PT88888B

PT88888B - Dispositivo para a distribuicao pulsada de um liquido de irrigacao e instalacoes de irrigacao que incorporam o referido dispositivo

Info

Publication number: PT88888B
Application number: PT88888A
Authority: PT
Inventors: Aldino Rivi; Emilio Barosso
Original assignee: Enichem Agricoltura Spa
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1988-10-28
Publication date: 1993-12-31
Also published as: PT88888A; ES2012901A6; IN171927B; CN1033731A; MA21417A1; US4900189A; AU2399188A; CN1057081A; NZ226431A; SU1662335A3; AU609886B2; BR8805783A; JPH01148129A; IL88123A0; IT8722449A0; IT1223015B; GR1000834B

Description

ENICHEM AGRICOLTURA S.p.A.

DISPOSITIVO PAPA A DISTRIBUIÇÃO PULSADA DE UM

LÍQUIDO DE IRRIGAÇÃO E INSTALAÇÕES DE IRRIGAÇÃO QUE INCORPORAM O REFERIDO DISPOSITIVO

A presente invenção refere-se a um dispositivo para a dis. tribuição pulsada de um líquido de irrigação e às instalações de irrigação que incorporam o referido dispositivo.

São amplamente utilizados na agricultura sistemas de irri gação localizada, em circuito aberto, compreendendo uma conduta, ligada directamente a uma fonte de alimentação (bomba hidráulica, circuito hídrico sob pressão, etc.), da qual partem, a intervalos mais ou menos regulares, mangueiras e condutas secundárias de di_ mensões mais reduzidas, com a função de dispersar o líquido no ter reno. Estas condutas secundárias ou mangueiras, são por sua vez estruturadas de várias maneiras a fim de distribuírem o mais uniformemente possível o líquido mesmo nos pontos mais afastados da fonte ; todas apresentam meios de redução da pressão destinados a que o líquido saia em pequena quantidade (gotas). Faz-se a este res peito referência às memórias descritivas das patentes de invenção britânicas N° 1 28’6 538 e N° 1 484 588 e às patentes de invenção norte-americanas N^ 3 698 195 e N5 4 009 832.

Com estes sistemas em circuito aberto é, no entanto difícil realizar uma irrigação uniforme em todos os pontos do terreno.

A patente de invenção norte-americana N^ 4 176 791 descre

ve uma instalação de irrigação que compreende uma válvula piloto ligada, a montante, a uma fonte de líquido sob pressão, da qual parte uma série de troços de conduta, ligados em série através de válvulas secundárias, providas de uma agulheta aspersora. A série dos troços de conduta parte da válvula piloto e fecha-se em anel sobre a própria válvula.

Um tal sistema de irrigação, embora melhorando a uniform_i dade da distribuição do líquido no terreno, em comparação com os sistemas abertos, apresenta a complexidade derivada da adopção de um tubo duplo, isto é, um tubo de ida e um tubo de volta para a vál. vula piloto. Além disso, num circuito fechado é difícil expulsar o ar que se acumula com o tempo no próprio circuito e que perturba o funcionamento correcto das válvulas.

objecto da presente invenção consiste em eliminar estes inconvenientes da técnica conhecida por meio de um dispositivo pa. ra a distribuição automática e pulsada de um. líquido de irrigação, aplicável a um sistema de distribuição em circuito aberto e suscejo tível de permitir uma distribuição uniforme do líquido a qualquer distância da fonte.

Mais particularmente, o dispositivo segundo a presente in_ venção é um dispositivo para a distribuição automática e pulsada de um líquido de irrigação, que pode ser ligado, a montante, a uma fonte de líquido de pressão constante ou substancialmente constan te, e a jusante a uma rede de distribuição em circuito aberto, pro vida de válvulas secundárias sensíveis à pressão, capazes de se fe char, na fase de carga da rede a uma pressão igual ou substancialrnente igual à de alimentação, e de se abrir, na fase de expulsão do líquido de irrigação, quando a pressão atingir valores inferio- ϊ -

res ao referido valor, sendo o referido dispositivo caracterizado por compreender:

- um Venturi, alimentado pelo mesmo líquido de irrigação, de cuja zona da veia contraída deriva uma conduta para a transmissão, a um corpo móvel, da depressão gerada no Venturi; e

- um órgão móvel de êmbolo que oferece uma sua primeira fa ce à pressão de alimentação do líquido de irrigação e uma sua segun da face, paralela ou substancialmente paralela e de área maior que a primeira, à depressão gerada pelo Venturi;

- determinando as posições extremas do curso que o referi do órgão móvel podè tomar, alternadamente:

- a abertura do orifício de alimentação do líquido da fon te e a intercepção simultânea da saída para a atmosfera, sob a aç ção da depressão criada pelo Venturi na fase de carga da rede, e

- a intercepção do referido orifício por acção da pressão criada quando cessa o efeito Venturi no fim da carga da rede e a abertura simultânea ou sucessiva da saída para a atmosfera, com a consequente queda da pressão, expulsão do líquido da rede e a reposição do ciclo.

Portanto, o dispositivo de irrigação pulsatória „(ou inter. mitente) segundo a presente invenção é essencialmente um dispositi. vo gerador de impulsos de pressão e,por conseguinte, de caudal in termitente,’ que é ligado a montante, com uma fonte de alimentação da água, ou outro líquido de irrigação, sob pressão e com valores constantes ou substancialmente constantes da pressão e, a jusante, com uma rede de distribuição provida de válvulas secundárias, que se abrem quando a pressão desce, por exemplo para o valor da pres. são atmosférica e se fecham quando a pressão na rede cai ao valor

de alimentação, sendo a energia de distribuição acumulada pela de. formação elástica da própria rede sujeita a uma pressão pulsatória.

Segundo uma forma de actuação, o dispositivo de acordo com a presente invenção é constituído por um corpo de válvula no qual são formados:

- um circuito primário do líquido, disposto inferiormente ao corpo de válvula e constituído por uma conduta de entrada e uma conduta de saída, tendo interposto um orifício susceptível de ser interceptado e com um Venturi disposto a jusante da conduta de saí. da;

- um furo de saída para a atmosfera disposto superiormente no corpo da válvula;

- um circuito secundário do líquido que liga a zona de veia contraída no Venturi ao furo de saída através de uma câmara intermédia;

- um órgão móvel de êmbolo, comandado pelo referido circui. to secundário, alternadamente móvel entre uma posição superior de intercepção do furo de saída e abertura do orifício do circuito principal e uma posição inferior de abertura do referido furo de saída e intercepção do orifício referido do circuito principal.

Segundo uma forma particular de realização, interpõe-se uma membrana elástica entre o órgão móvel e o orifício de alimenta, ção do líquido da fonte.

Segundo uma outra forma particular de realização, interca la-se uma membrana elástica entra o órgão móvel e o orifício de saída para a atmosfera.

Segundo ainda uma outra forma particular de realização, o órgão móvel está ligado perifericamente ao corpo de válvula por

- 5 meio de uma membrana elástica e a referida membrana elástica cons titui a face do órgão móvel à qual é transmitida a depressão gera da pelo Venturi.

A presente invenção é descrita a seguir com referência aos desenhos anexos, cujas figuras representam:

A fig. 1, em corte vertical, uma forma de realização do dispositivo para a distribuição automática pulsada de um líquido de irrigação;

A fig. 2, em corte vertical, uma instalação de irrigação na qual o dispositivo da fig. 1, está ligado a uma rede de distri. buição do líquido, provida de válvulas secundárias, sensíveis à pressão;

As fig. 3 e 4,em corte vertical, formas de realização par. ticulares das válvulas secundárias utilizareis na rede de distribui ção da instalação de irrigação da fig. 2; e

A fig. 5, em corte vertical, uma forma de realização parti, cular da instalação de irrigação.

Com referência à fig. 1, o dispositivo de distribuição au tomática e pulsada compreende um corpo de válvula (10), em cuja parte inferior é aberta uma conduta (11) de entrada de líquido de irrigação, que desemboca na câmara (12), por sua vez ligada com a conduta (13) de saída. A conduta (11) de entrada é alimentada por uma fonte (não ilustrada) do líquido de irrigação, que distribui o líquido sob pressão e com valores constantes om substancialmente constantes de pressão. No interior da câmara (12), uma membrana de estanqueidade (14), comandada pelo órgão de êmbolo (15)? mó. vel na direcção vertical realiza a abertura ou a intercepção da passagem entre as condutas (11) e (13), conforme a posição elevada

- 6 C ou descida do êmbolo (15), que deixa distender ou, respectivamente, comprime a membrana (14) contra a sede (18). A conduta (13) de saída, está ligada a um dispositivo de Venturi (17), em cuja zona da veia contraída se abre um certo número de furos (1S), ligados com a parte superior do corpo de válvula (10) por meio da conduta (19). Na parte média do corpo de válvula (10) está dispos. ta uma camisa cilíndrica (20) solidária com 0 próprio corpo. A re ferida camisa cilíndrica (20), mantém, com a sua parte inferior, a membrana (14) na posição indicada, mantendo a sua coroa circular periférica fixada contra 0 corpo de válvula (10). Na parte inferior da camisa cilíndrica (20) é aberto um furo circular cilíndrico (21), de diâmetro interior a'¹, coerente com o êmbolo (15), que o guia e lhe permite um curso vertical. Na parte superior da camisa (20) está colocada uma outra camisa (22), de dimensões transversais sub£ tancialmente iguais à primeira. Entre as duas camisas (20) e (22) está colocada uma membrana elástica (23), em forma de coroa circu lar, cuja periferia exterior é aprisionada entre as camisas (20) e (22), enquanto a sua periferia interior está ligada ao êmbolo (15). E evidente que um deslocamento do êmbolo (15), na direcção axial em relação à camisa (20), provoca uma modificação da confi guração da membrana (23) do plano da figura. Na camisa superior (22) é aberto um furo (24) que estabelece a comunicação entre a câ mara (25), compreendida entre o êmbolo (15) θ a camisa (22), com a conduta (19). A superfície (S23) oferecida pela membrana (23) à pressão existente na câmara (25) θ maior do que a superfície (S14) oferecida pela membrana (14) à pressão existente na câmara (12).

A parte superior do êmbolo (15) tem a configuração de um copo, cuja cavidade (27) está em comunicação com a câmara (25) por

( ' meio da conduta(28).Na parte média do copo está colocada uma membrana elastica circular (29) que intercepta o orifício (30) da descarga (51) para a atmosfera, feito no parafuso de regulação (32), que passa na tampa (33) do corpo de válvula (10). A jusante do Venturi (17), o dispositivo para a distribuição automática e pulsa, da está ligado à rede de disttibuição não ilustrada) por meio da conduta (35).

Em funcionamento, o dispositivo da fig. 1 está cheio de líquido. Na configuração ilustrada na fig. 1, na qual a membrana (14) está elevada, verifica-se um fluxo de líquido ao longo do circuito principal, de (11) para (35), que atravessa o Venturi (17), gehando na zona (18) de veia contraída uma depressão rela, tiva que se transmite à câmara (25)·

Desprezando a acção do peso do êmbolo (15) e da elastici dade das membranas, tais condições são mantidas até que:

P25 · S23 < P12 . S14 (I) onde P25 e P12 representam as pressões existentes respectivamente nas câmaras (25) e (12) e S23 e S14 indicam respectivamente as áreas das membranas (23) e (14) oferecidas às pressões respeç. tivas.

Nestas condições, verifica-se um fluxo de líquido ao lon go do circuito principal e a rede a jusante da conduta (35) re. cebe um tal fluxo nos limites da sua elasticidade e expande-se deformando-se e acumulando energia elástica. Quando aumenta a de. formação da rede, aumenta a resistência a receber mais líquido e gera-se uma contra-pressão que aumenta até que a pressão existen. te nas condutas (11) e (35) tendam a equilibrar-se e, portanto,

diminui o fluxo no Venturi (17) e diminui o valor da depressão criada na zona (18) de veia contraída. Por consequência sobe a pressão na câmara (25) até que se verifique

P25 . S23 > P12 . S14 (u) onde P12, P25, S14 e S23 têm os significados atrás referidos.

Nestas condições, a força P25 · S23 é tal que deforma a membrana (23) e empurra para baixo o êmbolo (15)· No seu movimen to de descida, o êmbolo (15) comprime a membrana (14) contra a sede (16) o interrompe-se o fluxo no Venturi (17). O movimento descendente do êmbolo (15) abaixa também a membrana elástica (29) que, contrariada no seu deslocamento da sede do orifício (30) pela contra-pressão existente na câmara (27), relativamente à pressão atmosférica existente na descarga (31), começa a defor, mar-se esfericamente, reduzindo progressivamente a sua superfície de contacto com a sede do orifício (30), até que a força de elas_ ticidade da membrana deixa de equilibrar uma tal contra-pressão e liberta a descarga (31) para a atmosfera.

Um tal ponto de equilíbrio é facilmente regulável com 0 parafuso (32), que determina a extensão do curso elástico que a membrana (29) deve percorrer antes de se deslocar e permitir o afluxo do líquido através do orifício (30)e da descarga (31)· volume de líquido descarregado em (32) é, em qualquer caso, pequeno, equivalendo ao volume gerado pela deformação para baixo da membrana (23), antes que a membrana (29) tenha liber, tado o orifício (30).

Logo que se abre a descarga em (30) e (31) há uma queda

- 9 violenta de pressão nas câmaras (27) e (25), bem como nas condu. tas (24), (19) e (35), que provoca a expulsão de líquido por parte das válvulas secundárias para a rede a jusante da conduta (35).

Tal queda de pressão faz com que:

P25 . S23 = Patm . S23 < 22 . S14 e portanto pervalece a força exercida pelo líquido no circuito principal na membrana (14), o êmbolo (15) volta a subir e obtura o orifício (30) por meio da membrana (29)· dispositivo da fig. 1, pode assim retomar um novo ciclo de pulsações da pressão.

E evidente que,estando também a rede a jusante da conduta (35) sempre cheia de líquido, o volume distribuído pelas válvulas secundárias da rede equivale ao volume gerado pela expansão elástica da própria rede que, para todas as distribuições, volta às condições de repouso.

A presente invenção, de acordo com um outro aspecto refere-se às instalações de irrigação que incorporam 0 dispositivo para a distribuição automática e pulsada do líquido de irriga ção.

Em tais instalações, 0 dispositivo é fixado e ligado nume extremidade de uma rede de distribuição que compreende um cer to número de válvulas sensíveis à pressão e providas de uma agu lheta de distribuição.

Fazendo referência em especial à fig. 2, está indicado genericamente por (D) o dispositivo para a distribuição automá10 ί tica e pulsada do líquido de irrigação e por (R) a rede de distribuição do referido líquido. Esta rede é constituída por uma série de troços de conduta, cada um deles provido, na sua' extre midade de jusante, de uma válvula secundária provida de uma agu lheta de distribuição. Na fig. 2, estão indicados, por uma ques_ tão de simplicidade, apenas três destes troços, com as referên*cias (36), (37) e (38) e as respectivas válvulas estão indicadas por (39), (40) e (41).

Numa forma de realização preferida, as válvulas secundá. rias ligadas à rede apresentam a configuração ilustrada nas fig. 3 e 4. Em particular nesta figura, vê-se que a válvula é consti tuída por um corpo (42) que compreende um canal de entrada (43), o canal de saída (44) e o furo ou agulheta de distribuição (45). No interior da válvula está colocado um êmbolo (46), provido de um disco de estanqueidade (51), ao qual está ligado o obturador (43). Este último é constituído por duas pequenas colunas flexí_ veis (49) e (50), de material plástico e flexível e, quando o êmbolo (46) se desloca na sua guia cilíndrica (47), obtura alter. nadamente, conforme a pressão existente nos canais (43) e (44), a sede (52) colocada na agulheta de distribuição (45) e o canal de entrada (43).

Na fase de carga, o dispositivo pulsatório atrás descri to carrega a rede de distribuição até que a pressão na rede atin ja um valor igual ou próximo do da fonte. Em particular, com re ferência às fig. 2, 3 e 4, na fase de carga, o líquido, sob a acção da pressão da fonte, passa através do distribuidor pulsató rio (D) e do troço (36) da rede (R) atingindo a válvula secundária (39). Nesta válvula, o líquido exerce pressão no êmbolo (46)

que, por sua vez, impele o obturador (48) contra a sede (52), in terceptando-a. A pressão de alimentação do líquido provoca além disso um abaixamento do disco de vedação (51), o que é facilita, do pelas características de flexibilidade das pequenas colunas (4?) e (50) do obturador (48), feito de um material plástico fie. xível.

abaixamento do disco de vedação (51) abre um furô de passagem entre 0 canal de entrada (43) e 0 canal de saída (44), permitindo assim o enchimento do troço (37) da rede (R) e a jun ção da válvula (40), e assim sucessivamente até ao enchimento completo da rede.

Quando estiver concluído 0 enchimento da rede, cessa o fluxo do líquido e, terminado 0 efeito do Venturi no dispositivo (D), a pressão de alimentação descarrega-se na parte superior do referido dispositivo provocando a intercepção do orifício de alimentação do líquido pela fonte e a abertura de descarga para a atmosfera, com a consequente queda de pressão. Esta queda de pressão transmite-sè em primeiro lugar ao troço (38) da rede (R) e, por acção da difèrença de pressões existente, entre o troço (37) (à pressão igual ou quase igual à da fonte) e o troço (36) da rede (à pressão igual ou quase igual à pressão atmosférica), 0 êmbolo (46) da válvula (39) θ empurrado para cima dentro da sede (47), arrastando no seu movimento o obturador (48), que li. berta assim a sede (52), com a consequente saída de líquido de irrigação pela agulheta (45). Essa saída de líquido proveniente do troço (37) contínua até que a pressão no referido troço (37) da rede atinja um valor igual a ou próximo do valor da pressão atmosférica. 0 fenómeno repEte-se para os vários troços sucessi- 12 vos da rede (R), até ao último troço da rede, tempo de abertura das válvulas secundárias pode ser me dido em termos de fracções de segundo.

A. fase de recarga da rede (R), por parte do dispositivo pulsatório (D), inicia-se a partir do instante em que no troço (36) da rede se verificou a queda da pressão para o valor da pres. são atmosférica ou próximo do mesmo.

O tempo de recarga da rede é maior do que o do esvaziamento e pode variar de alguns segundos até alguns décimos de se gundo, em função das dimensões da instalação de irrigação e do tipo do líquido de irrigação proveniente da fonte.

A energia que permite que os vários troços da rede descarreguem o líquido de irrigação por meio da variação da pressão, é obviamente fornecida pela elasticidade da rede, usualmente cons. truída de material plástico. No caso de uma rede pouco elástica (por exemplo de aço), todos, os troços da rede podem estar equi pados com um pulmão elástico apropriado, com dimensões apropria, das era função da quantidade de líquido de irrigação que se preten de distribuir em cada ciclo.

A configuração particular do dispositivo pulsatório (D) e o seu .automatismo particular, que o tornam largamente indepen dente do tipo de rede ligada a jusante, permitem a regulação simples e eficaz da irrigação em função das exigências contingen tes e das^- características do terreno.

A fig. 5 ilustra um exemplo de rede de distribuição rami ficada. Neste caso, a jusante do dispositivo pulsatório (D) deri vam-se dois ramos da rede de distribuição e mais particularmente o ramo (R^) formado pelos troços (53), (54-) e (55), com as

válvulas (56), (57) e (58) interpostas entre os troços, e o ramo p (R ), formado pelos troços (59), (60) e (61), com as válvulas respectivas (62), (65) e (64).

Claims

1. Dispositivo para a distribuição automática e pulsada de um líquido de irrigação, que pode ser ligado a montante, a uma fonte de líquido sob pressão constante ou substancialmen te constante, e a jusante, uma rede de distribuição, em circuito aberto, dotadas de válvulas secundárias sensíveis à pressão, ca pazes de se fecharem na fase de carga da rede a uma pressão igual ou substancialmente igual à de alimentação, e de se abrirem, na fase de expulsão do líquido de irrigação, quando a pressão descer abaixo desse valor, caracterizado por compreender:

- um Venturi, alimentado pelo próprio líquido'de irriga ção, de cuja zona da veia contraída deriva uma conduta para a transmissão, a um órgão móvel,da depressão gerada no Venturi; e

- um órgão móvel de êmbolo que oferece uma sua primeira face à pressão de alimentação do líquido de irrigação e uma sua segunda face, paralela ou substancialmente paralela e com uma área maior do que a primeira, à depressão gerada pelo Venturi; determinando as posições extremas do curso que o referido órgão móvel pode assumir alternadamente:

- -a abertura do orifício de alimentação do líquido pela fonte e a intercepção simultânea da saída para a atmosfera, sob a acção da depressão criada pelo Venturi na fase de carga da re de; e

- a intercepção do referido orifício pela acção da pres_ são criada quando cessa o efeito do Venturi no fim da carga da rede e a abertura simultânea ou sucessiva da saída para a atmos.

- 15 '7 fera, com a consequente queda de pressão, expulsão do líquido da rede e reposição do ciclo.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de ser constituído por um corpo de válvula, no qual^- se formam:

- um circuito primário do líquido, disposto inferiormen te no corpo de válvula e formado por uma conduta de entrada e u ma conduta de saída do líquido de irrigação, com a interposição de um orifício interceptável e com um Venturi colocado a jusante da conduta de saída;

- um furo de saída para a atmosfera colocado superiormente no corpo de válvula;

- um circuito secundário do líquido que liga a zona de veia contraída do Venturi ao furo de saída para a atmosfera, atra vés de uma câmara intermédia;

- um órgão móvel de êmbolo, comandado pelo referido cir. cuito secundário, alternadamente móvel entre uma posição superi or de intercepção do furo de saída para a atmosfera e abertura do orifício do circuito principal, e uma posição inferior de abertu_ ra do referido furo de saída para a atmosfera e intercepção do referido orifício do circuito principal.

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca racterizado pelo facto de uma membrana elástica estar interposta entre o órgão móvel e o orifício de alimentação do líquido pela fonte

- 16 '---(

4. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca racterizado pelo facto de uma membrana elástica estar interposta entre o órgão móvel e o orifício de saída para a atmosfera.

5. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, ca racterizado pelo facto de o órgão móvel estar ligado perifericamente ao corpo de válvula por meio de uma membrana elástica e de a dita membrana constituir a face do órgão móvel à qual é trans mitida a depressão gerada pelo Venturi.

6. Instalação de irrigação,-caracterizada pelo facto de compreender o dispositvo para a distribuição automática e pulsa_ tória de acordo com as reivindicações de 1 a 5 ligado, a montan te, a uma fonte de líquido sob pressão e, a jusante, a uma rede de distribuição do líquido de irrigação, tendo a referida rede um certo número de válvulas secundárias sensíveis à pressão.

7. Instalação de acordo com a reivindicação 6, caracte rizada pelo facto de as referidas válvulas secundárias da rede de distribuição compreenderem um corpo de válvula ao qual estão ligados um canal de entrada, um canal de saída e uma agulheta de aspersão, estando o referido corpo de válvula provido de um êmbolo ligado a um obturador por meio de um disco de vedação, sen do o referido actuador constituído essencialmente por duas pe. quenas colunas geminadas de material plástico flexível.