РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬ ВОДЫ Российский патент 2015 года по МПК A01G25/16 F16K11/72 F16K11/78 

Изобретение касается распределителя воды.

Для управляемого по времени обслуживание нескольких садовых устройств орошения, как, например, устройств четырехугольного или кругового дождевания, капельного или прикорневого орошения, или аналогичных, известны программируемые компьютеры орошения в сочетании с распределителями воды. Распределитель воды связан через ввод поступающей воды с выводом воды компьютера орошения и имеет со своей стороны несколько выходов с соответственно одним выводом воды. Распределительный корпус с возможностью поворота установлен в корпусе распределителя воды и, в зависимости от углового положения, связывает один из выходов воды с общим вводом поступления, соответственно другие выходы, напротив, блокированы. Устройство последовательного переключения на гидравлический сигнал последовательного переключения компьютера орошения переключает распределительный корпус далее на следующий выход. Дальнейший сигнал переключения от компьютера орошения содержит информацию об изменении давления на общем входном вводе, в частности о временном отключении притока воды компьютером орошения. Ступенчатый переключатель в типичном исполнении содержит шпиндель со спиральной направляющей поверхностью, подвижный в направлении оси спирали, в зависимости от напора воды, навстречу возвратной пружине поршень, который захватывает при повороте шпинделя вокруг оси корпус распределителя, и механизм свободного хода. Принцип действия таких известных распределителей воды вообще известен.

Распределительный корпус может содержать, к примеру, дискообразную уплотнительную тарелку с перпендикулярной к оси поворота подвижной плоскостью, которая во время процесса орошения напором воды прижата в распределителе в направлении оси к сопряженной поверхности корпуса вокруг выходов воды и посредством уплотняющего устройства между уплотняющей тарелкой и сопряженной поверхностью вплоть до назначенного в настоящее время к орошению выхода воды закрывает все другие выходы воды.

Дальнейшее переключение распределительного корпуса после отключения подачи воды происходит под уменьшающимся с продолжающимся угловым поворотом давлением воды. Трение между уплотняющим устройством и контактирующей с ним уплотняемой поверхности, движение уплотняющего устройства по кромкам уплотняемой поверхности и грязь между уплотняющей тарелкой и сопряженной поверхностью корпуса могут вести к тяжелому ходу при движении для дальнейшего переключения и к износу, к примеру, также в форме образования рисок и течей в устройстве уплотнения.

Из патентных описаний US 3 924 A, US 3 642 022 A и US 4 125 124 A известны распределители воды, у которых присоединенный к распределительному корпусу ступенчатый переключатель посредством кулисного управления переводит его в его отдельные дискретные положения. При этом соответственно так организовано кулисное управление, что ступенчатый переключатель в последовательности отдельных положений включения передвигается вдоль параллельной оси поворота направляющей при переходе положения к следующему соответственно один раз назад и снова вперед. Ось поворота устройства последовательной коммутации расположена при этом относительно уплотняемой распределительным корпусом поверхности корпуса перпендикулярно, так что жестко соединенный с устройством последовательной коммутации распределительный корпус во время отдельных ступеней двигается от этой поверхности корпуса и снова к ней. Так как положение распределительного корпуса относительно устройства последовательной коммутации зафиксировано, примененное при этом кулисное управление должно быть выполнено таким образом, что его устойчивая позиция в отдельных рабочих угловых положениях относительно ее осевого положения всегда идентична. Только таким образом возможно обеспечить безупречное во всех положениях уплотнение выходов.

В основе предлагаемого изобретения стоит задача уменьшить вышеупомянутые недостатки при таком распределителе воды.

Изобретение описано в п.1 формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения содержат предпочтительные исполнения и развития изобретения.

Сдвиг распределительный корпуса по оси от сопряженной поверхности уменьшает трение предпочтительным образом во время углового поворота распределительный корпус вокруг оси вращения во время дальнейшего переключения трение между устройством уплотнения и поворачиваемой относительно него уплотняемой поверхностью. Предпочтительно на участке движения поворота, при дальнейшем переключении, уплотняемая поверхность и поворачиваемое относительно нее устройство уплотнения будут аксиально полностью разделены друг с другом.

Средства перемещения, вызывающие осевой сдвиг распределительного корпуса относительно сопряженной поверхности в корпусе, могут в первом исполнении лежать радиально в круге, которого касается устройство уплотнения, распределенными вокруг оси вращения.

В предпочтительном исполнении средства перемещения могут лежать в пределах области, относящейся к устройствам уплотнения. При этом средства перемещения, предпочтительно в отношении устройства уплотнения, которое состоит типично из мягкого, обладающего эластичностью резины материала, неподвижны. Предпочтительно средства перемещения и устройство уплотнения расположены на распределительном корпусе, поворачивающемся относительно корпуса. При этом средства перемещения могут взаимодействовать, в частности, с сопряженной поверхностью в корпусе для относительного сдвига вдоль оси. Средства перемещения имеют скошенные поверхности, предпочтительно в направлении относительного движения при дальнейшем переключении в качестве заходов.

Осевым сдвигом распределительного корпуса трение уменьшается и при полном отводе устройства уплотнения от уплотняемой поверхности значительно снижается. Кроме того, при полном отводе устройства уплотнения от уплотняемой поверхности появляется эффект очистки поверхностей соприкосновения устройства уплотнения и уплотняемой поверхности, если между ними из внутреннего объема распределителя воды вода с уже уменьшенным давлением устремляется в выходы, так что грязь между поверхностями соприкосновения смывается и износ уменьшается.

Изобретение далее подробно представлено посредством предпочтительных примеров исполнения со ссылками на чертежи.

При этом показывает:

Фиг.1 - сечение распределителя воды.

Фиг.2 - распределительный корпус.

Фиг.3 - взаимодействующая с распределительным корпусом часть корпуса распределителя.

Фиг.4 - распределительный корпус и части корпуса распределителя в сборе.

Фиг.5 - приподнятое промежуточное положение распределительного корпуса.

Фиг.1 показывает перспективный вид распределителя воды с сечением корпуса GE посередине. Распределитель воды имеет со стороны выхода четыре отдельно управляемых выхода воды, из которых на фиг.1 видны выходы воды A1, A2, A3 и A6. Общий для всех выходов воды вход воды в распределитель воды на фиг.1 не показан и может, к примеру, быть расположен на обратной для наблюдателя фиг.1 стороне корпуса. В направлении потока между непредставленным входом воды и несколькими выходами воды расположен водопроводящий внутренний объем WR распределителя воды.

Выходы воды выполнены в виде каналов в нижней части корпуса GU. Нижняя часть корпуса образует вокруг входов каналов выходов воды уплотняемую поверхность DF, которая расположена, по существу, перпендикулярно оси DA вращения. Распределительный корпус VK поворачивается вокруг оси DA поворота в нескольких дискретных рабочих положениях. Число дискретных рабочих положений соответствует, как правило, числу выходов воды. В каждом рабочем положении один из нескольких выходов воды соединен по потоку с водопроводящим внутренним объемом WR, другие выходы воды, напротив, перекрыты распределительным корпусом VK.

Распределительный корпус для селективного соединения отдельного выхода воды с водопроводящим внутренним объемом WR имеет несколько сегментов, распределенных вокруг оси DA поворота на одинаковые угловые расстояния, из которых один сегмент образует выемку AU, которая расположена в соответствующем рабочем положении для выбранного в настоящее время выхода воды. Другие сегменты содержат на нижней поверхности распределительного корпуса, расположенной по оси напротив уплотняемой поверхности, устройство DS уплотнения, которое может иметь, в частности, на сегмент кольцевое уплотнение из предпочтительно материала, обладающего эластичностью резины.

В представленном на фиг.1 положении поворотного вокруг оси DA вращения распределительного корпуса выемка AU расположена над выходом A3 воды так, что вода от входа распределителя воды может течь через внутренний объем WR к выходу A3 воды и к присоединенному к нему устройству орошения. Распределительный корпус VK поворачивается посредством ступенчатого переключателя после окончания процесса орошения в выбранном выходе воды на один шаг переключения в показанном стрелкой направлении SR вокруг оси поворота, чтобы в другом дискретном рабочем положении проводить новый процесс орошения через другой выход воды.

Ступенчатый переключатель может работать по известному принципу сдвигаемого при высоком давлении воды во внутреннем объеме WR навстречу возвратной пружине RF вдоль оси поворота DA от распределительного корпуса поршня KO и жестко связанного с ним устойчивого к повороту и подвижного по оси шпинделя со спиралью WE, а также механизма свободного хода FS. При этом следующий поворот вокруг оси поворота происходит при уменьшении давления воды во внутреннем объеме WR, что начинается подключенным ранее компьютером орошения перекрытием подвода воды вне распределителя воды. При падении давления во внутреннем объеме WR поршень KO с помощью возвратной пружины RF возвращается в показанную на фиг.1 начальную аксиальную позицию и при этом с помощью спирали и заблокированного при этом механизма свободного хода поворачивается в направлении SR последовательного переключения. Принцип такой гидравлической коммутации распределителя на новый выход применим в различных вариантах и поэтому здесь далее не разъясняется. Детали представленного на фиг.1 ступенчатого переключателя для смысла предлагаемого изобретения далее значения не имеют.

Фиг.2 показывает предпочтительное исполнение распределительного корпуса VK для такого распределителя воды. Распределительный корпус VK имеет дискообразную уплотняющую тарелку DT, плоскость диска которой проходит перпендикулярно оси DA поворота. От уплотняющей тарелки DT по направлению оси поворота отходят предусмотренные соединительные стойки KD, посредством которых распределительный корпус может соединяться без возможности поворота, но аксиально подвижно с поршнем KO ступенчатого переключателя. Соединительные стойки KD расположены в представлении фиг.1 в пределах поршня KO. Соединительные стойки KD посредством зацепления в дополняющих встречных структурах поршня KO осуществляют передачу поворота на распределительный корпус VK при повороте поршня KO вокруг оси DA поворота. Может быть предусмотрена также передача поворота с другой конструктивной деталью ступенчатого переключателя.

На нижней, обращенной в осевом направлении от соединительных стоек KD поверхности уплотняющей тарелки DT расположено устройство уплотнения с пятью кольцевыми уплотнениями, которые расположены соответственно в одинаковых угловых сегментах вокруг оси DA поворота. Выемка AU выполнена в следующем угловом сегменте уплотняющей тарелки DT так же, как уже представлено на фиг.1 и разъяснено.

Распределительный корпус с уплотняющей тарелкой DT и соединительными стойками KD изготовлен предпочтительно методом литья под давлением корпуса. Предпочтительно обычно состоящее из обладающего эластичностью резины плотного материала устройство уплотнения изготовлено методом двухкомпонентного литья под давлением заодно с более твердой пластмассой распределительного корпуса.

На нижней поверхности уплотняющей тарелки DT сформованы выдающиеся вперед по оси и выходящие по оси за пределы устройства DS уплотнения смещающие выступы VN. По меньшей мере два, предпочтительно три смещающих выступа VN расположены в круговом направлении равномерно распределенными вокруг оси DA поворота. В предлагаемом предпочтительном конструктивном исполнении смещающие выступы VN расположены в пределах кольцевых уплотнений устройства уплотнения.

Фиг.3 показывает на перспективном виде наклонно сверху нижнюю часть GU корпуса распределителя воды с видом на уплотняемую поверхность DF нижней части, которая содержит несколько выходов воды, из которых видны A1 и A3 до A6. Выход воды A2 закрыт окружающей ось поворота колонной SZ корпуса.

Выходы воды проходят в описанном примере первоначально от уплотняемой поверхности DF по существу параллельно оси поворота DA вниз и образуют отверстия в уплотняемой поверхности DF. Для выхода A4 воды кромка такого отверстия обозначена AK, которая, как и описанные к фиг.2 смещающие выступы, взаимодействует при угловом развороте распределительного корпуса с частью корпуса.

Фиг.4 показывает промежуточное положение при установке распределительного корпуса VK на нижнюю часть GU корпуса. Уплотняющая тарелка кольцеобразно окружает колонну SZ нижней части корпуса и центрирована там относительно оси вращения DA. Подравнивание в дискретное рабочее положение расположенной над одним из выходов воды выемки AU уплотняющей тарелки происходит при дальнейшей сборке с соединением соединительных стоек KD с ответными структурами поршня.

Фиг.5 показывает фрагмент из похожего на фиг.1 перспективного вида наклонно снизу сечения распределителя, причем в представлении фиг.5 уплотняющая тарелка находится в промежуточном положении шага ступенчатого переключения вокруг оси поворота между двумя дискретными рабочими положениями. Направление поворота SR при ступенчатом переключении показано стрелкой на распределительном корпусе. В этом промежуточном положении распределительный корпус отведен смещающими выступами VN по оси от уплотняемой поверхности DF, причем малый зазор SP остается между устройством DS уплотнения и уплотняемой поверхностью. Смещающие выступы VN двигаются по уплотняемой поверхности между двумя соседними в круговом направлении выходами. Из-за поднятия устройства DS уплотнения над уплотняемой поверхностью DF, во-первых, трение устройства уплотнения с уплотняемой поверхностью во время шага переключения уменьшено, а на одном участке движения совсем пропадает, во-вторых, через зазор SP между устройством уплотнения и уплотняемой поверхностью нижней части корпуса может проходить вода и смывать частицы загрязнений. Дальнейшее переключение может происходить пошагово на одно или также несколько угловых положений.

Если распределительный корпус принимает одно из дискретных рабочих положений, смещающие выступы VN в примере оказываются в выходных отверстиях выходов воды, к примеру на фиг.1 в выходе A6. Смещающие выступы VN имеют предпочтительным образом в направлении последовательного переключения SR опережающие скошенные поверхности SF, которые ложатся как заходы на кромки AK отверстий соответствующих выходов при начале движения последовательным переключением, и при дальнейшем смещении отводят распределительный корпус по оси от нижней части GU корпуса. Сдвиг распределительного корпуса от нижней части корпуса может происходить только против силы тяжести распределительного корпуса. На представленном фиг.5 промежуточном положении смещающие выступы расположены на уплотняемой поверхности между соседними выходами воды и скользят по ней в последовательно включаемом направлении SR. При этом опорная поверхность между смещающими выступами VN и уплотняемой поверхностью незначительна и скользящие друг по другу поверхности соприкосновения могут быть выведены с малым трением.

При достижении следующего дискретного рабочего положения в последовательно включенном направлении движения уплотняющая тарелка снова падает с устройством уплотнения на уплотняемую поверхность и при следующем процессе орошения уплотняющая тарелка с увеличенной силой при повышенном давлении воды, действующем тогда во внутреннем объеме WR, давит на уплотняемую поверхность и вследствие этого эффективно уплотняет неактуальные выходы.

Указанные выше и в пунктах формулы изобретения, а также взятые из чертежей признаки, предпочтительно реализуемы как отдельно, так и в различной комбинации. Изобретение не ограничено описанными примерами изготовления, а различным способом изменяемо в рамках профессиональных возможностей.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования при водораспределении в напорных оросительных системах. Распределитель воды содержит распределительный корпус, который последовательно переключается относительно гладкой поверхности корпуса и который устройством уплотнения прилегает к сопряженной поверхности корпуса. Для распределения воды смещающие средства и устройство уплотнения на участках перемещения при ступенчатом перемещении способствуют отводу распределительного корпуса от сопряженной поверхности корпуса. Изобретение направлено на уменьшение износа в области устройства уплотнения и сопряженной поверхности корпуса распределителя воды. 15 з. п. ф-лы, 5 ил.

1. Распределитель воды, содержащий несколько выходов (A1 до A6) и распределительный корпус (VK, DT), поворачивающийся относительно корпуса (GE) вокруг оси (DA) поворота и центрируемый посредством ступенчатого переключателя пошагово в дискретных рабочих угловых положениях соответственно на одном из нескольких выходах, который перекрывает соответственно не выбранные в данный момент выходы из водопроводящего внутреннего объема (WR), для чего между распределительным корпусом (VK, DT) и окружающей поверхностью корпуса (DF), ограничивающей выходы, предусмотрено устройство (DS) уплотнения в качестве сопряженной поверхности, причем распределительный корпус (VK, DT) расположен напротив сопряженной поверхности, по существу, аксиально относительно оси (DA) поворота и в дискретных рабочих положениях принимает первое аксиальное относительное положение к сопряженной поверхности и причем предусмотрены смещающие средства (VN), которые на участках перемещения при ступенчатом переключении между следующими друг за другом рабочими угловыми положениями отводят распределительный корпус во второе аксиальное относительное положение с большим относительно первого относительного положения зазором к сопряженной поверхности,
отличающийся тем, что
распределительный корпус (VK, DT) соединен без возможности поворота, однако аксиально подвижно со ступенчатым переключателем,
смещающие средства (VN) и устройство (DS) уплотнения расположены в поворачивающемся относительно корпуса распределительном корпусе(VK, DT) так, что смещающие средства (VN) взаимодействуют с сопряженной поверхностью в корпусе для относительного осевого перемещения.

2. Распределитель воды по п.1, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) расположены радиально раздельно с областью устройства (DS) уплотнения.

3. Распределитель воды по п.1, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) расположены радиально в области выходов.

4. Распределитель воды по одному из пп. 1-3, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) содержат осевые выступы на распределительном корпусе (DT).

5. Распределитель воды по п.3, отличающийся тем, что в дискретных рабочих положениях выступы (VN) направлены в выходы.

6. Распределитель воды по п.4, отличающийся тем, что в дискретных рабочих положениях выступы (VN) направлены в выходы.

7. Распределитель воды по п.5, отличающийся тем, что выступы (VN, SF) при ступенчатом движении прилегают к кромкам (AK) отверстий выходов и скользят через них.

8. Распределитель воды по п.6, отличающийся тем, что выступы (VN, SF) при ступенчатом движении прилегают к кромкам (AK) отверстий выходов и скользят через них.

9. Распределитель воды по п. 1, отличающийся тем, что устройство (DS) уплотнения расположено на распределительном корпусе (DT).

10. Распределитель воды по п.9, отличающийся тем, что устройство (DS) уплотнения и распределительный корпус (VK, DT) выполнены в виде единой конструктивной детали методом двухкомпонентного литья под давлением.

11. Распределитель воды по п. 1, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) способствуют полному отведению устройства (DS) уплотнения от сопряженной поверхности (DF).

12. Распределитель воды по п. 2, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) способствуют полному отведению устройства (DS) уплотнения от сопряженной поверхности (DF).

13. Распределитель воды по п. 3, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) способствуют полному отведению устройства (DS) уплотнения от сопряженной поверхности (DF).

14. Распределитель воды по п. 4, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) способствуют полному отведению устройства (DS) уплотнения от сопряженной поверхности (DF).

15. Распределитель воды по п. 1, отличающийся тем, что смещающие средства (VN) содержат несколько расположенных в круговом направлении равномерно распределенных частичных структур.

16. Распределитель воды по п. 1, отличающийся тем, что распределительный корпус содержит дискообразную уплотняющую тарелку, которая лежит, по существу, в плоскости, перпендикулярной оси поворота.