Sistema de control de redes neumáticas e hidráulicas.

Sistema de control de redes, del tipo que dispone de válvulas rociadoras o elementos similares para expulsar el fluido transportado,

compuesto a partir de unas canalizaciones (10, 11), un equipo de impulsión (1), un equipo de control (3) de la impulsión, una serie de válvulas (3, 5, 18), elementos de medida (4, 7, 8) y llaves de corte (6, 9) caracterizado porque las canalizaciones principal (10) y secundaria (11) forman un circuito cerrado, disponiéndose en el interior de la secundaria (10) un actuador (19) consistente en una esfera con núcleo de neodimio (20) que discurre por el interior de dicha canalización (11), disponiéndose en la red unas válvulas de apertura (17) que conectan la canalización principal (10) con los elementos de salida del fluido (32), constando dichas válvulas (17) de un elemento (22) dispuesto sobre la canalización secundaria (11) que reacciona ante el campo magnético del actuador (20), accionando el mecanismo de apertura.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención tiene como objeto un sistema de control de redes neumáticas e hidráulicas, concretándose en aquellos tipos de redes que disponen de válvulas rodadoras (o elementos similares tales como aspersores, nebulizadores, inyectores, etc.) en determinados puntos de la instalación de modo que el fluido conducido por las canalizaciones se expulsa a través de dichas válvulas. Mediante el presente sistema se logra una activación consecutiva y solapada de cada una de las válvulas, lográndose además que actúen coordinadamente entre ellas.

El sistema de control que se preconiza se configura a partir de cuatro elementos básicos: el equipo de impulsión encargado de introducir el fluido en la red de canalizaciones y suministrar la presión y caudal adecuados de dicho fluido; el control de la impulsión, encargado de monitorizar y actuar sobre los diferentes parámetros de la impulsión (presión, temperatura, caudal, filtración) según sea necesario; las canalizaciones que conforman la red propiamente dicha divididas en la canalización de suministro y la canalización de control; y finalmente los controladores de la apertura de válvulas rodadoras, que rigen el funcionamiento de cada válvula y permite que actúen coordinadamente entre ellas, incluyendo en este punto la propia válvula rodadora.

Mediante el presente sistema se logra una red hidráulica o neumática que se caracteriza por cuatro características básicas de funcionamiento:

- Actuación consecutiva de las válvulas, en el momento de activación, según los parámetros requeridos, las válvulas se abren y cierran controladas neumática o hidráulicamente por el control de impulsión.; Esto permite trabajar con presiones bajas

y reducir los caudales necesarios para instalaciones de varios cientos de metros

- Solapamiento de tiempo de funcionamiento, de modo que una válvula se pone en funcionamiento cuando las anteriores aún están parcialmente abiertas, no siendo necesario que una cierre para que la siguiente actúe. Se logra de esta manera una cobertura mayor a la que tendría una única válvula abierta.

- Cierres temporizados de las válvulas, que permiten coordinar según necesidades la cantidad de fluido a expulsar por cada válvula.

- Condiciones de activación de las válvulas. Para la activación deben darse simultáneamente 2 condiciones: en la red de control activación por campo magnético y presión de trabajo necesaria suministrada por la red de suministro.

CAMPO DE APLICACIÓN

La presente invención tiene su aplicación en la industria dedicada a la fabricación de redes hidráulicas o neumáticas, extendiéndose por tanto la aplicación a todos aquellos campos donde dichos tipos de redes sean requeridas, como por ejemplo la agricultura, la protección contra incendios, el mantenimiento de espacios verdes, etc.

Tal y como se verá en los ejemplos de realización incluidos en esta memoria, se logran muy ventajosas funcionalidades para campos como la extinción de incendios forestales, el mantenimiento de carreteras (eliminación de malas hierbas y aporte de sal en vías con nieve o para eliminación de placas de hielo) y la fumigación de cultivos.

ANTECEDENTES

En la actualidad las redes descritas en el objeto de la presente memoria están presentes en gran variedad de entornos, y son popularmente conocidas. Dichas redes cumplen muy variadas misiones y aunque son parte de una tecnología relativamente joven, existen muchos y variados sistemas de control creados con la intención de racionalizar los consumos requeridos para el funcionamiento de dichas redes así como para automatizar dicho funcionamiento persiguiendo evitar en la medida de lo posible la necesidad de supervisión humana de dicho sistema.

La práctica totalidad de los sistemas de control existentes en la actualidad, aún presentando importantes diferencias entre ellos, poseen ciertos elementos comunes como son la disposición de una canalización principal a partir de la cual se derivan ramificaciones hacia los puntos de consumo, el empleo de gran cantidad de electroválvulas que gestionan el caudal que accede a cada parte de la instalación, y la necesidad de un control centralizado de dichas electroválvulas que implica la disposición de una red de control (ya sea mediante cableado o inalámbrica) que permita monitorizar y actuar sobre cada una de las electroválvulas. Además, cada electroválvula implica la ejecución de un bypass que permita dejarla fuera de servicio para operaciones de reparación y mantenimiento, lo que aumenta la cantidad de canalización a disponer para ejecutar una red de este tipo.

Por otra parte estos sistemas de control dependen de la energía eléctrica, por lo que se hace necesario igualmente la disposición de un equipo de suministro eléctrico así como apoyos a dichos equipos que garanticen la electricidad en caso de rotura del equipo principal. Todo esto hace que un sistema de control de este tipo de redes suponga una inversión muy importante que dificulta su implantación.

El documento ES2103227 describe un sistema de control para distribución de fluidos mediante el cual se intenta simplificar la instalación de control y alimentación energética de electroválvulas y sensores mediante la

disposición de un cable único por el que se suministra energía a la vez que se recogen datos. Sin embargo, aunque se minora el problema citado de la necesidad de una instalación de control, ésta sigue siendo necesaria y se compone de equipos costosos y de difícil mantenimiento tales como un control centralizado que se configura como un PC, o una serie de nodos dispuestos como estaciones remotas.

El documento ES2311409 describe asimismo otro tipo de sistema de control de redes de riego el cual permite gestionar la red a distancia y automatizar el funcionamiento, pero sin simplificar la red en sí misma, de modo que sigue consistiendo en un complejo intrincado de electroválvulas y equipos que necesitan de suministro eléctrico y de la disposición de una instalación de control que abarque dichos dispositivos.

El documento ES2273822 describe por su parte un sistema de control de redes de irrigación en el cual los controladores de cada punto de consumo se configuran como controladores de puntos anexos, de modo que se hace innecesario un control centralizado. Sin embargo, no resuelve el problema de la complejidad de la instalación ni del consumo eléctrico necesario.

Por todo lo citado, sería deseable la aparición de un sistema sencillo de control de instalaciones que fuera capaz de regular el funcionamiento de una red de un modo simple, sin necesidad de centralizar el control de funcionamiento de cada punto de consumo de la red y que no dependiera de la energía eléctrica para su funcionamiento.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

A fin de resolver la problemática anteriormente expuesta, en todos y cada unos de los aspectos comentados, la presente invención constituye un sistema de control de redes neumáticas e hidráulicas en el cual partiendo del control de los parámetros de la impulsión del fluido conducido por las canalizaciones de la red, se automatiza de manera sencilla y libre de los tradicionales sistemas electrónicos de control la apertura de cada uno de los

puntos de consumo, de modo que se simplifica la instalación en comparación con los sistemas presentes en el actual estado de la técnica.

El presente sistema logra la coordinación de actuación en cada punto de consumo mediante la implementación de una red que acompaña a 5 la que distribuye el fluido (ya sea de forma paralela o bien mediante una conducción dispuesta en el interior de la propia conducción del fluido) la cual es alimentada mediante el mismo fluido que el de la red principal de modo que se impulsa un actuador introducido en la canalización el cual irá accionando la apertura de cada una de los puntos de consumo que 10 encuentre a su paso, en la posición definida por el control de impulsión.

Así pues, la invención se compone de cuatro partes básicas, las cuales son:

- Equipo de impulsión: que consistirá en el equipo cuya misión será proporcionar presión al fluido a introducir en la red,

garantizando un caudal predeterminado. Dicho equipo podrá

consistir en un grupo de presión o bomba en caso de redes hidráulicas, o un compresor en caso de redes neumáticas. En cualquier caso, la definición de equipo de impulsión se extenderá a cualquier variante de equipo cuya funcionalidad encaje dentro 20 de lo indicado en este párrafo, sea cual sea el tipo de fluido.

- Control de la impulsión: consistente en un control tradicional sobre los parámetros del fluido introducido en la red (caudal,...

1. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS compuesto a partir de una serie de canalizaciones (10,11), un equipo de

impulsión (1) encargado de suministrar presión y caudal a la red desde

un depósito (16), un equipo de control (3) de los parámetros de la impulsión y una serie de válvulas (3, 5, 18), manómetros (4), caudalimetro (7), presostatos (8) y otros elementos de medida, así como llaves de corte (6, 9) caracterizado por que las canalizaciones principal 10 (10) y secundaria (11) discurren paralelas y forman un circuito cerrado

con origen y final en el equipo de impulsión (1), disponiéndose en el interior de la canalización secundaria (10) un actuador (19) consistente en una esfera, disco o cilindro con núcleo de neodimio (20) que discurre por el interior de dicha canalización secundaria (11), disponiéndose en 15 determinados puntos de ambas canalizaciones (10, 11) unas válvulas de

apertura (17) que conectan la canalización principal (10) con los elementos de salida del fluido (32), y constando dichas válvulas de apertura (17) de un elemento (22) dispuesto sobre la canalización secundaria (11) que reacciona moviéndose ante la presencia del campo 20 magnético del núcleo del actuador (20), accionando así el mecanismo de

apertura de la válvula (17) y permitiendo la salida del fluido de la canalización principal (10) hacia el citado elemento de salida (32) de la válvula.

2. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS

según reivindicación 1, caracterizado por que el actuador (19) dispone

de una capa exterior de material elástico de un espesor tal que permite cubrir por completo la sección de la canalización secundaria (11).

3. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que la canalización

secundaria (11) se dispone por el interior de la canalización principal (10).

4. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que la válvula de apertura (17) se compone de un collarín metálico (22) dispuesto sobre la canalización secundaria (11) el cual reacciona al paso del campo magnético generado por el núcleo (20) del actuador (19), girando y arrastrando una compuerta (23) la cual al salir de su asiento permitirá que acceda el agua de la canalización principal (10) hacia una cámara (24) donde se producirá una presión sobre un pistón (25) regulado por medio de un muelle (26), de modo que cuando la presión del agua venza la resistencia del muelle (26), el pistón (25) se moverá, alineando un orificio pasante en su interior (28) con la vía de salida de agua (31), permitiendo así que el agua pase por la salida (29) de la válvula hacia una boquilla rodadora (32).

5. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicación 4, caracterizado por que la cámara (24) dispondrá de una salida para el fluido con un tornillo de ajuste (30) que regulará la velocidad de salida del fluido de dicha cámara (24).

6. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicación 4, caracterizado por que el muelle (26) dispone de un tornillo de regulación (27) que permite fijar qué presión será necesario superar en la cámara para abrir la válvula.

7. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 y 4, caracterizado por que las válvulas (17) dispondrán de una conexión con apertura fija (33) que permitirá la conexión de una tubería de pequeño diámetro a la canalización principal (10) siendo dicha pieza de conexión (33) hueca por dentro y disponiendo de orificios en su parte más interior de modo que al conectar una manguera a la conexión y girar para el apriete, la conexión (33) gira a su vez y deja libre el orificio para posibilitar la salida del agua o aire.

8. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS

según reivindicación 1, caracterizado por que las canalizaciones (10, 11) así como las válvulas de apertura (17) se disponen colgadas sobre un soporte, ¡mplementándose sobre las carcasas (35) de las válvulas de apertura (17) un gancho de cuelgue (36).

9. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el equipo de impulsión (1) toma agua de un depósito (16) para introducirla en el circuito, llevando aparejado el equipo de impulsión (1) un control (2) encargado de regular adecuadamente todos los parámetros de la impulsión; donde a la salida del equipo de impulsión (1) se dispondrá una válvula reguladora de presión (3) y un manómetro (4) así como una válvula de seguridad (5) y a continuación, una llave de corte (6) que permite en caso que sea necesario cortar el flujo de agua hacia el circuito; donde previo a una segunda llave de corte (9), que separa la impulsión del circuito propiamente dicho, se dispondrán elementos de medida (7) y presostatos (8) necesarios para el control y supervisión del sistema; donde se dispone la canalización principal (10) y la secundaria (11), respectivas válvulas de sobrepresión (13) y un colector (14) que devuelve el agua al depósito (16); donde en la unión de la parte de impulsión del sistema con la parte de las canalizaciones se dispondrá una válvula de tres vías (18).

10. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 a 6 caracterizado por que el equipo de impulsión (1) consistirá en un compresor de aire, el depósito (16) que aporta el fluido se convierte ahora en una tolva contenedora de sal la cual antes de entrar a la canalización principal (10) es triturada en un molino (37), pasada a través de un tamiz (38) y finalmente introducida por medio de inyectores (39) hasta una tubería de suministro (40) dispuesta en cabecera del sistema; donde las boquillas rodadoras (32) se dispondrán lateralmente y estarán acondicionadas para soportar presiones más elevadas propias de un gas comprimido.

11. SISTEMA DE CONTROL DE REDES NEUMÁTICAS E HIDRÁULICAS según reivindicaciones 1 a 6, 9 y 10 caracterizado por que la separación entre la canalización principal (10) y la secundaria o de control (11) estará marcada por un límite físico que impide el paso del 5 actuador a la canalización principal, y que podrá consistir en cualquier

elemento válido para dicha función que no coarte el paso del fluido, como puede ser un filtro de malla o un estrangulamiento en la canalización con diámetro inferior al del actuador.