acoplado al deflector y que incluye medios de fricción para oponer resistencia en forma variable al deflector para mantener la velocidad de giro del deflector substancialmente constante a través de un intervalo de presiones de suministro de agua y de velocidades de flujo normales.
26. El mejoramiento de conformidad con la reivindicación 25, caracterizado porque el freno de control de velocidad comprende una placa de fricción capaz de girar con el deflector y dispuesta en un lado superior del mismo, un disco de freno montado y restringido para girar en relación con la placa de fricción, y una pastilla de freno interpuesta axialmente entre la placa de fricción y el disco de freno, la pastilla de freno incluye caras de contacto opuestas axialmente para enganchar por fricción las superficies de fricción formadas respectivamente sobre la placa de fricción y el disco de freno, el deflector y la placa de fricción pueden moverse axialmente en respuesta a una mayor presión de agua y de velocidad de flujo sobre el deflector para comprimir la pastilla de freno contra el disco de freno, y adicionalmente porque al menos una de las caras de contacto de la pastilla de freno y las superficies de fricción sobre la placa de fricción y el disco de freno está ahusada para un enganche de radio de fricción mayor entre la pastilla de freno y al menos la placa de fricción o el disco de freno debido al incremento de la presión del agua y de la velocidad de flujo.