Un aspersor giratorio (10) que comprende: un montaje de torreta giratoria (20) que gira alrededor de un eje geometrico (30) por medio de lo cual dicho montaje (20) puede ser asociado con el flujo de un liquido bajo presion,

y esta formado por al menos una embocadura (50, 60) apropiada para asperger dicho liquido bajo presion con un rendimiento conocido de antemano a una presion determinada del liquido; y cuando dicha embocadura (50, 60) este situada en una distancia lineal respecto de dicho eje geometrico de rotacion (30), de manera que, cuando el liquido salga de dicha embocadura (50, 60), confiera dicho montaje (20) un momento impulsor que provoque su rotacion alrededor de dicho eje geometrico de rotacion (30); y un montaje de base (40) que sirve como soporte para la rotacion de dicho montaje de torreta giratoria (20) alrededor de dicho eje geometrico (30) y encamina dicho flujo de liquido de presion hacia aquel; y por medio de lo cual dicho aspersor giratorio (10) se caracteriza por la posibilidad de ser cambiada dicha embocadura (50, 60) por otra, segunda embocadura (50', 60') que difiere en su estructura de dicha primera embocadura (50, 60), por el aspecto de la tobera (52, 62) que establece el rendimiento de dicho liquido que sale de ella a una presion determinada, y por el aspecto de la distancia lineal de la tobera respecto de dicho eje geometrico de rotacion (30) de dicho montaje de torreta (20); por medio de lo cual - incluso despues del cambio de dicha embocadura (50, 60) por dicha segunda embocadura (50', 60'), el momento impulsor que provoca la rotacion de dicho montaje de torreta (20) - permanece esencialmente igual al momento impulsor generado cuando la primera embocadura (50, 60) fue instalada en el montaje (20).

Campo de la invención

La presente invención se refiere, en general, al campo de los aspersores giratorios y, en particular, a los aspersores giratorios que están fundamentalmente destinados a la irrigación de áreas agrícolas de cultivo.

Antecedentes de la invención

El documento US 5,377,914 divulga los preámbulos de las reivindicaciones independientes.

Los aspersores giratorios son ampliamente utilizados y son muy habituales en usos agrícolas específicos, así como para el riego de grandes áreas, la extinción de incendios, para los lavaplatos, etc. En aras de la simplicidad los antecedentes de la invención, así como la descripción de la invención propiamente dicha, se describirán con referencia a su aplicación en la irrigación agrícola. Ello no debe considerarse como determinante de una limitación de la invención actual y de las reivindicaciones adjuntas, en el sentido de que sean válidas únicamente respecto de la irrigación agrícola -la cual es utilizada por razones de claridad en los análisis y para eliminar ejemplos adicionales superfluos.

La consecución de un aumento del área cubierta por un aspersor único reduciría de por sí la cantidad de las piezas de material necesarias para cubrir un área determinada, reduciendo con ello los costes de equipamiento. Resulta evidente el efecto sinérgico obtenido -el despliegue del equipo y su transferencia a otras áreas es más sencillo y más rápido, así como el descenso de los gastos de mantenimiento corrientes y especiales.

La necesidad -y la aspiración-de incrementar la distancia efectiva sobre la cual se asperge el agua mediante los aspersores giratorios, se tradujeron en la obtención de unos aspersores giratorios más lentos cuyas pautas en cuanto a los chorros de eyección de agua se ralentizaron, por ejemplo hasta 1 -10 rpm.

Como viene determinado por leyes físicas básicas, el flujo de agua que sale de un aspersor giratorio está compuesto por dos componentes de velocidad -uno en la dirección tangencial y el otro en la radial. La reducción de la velocidad de rotación incrementa el componente en la dirección radial deseada (con la consiguiente reducción del de la dirección tangencial). De esta manera, la reducción de la velocidad de rotación se traduce en una amplitud mayor -el chorro de agua del componente radial alcanza una mayor distancia de aspersión.

Ni que decir tiene, que mediante la reducción de las velocidades de rotación se obtendrá una ventaja adicional -en concreto, una reducción de la abrasión y el desgaste de los componentes dinámicos de los aspersores, los cuales son sometidos a un desgaste mayor a velocidades de rotación más elevadas.

En el pasado, fueron empleados distintos mecanismos en los aspersores giratorios para reducir la velocidad de rotación. Un ejemplo bien conocido es la implantación de un mecanismo de ralentización basado en la transmisión de ruedas dentadas. Dicha transmisión es relativamente costosa dado que requiere muchas piezas. Estas ruedas son de por sí sensibles y propensas a unas abrasión y desgaste intensos, con el añadido de la acumulación de suciedad sobre ellas. El embalaje de las ruedas dentadas dentro de una caja herméticamente cerrada, con el fin de impedir el contacto con el agua (un contacto que conduce a la acumulación de depósitos sobre ellos) y el contacto con otras sustancias contaminantes conduce a la elevación del precio. En cualquier caso no es una solución apropiada para la complejidad del sistema (profusión de piezas y sensibilidad a la abrasión y el desgaste mencionados con anterioridad).

Otro ejemplo de mecanismo de ralentización es la implantación de un mecanismo basado en la resistencia proporcionada por un líquido viscoso (por ejemplo, aceite de silicona), al desplazamiento de los elementos de los componentes dinámicos inmersos en el mecanismo. Esta resistencia al movimiento es, en determinadas condiciones geométricas, proporcional a la velocidad de desplazamiento del componente dinámico inmerso. La fuerza de frenada del líquido viscoso se incrementa de forma lineal con la velocidad de desplazamiento del componente dinámico inmerso, de manera que a una velocidad cero el líquido viscoso no ejerce resistencia al desplazamiento, mientras que a altas velocidades el líquido viscoso ejerce una gran resistencia de frenado y una ralentización del componente dinámico inmerso. Las ventajas más destacadas del mecanismo de amortiguación viscoso son -el pequeño número de piezas implicado en su montaje; el basarse en el desplazamiento relativo entre superficies lisas situadas en íntima proximidad (con unas fuerzas de cizalla desarrolladas en sus superficies de contacto, dentro del fluido viscoso) en comparación con la abrasión y el desgaste desarrollados en el supuesto de la transmisión mecánica acompaña al bloqueo de las ruedas dentadas unas respecto de otras; y una ventaja adicional sinérgica transmitida por el líquido viscoso que constituye un agente lubricante que impide el desgaste y la abrasión.

La aplicación de mecanismos de amortiguación viscosos en aspersores giratorios se describe, por ejemplo, en los documentos de Patente US 3,415,258; US 4,440,345; US 4,932,590; US RE 33,823 y US 5,377,914.

En las estructuras descritas en las Patentes citadas con anterioridad, la velocidad de rotación de los aspersores giratorios depende del momento impulsor generado por la fuerza del agua al ser expulsada a través de una embocadura.

Lo expuesto es correcto si se considera un aspersor del tipo en el que un chorro de agua que sale de una tobera estática es expulsado sobre un componente de deflexión del flujo que rota alrededor de un eje de rotación geométrico (un spinner o un componente de deflexión -véanse, por ejemplo, las estructuras de los aspersores descritos en las Patentes US 3,415,258 y US RE 33,823), o un aspersor que incorpora una torreta giratoria que está instalada con una embocadura o unas embocaduras (al menos una), desde cuya tobera sale un chorro de agua, y el mismo (el chorro de agua) mediante la fuerza de reacción que genera, sirve para generar un movimiento para impulsar la torreta giratoria alrededor de un eje de rotación (véase, por ejemplo, las Patentes US 4,440,345 y US 5,377,914).

Bajo las circunstancias referidas, únicamente el cambio en el rendimiento, es decir el paso de un rendimiento bajo a un rendimiento alto y viceversa, modifica el momento impulsor generado por el aspersor. En cualquier caso, en las configuraciones de los aspersores descritas en las Patentes citadas con anterioridad, la velocidad de rotación del agua fluente que sale de aquellos también se modificaría (en combinación con la variación del alcance del chorro de agua).

Peor que eso, se descubrió que, sometiendo el mecanismo de amortiguación viscoso a momentos de aspersión variables, podría provocar, después de un periodo de tiempo determinado, un fallo en el mecanismo y fenómenos de rotación libre y no la acción controlada de los componentes rotatorios (ya fueran el spinner o el deflector sobre el cual impacta el agua, o bien la tobera rotatoria desde la cual sale el agua).

Otro inconveniente hallado en algunos aspersores giratorios fabricados de acuerdo con las Patentes citadas con anterioridad, es la ausencia de la capacidad de modificación del ángulo de la dirección de salida del agua y su adaptación a las necesidades del agricultor. Por ejemplo, la irrigación de un área despejada requiere a veces un ángulo relativamente más alto para conseguir un alcance máximo. Por otro lado, la irrigación de un cultivo en una arboleda determina la adaptación de un ángulo de elevación relativo bajo. La mayoría de los aspersores descritos en las Patentes citadas con anterioridad, no ofrecen solución alguna apropiada a estos ejemplos (véanse , por ejemplo, los números de Patente US 3,415,258; US 4,440,345; US 4,932,590; US RE 33,823).

Se ha encontrado un inconveniente adicional, por ejemplo, -en una estructura metálica basada en una construcción “tipo puente” que forma un enlace entre un extremo del aspersor y su otro extremo (véanse por ejemplo, dichas estructuras “de puente” descritas en las Patentes citadas US RE 33,823 y US 3,415,258). Esta estructura “de puente” está situada en la trayectoria de paso del chorro de agua giratorio. La colisión del chorro de agua con el “puente” rompe claramente el flujo y expone a la estructura del aspersor a choques y vibraciones que dañan su estabilidad.

Un ejemplo adicional de una... [Seguir leyendo]

1. Un aspersor giratorio (10) que comprende:

un montaje de torreta giratoria (20) que gira alrededor de un eje geométrico (30) por medio de lo cual dicho montaje

(20) puede ser asociado con el flujo de un líquido bajo presión, y está formado por al menos una embocadura (50, 60) apropiada para asperger dicho líquido bajo presión con un rendimiento conocido de antemano a una presión determinada del líquido; y cuando dicha embocadura (50, 60) esté situada en una distancia lineal respecto de dicho eje geométrico de rotación (30), de manera que, cuando el líquido salga de dicha embocadura (50, 60), confiera dicho montaje (20) un momento impulsor que provoque su rotación alrededor de dicho eje geométrico de rotación (30); y

un montaje de base (40) que sirve como soporte para la rotación de dicho montaje de torreta giratoria (20) alrededor de dicho eje geométrico (30) y encamina dicho flujo de líquido de presión hacia aquél; y por medio de lo cual dicho aspersor giratorio (10) se caracteriza por la posibilidad de ser cambiada dicha embocadura (50, 60) por otra, segunda embocadura (50', 60') que difiere en su estructura de dicha primera embocadura (50, 60), por el aspecto de la tobera (52, 62) que establece el rendimiento de dicho líquido que sale de ella a una presión determinada, y por el aspecto de la distancia lineal de la tobera respecto de dicho eje geométrico de rotación (30) de dicho montaje de torreta (20); por medio de lo cual -incluso después del cambio de dicha embocadura (50, 60) por dicha segunda embocadura (50', 60'), el momento impulsor que provoca la rotación de dicho montaje de torreta (20) -permanece esencialmente igual al momento impulsor generado cuando la primera embocadura (50, 60) fue instalada en el montaje (20).

2. El aspersor giratorio (10) de acuerdo con la reivindicación 1,

por medio del cual, en dicha embocadura (50, 60), que está destinada para rendimientos relativamente grandes, dicha distancia lineal será más pequeña que dicha distancia de dicha embocadura que está destinada para rendimientos más pequeños; o

por medio del cual dos embocaduras (50, 60), tal y como se ha expuesto, están formadas en dicho conjunto, cada una sobre otro lado de dicho eje geométrico de rotación (30) donde la dirección de dichos chorros de agua que salen de ellas están esencialmente opuestos entre sí, o por medio del cual dicho montaje de base (40) comprende un medio de válvula de retención de no drenaje (480) para impedir el drenaje del líquido a través de dicho aspersor cuando la presión disminuye; o

por medio del cual dicho montaje de base (40) comprende así mismo un componente de cilindro (443) adaptado para ser conectado a un medio para transportar dicho flujo de líquido bajo presión, y está formado a lo largo de su extensión con un medio de conducto de flujo interno (447) para encaminar dicho flujo de dicho líquido bajo presión hacia dicho montaje de torreta giratoria (20); o

en el que se incluye, así mismo un medio de elevación rápida para elevar dicho montaje de torreta giratoria (20) hasta su posición operativa por encima de su superficie tras la elevación de dicha presión de líquido, y para la convergencia de dicho montaje de torreta giratoria (20) hasta la posición de conservación por debajo de la superficie del suelo cuando dicha presión de fluido cae.

3. El aspersor giratorio (10) de acuerdo con la reivindicación 1, por medio del cual dicha embocadura (50, 60) está formada con una tobera (52, 62) cuya entrada de flujo puede ser acoplada a dicho flujo de agua bajo presión y con la salida de flujo procedente de dicha tobera (52, 62) y dicha embocadura (50, 60) puede ser rotada alrededor de un eje geométrico, y de esta forma hacer posible el ajuste de un ángulo de elevación del líquido que sale de su tobera (52, 62), por medio del cual dicha embocadura (50, 60) puede, de modo preferente, ser rotada alrededor de dicho eje geométrico de rotación (30) formando un ángulo aproximado de 180º y proporcionando con ello el giro ocasional de dicha salida de flujo de la tobera directamente hacia el flujo de dicho líquido bajo presión para purgar dicha tobera (52, 62).

4. El aspersor giratorio (10) de acuerdo con la reivindicación 1, por medio del cual, comprende así mismo, un mecanismo de frenado (80) que está acoplado a dicho montaje de torreta giratoria (20) para ralentizar su velocidad de rotación,

en el que, de modo preferente, dicho mecanismo de frenado (80) es un mecanismo de amortiguación viscoso, que comprende un montaje dinámico (380) que constituye una parte de dicho montaje de torreta giratoria (20) , y un componente estático (381) que está situado en relativa proximidad con dicho componente dinámico giratorio, y conjuntamente definen una cubeta cerrada herméticamente (390); y un líquido viscoso (482) que llena dicha cubeta definida y se opone al desplazamiento de dicho montaje dinámico (380) con respecto a dicho componente estático (381); por medio del cual -la velocidad giratoria de dicho montaje de torreta giratoria (20) permanece esencialmente constante como conclusión de dicho momento impulsor esencialmente constante que es ejercido sobre aquél, y esto se produce incluso si, de acuerdo con lo expuesto, dicha embocadura (50, 60) que está concebida para un rendimiento determinado, es instalada en dicho montaje de torreta giratoria (20), y si es sustituida, y otra embocadura (50', 60') que es instalada en dicho montaje de torreta giratoria (20) se dispone para otro rendimiento diferente; y , de esta manera, dicho aspersor (10) posibilita una diversidad de relaciones de rendimientos -distancias diferentes, y ello sin perjudicar la velocidad de rotación deseada de dicho montaje de torreta.

5. Una embocadura (50', 60'), al menos una, que está indicada por sus dimensiones para ser cambiada por dicha embocadura (50, 60) que puede ser sustituida en dicho aspersor giratorio (10) de acuerdo con la reivindicación 1, 5 por medio de la cual

dicha embocadura (50', 60') es diferente en su estructura de dicha embocadura cambiable (50, 60), de forma que, tras la instalación dicho aspersor (10), el rendimiento de dicho líquido que sale de dicha embocadura (50', 60') a una presión determinada de dicho líquido determinado, es diferente del rendimiento que estaba saliendo de la embocadura (50, 60) que fue retirada; y la distancia lineal de dicha embocadura (50', 60') de dicho eje geométrico de rotación (30) es diferente del eje geométrico lineal del eje geométrico de rotación (30) que existía para la embocadura (50, 60) que fue retirada, por medio de la cual, incluso después de que dicha embocadura de sustitución (50', 60') fue instalada en dicho aspersor (50), el momento impulsor que provoca la rotación de dicho montaje de torreta giratoria (20) alrededor de su eje geométrico (30), es esencialmente igual al momento impulsor que fue generado cuando la embocadura cambiable original (50, 60) fue instalada en dicho montaje.

6. La embocadura (50', 60') de acuerdo con la reivindicación 5, mediante la cual el rendimiento del líquido que sale es mayor que el rendimiento que fue distribuido por la embocadura (50, 60) que fue sustituida, y dicha distancia lineal es más pequeña que la distancia de dicha embocadura (50, 60) que fue sustituida.