Регулирующий клапан потока низкого давления Российский патент 2025 года по МПК A01G25/02 F16K7/07 F16K17/34 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к устройству и системе для регулирующего клапана низкого давления и, в частности, к регулирующему клапану, функционирующему в условиях очень низких давлений.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Системы орошения и системы управляемого потока жидкости используются для управления жидкостями, поставляемыми для различных сельскохозяйственных нужд - от собственных приусадебных участков до крупномасштабных работ с сельскохозяйственными культурами. Подобные системы орошения позволяют управлять подачей жидкостей, удобрений, воды для выращивания сельскохозяйственных культур. Системы орошения требуют доставки жидкости, прежде всего воды, к сельскохозяйственным культурам при различных параметрах качества воды и/или скорости потока воды.

При работе системы капельного или струйного орошения непрерывный и постоянный поток жидкости поддерживается регулируемым способом на протяжении процесса орошения. Во время работы система орошения должна легко очищаться, чтобы снизить склонность к засорению. К примеру, засорение может возникать за счет маленьких частиц грязи, являющихся естественной средой для систем орошения. Такое засорение может приводить к значительному снижению давления потока жидкости и, в свою очередь, к окончательному повреждению системы орошения или ее частей.

Водное хозяйство имеет различные инновационные решения для преодоления этой проблемы. Например, системы фильтрации воды, капельные ирригаторы, капельницы-муфты, капельницы, монтируемые на отводе.

Публикация заявки на патент США No. 4,190,206 (Atkinson et al) описывает капельницу, подходящую для капельного орошения, которая содержит регулирующий клапан потока, имеющий входное отверстие, которое сужается в ответ на падение давления, обеспечивая равномерный поток независимо от изменений давления в линейной системе, для создания постоянной скорости потока в системе орошения. Аналогичные решения описаны в публикациях заявок на патент США Nos. US4,313,471 и US4,869,432.

Публикация заявки на патент США No. 4,627,573 (Havens) описывает капельницу, подходящую для капельного орошения, которая содержит два отверстия регулирования потока, работающие совместно для сужения в ответ на два различных изменения давлений. Первое отверстие регулирования потока, имеющее каплевидную форму, выполнено с возможностью функционирования в среде давления, не превышающего 8 фунтов на квадратный дюйм, что составляет около 0,5 бар, тогда как второе отверстие регулирования потока, имеющее трубообразную форму, обеспечивает поддержку перепада давления через первое отверстие для управления потоком на уровне ниже 8 фунтов на квадратный дюйм. При этом оба отверстия регулирования потока должны работать в унисон для достижения требуемой регулировки потока на уровне выше около 8 фунтов на квадратный дюйм.

Аналогичные разработки также описаны в следующих публикациях заявок на патент ЕР 0043255, CN 107593373, WO 14049220, US 2003226913, US 2515073, US 3767124, US 4382549, US 4824025, CN 201742791, US 4113180.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение представлено для преодоления недостатков предшествующего уровня техники, в котором используется отверстие регулирования потока, имеющее круглую форму при достижении им его максимального функционального давления. Например, публикация заявки на патент США No. 4,627,573 (Havens) описывает отверстие регулирования потока, имеющее каплевидную конфигурацию, Фиг. 1F, однако такая конфигурация изначально ограничена, так как отверстие принимает симметричную круглую форму как только подвергается воздействию предварительно заданной точки максимального давления, которая сравнительно ниже заданных 8 фунтов на квадратный дюйм, что эквивалентно около 0,5 бар. При этом, каплевидная форма требует наличия второго отверстия регулирования потока для поддержания перепада давления на уровне 8 фунтов на квадратный дюйм.

Независимо от развития технологий орошения, представленных в предшествующем уровне техники, остается неудовлетворенной потребность в регулирующем клапане потока для очень низких давлений, к примеру, в форме капельницы для орошения, полностью и должным образом функционирующей для обеспечения практически постоянного выходного потока жидкости при давлении входного потока жидкости ниже 6 бар и, предпочтительно, при давлении входного потока жидкости на уровне, близком к нулю, то есть ниже 1 бара и, более предпочтительно, при давлении входного потока жидкости на уровне, близком к нулю, в диапазоне от около 0,005 бар и до 1 бара.

В некоторых вариантах реализации изобретения регулирующий клапан потока низкого давления, например, в форме капельницы для орошения, полностью и должным образом функционирует при давлении входного потока жидкости ниже уровня около 6 бар. В вариантах реализации изобретения клапан согласно настоящему изобретению обеспечивает постоянный выходной поток жидкости при входном давлении жидкости, к примеру, на уровне или ниже около 1 бара или 2 бар, или 3 бар, или 4 бар, или 5 бар, или 6 бар.

В некоторых вариантах реализации изобретения клапан потока, согласно вариантам реализации настоящего изобретения, полностью и должным образом функционирует для подачи постоянного выходного потока жидкости при входном давлении около нуля, например, при давлении входного потока жидкости ниже 0,25 бар.

В некоторых вариантах реализации изобретения клапан низкого давления согласно настоящему изобретению обеспечивает выпуск практически постоянного выходного потока жидкости при давлении входного потока жидкости ниже около 1 бара и, в качестве опции, на уровне или ниже около 0,005 бара.

В вариантах реализации изобретения клапан согласно настоящему изобретению обеспечивает постоянный выходной поток жидкости при очень низком давлении входного потока жидкости, которое, к примеру, может быть на уровне около: 1 бар, 0,95 бар, 0,9 бар, 0,85 бар, 0,8 бар, 0,75 бар, 0,7 бар, 0,65 бар, 0,6 бар, 0,55 бар, 0,5 бар, 0,45 бар, 0,4 бар, 0,35 бар, 0,3 бар, 0,25 бар, 0,20 бар, 0,15 бар, 0,10 бар, 0,05 бар, 0,045 бар, 0,04 бар, 0,035 бар, 0,03 бар, 0,025 бар, 0,02 бар, 0,015 бар, 0,01 бар или 0,005 бар.

Настоящее изобретение преодолевает недостатки предыдущего уровня техники, предоставляя регулирующий клапан потока, который полностью функционирует и поддерживает практически постоянный и/или прогнозируемый выходной поток жидкости при давлении входного потока жидкости ниже около 6 бар, необязательно ниже около 1 бара, необязательно и более предпочтительно при давлении входного потока жидкости около 0,005 бар, необязательно и все еще более предпочтительно при давлении входного потока жидкости менее чем около 0,25 бар.

В вариантах реализации изобретения клапан потока низкого давления выполнен с возможностью обеспечения практически постоянной и/или регулируемой скорости выходного потока при давлении входного потока жидкости, выбранного из следующих уровней давлений входного потока жидкости: 1 бар, 0,95 бар, 0,9 бар, 0,85 бар, 0,8 бар, 0,75 бар, 0,7 бар, 0,65 бар, 0,6 бар, 0,55 бар, 0,5 бар, 0,45 бар, 0,4 бар, 0,35 бар, 0,3 бар, 0,25 бар, 0,20 бар, 0,15 бар, 0,10 бар, 0,05 бар, 0,045 бар, 0,04 бар, 0,035 бар, 0,03 бар, 0,025 бар, 0,02 бар, 0,015 бар, 0,01 бар или 0,005 бар.

В вариантах реализации изобретения клапан потока низкого давления может быть представлен в различных формах, например, помимо прочего, в форме клапана потока капельного орошения, капельницы для орошения, клапана орошения, дождевателя, капельницы с компенсированным давлением, дозатора с компенсированным давлением и тому подобного.

В вариантах реализации изобретения регулирующий клапан потока согласно настоящему изобретению обеспечивает управляемый поток любой текучей жидкости.

Кроме того, клапан потока низкого давления в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения преодолевает недостатки предыдущего уровня техники в том, что клапан согласно настоящему изобретению обеспечивает поддержание практически постоянного выходного потока жидкости даже при скачкообразных изменениях давления, например, когда трубопровод входного потока открыт и/или закрыт, что, как правило, проявляется при начале или окончании протекания потока.

Варианты реализации настоящего изобретения относятся к регулирующему клапану потока, обеспечивающему постоянный выходной поток жидкости в условиях изменяющегося давления входного потока жидкости, регулирующий клапан потока содержит: основную часть, имеющую расходное отверстие, посредством которого образовано впускное отверстие на одном конце и выпускное отверстие на противоположном конце; впускное отверстие оснащается регулирующей поверхностью потока и по меньшей мере двумя боковыми стенками, проходящими дистально от регулирующей поверхности в направлении выпускного отверстия; по меньшей мере часть впускного отверстия содержит гибкие материалы, выполненные с возможностью сделать впускное отверстие реагирующим на изменения давлений, прилагаемых по меньшей мере к части впускного отверстия; и при этом, в ответ на такие изменения, регулирующая поверхность потока регулирует выходной поток через регулирующий клапан потока; регулирующая поверхность потока оснащена по меньшей мере одним регулировочным отверстием потока для управления выходным потоком через клапан; по меньшей мере одно регулировочное отверстие потока имеет форму многоугольника, образованного двумя кромками, имеющими одну общую вершину, каждая из кромок имеет вторую вершину, расположенные на расстоянии друг от друга, образуя основание многоугольника, и при этом основание не выступает за границы воображаемой плоскости, образованной за пределами второй вершины; и при этом в ответ на увеличение давления, прилагаемого к впускному отверстию, по меньшей мере одно из оснований или по меньшей мере две кромки выполнены с возможностью сжиматься по направлению друг к другу с внутренней стороны регулировочного отверстия потока.

В вариантах реализации изобретения первая кромка из двух кромок может быть выполнена из негибких материалов и при этом вторая кромка может быть выполнена из гибких материалов.

В вариантах реализации изобретения первая кромка из двух кромок и вторая кромка из двух кромок может быть выполнена из материалов разной степени гибкости и/или из разных материалов.

В вариантах реализации изобретения первая кромка из двух кромок и вторая кромка из двух кромок может быть выполнена из разных материалов.

В вариантах реализации изобретения степень гибкости первой кромки может быть выполнена с возможностью быть меньше, чем степень гибкости второй кромки, при этом вторая кромка может быть более гибкой, чем первая кромка.

В вариантах реализации изобретения снование и первая кромка могут быть выполнены из негибких материалов и при этом вторая кромка может быть выполнена из гибких материалов.

В вариантах реализации изобретения основание может быть вытянуто в линию вдоль воображаемой плоскости.

В вариантах реализации изобретения основание может быть вытянуто в линию, имеющую n кромок, при этом значение n представляет собой по меньшей мере два или больше.

В вариантах реализации изобретения основание проходит внутри относительно отверстия и может быть выполнено с возможностью иметь одну из следующих форм: выпуклую, криволинейную, дуговидную, эллипсовидную, закругленную или круглую.

В вариантах реализации изобретения две кромки могут иметь одинаковую длину, образуя форму равнобедренного многоугольника.

В вариантах реализации изобретения две кромки могут иметь разную длину, образуя первую кромку и вторую кромку.

В вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна из двух кромок может быть образована из по меньшей мере двух подсегментов. В вариантах реализации изобретения по меньшей мере один из двух подсегментов может быть криволинейным. В вариантах реализации изобретения по меньшей мере два подсегмента могут быть выполнены с возможностью иметь разный угол относительно по меньшей мере одной вершины.

В вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность потока содержит по меньшей мере два регулировочных отверстия потока.

В вариантах реализации изобретения регулировочные отверстия потока могут быть отцентрированы относительно регулирующей поверхности потока.

В вариантах реализации изобретения регулировочные отверстия потока могут располагаться вдоль регулирующей поверхности потока определенным образом, выбранным из одной группы, например, помимо прочего, следующим образом: по центру, симметрично, ассиметрично, симметрично вдоль по меньшей мере одной оси, ассиметрично вдоль по меньшей мере одной оси и тому подобным.

В вариантах реализации изобретения основная часть и/или регулирующая поверхность потока могут быть размещены внутри корпуса, выбранного из группы, например, помимо прочего, внутри полости капельного орошения, встроенного узла, узла капельницы с флажком, корпуса с компенсированным давлением.

В вариантах реализации изобретения корпус может иметь форму по меньшей мере части узла капельницы с флажком.

В вариантах реализации изобретения корпус может иметь форму по меньшей мере части узла капельницы с флажком.

В вариантах реализации изобретения корпус может иметь форму по меньшей мере части корпуса с компенсированным давлением, содержащего диафрагму, при этом его часть образует по меньшей мере одну из по меньшей мере двух боковых стенок и одну из по меньшей мере двух кромок.

В некоторых вариантах реализации изобретения корпус с компенсированным давлением может дополнительно содержать по меньшей мере один или более элементов, например, помимо прочего, фильтр и/или лабиринт потока жидкости.

В некоторых вариантах реализации корпуса с компенсированным давлением по меньшей мере одна из по меньшей мере двух боковых стенок может быть образована за счет по меньшей мере части корпуса с компенсированным давлением.

В некоторых вариантах реализации корпуса с компенсированным давлением основание может быть образована за счет по меньшей мере части корпуса с компенсированным давлением.

В вариантах реализации изобретения дополнительные корпуса могут быть интегрированы с трубопроводом и/или подающим трубопроводом.

В вариантах реализации изобретения корпус может быть выполнен в форме капельницы.

В вариантах реализации изобретения корпус может представлять собой клапан разбрызгивающей головки.

В вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность потока может быть выполнена с возможностью иметь неравномерный уровень гибкости, охватывающий регулировочное отверстие потока. Необязательно неравномерный уровень гибкости, охватывающий регулировочное отверстие потока, может располагаться вдоль по меньшей мере части по меньшей мере одной из боковых кромок или основания.

В вариантах реализации изобретения устройство может быть выполнено с возможностью иметь по меньшей мере два уровня гибкости, охватывающие регулировочное отверстие потока.

В вариантах реализации изобретения каждая боковая кромка может быть индивидуально выполнена с возможностью иметь индивидуальный уровень жесткости и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости.

В контексте данного описания термин РАВНОБЕДРЕННЫЙ МНОГОУГОЛЬНИК означает многоугольник с по меньшей мере одной линией симметрии и в котором по меньшей мере две стороны имеют равную длину.

В контексте данного описания термин жидкость и/или текучая жидкость может эквивалентно означать любую текучую среду, жидкость, газ, воздух или их смесь.

В контексте данного описания термины гибкие и/или пластичные, и/или эластичные материалы могут использоваться эквивалентно для обозначения материалов, чувствительных к изменениям давления.

Используемый в данном документе термин «около» означает +/-10%.

В контексте данного описания термины «содержат», «содержащие», «включают», «включающие», «имеющие» и их спряжения означают «включающие помимо прочего». Термин «состоящий» означает «включающий только». Термин «состоящий преимущественно из» означает, что соединение, способ или структура может содержать дополнительные компоненты, этапы и/или части только если дополнительные компоненты, этапы и/или части существенно изменяют базовые или оригинальные характеристики заявленных соединений, способов или структур.

Используемое в данном документе слово «иллюстративный» означает «служащий в качестве примера, образца или пояснения». Любой вариант реализации изобретения, описанный как «иллюстративный», не обязательно следует рассматривать как предпочтительный или преимущественный по сравнению с другими вариантами реализации изобретения и/или как исключающий включение особенностей из других вариантов реализации изобретения.

Используемое в данном документе слово «необязательно» означает «представлено в некоторых вариантах реализации изобретения и не представлено в других вариантах реализации изобретения». Некоторые конкретные варианты реализации изобретения могут содержать множество «необязательных» особенностей, если такие особенности не конфликтуют.

Используемые в данном документе формы единственного числа включают ссылки во множественном числе, если только из контекста явно не следует иное. Например, термин «соединение» или «по меньшей мере одно соединение» может включать множество соединений, включая их сочетания.

Везде в данном описании различные варианты реализации данного изобретения могут быть представлены в формате диапазона. Следует понимать, что описание в формате диапазона делается просто для удобства и краткости, и не должно рассматриваться как жесткое ограничение объема настоящего изобретения. Соответственно, описание диапазона следует рассматривать как специфическое изложение всех возможных поддиапазонов, а также отдельных цифровых значений внутри такого диапазона. Например, описание диапазона, к примеру, от 1 до 6 следует рассматривать как имеющее специфические изложенные поддиапазоны, к примеру, от 1 до 3, от 1 до 4, от 1 до 5, от 2 до 4, от 2 до 6, от 3 до 6 и т.д., а также отдельные числа внутри диапазона, например, 1, 2, 3, 4, 5 и 6. Это применимо независимо от ширины диапазона.

Когда в данном документе указан цифровой диапазон, подразумевается, что он включает любые упомянутые численные величины (дробные или целые) внутри указанного диапазона. В используемых в данном документе фразах «в диапазоне/в диапазоне между» первым числом и вторым числом и «диапазон/диапазоны от» первого числа и «до» второго числа используются здесь взаимозаменяемо и включают первое, и второе указанные числа, и все дробные и целые числа между ними.

В тех случаях, когда используется соглашение аналогичное «по меньшей мере одному из А, В, С и т.д.», как правило, такая конструкция предполагает, что специалисту в данной области техники будет понятно такое соглашение (например, «система, имеющая по крайней мере один из А, В и С» включает, помимо прочего, системы, в которых есть только А, только В, только С, А и В вместе, А и С вместе, В и С вместе и/или А, В и С вместе и т.д.). Специалисту в данной области техники также будет понятно, что практически любое альтернативное слово и/или фраза, представляющее два или более альтернативных термина, будь то описание, формула изобретения или графические материалы, следует понимать как возможные варианты включения одного из терминов, ни одно из терминов, или обоих терминов. Например, фразу «А или В» следует понимать как возможные варианты «А», или «В», или «А и В».

Используемый в данном документе термин «способ» означает механизмы, устройства, технические средства и процедуры для выполнения поставленной задачи, включая, помимо прочего, в равной степени как известные или легко разрабатываемые из известных механизмов, устройств, технических средств и процедур практикующими специалистами в области химии, фармакологии, биологии, биохимии и медицины.

Если не указано иное, все используемые в данном документе технические и научные термины имеют такое же значение, что и общеизвестные обычным специалистам термины в области техники, к которой относится данное изобретение. Представленные в данном документе материалы, способы и примеры имеют иллюстративный характер и не рассматриваются как ограничивающие.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение в данном документе описано исключительно в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы. Обращаясь теперь к подробностям графических материалов, следует подчеркнуть, что показанные подробности приведены исключительно для иллюстративного пояснения предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения, и представлены для того, чтобы обеспечить наиболее полезное и понятное описание принципов и концептуальных аспектов изобретения. Таким образом, отсутствует стремление показать конструктивные особенности изобретения более подробно, чем это необходимо для фундаментального понимания изобретения, использование описания вместе с графическими материалами делает очевидным для специалистов в данной области техники какие множественные формы изобретения могут быть осуществлены на практике.

На графических материалах:

Фиг. 1A-D иллюстрируют предыдущий уровень техники клапанов для орошения;

Фиг. 1Е представляет собой график характера изменения потока жидкости клапанов для орошения предыдущего уровня техники в условиях различных давлений.

Фиг. 1F иллюстрирует предыдущий уровень техники клапанов для орошения;

Фиг. 2 представляет собой график сравнения характера изменения потока жидкости через клапан потока в соответствии с вариантами реализации настоящего изобретения при сравнении ответной реакции потока жидкости для устройств предыдущего уровня техники;

Фиг. 3A-F иллюстрируют различные виды схематического изображения устройства согласно необязательным вариантам реализации настоящего изобретения;

Фиг. 4A-D иллюстрируют схематические изображения устройства согласно необязательным вариантам реализации настоящего изобретения;

Фиг. 5A-D иллюстрируют различные виды схематического изображения устройства согласно необязательному варианту реализации настоящего изобретения;

Фиг. 6A-D иллюстрируют различные виды схематического изображения устройства согласно необязательному варианту реализации настоящего изобретения, показанного в форме капельницы с компенсированным давлением;

Фиг.7A-D иллюстрируют различные виды схематического изображения устройства согласно необязательному варианту реализации настоящего изобретения, показанного в форме капельницы с компенсированным давлением;

Фиг. 7Е-Н иллюстрируют схематические изображения поведения капельницы с компенсированным давлением в ответ на повышение давления потока согласно варианту реализации настоящего изобретения;

Фиг. 8 представляет собой график, отображающий изменение в конфигурации регулировочного отверстия потока в ответ на давлении входного потока жидкости согласно вариантам реализации настоящего изобретения;

Фиг. 9 представляет собой схематическое изображение необязательного варианта реализации согласно вариантам реализации настоящего изобретения; и

Фиг. 10А-С иллюстрируют схематические изображения необязательного варианта реализации согласно варианту реализации настоящего изобретения.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Принципы и работа настоящего изобретения будут более понятны со ссылкой на графические материалы и прилагаемое описание.

Последующие ссылочные метки на фигурах используются на протяжении всего описания для обозначения аналогичных функциональных компонентов, используемых далее на протяжении всего описания.

10 встроенный трубопровод подающей магистрали;

100 регулирующий клапан потока;

100i впускное отверстие регулирующего клапана потока;

100о впускное отверстие регулирующего клапана потока;

102 чувствительная к давлению боковая стенка;

102е наружная поверхность боковой стенки;

102i внутренняя поверхность боковой стенки;

104 регулирующая поверхность потока;

106 внутренний объем потока;

108 основная часть;

110 регулировочное отверстие потока;

110а открытая конфигурация (нулевое давление);

110b управляемая конфигурация (высокое давление);

110с конфигурация обратного потока; (отрицательное давление)

112 боковые кромки;

114 общая вершина (первый конец);

116 вторая вершина (второй конец);

118 основание;

118а трапециевидное основание;

118b дугообразное основание;

118с линейное основание;

120 регулирующая поверхность потока с несколькими вырезами;

122 первое регулировочное отверстие потока;

124 второе регулировочное отверстие потока;

130 капельница;

140 корпус капельницы с компенсацией потока;

142 верхняя часть корпуса;

143 фильтрующий элемент;

144 диафрагма;

145 лабиринт потока жидкости;

146 нижняя часть корпуса;

148 выходные отверстия;

150 уровень жесткости кромки;

150а, b уровень жесткости кромки;

210 регулировочное отверстие потока;

212 боковая кромка

212а первый отрезок боковой кромки;

212b второй отрезок боковой кромки;

214 общая вершина (первый конец);

216а, b вторая вершина (второй конец);

218 основание.

Фиг. 1A-D иллюстрирует известный уровень техники регулирующего клапана потока как описано в патенте США No. 4,190,206 (Atkinson et al). Фиг. 1A иллюстрирует вид в перспективе клапана, который содержит основную часть 12, ограниченную парой сходящихся губок 14, которые расположены на расстоянии относительно друг друга, образуя впускное отверстие 16. Клапан служит для управления потоком посредством изменения формы впускного отверстия 16.

Фиг. 1В и Фиг. 1D иллюстрируют известный уровень техники впускного отверстия в открытой конфигурации. Фиг. 1С иллюстрирует закрытое впускное отверстие впускного отверстия, проиллюстрированного на Фиг. 1В.

Как видно из известного уровня техники впускное отверстие 16 представлено в форме симметричного центрального отверстия, которое управляется по центру таким образом, что оно закрыто при приложении давления вдоль средней части центрального отверстия, как проиллюстрировано на Фиг. 1С, оставляя две части отверстия, обозначенные 30 на изображении известного уровня техники.

Фиг. 1Е иллюстрирует копию Фиг. 11, проиллюстрированной в патенте США No. 4,190,206 (Atkinson et al.), представляющую собой график поведения регулирующего клапана потока известного уровня техники при различных давлениях на впускном отверстии потока. Это графически иллюстрирует поток в галлонах в час (GPH) в зависимости от давления в фунтах на квадратный дюйм (PSI). Фиг. 1Е явно подчеркивает ограничения и недостатки регулирующих клапанов для орошения известного уровня техники, так как график явно указывает, что при очень низком давлении воды ниже 6 фунтов на квадратный дюйм, что эквивалентно около 4,2 метров воды (mH2O), клапан известного уровня техники не может должным образом регулировать поток воды с постоянной скоростью потока. Такая неспособность функционировать при низких давлениях остается проблемой в данной области техники, которая решена вариантами реализации настоящего изобретения.

Данная проблема решена посредством вариантов реализации настоящего изобретения для регулирующего клапана потока низкого давления 100, 130, 140, Фиг. 3-7 согласно настоящему изобретению. При этом регулирующий клапан потока низкого давления 100, 130, 140 представляет клапан, выполненный с возможностью обеспечивать постоянный выходной поток жидкости при очень низком давлении входного потока жидкости, практически при входном давлении равном нулю, например, вплоть до 0,005 бар, необязательно ниже 0,25 бар и ниже диапазона от 1 до 6 бар.

Фиг. 2 иллюстрирует сравнительный график, отображающий поведение регулирующих клапанов для орошения известного уровня техники, описанных в патенте США No. 4,190,206, Европейском патенте No. 43255, и клапана капельного орошения, в котором щель имеет фиксированный размер, равный 0,25 мм, в сравнении с представленным регулирующим клапаном 100, 130, 140 потока низкого давления согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Фиг. 2 иллюстрирует поток в литрах в час (л/час) в зависимости от давлении входного потока жидкости в метрах воды (mH2O). Он явно показывает, что при очень низком давлении ниже 10 метров воды (mH2O) (эквивалентно около 1 бара) и, аналогично, ниже чем 2,5 метров воды (mH2O) (эквивалентно около 0,25 бар) регулирующий клапан орошения согласно настоящему изобретению поддерживает практически постоянную скорость потока, тогда как регулирующие клапаны известного уровня техники имеют значительные флуктуации по давлению при очень низком давлении потока жидкости, фактически, ниже 1 бара и, таким образом, не могут должным образом регулировать поток жидкости, чтобы обеспечить практически постоянный выходной поток через основную часть клапана.

Следовательно, варианты реализации настоящего изобретения имеют практическое преимущество в условиях, когда давление жидкости, например, воды, на впускном отверстии, очень низкое, чтобы не тратить драгоценную воду. Кроме того, это позволяет использовать их в сельском хозяйстве на удаленных участках, которые не имеют постоянного давления входного потока воды или не используют для орошения воду под давлением. Аналогичным образом, использование устройства в соответствии с настоящим изобретением обеспечивает преимущество в любых условиях низкого давления жидкости, которое ниже около 6 бар, необязательно ниже, чем около 1 бара, преимущественно ниже около 0,25 бар и необязательно и преимущественно ниже 0,005 бар, и/или при практически нулевом давлении, например, в условиях, когда отсутствует необходимая инфраструктура, чтобы обеспечить поток воды под давлением. Или, аналогичным образом, требуется наладить оросительную инфраструктуру, в которой источник воды не находится под давлением и получение воды происходит из природного источника без давления, например, из реки, озера и тому подобного источника воды. Подобные природные источники жидкости, находящиеся под нормальным давлением, составляют подавляющее большинство источников воды для сельскохозяйственных целей во всем мире.

Варианты реализации в соответствии с настоящим изобретением представляют регулирующий клапан низкого давления, способный регулировать поток воды при очень низком давлении входного потока жидкости значительно ниже 6 бар и более предпочтительно ниже 1 бара (эквивалентно 10 метров воды (mH2O), 14,5 фунтов на квадратный дюйм), необязательно и предпочтительно ниже 0,5 бар (эквивалентно 5 метров воды (mH2O), 7,25 фунтов на квадратный дюйм), и более предпочтительно ниже 0,25 бар (эквивалентно 2.5 метров воды (mH2O), около 3,6 фунтов на квадратный дюйм).

Фиг. 3А иллюстрирует схематическое изображение регулирующего клапана 100 потока низкого давления согласно варианту реализации настоящего изобретения. Фиг. 3А предоставляет вид в перспективе на устройство 100. Фиг. 3В предоставляет вид сбоку на устройство 100. Фиг. 3С иллюстрирует схематический частичный разрез, показывающий частичный вид в разрезе устройства 100.

Устройство 100 представляет собой регулирующий клапан потока жидкости, оснащенный впускным отверстием 100i жидкости, расположенным проксимально, и дистально расположенным выпускным отверстием 100о жидкости. Устройство 100 может размещаться и/или встраиваться в различные корпуса 108, не имеющие ограничительного характера, пример которого, не имеющий ограничительного характера, проиллюстрирован на Фиг. 3А-В в форме регулирующего клапана капельного орошения. Устройство 100 не ограничено подобными корпусами и может быть размещено во множестве дополнительных функциональных корпусах, например, как проиллюстрировано на Фиг. 5-7 и 11, при этом использование корпуса 108 зависит от сценария применения в орошении, например, включая, помимо прочего, узел муфты для орошения, узел капельницы с флажком, узел капельного орошения, узел капельницы, монтируемой на отводе, узел капельницы с компенсацией давления, узел однолетнего поверхностного орошения, узел многолетнего поверхностного орошения, узел закрытого орошения, и тому подобные или их комбинации.

Устройство 100 содержит основную часть 101, образующую расходное отверстие жидкости, при этом обеспечивающую протекание потока жидкости от проксимально расположенного впускного отверстия 100i (первый конец) к дистально расположенному выпускному отверстию 100о (второй конец). По меньшей мере основная часть 101 представлена в форме гибкого и/или эластичного материала, и/или пластичного материалов, выполненных с возможностью приводить по меньшей мере часть впускного отверстия 100i в состояние отклика и/или реагирования на изменения давления потока жидкости, прилагаемого к по меньшей мере основной части 101. Например, чувствительные к давлению и/или гибкие материалы, образующие по меньшей мере основную часть 101 и, в частности, по меньшей мере часть впускного отверстия 100i могут, к примеру, включать, помимо прочего, силикон, резину, полимеры и тому подобные или их комбинации.

Впускное отверстие 100i оснащено регулирующей поверхностью 104 потока и по меньшей мере двумя боковыми стенками 102, проходящими дистально от регулирующей поверхности 104 в направлении выпускного отверстия 100о. Наиболее предпочтительная регулирующая поверхность 104 потока образует регулировочное отверстие 110 потока, называемое также выходное отверстие. В вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность 104 потока может быть представлена в виде отдельно функционирующего элемента и/или узла, который функционирует для управления регулировочным отверстием 110 потока, например, как проиллюстрировано на Фиг. 3A-F.

В некоторых вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность 104 потока может быть выполнена из по меньшей мере двух или более функциональных элементов и/или узлов, например, как проиллюстрировано на Фиг. 6A-D и Фиг. 7A-D, которые функционируют для согласованного управления регулировочным отверстием 110 потока. По меньшей мере часть впускного отверстия 100i предпочтительно выполнена из гибких и/или эластичных материалов, выполненных с возможностью приводить по меньшей мере часть впускного отверстия 100i в состояние отклика и/или реагирования на изменения давления потока жидкости, прилагаемого к по меньшей мере части впускного отверстия, например, включая, помимо прочего: впускное отверстие 100i, регулирующую поверхность 104 потока, регулировочное отверстие 110 потока, боковые стенки 102 или их комбинацию.

Например, в ответ на изменения давления, прилагаемого к по меньшей мере части впускного отверстия 100i, регулирующая поверхность 104 потока адаптирует свою форму и/или конфигурацию для принятия различных форм, при этом различные формы обеспечивают возможность регулирования и/или управления потоком жидкости и, в частности, скоростью потока жидкости через регулирующий клапан 100 потока, и основную часть 101 от впускного отверстия 100i до выпускного отверстия 100о.

Пример некоторых дополнительных различных форм и/или конфигураций регулирующей поверхности 104 потока, не имеющий ограничительного характера, проиллюстрирован на Фиг. 3D-F.

Фиг. 3D иллюстрирует полностью открытую конфигурацию; Фиг. 3Е иллюстрирует контролируемое и/или закрытое положение, обеспечивающее возможность управления скоростью потока с постоянной скоростью потока. Фиг. 3F иллюстрирует отрицательное давление и/или конфигурацию обратного потока, при которой клапан очищен для удаления любых инородных частиц.

Регулирующая поверхность 104 потока оснащена по меньшей мере одним регулировочным отверстием 110 потока для управления и/или ограничения потока через основную часть 101 клапана на впускном отверстии 100i. Регулировочное отверстие 110 потока предпочтительно выполнено с возможностью иметь, в большинстве случаев, треугольную или многоугольную форму. В некоторых вариантах реализации изобретения регулировочное отверстие 110 потока, например, как проиллюстрировано на Фиг. 3А, выполнено с возможностью иметь конфигурацию равнобедренного многоугольника, включая две одинаковые по длине кромки 112, Фиг. 3D, имеющие первый конец, образующий одну общую вершину 114, и при этом каждая из равных по длине кромок 112 имеет второй конец, которые вместе образуют вторую вершину 116, разделенные на расстоянии, образующем основание 118 регулировочного отверстия 110 потока, принявшего форму равнобедренного многоугольника. В вариантах реализации изобретения основание 118 выполнено с возможностью не выходить за пределы воображаемой плоскости, образованной снаружи по отношению к вышеуказанной второй вершине 218р, проиллюстрированной на Фиг. 9, вместо этого основание 118 образовано как между вершинами 116, так и изнутри по отношению к отверстию 110 в направлении общей вершины 114, например, как проиллюстрировано.

В вариантах реализации изобретения основание 118 может быть представлено в различных формах и/или конфигурациях, выбираемых из линейной, криволинейной, дуговидной, эллипсовидной, многоугольной, изогнутой, круглой, полукруглой и тому подобных геометрических форм или любых их комбинаций.

Могут использоваться различные конфигурации основания 118 с отверстием потока 110, примеры которых, не имеющие ограничительного характера, проиллюстрированы на Фиг. 3А, 3D и Фиг. 4А-4С, и Фиг. 9.

В вариантах реализации изобретения вершина 114 представлена с острым углом, имеющим угол менее 30 градусов, более предпочтительно менее 20 градусов и наиболее предпочтительно менее 10 градусов.

В таких вариантах реализации изобретения, не имеющих ограничительного характера, конфигурация регулировочного отверстия 110 потока в виде равнобедренного многоугольника обеспечивает работу регулировочного клапана 100 при низком давлении согласно вариантам реализации настоящего изобретения. При этом клапан 100 поставляет практически постоянный выходной поток жидкости через выпускное отверстие 100о независимо от различного входного давления потока жидкости, прилагаемого к впускному отверстию 100i, и, в частности, когда входное давление потока ниже 1 бара, и необязательно ниже чем 0,25 бара, и необязательно при давлении, меньшем чем около 0,005 бара. Согласно вариантам реализации настоящего изобретения регулирующий клапан 100 функционирует для обеспечения предварительно заданной постоянной скорости выходного потока в условиях, при которых входное давление жидкости ниже 1 бара, предпочтительно ниже 0,25 бара и необязательно при входном давлении потока ниже около 0,005 бара.

В вариантах реализации изобретения регулировочное отверстие 110 потока может располагаться любым способом вдоль регулирующей поверхности 104 потока, например, помимо прочего, следующим образом: по центру, симметрично, ассиметрично, симметрично вдоль по меньшей мере одной оси, ассиметрично вдоль по меньшей мере одной оси и тому подобным. Например, Фиг. 3D иллюстрирует пример отверстия 110, не имеющий ограничительного характера, расположенного по центру и симметрично относительно поверхности 104.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость, эластичность, пластичность и/или гибкость поверхности 104 может быть равномерной.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость, эластичность, пластичность и/или гибкость поверхности 104 может быть неравномерной, имеющей разную жесткость, и/или пластичность, распределенную вдоль поверхности 104.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость и/или эластичность, и/или пластичность, и/или гибкость поверхности 104 может быть неравномерно распределена вокруг отверстия 110, при этом кромки 112, и основание 118 имеют тот же уровень жесткости, и/или эластичности.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость и/или эластичность, и/или пластичность, и/или гибкость поверхности 104 может быть неравномерно распределена вокруг отверстия 110, при этом кромки 112 имеют тот же уровень жесткости, и/или эластичности.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость и/или эластичность, и/или пластичность, и/или гибкость поверхности 104 может быть неравномерно распределена вокруг отверстия 110, при этом по меньшей мере часть кромок 112, и/или по меньшей мере часть основания 118 выполнены с возможностью иметь неравномерный уровень жесткости, и/или эластичности.

В некоторых вариантах реализации изобретения жесткость и/или эластичность, и/или пластичность, и/или гибкость поверхности 104 может быть неравномерно распределена вокруг отверстия 110, при этом основание 118, и/или каждая из кромок 112 могут быть индивидуально выполнены с возможностью иметь индивидуальный уровень жесткости, и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости.

В некоторых вариантах реализации изобретения поверхность 104 может быть выполнена из по меньшей мере двух разных материалов, имеющих переменную степень и/или уровень жесткости, и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости вокруг отверстия 110. Например, основание 118 и/или кромка 112 может быть индивидуально выполнена с возможностью состоять из разных материалов, имеющих индивидуальный уровень жесткости и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости.

Фиг. 3С, иллюстрирует вид в перспективе на частичный разрез части клапана 100 и, в частности, впускного отверстия 100i для демонстрации внутренней работы устройства 100. Фиг. 3С, в частности, иллюстрирует внутреннюю поверхность 102i боковых стенок 102, проходящую дистально и внутрь от регулирующей поверхности 104 потока для формирования конфигурации регулировочного отверстия 110 потока. Предпочтительно внутренняя поверхность 102i расположена под углом от впускного отверстия 100i в направлении выпускного отверстия 100о, образуя внутренний объем 106 потока. В вариантах реализации изобретения давление предпочтительно возрастает вдоль наружной поверхности 102е боковых стенок 102, вызывая закрытие внутренних стенок 102i за счет направленного сжатия по отношению друг к другу от вершины 114 (Фиг. 3D) вдоль длины боковых кромок 112 (Фиг. 3D) в направлении второго конца вершины 116, например, как иллюстрировано на Фиг. 3Е, демонстрирующей управляемую конфигурацию 110b.

В вариантах реализации изобретения толщина стенки боковых стенок 102, образованных между внутренней поверхностью 102i и внешней поверхностью 102е, допускает различные конфигурации в зависимости от материалов и/или свойств материалов, формирующих клапан 100, и, в частности, впускное отверстие 100i.

В вариантах реализации изобретения угол, образованный боковыми стенками 102 относительно регулирующей поверхности 104 потока, допускает различные конфигурации в зависимости от материалов и/или свойств материалов, формирующих клапан 100, и, в частности, впускное отверстие 100i.

В вариантах реализации изобретения форма регулирующей поверхности 104 потока допускает различные конфигурации в зависимости от материалов и/или свойств материалов, формирующих клапан 100, и, в частности, впускное отверстие 100i.

Фиг. 4A-D иллюстрирует необязательную конфигурацию регулирующей поверхности 104 потока и регулировочного отверстия 110 потока согласно вариантам реализации настоящего изобретения. Фиг. 4А-С иллюстрирует регулировочное отверстие потока, при этом основание 118 принимает оптимальные геометрические формы. Фиг. 4А иллюстрирует многоугольное основание 118а, имеющее трапециевидную конфигурацию между вершинами 116, и проходящую внутри относительно отверстия 110 в направлении вершины 114. Фиг. 4В иллюстрирует изогнутое основание 118b, наиболее предпочтительно выпуклое, которое проходит внутри в направлении отверстия 110 и вершины 114. Фиг. 4С иллюстрирует прямолинейное основание 118 с, имеющее одну кромку, соединяющую вершины 116.

Фиг. 4D иллюстрирует необязательный вариант реализации регулирующей поверхности 120 потока, которая оснащена двумя регулировочными отверстиями потока: первым регулировочным отверстием 122 потока и вторым регулировочным отверстием 124 потока. В вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность 104 потока может оснащаться по меньшей мере одним регулировочным отверстием потока или большим количеством регулировочных отверстий потока. К примеру, как проиллюстрировано на Фиг. 4D, регулирующая поверхность 104 потока показана в форме многощелевой и/или многоканальной регулирующей поверхности 120 потока, имеющей два регулировочных отверстия 122, 124 потока, соответственно каждый имеет конфигурацию равнобедренного многоугольника, как описано ранее. В вариантах реализации изобретения множество регулировочных отверстий потока могут быть размещены вдоль регулирующей поверхности 104 потока разными способами. К примеру, как проиллюстрировано на Фиг. 4D, на которой основание находится в центре регулирующей поверхности, тем не менее, это конфигурация, не имеющая ограничительного характера, дополнительно каждая из вершин и/или оснований отдельных регулировочных отверстий потока может быть размещена по отношению друг к другу любым способом.

Фиг. 5-7 иллюстрируют использование устройства 100 в различных корпусах 108 для различных вариантов применения.

Фиг. 5А-В иллюстрируют устройство 100 встроенное в капельницу 130, имеющую отдельный корпус 108.

Фиг. 5C-D иллюстрируют использование устройства 100, которое соединено с проточной трубкой, показанной в примере, не имеющем ограничительного характера, в форме оросительной трубы 10, при этом регулирующий клапан 100 потока может использоваться вдоль наружной поверхности оросительной трубы 10, которая известен специалистам в данной области техники как узел капельницы, монтируемый на отводе.

Фиг. 5С иллюстрирует необязательный вариант реализации изобретения для узла капельницы, монтируемой на отводе, где капельница 130 напрямую подключена к наружной поверхности трубы, например, имеющей форму оросительной трубы 10. Фиг. 5D иллюстрирует дополнительный вариант реализации изобретения для узла капельницы, монтируемой на отводе, при этом капельница 130 используется с и/или связана с, и/или встроена в корпус 140 с компенсацией потока. Корпус 135 с компенсацией потока может содержать лабиринт для потока жидкости, диафрагму, фильтр и тому подобное или любую их комбинацию.

Фиг. 6A-D иллюстрирует необязательный вариант реализации изобретения для устройства 100, которое встроено в корпус 140 капельницы с компенсацией давления.

Фиг. 6А иллюстрирует вид сверху на корпус 140 капельницы, демонстрируя верхнюю часть 142 корпуса, оснащенную участком фильтра 143. Фиг. 6В иллюстрирует корпус 140 внутри сегмента трубы 10. Фиг. 6С иллюстрирует вид снизу на корпус 140 капельницы, отображая по меньшей мере часть выходного отверстия 148, капельница 140 с компенсацией давления может дополнительно оснащаться выходным отверстием 148, необязательный пример которого, не имеющий ограничительного характера, проиллюстрирован.

Фиг.6D иллюстрирует корпус 140 в разобранном виде, отображая верхнюю часть 142 корпуса, оснащенную фильтром 143, диафрагму 144, нижнюю часть корпуса 146, оснащенную регулировочными отверстиями потока 110, 210 согласно необязательным вариантам реализации настоящего изобретения. Регулировочное отверстие 210 потока, обозначенное по отношению к корпусу 140 с компенсированным давлением, функционирует аналогично регулировочному отверстию 110 потока устройства 100 как описано ранее, соответственно, все их функциональные части и элементы обозначены аналогичным образом для облегчения понимания.

В некоторых вариантах реализации изобретения фильтр 143 может быть встроен в часть 142 корпуса, образуя единую верхнюю часть корпуса. В некоторых вариантах реализации изобретения фильтр 143 может извлекаться из верхней части 142 корпуса.

В некоторых вариантах реализации изобретения корпус 140 капельницы может дополнительно содержать лабиринт 145 потока жидкости. Лабиринт 145 может быть представлен в дополнительной конфигурации и принимать форму, к примеру, помимо прочего: прямого лабиринта, хаотичного лабиринта, U-образного лабиринта, лабиринта с двойным выходным отверстием, одностороннего лабиринта, двустороннего лабиринта и тому подобных или любых их комбинаций.

Фиг. 7A-D иллюстрирует вид крупным планом поперечного разреза регулирующей поверхности 104 потока, которая оснащается различными дополнительными конфигурациями регулировочных отверстий 110, 210 потока, которые могут быть представлены вместе с капельницей 140, проиллюстрированной на Фиг. 6A-D. В вариантах реализации изобретения регулирующая поверхность 104 потока оснащена регулировочными отверстиями 110, 210 потока, проиллюстрированными на Фиг. 7A-D, и представлена из множества элементов. Фиг. 7A-D иллюстрирует регулирующую поверхность 104 потока и регулировочные отверстия 110, 210 потока, которые образованы из по меньшей мере двух функциональных частей, содержащих по меньшей мере часть диафрагмы 144, и по меньшей мере часть нижней части 146 корпуса. Соответственно, регулировочные отверстия 210 потока образованы между частью 146 корпуса, представляющего первую кромку 212а и основание 218 отверстия 210, и диафрагму 144, которая образует вторую кромку 212b отверстия 210. Соответственно, отверстие 210 потока образовано из кромки 212а и основания 218, представленных из непластичных материалов, тогда как кромка 212b представлена из пластичных материалов.

Фиг. 7Е-Н иллюстрирует поведение регулировочного отверстия 210 потока в ответ на изменение давления, прилагаемого к регулирующей поверхности 104 потока, соответственно Фиг. 7Е-Н иллюстрирует изменения в конфигурации регулировочных отверстий 110, 210 потока при повышении давления жидкости. Фиг. 7Е иллюстрирует нижнее давления без гидрозаполнения, а Фиг. 7Н иллюстрирует конфигурацию регулировочного отверстия 210 потока при максимальном давлении жидкости. Как можно видеть, диафрагма 144 аналогично кромке 212b является гибкой и реагирует на изменения давления жидкости, в то время как основание 218 и кромка 212а являются неподвижными, так как они выполнены из негибких и/или непластичных материалов.

Регулировочное отверстие 210 потока имеет многоугольную трехстороннюю конфигурацию, при этом дополнительные боковые кромки 212 могут быть равной длины, тем не менее, более предпочтительные боковые кромки 212 имею разную длину, образуя первую кромку 212а и вторую кромку 212b.

Фиг. 7A-D дополнительно иллюстрирует регулировочное отверстие 210 потока, оснащенное дополнительной конфигурацией основания 218. Регулировочное отверстие потока оснащено общим первым концом вершины 214, первой кромкой 212а, второй кромкой 212b, каждая кромка имеет соответствующие вторые вершины 216а, 216b, и оснащены основанием 218, соединяющим вторые вершины 216а и 216b. В вариантах реализации изобретения основание 218 может принимать любую криволинейную форму для соединения вторых вершин 216а и 216b. В вариантах реализации изобретения основание 218 может быть представлено в различных формах и/или конфигурациях, выбираемых из линейной, криволинейной, дуговидной, эллипсовидной, многоугольной, изогнутой, круглой, полукруглой и тому подобных геометрических форм или любых их комбинаций.

Фиг. 7A-D иллюстрирует отверстие 210, выполненное с возможностью, чтобы первая кромка 212b и вторая кромка 212а имели разную длину между общими первым концом вершины 214 и основанием 218.

Фиг. 7А иллюстрирует дополнительную конфигурацию основания 218, отличающуюся тем, что основание 218 имеет изогнутую конфигурацию.

Фиг. 7В и 7С иллюстрируют основание 218 в дополнительной конфигурации, отличающейся тем, что основание 218 прямое, Фиг. 7В основание 218 образует практически прямоугольный треугольник. Фиг. 7С иллюстрирует основание 218 имеющее изогнутую под углом конфигурацию.

Фиг. 7D иллюстрирует необязательный вариант реализации регулировочных отверстий 210, 110 потока, при этом по меньшей мере одна кромка 212а, 112а представлена из множества сегментов, включая по меньшей мере два сегмента 212с, 212d, например, как проиллюстрировано. Каждый сегмент 212с, 212d имеет разный угол по отношению к по меньшей мере одной вершине 214 и/или 216.

В некоторых вариантах реализации изобретения по меньшей мере одна кромка 212 может быть представлена из по меньшей мере двух (212с, 212d) или более криволинейных сегментов. Например, как проиллюстрировано, кромка 212а образована из сегментов 212с и 212d соответственно. Следует понимать, что кромка 212а может быть представлена из более чем двух сегментов.

Фиг. 7Е-Н представляют собой схематические иллюстрации части устройства 140, отображающие регулировочные отверстия 210, 110 потока, образованные между диафрагмой 144 и нижней оболочкой 146, в условиях снижения давления жидкости. Фиг. 7Е иллюстрирует конфигурацию при низком давлении, Фиг. 7F-7G иллюстрирует ответную реакцию диафрагмы 144 на последовательное повышение давления жидкости, при этом Фиг. 7G иллюстрирует максимальное давление жидкости, прилагаемое к диафрагме. Соответственно, при повышении давления входного потока жидкости размер регулировочных отверстий потока 210, 110 постепенно уменьшается, как проиллюстрировано на Фиг. 7E-7G.

Фиг. 8 предоставляет схематичное графическую иллюстрацию изменения в процентном отношении площади регулировочных отверстий 110, 210 потока при повышении давления входного потока жидкости до 1 бара, при изменении конфигурации от открытой конфигурации 110а, Фиг. 3D, до регулируемой конфигурации 110b, Фиг. 3Е. Кроме того, Фиг. 8 иллюстрирует, что регулировочное отверстие 110 потока и, в свою очередь, устройство 100 выполнены с возможностью реагировать на очень слабые изменения давления, обеспечивая возможность отверстию 110 принимать стабильную конфигурацию при низком давлении, пока входное давление увеличивает изменение в конфигурации, как проиллюстрировано в виде процентного изменения площади (ось у), конфигурация остается стабильной, а процентное изменение уменьшается при увеличении входного давления. Соответственно, изменение в конфигурации и/или переход в другую конфигурацию отверстия 110 из 110а в 110b, Фиг. 3D-3E, происходит быстро при очень малых изменениях давления (ниже 1 бара и вплоть до 0,005 бар), в то время как конфигурация 110b сохраняется при дальнейшем повышении давления жидкости.

Соответственно, конфигурация регулировочного отверстия 110 потока согласно варианту реализации настоящего изобретения обеспечивает возможность максимизировать использование доступных гидравлических сил, воздействующих на устройство 100, и, в частности, на отверстие 110b через боковые стенки 102, чтобы обеспечить возможность регулировочному отверстию потока обладать должной чувствительностью к гидравлическому давлению входного потока при очень низком давлении, на уровне ниже 1 бара, необязательно на уровне 0,005 бар, и предпочтительно ниже 0,25 бар. Это преодолевает недостатки предшествующего уровня техники регулирующих клапанов потока, которые не демонстрируют подобных характеристик при очень низком давлении и, таким образом, не могут обеспечить стабильный и/или постоянный выходной поток жидкости при очень низком давлении, например, как видно на Фиг. 1Е и Фиг. 2.

Соответственно, при начальном давлении входного потока жидкости, равном 0 (нулю) бар, регулировочное отверстие 110 потока принимает полностью открытую конфигурацию 110а, как только давлении входного потока жидкости увеличивается, отверстие 110 быстро принимает регулируемую конфигурацию 110b, то есть отверстие 110 закрывается от вершины 114 в направлении основания 118 как описано ранее, чтобы принять регулируемую конфигурацию 110b при давлении входного потока жидкости ниже 1 бара.

Кроме того, следует принимать во внимание, что отверстие 110 чувствительно к давлению входного потока жидкости, обеспечивая возможность устройству 100 предоставлять постоянный выходной поток жидкости в условиях практически нулевого давления вплоть до 0,005 бар, предпочтительно при давлении входного потока жидкости ниже, чем 1 бар, и необязательно и предпочтительно при входном давлении ниже, чем 0,25 бар.

Фиг. 9 иллюстрирует необязательные конфигурации регулировочного отверстия 110 потока с дополнительной оболочкой 108 согласно необязательному варианту реализации настоящего изобретения в форме регулировочного отверстия 210, имеющего, как правило, треугольную конфигурацию, при этом боковые кромки 212 имеют разную длину и дополнительно показаны различные необязательные конфигурации для основания 218.

Регулировочное отверстие 210 проиллюстрировано в открытой конфигурации, имеющей общий первый конец вершины 214, первую кромку 212а, вторую кромку 212b, каждая кромка имеет соответствующие вторые вершины 216а, 216b, и оснащено основанием 218, соединяющим вторые вершины 216а и 216b. Как проиллюстрировано, основание 218 может принимать любую криволинейную форму для соединения вершин 216а и 216b, с тем ограничением, что она не выйдет за пределы воображаемой плоскости 218р, образованной между вершинами 216а, 216b, например, как проиллюстрировано. Соответственно, основание 218 образовано вдоль плоскости 218р или точки с внутренней стороны в направлении центра отверстия 210 и/или в направлении вершины 214. Фиг. 9, таким образом, иллюстрирует необязательную конфигурацию основания 218, например, включающую, помимо прочего, линейную конфигурацию 218а, криволинейную и/или дуговидную, и/или выпуклую конфигурацию 218b, или линейную конфигурацию в виде шеврона 218с, или любые их комбинации, и тому подобные.

В вариантах реализации изобретения основание 218 может быть представлено в различных формах и/или конфигурациях, выбираемых из линейной, криволинейной, дуговидной, эллипсовидной, многоугольной, изогнутой, круглой, полукруглой и тому подобных геометрических форм или любых их комбинаций.

В необязательном варианте реализации изобретения регулировочное отверстие 210 потока выполнено с возможностью, чтобы первая кромка 212b и вторая кромка 212а имели разную длину между общими первым концом вершины 214 и основанием 218.

Фиг. 10А-С иллюстрируют дополнительную необязательную конфигурацию для отверстий 110, 210 как проиллюстрировано на Фиг. 9, отличающуюся ассиметричной треугольной конфигурацией отверстия 210, в которой кромки 212а,b не равны по длине, и/или жесткую конфигурацию как показано в форме отверстия 210, имеющего, соответственно, кромки 212а, 212b как описано на Фиг. 9.

Как описано ранее в отношении основания 118, основание 218 может быть представлено в различных формах и/или конфигурациях, выбираемых из линейной, криволинейной, дуговидной, эллипсовидной, многоугольной, изогнутой, круглой, полукруглой и тому подобных геометрических форм или любых их комбинаций.

Фиг. 10А иллюстрирует вариант реализации изобретения, отличающийся тем, что отверстие 210 снабжено равномерной жесткостью и/или эластичностью, и/или пластичностью, и/или гибкостью, охватывающей отверстие 210 около поверхности 104. Соответственно, поверхность 104 выполнена с возможностью иметь равномерный уровень жесткости и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости, охватывающей отверстие 210.

Фиг. 10В иллюстрирует вариант реализации изобретения, в котором поверхность 104, охватывающая отверстие 210, выполнена с возможностью иметь уровень жесткости и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости, которая неравномерно распределена вокруг отверстия 210, при этом первая кромка 212а имеет первый уровень гибкости относительно поверхности 104, тогда как кромка 212b имеет второй уровень гибкости 150 как проиллюстрировано. Соответственно, отверстие 210 имеет два уровня жесткости и/или пластичности, и/или гибкости на обеих кромках из боковых кромок 212а, b соответственно.

В некоторых вариантах реализации изобретения второй уровень гибкости 150 может быть предоставлен из пластика и/или негибкого, и/или непластичного материала.

Фиг.10С иллюстрирует вид сверху на регулировочное отверстие 210 потока согласно варианту реализации устройства 100, которое расположено внутри оболочки 108, которая необязательно является подающей трубой 10. Регулировочное отверстие 210 потока выполнено с возможностью иметь кромки 212а, 212b, каждая из которых с разным уровнем жесткости и/или гибкости 150а, 150b соответственно, работающие вместе для регулирования потока через отверстие 210.

Например, первая кромка 212а может быть выполнена с возможностью иметь первый уровень пластичности и/или гибкости, и/или жесткости 150а меньший, чем уровень пластичности, и/или гибкости, и/или жесткости 150b второй кромки 212b. Например, первая кромка 212а может быть представлена из гибких материалов 150а, например, из силикона и/или резины, в то время как вторая кромка 212а может быть представлена из негибких материалов, и/или жестких материалов 150b, имеющих высокий уровень жесткости, например, из пластика. Соответственно, в такой оптимальной конфигурации кромка 212а может быть выполнена с возможностью быть более чувствительной к изменению гидравлического давления, прилагаемого вдоль кромки 212а; при этом кромка 212а, по всей вероятности, направленно смещается в направлении кромки 212b от вершины 214 в направлении основания 218.

Несмотря на то, что Фиг. 10С иллюстрирует основание 218 как имеющее такой же уровень пластичности и/или гибкости, и/или жесткости как и кромка 212b, в некоторых вариантах реализации изобретения основание 218 может быть представлено с дополнительным необязательным уровнем пластичности, и/или гибкости, и/или жесткости.

Несмотря на то, что изобретение описано в соответствии с ограниченным количеством вариантов реализации, следует понимать, что оптимальное соотношение размеров для частей изобретения, включая изменения в размерах, материалах, конфигурациях, формах и способах работы, узлов и использования считаются легко очевидными и понятными специалистам в данной области техники, и все взаимосвязи, эквивалентные проиллюстрированным на графических материалах и изложенным в подробном описании, считаются охваченными настоящим изобретением.

По этой причине вышеизложенное рассматривается исключительно как иллюстративное описание принципов изобретения. Кроме того, учитывая, что специалистам в данной области техники легко придут на ум множественные модификации и изменения, они не описаны как ограничивающее данное изобретение точной конструкцией и работой, проиллюстрированной и описанной, соответственно, можно прибегнуть ко всем подходящим модификациям и эквивалентам в пределах объема настоящего изобретения.

Следует обратить внимание, что там, где в формуле изобретения появляются ссылочные позиции, такие позиции включены исключительно или с целью улучшения доступности для понимания формулы изобретения, и никаким образом не ограничивают объем настоящей формулы изобретения.

После изучения описанных определенных предпочтительных вариантов реализации настоящего изобретения со ссылкой на прилагаемые графические материалы, следует понимать, что настоящее изобретение не исчерпывается такими определенными вариантами реализации и что специалистами в данной области техники могут быть осуществлены различные изменения и модификации без отступления от объема и сущности изобретения, определенного прилагаемой формулой изобретения.

Дополнительные модификации изобретения также могут прийти на ум специалистам в данной области техники и считается, что все они находятся в пределах сущности и объема настоящего изобретения, как определено прилагаемой формулой изобретения.

По этой причине вышеизложенное рассматривается исключительно как иллюстративное описание принципов изобретения. Кроме того, учитывая, что специалистам в данной области техники легко придут на ум множественные модификации и изменения, они не описаны как ограничивающее данное изобретение точной конструкцией и работой, проиллюстрированной и описанной, соответственно, можно прибегнуть ко всем подходящим модификациям и эквивалентам в пределах объема настоящего изобретения.

Следует понимать, что определенные признаки изобретения, которые для ясности описаны в контексте отдельных вариантов реализации изобретения, также могут быть представлены в комбинации в одном варианте реализации изобретения. И наоборот, различные признаки изобретения, которые для краткости описаны в контексте одного варианта реализации изобретения, также могут быть представлены по отдельности или в любой подходящей дополнительной комбинации или как подходящие в любом другом описанном варианте реализации изобретения. Некоторые признаки, описанные в контексте различных вариантов реализации изобретения, не следует рассматривать как существенные признаки таких вариантов реализации изобретения, за исключением вариантов реализации изобретения, которые не могут работать без этих элементов.

Несмотря на то, что изобретение описано в связи с определенными вариантами реализации изобретения, понятно, что специалистам в данной области техники будут очевидны многие альтернативы, модификации и вариации. Соответственно, предполагается, что все такие альтернативы, модификации и вариации входят в объем прилагаемой формулы изобретения.

Цитирование или идентификация любой ссылки в данной заявке не должны рассматриваться как предположение, что такие ссылки доступны в качестве предшествующего уровня техники для изобретения.

Заголовки разделов используются в данном документе для облегчения понимания подробного описания и не должны рассматриваться как имеющие обязательный ограничительный характер.

Несмотря на то, что изобретение было описано в отношении ограниченного количества вариантов реализации изобретения, следует понимать, что может быть выполнено множество вариаций, модификаций и других вариантов применения изобретения.

Изобретение относится к области устройств для управления потоками жидкости. Регулирующий клапан (100) потока содержит участок основной части, содержащий расходное отверстие, через которое образовано впускное отверстие (100i) на одном конце и выпускное отверстие (100о) на противоположном конце. Впускное отверстие (100i) оснащено регулирующей поверхностью (104) потока и по меньшей мере двумя боковыми стенками (102), проходящими дистально от регулирующей поверхности (104) в направлении выпускного отверстия (100o). По меньшей мере часть впускного отверстия содержит гибкие материалы, выполненные с возможностью приводить в состояние отклика вышеуказанное впускное отверстие в ответ на изменения давлений, прилагаемых к по меньшей мере части вышеуказанного впускного отверстия, и при этом в ответ на это регулирующая поверхность потока (104) регулирует выходной поток через регулирующий клапан (100) потока. Регулирующая поверхность (104) потока оснащена по меньшей мере одним регулировочным отверстием (110, 210) потока для управления выходным потоком через клапан. По меньшей мере одно регулировочное отверстие (110) потока имеет многоугольную конфигурацию, образующую две кромки (112, 112а, 112b, 112 с, 112d), имеющие одну общую вершину (114). Две кромки (112, 212, 212а, 212b) имеют разную длину, образуя первую кромку (212а) и вторую кромку (212b). Каждая из кромок имеет вторую вершину (116, 216, 216а, 216b), расположенные на расстоянии друг от друга, образуя основание (118, 218) вышеуказанного многоугольника, и при этом вышеуказанное основание не выходит за пределы воображаемой плоскости (218р), образованной снаружи по отношению к вышеуказанной второй вершине. В ответ на повышение давления, прилагаемого к вышеуказанному впускному отверстию, по меньшей мере одно основание или по меньшей мере вышеуказанные две кромки выполнены с возможностью сжиматься внутри вышеуказанных регулировочных отверстий (110, 210) потока в направлении друг друга. Обеспечивается поддержание практически постоянного выходного потока жидкости даже при скачкообразных изменениях давления. 30 з.п. ф-лы, 38 ил.

1. Регулирующий клапан (100) потока, обеспечивающий постоянный выходной поток в условиях разных давлений входного потока жидкости, причем клапан потока содержит:

а) участок основной части, содержащий расходное отверстие, через которое образовано впускное отверстие (100і) на одном конце и выпускное отверстие (100о) на противоположном конце;

b) вышеуказанное впускное отверстие (100і) оснащено регулирующей поверхностью (104) потока и по меньшей мере двумя боковыми стенками (102), проходящими дистально от вышеуказанной регулирующей поверхности (104) в направлении вышеуказанного выпускного отверстия (100o); по меньшей мере часть вышеуказанного впускного отверстия содержит гибкие материалы, выполненные с возможностью приводить в состояние отклика вышеуказанное впускное отверстие в ответ на изменения давлений, прилагаемых к по меньшей мере части вышеуказанного впускного отверстия; и при этом в ответ на это вышеуказанная регулирующая поверхность потока (104) регулирует выходной поток через вышеуказанный регулирующий клапан (100) потока;

с) вышеуказанная регулирующая поверхность (104) потока оснащена по меньшей мере одним регулировочным отверстием (110, 210) потока для управления выходным потоком через клапан; вышеуказанное по меньшей мере одно регулировочное отверстие (110) потока имеет многоугольную конфигурацию, образующую две кромки (112, 112a, 112b, 112c, 112d), имеющие одну общую вершину (114), причем вышеуказанные две кромки (112, 212, 212a, 212b) имеют разную длину, образуя первую кромку (212а) и вторую кромку (212b), и каждая из вышеуказанных кромок имеет вторую вершину (116, 216, 216a, 216b), расположенные на расстоянии друг от друга, образуя основание (118, 218) вышеуказанного многоугольника, и при этом вышеуказанное основание не выходит за пределы воображаемой плоскости (218р), образованной снаружи по отношению к вышеуказанной второй вершине; и при этом в ответ на повышение давления, прилагаемого к вышеуказанному впускному отверстию, по меньшей мере одно основание или по меньшей мере вышеуказанные две кромки выполнены с возможностью сжиматься внутри вышеуказанных регулировочных отверстий (110, 210) потока в направлении друг друга.

2. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что первая кромка (212а) из вышеуказанных двух кромок представлена из негибких материалов, и при этом вторая кромка (212b) представлена из гибких материалов.

3. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что первая кромка (212а) из вышеуказанных двух кромок и вторая кромка (212b) из вышеуказанных двух кромок представлена из материалов разной степени гибкости.

4. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что первая кромка (212а) из вышеуказанных двух кромок и вторая кромка (212b) из вышеуказанных двух кромок представлены из разных материалов.

5. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что степень гибкости вышеуказанной первой кромки (212а) выполнена с возможностью быть меньше, чем вышеуказанной степень гибкости второй кромки (212b), при этом вторая вышеуказанная кромка (212b) может быть более гибкой, чем вышеуказанная первая кромка (212а).

6. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанное основание (218) и вышеуказанная первая кромка (212а) представлены из негибких материалов, и при этом вышеуказанная вторая кромка (212b) представлена из гибких материалов.

7. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанное основание (118, 218) имеет прямой вид вдоль вышеуказанной воображаемой плоскости (218p).

8. Регулирующий клапан по п. 2, отличающийся тем, что вышеуказанное основание (118, 218) имеет прямой вид, имеющий n-кромок, при этом значение n составляет по меньшей мере два или больше.

9. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанное основание (118) проходит внутри по отношению к вышеуказанным отверстиям (110, 210) и выполнено с возможностью представлять собой одну из следующих форм: выпуклую, криволинейную, дуговидную, эллипсовидную, изогнутую или круглую.

10. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из вышеуказанных двух кромок образована из по меньшей мере двух подсегментов.

11. Регулирующий клапан по п. 10, отличающийся тем, что по меньшей мере один из вышеуказанных двух подсегментов является криволинейным.

12. Регулирующий клапан по п. 10 или 11, отличающийся тем, что по меньшей мере вышеуказанные два подсегмента могут быть выполнены с возможностью иметь разный угол относительно по меньшей мере одной вершины.

13. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что регулирующая поверхность (120) потока содержит по меньшей мере два регулировочных отверстия (122, 124) потока.

14. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанное регулировочное отверстие (110) потока отцентрировано относительно вышеуказанной регулирующей поверхности (104) потока.

15. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанное регулировочное отверстие (110) потока расположено вдоль вышеуказанной регулирующей поверхности (104) потока способом, выбранным из следующих вариантов: центрально, симметрично, ассиметрично, симметрично вдоль по меньшей мере одной оси, ассиметрично вдоль по меньшей мере одной оси.

16. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что вышеуказанная основная часть размещена внутри корпуса (108).

17. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус представляет собой корпус капельницы для орошения.

18. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус образует по меньшей мере часть узла капельницы в виде муфты.

19. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус образует по меньшей мере часть узла капельницы с флажком.

20. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус образует по меньшей мере часть узла капельницы, монтируемой на отводе.

21. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус образует по меньшей мере часть корпуса (140) с компенсированным давлением, содержащего диафрагму (144), при этом его часть образует по меньшей мере одну из по меньшей мере вышеуказанных двух боковых стенок (102) и одну из по меньшей мере вышеуказанных двух кромок.

22. Регулирующий клапан по п. 21, отличающийся тем, что указанный корпус (140) с компенсированным давлением дополнительно содержит по меньшей мере одно из следующего: фильтр (143) и лабиринт (145) потока жидкости.

23. Регулирующий клапан по п. 21, отличающийся тем, что по меньшей мере одна из вышеуказанных двух боковых стенок (102) образует по меньшей мере часть вышеуказанного корпуса (140) с компенсированным давлением.

24. Регулирующий клапан по п. 23, отличающийся тем, что вышеуказанное основание образовано по меньшей мере частью вышеуказанного корпуса (140) с компенсированным давлением.

25. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус интегрирован с трубой.

26. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус предоставлен в форме капельницы.

27. Регулирующий клапан по п. 16, отличающийся тем, что вышеуказанный корпус представляет собой клапан разбрызгивающей головки.

28. Регулирующий клапан по п. 1, отличающийся тем, что регулирующая поверхность (104) потока выполнена с возможностью иметь неравномерный уровень гибкости, охватывающий регулировочное отверстие (110, 210) потока.

29. Регулирующий клапан по п. 28, отличающийся тем, что неравномерный уровень гибкости, охватывающий регулировочные отверстия (110, 210) потока, располагается вдоль по меньшей мере части по меньшей мере одной из боковых кромок (112, 112a, 112b) или основания (118).

30. Регулирующий клапан по п. 28, отличающийся тем, что регулирующий клапан (100) выполнен с возможностью иметь по меньшей мере два уровня гибкости, охватывающих вышеуказанное регулировочное отверстие (110, 210) потока.

31. Регулирующий клапан по п. 28, отличающийся тем, что каждая боковая кромка (112, 112a, 112b) индивидуально выполнена с возможностью иметь индивидуальный уровень жесткости и/или эластичности, и/или пластичности, и/или гибкости.