PT954217E - Sifao que entra em funcionamento automaticamente nomeadamente para irrigacao - Google Patents

Description

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DESCRIÇÃO

SIFÃO QUE ENTRA EM FUNCIONAMENTO AUTOMATICAMENTE, NOMEADAMENTE PARA IRRIGAÇÃO A presente invenção refere-se a um sifão que ferra automaticamente, que combina a capilaridade e o sifão, nomeadamente, mas não exclusivamente, um dispositivo para regar plantas a partir de uma reserva de água. São conhecidos dispositivos que utilizam a capilaridade para tirar a água de um recipiente. Por exemplo, a patente francesa n.° 791 997 descreve um tubo em forma de U invertido, contendo um corpo de dimensões apropriadas ao funcionamento da capilaridade. Um dos ramos do U mergulha na água de um recipiente. Esta, por capilaridade, sobe e atravessa a parte alta do tubo para descer pelo outro ramo do U. Mas, nestes dispositivos conhecidos, a água não chega em quantidade suficiente para encher todo o tubo e provocar, pela sua queda, uma aspiração susceptível de fazer funcionar o sifão, e o débito de água à saída do dispositivo fica limitado ao que a capilaridade pode fazer subir até à parte alta do tubo, sem que nunca possa ter aí lugar a entrada em funcionamento de um sifão. Por consequência, o débito é sempre muito reduzido, porque a água que desce para a saída não participa na aspiração da água que sobe para a volta. Não existe actualmente qualquer dispositivo de rega que combine ao mesmo tempo as seguintes vantagens:

Rega • sem fornecimento de energia, • com um débito regulável de 0 a várias centenas de litros por dia, • entrada em funcionamento e reentrada em funcionamento fácil e automática do sifão, 2 \ΛΛ • a partir de um reservatório qualquer (2) cujo nível é superior ao ponto de escoamento. A presente invenção visa atingir todas estas vantagens.

Para obter estes resultados a invenção funciona segundo o princípio do sifão. A característica essencial da invenção (tal como é reivindicada) é que o sifão é ferrado por uma pequena quantidade de líquido levado por capilaridade ao longo de uma mecha, até à entrada de um tubo no qual pode escoar, provocando uma aspiração.

Nos desenhos: a Figura 1 representa, de forma esquemática, um dispositivo de rega conhecido; a Figura 2 representa um primeiro modo de realização de um dispositivo de rega de acordo com a invenção; as Figuras 3 e 4 representam uma primeira variante do modo de realização da Figura 2; a Figura 5 representa uma segunda variante do modo de realização da Figura 2; as Figuras 6 a 11 representam outras variantes do dispositivo de rega de acordo com a invenção; a Figura 12 representa uma outra aplicação do dispositivo de acordo com a invenção; e a Figura 13 representa ainda uma outra variante de um dispositivo de rega de acordo com a invenção. A Figura 1 representa um dispositivo conhecido, constituído por um tubo (9) em forma de U que contém um material hidrófilo (15).

Quando se mergulha o ramo (10) do U num líquido (3), a sua parte imersa enche-se rapidamente até ao nível (11). 3 3

Ο líquido sobe em seguida, por capilaridade, e molha completamente o material hidrófilo (15). O líquido arrastado pelo seu peso no ramo (8) do U, chega à sua extremidade e sai sob a forma de gotas (19). A figura 2 representa um dispositivo de acordo com a invenção, no qual o ramo (8) do tubo (9) é prolongado por um tubo (12) de diâmetro interior mais pequeno que o diâmetro do tubo (9).

As gotas (19) de líquido caem à entrada (46) do tubo (12).

Se o tubo (12) tiver um diâmetro suficientemente pequeno para que o líquido não escorra, este permanece à entrada do tubo (12) onde forma um tampão.

Quando tiverem caído uma ou mais gotas e a altura do líquido for suficiente para que a sua pressão seja superior à força da resistência da tensão superficial, o líquido é forçado a penetrar no tubo (12), onde forma uma coluna (20) que desce, provocando uma depressão.

Esta depressão arrasta bolhas de ar, que descem no tubo. As gotas continuando a chegar à entrada do tubo (12), sucedendo-se pequenas colunas (20) de líquido no tubo (12) que aumentam a depressão.

Bolhas de ar intercalam-se entre as colunas de líquido e saem na extremidade livre do tubo (12).

Este ar evacuado é substituído por líquido, cujo nível sobe no ramo (10) do tubo (9) .

Quando o nível deste líquido atinge o nível superior (3), aquele transvasa para o ramo (8) e alimenta o tubo (12) de forma muito mais abundante que uma simples mecha. 4

Verifica-se que o débito no tubo (12) se toma importante, e em função da altura da queda, porque o dispositivo funciona então como sifão.

Quando o sistema é estabilizado em regime de funcionamento, não saem mais bolhas de ar. Verifica-se que no ramo descendente (8) permanece ar, o que não impede o funcionamento, porque, neste ramo, o líquido flui e a parte aspirante do sifão só começa no início do tubo (12).

Se o líquido for a água, é necessário um diâmetro de tubo (12) de preferência inferior ou igual a 6 mm.

Os diâmetros de tubo (12) da ordem de 2, 3 ou 4 mm funcionam muito bem. Um diâmetro de 5 ou 6 mm é menos favorável à formação de uma coluna de água.

Com efeito, a água tem tendência a escoar rapidamente, o que não tem efeito sobre a entrada em funcionamento do sifão.

Este defeito pode ser em parte corrigido pela escolha do material que constitui o tubo (12). Por exemplo, uma parede interna ligeiramente despolida favorece a retenção da água, podendo portanto impedir o seu escoamento rápido.

Para um diâmetro de tubo (12) inferior a 2 mm o escoamento da água é mais difícil e, sendo o volume de ar aspirado mais reduzido, a entrada em funcionamento do sifão é mais longa, mais aleatória, e mesmo impossível para um diâmetro inferior a 1 mm.

Uma outra caracteristica importante da invenção é que, quando o material hidrófilo (15) está molhado (seja porque o sifão já foi usado, seja porque se molhou voluntariamente, mergulhando o aparelho na água), a entrada em funcionamento do sifão é muito mais rápida.

Com efeito, quando se mergulha o ramo (10) no líquido, este penetra aí e sobe até ao nível (11), apresando o ar que aí se encontra. Este ar, ao escapar-se pelo ramo (8) e pelo tubo (12), arrasta para ele algumas gotas de água que formam colunas que aceleram a entrada em funcionamento do sifão. Além disso, o tempo que teria sido necessário para molhar o material hidrófilo é suprimido, porque este já está molhado.

No caso em que se escolhe molhar previamente o material hidrófilo, pode acelerar-se a entrada em funcionamento do sifão aumentando a quantidade de água retida no interior do ramo (8) do U. Este resultado pode ser obtido aumentando a quantidade de material hidrófilo contido no ramo descendente (8) do U.

Poderá, portanto, ser interessante aumentar o volume do ramo 8, por exemplo, alongando-o e/ou alargando-o.

Pode ainda aumentar-se a quantidade de água retida no interior do dispositivo graças a uma característica importante da invenção, que é o facto de o ramo (8) do tubo (9) compreender, na sua extremidade, uma volta (32) e uma pequena parte horizontal (33) que forma uma câmara (34), destinada a conservar uma reserva de água quando se molhou previamente o dispositivo ou quando da interrupção do sifão (fig. 3 e fig. 4).

Numa outra variante, no interior desta câmara (34) um prolongamento (35) do tubo (12) impede uma parte da água de sair quando, manipulando o sistema, se inclina a parte (33) em relação à horizontal (fig. 5). É de interesse que o comprimento do prolongamento (35) seja suficiente para conservar bastante água na câmara (34) para que se escoe um pouco pelo tubo (12) quando da colocação na horizontal da parte (33).

Esta água, retida no tubo (12) pela pressão quando se mergulha o ramo (10) na reserva de água, dá, pela sua queda, um impulso para o arranque do sifão (efeito de dispositivo de arranque). 6

Com este dispositivo, a entrada em funcionamento do sifão pode fazer-se mesmo em condições desfavoráveis.

Por exemplo, quando o nível (11) do líquido é demasiado baixo em relação ao nível (30) para uma entrada em funcionamento por capilaridade, o sifão pode, mesmo assim, ser ferrado mergulhando o ramo (10) parcialmente na água.

Em caso de interrupção do funcionamento do sifão devido a falta de água no reservatório, esta característica permite uma reentrada rápida em funcionamento, desde que o nível de água suba suficientemente. Isto mesmo após semanas de secura, porque a água contida no interior do tubo tem muito pouca possibilidade de se evaporar.

Variantes O diâmetro do tubo (9) deve ser superior ao do tubo (12), porque deve conter o material hidrófilo e, além disso, comportar um vazio suficiente para deixar passar a água quando o sifão é ferrado.

Com um diâmetro do tubo 9 e, mais particularmente, do ramo ascendente 10, demasiado grande, o volume de ar a evacuar é importante, o que aumenta o tempo de entrada em funcionamento.

Um diâmetro demasiado pequeno reduz o débito.

Foram realizados ensaios com um diâmetro de 12 mm, que permite introduzir o material hidrófilo sem o apertar demasiado. É de interesse que o material hidrófilo tenha um diâmetro ligeiramente inferior ao diâmetro interior, para deixar um vazio que favorece um bom débito de água quando o sifão está em funcionamento. 7

Com um tubo (9) de diâmetro interior de 12 mm procedemos aos dois ensaios seguintes: - com o material hidrófilo de 12 mm de diâmetro, que encheu portanto completamente o tubo, um tubo (12) de 4 mm de diâmetro e uma diferença de altura de 80 cm, o débito é de 2 litros por hora; - mantendo todas as condições iguais, excepto no material hidrófilo de 12 mm, que se substitui por um de 10 mm de diâmetro, tem-se então um débito de 11 litros por hora.

Se, para melhor se visualizar o funcionamento, se utilizar um tubo (9) transparente, vê-se a água circular no espaço livre entre o tubo (9) e o material hidrófilo.

Nas variantes de realização do dispositivo de acordo com a invenção, podem-se delimitar de forma mais precisa dois trajectos para a água (fig. 6). O material hidrófilo, envolvido num invólucro flexível e impermeável, aberto nas duas extremidades, é introduzido no tubo (9) com uma folga entre o invólucro flexível e o interior do tubo (9). A água circula, portanto, num primeiro trajecto, que é a mecha encerrada no seu invólucro; esta água, deslocando-se por capilaridade, chega à entrada do tubo (12) e serve para ferrar o sifão, e, em seguida, quando o sifão está a funcionar, a água circula principalmente num segundo trajecto, que é o espaço delimitado pelo interior do tubo (9), por um lado, e o exterior do invólucro flexível, por outro lado. O tempo de entrada em funcionamento do sifão depende, entre outros, da quantidade de ar a eliminar no ramo ascendente (10) do tubo (9). Há portanto interesse em que esta quantidade de ar seja a mais pequena possível, portanto, mais vale delimitar bem o volume do trajecto livre que serve para o escoamento da água aspirada.

Para este efeito, numa outra variante (fig. 3) utiliza-se um tubo (31) com um diâmetro sensivelmente inferior ao diâmetro interior do tubo (9) e que está colocado no interior deste, em todo o comprimento do material hidrófilo. O material hidrófilo enche o resto do espaço vazio entre o tubo (9) e o tubo (31).

No exemplo representado na fig. 3, que é o melhor modo de realização da invenção, o tubo (9) tem um diâmetro de 12 mm e o tubo (31) um diâmetro de 4 mm, igual ao do tubo (12). O tubo (31), que serve de trajecto para o escoamento da água aspirada, é assim capaz de fornecer o débito necessário para alimentar o tubo (12), mantendo no entanto um volume interior pequeno. O material hidrófilo ocupa o espaço entre o tubo (9) e o tubo (31), por conseguinte, a quantidade de ar a eliminar é reduzida, de onde uma entrada em funcionamento mais rápida e um débito maior.

Neste dispositivo pode prever-se, à entrada do tubo (9), um espaço (38) entre o tampão (17), por um lado, e o material hidrófilo e o tubo (31) por outro lado. Isto tem por fim permitir que a água alimente os 2 trajectos.

Para evitar o risco de obstrução do tubo (31) pode substituir-se o tampão (17) por uma rede ou um tampão de esponja.

Numa outra variante o tubo (31) pode ser duplo ou múltiplo, de forma a aumentar o débito.

Numa outra variante o tubo (31) pode ser prolongado para o exterior do tubo (9) do lado do ramo (10), de forma a poder ir aspirar o líquido num ponto mais profundo do recipiente (2). 9

Numa outra variante, representada na figura 13, o tubo (31) está colocado no exterior do tubo (9) e é ligado ou na câmara (34), ou directamente no prolongamento do tubo (12), graças a uma ligação em forma de T ou uma torneira (14).

Para impedir a desferragem do sifão, que seria provocada por ar que entra no tubo (9) e que passa através do material hidrófilo, pode prever-se um dispositivo que fecha o tubo (9) quando o nível de água baixa ao ponto de haver o risco de não imergir a entrada do tubo (9), ao mesmo tempo que deixa aberto o tubo (31).

Se o tubo (31) for exterior ao tubo (9), é fácil de prever à entrada do ramo uma válvula com flutuador (42), que se fecha quando a água atinge um nível pré-determinado (fig. 13).

Quando o sifão é ferrado e a válvula com flutuador (42) está fechada, o sifão permanece activo enquanto o nível (11) do líquido não descer abaixo da extremidade (43) do tubo (31).

Numa outra variante, representada na fig. 7, o tubo (31) e o tubo (12) são formados por um único tubo contínuo. Um ou vários orifícios (36) são praticados neste tubo na sua parte que atravessa a câmara (34). Quando, por capilaridade, através do material hidrófilo, a água chega à câmara (34) e a enche até atingir o ou os orifícios (36), ela alcança o tubo (12), descendo, provoca uma aspiração no tubo (31). A água põe-se então a circular no tubo (31) para alimentar o tubo (12). O sifão começa a funcionar.

Uma característica importante do dispositivo representado na figura 3 é que o tubo (31), uma ve/z cheio de água, funciona como sifão desde que o nível (11) do líquido no reservatório seja superior ao nível de saída do tubo (31).

Temos portanto um sifão constituído pelo tubo (31) e cujo potencial de aspiração sc junta ao do tubo (12). 10

Isto é interessante quando a altura de queda disponível é pequena (por exemplo, se o reservatório for um reservatório de tomada de água de WC, e se as plantas a regar forem vasos dispostos no chão).

Em todos os casos citados acima, pode colocar-se uma torneira (14) no tubo (12), de forma a poder regular o débito.

Numa variante de realização, o material hidrófilo (15) pode ser um material granuloso, tal como a areia.

Para deixar passar a água, este material granuloso deve ser apenas ligeiramente compactado. Daqui resulta que pode deslocar-se no interior do tubo (9), o que produz um espaço vazio, e a água não ultrapassa esta descontinuidade.

Para evitar este inconveniente, uma característica importante da invenção é a areia ser estabilizada no interior do tubo, graças a uma estrutura que a mantém no lugar.

No exemplo de realização representado na fig. 8, a areia é estabilizada graças a um tubo de rede semi-rígido (por exemplo, de plástico) de malhas compreendidas entre 2 e 6 mm, introduzido no interior do tubo (9).

Mas podem ser utilizados outros dispositivos, por exemplo, tomando-se uma parede interna do tubo rugosa, ou revestida de picos (fig. 9), de saliências ou sulcos. É vantajoso que o tubo cheio de areia seja transparente, para se poder controlar se está bem cheio com o material granuloso.

No caso da fig. 10, o material granuloso (15) é estabilizado por um elemento (5) de plástico semi-rígido, formado a partir de uma lâmina que foi torcida e que é em seguida introduzida no tubo. 11

Esta lâmina torcida é suficientemente flexível para poder ser introduzida no tubo curvo e seguir as suas curvaturas. A lâmina da fig. 10 tem uma largura de 10 mm. É feita com um termoplástico que é torcido a quente para se obter uma forma helicoidal de passo igual a 16 mm. É introduzida no interior de um tubo curvo com um diâmetro interior de 12 mm. Existe uma ligeira folga entre os bordos da lâmina torcida (5) e o interior do tubo. O material granuloso é em seguida introduzido facilmente no interior do dispositivo porque roda em tomo da espiral. O tubo que forma o tubo curvo dos exemplos anteriores é fechado nas suas duas extremidades por filtros hidrófilos, por exemplo, um tampão de esponja 16 cujos canais têm dimensões inferiores às dos grãos mais pequenos do material granuloso.

Estes filtros hidrófilos são mantidos no lugar por tampões (17) que comportam, no seu centro, uma abertura (18). A abertura de um dos dois tampões é de dimensão compatível com a válvula (14) que se vem encaixar dentro.

Uma vez que é vantajoso, quando o sifão é desferrado, conservar o máximo possível de água no interior do tubo, a fim de acelerar a reentrada em funcionamento, o tubo (9) é fechado nas suas extremidades por tampões (17) que comportam somente um orifício de diâmetro igual ao do tubo (12) (fig. 11). O sifão que ferra automaticamente, objecto da presente invenção, é utilizado em numerosos casos em que haja necessidade de levar um líquido contido num recipiente (2) para um ou vários outros pontos de distribuição. 12

O sifão de acordo com a invenção é destinado a regar vegetais, por exemplo, a partir de um reservatório de nível constante, do tipo "represa de água" - sendo o débito regulado, graças à torneira (14), de zero a várias centenas de litros por dia, de acordo com a quantidade de plantas a regar. A extremidade do tubo pela qual a água se escoa pode ser prolongada por um tubo poroso que pode estar vazio, ou cheio de areia. Assim, o escoamento não se fará apenas num ponto, mas em todo o comprimento do tubo poroso. Isto será destinado à rega de recipientes com forma alongada, tal como jardineiras. O tubo poroso pode ser de material têxtil ou de borracha, de modo a ser flexível. O dispositivo objecto da presente invenção pode também servir para a evacuação do líquido excedente, para recipientes, por exemplo, aquários, ou simplesmente para os esvaziar. O tubo (9) nos exemplos acima é feito de material rígido ou semi-rígido, mas pode também ser um tubo flexível que contém o material hidrófilo, que é eventualmente atravessado por um tubo (31).

Pode então ser utilizado para esvaziar poças de água em terraços (82) figura 12. A parte (10) do tubo (9) pode ser posta a correr no terraço até ao ponto mais baixo desse terraço, sendo a outra parte (8) prolongada pelo tubo (12) posta pendente no exterior do terraço.

Este dispositivo pode ser utilizado também para esvaziar as caixas de água em cisternas, por exemplo, de piscinas.

Lisboa, 2 k MAIO 2001

Dra. Maria Silvtna Ferrelra

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Claims (19)

1 x*· REIVINDICAÇÕES

Sifão que ferra automaticamente, formado por um tubo (9) cuja forma é semelhante à de um U invertido, no interior do qual se encontra material hidrófilo, compreendendo um ramo ascendente (10), uma volta e um ramo descendente (8), caracterizado por o ramo descendente (8) ser prolongado por um tubo (12) de diâmetro mais pequeno que o diâmetro do tubo (9), de tal forma que, quando o ramo ascendente (10) do tubo (9) for mergulhado num recipiente (2) que contém um líquido (3), e que este encha o ramo ascendente (10) do tubo (9) até ao nível superior (11) do referido líquido, continue depois a sua ascensão por capilaridade para franquear o ponto alto (30) do tubo (9) e voltar a descer pelo ramo descendente (8) até ao tubo (12), formar aí colunas (20) que, arrastadas pelo seu peso, provocam uma aspiração que faz funcionar o sifão, se o nível de saída do tubo (12) for mais baixo que o nível (11) do líquido.

2. Siíao de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo (9) ser feito de material flexível que lhe permite adaptar a forma do U invertido à forma do recipiente (2).

Siíao de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o tubo (9) ser feito de material rígido ou semi-rígido.

4. Siíao de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por estarem previstos dois trajectos separados para a circulação do líquido: - um trajecto que contém o material hidrófilo, no qual o líquido circula por capilaridade; - um trajecto livre, no qual se escoa a maior parte do líquido que é aspirado quando o sifão entra em funcionamento.

5. Sifão de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o trajecto livre ser constituído pelo espaço delimitado entre a parede interna do tubo (9) e o material 2 è / hidrófilo, eventualmente contido num invólucro estanque aberto nas diias extremidades.

6. Sifão de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o trajecto livre ser constituído por um ou mais tubos de diâmetro consideravelmente mais pequeno que o do tubo (9), e circulando no interior ou ao lado do material hidrófilo.

7. Sifão de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o trajecto livre ser constituído por um tubo (31) colocado no exterior do tubo (9) e ligado em seguida ao tubo (12) ou à câmara (34).

8. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o ramo descendente (8) do tubo (9) compreender, na sua extremidade, uma volta (32) e uma pequena parte horizontal (33) que forma uma câmara (34) destinada a conservar uma reserva de líquido quando o sifão desferra.

9. Sifão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por, no interior da câmara (34), um prolongamento (35) do tubo (12) permitir conservar uma parte do líquido na câmara (34).

10. Sifão de acordo com a reivindicação 8, caracterizado por os tubos (31) e (12) serem formados por um só tubo contínuo, compreendendo, ao nível da câmara (34), um ou vários orifícios (36) que permitem que o líquido que chega por capilaridade à câmara (34) entre no tubo (12).

11. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações 5 a 10, caracterizado por o tubo (31) ser prolongado no exterior do tubo (9), do lado do ramo ascendente (10), de forma a poder atingir um ponto mais profundo do recipiente (2). 3 ) ./

12. Sifão de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por ser previsto um meio para obturar o tubo (9), deixando ao mesmo tempo aberto o tubo (31), quando o líquido baixa e se aproxima do nível de entrada do tubo (9).

13. Sifão de acordo com a reivindicação anterior, caracterizado por, estando o tubo (31) colocado no exterior do tubo (9), uma válvula de flutuador (42) fechar a entrada do ramo ascendente do tubo (9) quando o líquido atinge um nível pré-determinado.

14. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por todo ou parte do ramo descendente (8) apresentar um volume maior que o ramo ascendente (10), de forma a conter mais material hidrófilo, a fim de constituir um reservatório para o líquido destinado à reentrada em funcionamento do sifão.

15. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o material hidrófilo ser material granuloso, tal como areia.

16. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o material granuloso ser estabilizado no interior do tubo (9) por uma estrutura tal como uma rede, lâmina torcida, picos ou saliências ou ranhuras.

17. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o diâmetro do tubo (12) estar compreendido entre 1 e 6 mm.

18. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o diâmetro do tubo (12) estar compreendido entre 2 e 5 mm.

19. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por o diâmetro do tubo (12) ser de cerca de 4 mm. 4

20. Sifão de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado por se colocar no tubo (12) uma torneira que permita regular o débito. Lisboa, Qj. ^J'· Dra. Maria Siívina Ferreira> Agente Ofót x; !c ‘r-teírial R.CsstTSto,50-c? ..··- V..SB0A, Tileis. 213 851 Ò59 - 2i 3315050