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Valve d'irrigation séquentielle.
La présente invention concerne une installation d'irri- ' gation du type séquentiel et, plus particulièrement, les valves de débit utilisées dans ces installations.
Des installations du type auquel la présente invention se rapporte comprennent une conduite d'eau dans laquelle sont branchées des valves séquentielles disposées en rangées, ces valves portant des pommes d'arrosage qui sont alimentées successivement, une à une, par les valves séquentielle.s.Deux ou plusieurs con- duites munies de valves peuvent être prévues et sont chacune raccordées à une conduite d'alimentation ou à une source de pression.
Le fonctionnement des valves d'irrigation séquentielles
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dans une conduite sera maintenant brièvement décrit. L sque .de l'eau sous pression est initialement introduite dn l'installation, la première valve, c'est-à-dire la valve la plu:, proche de la source de pression, ferme la section de la condi;.te située en aval de la valve et la lumière de débit ou d' roage de la première valve est ouverte. Un poste de command+ raccordé à la conduite d'alimentation est prévu pour diminuer ;emporairement la pression régnant dans la conduite à valves afin de produire une action de transfert à une valve suivante et pour rétablir ensuite la pression de travail normale afir d'amorcer l'arrosage au départ de la valve suivante dans la série.
Lorsque la pression dans la conduite a été temporairement diminuée puis rétablie pour la première fois, la lumière de débit de la première valve dans la conduite est automatiquement fermée et une sortie de liquide dans la première valve est ouverte pour raccorder la source de pression à la seconde valve qui assume alors sa fonction d'arrosage. Comme la pression est modifiée cycliqùement au poste de commande, ce mode de fonctionnement se poursuit d'une manière séquentielle le long de la conduite jusqu'à ce que chaque valve ait été actionnée séparément pour arroser d'abord la surface qui 7,'entoure puis pour fermer la lumière de débit et d'arrosage et mettre la source en communication avec la valve suivante.
Au cours d'un fonctionnement normal, une fois que la valve ferme sa lumière de débit, cette lumière reste fermée pendant les cycles d'arrosage successifs 'des valves branchées sur la conduite.
Une valve destinée à être utilisée dans une telle in- stallation est décrite en détail dans le brevet belge de la Demanderesse de même date intitulé "Valve d'irrigation séquen- tielle", à laquelle le valve de la présente invention apporte un perfectionnement. La valve d'irrigation séquentielle du type auquel l'invention se rapporte comprend un clapet ayant la forme d'une bille en caoutchouc qui obture d'abord la lumière de sortie
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de la valve on li.ns la 14 Ubr* s± détît ON NMgtg ownaos yuis obture In lumière 4?asr>ssc< en lalôa+ 3a a,3m4èa* 4* e=tlw çuv*etep le clapet ±tant CPM-=&4é 1 dUtazoo 7ge 3<a '.n..
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En bref, suivant :laavt.on les jnertes aau w1a les suintements goutte à goutte qui peuvent autremmt se pendant le fonctionnement d'une valve du, type décrit memt ré- duits au minimum en prévoyant des organes de guidage pour Le clapet dans le corps de la valve qui maintiennent saca.erar le clapet tout près de l'une ou des deux lumières de la valve rut non contre celle -CI,Aînai, lorsque la pression deem est raétam )j bliee le clapet occupe une position dans laquelle 11* peut obturer instantanément la lumière correspondante avec un minimm de
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perte d'eau ou de suintement.
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L'invention a également pour but de récurer une valve dont le fonctionnement soit sûr en dépit des efets cumulatifs des pertes de charge qui se produisent inévi ablement au niveau de chaque valve lorsque plusieurs valves sont tranchées en série dans une seule conduite.
D'autres buts'et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description donnée ci-après avec.référence aux dessins annexs,dans lesquels : la Fig. 1 est une vue en perspective schématique d'une partie d'une installation,d'irrigation séquentielle dont les valves de débit sont conformes à la présente invention; la Fig. est une vue en perspective à plus grande échelle d'une des valves de l'invention, des parties de la conduite étant représentées et le raccordement de la pomme d'arrosage étant arraché; la Fig.3 est une vue en élévation de côté, à plus petite échelle, de la valve de la Fig. 2 considérée du coté de .son chapeau ;
la Fig. 4 est une coupe horizontale médiane suivant la ligne 4-4 de la Fig. 3 montrant la position de repos ou inactive du clapet; la Fig. 5 est une vue semblable à la Fig. 4 montrant une première position de travail du clapet, dans laquelle la section aval de la conduite est fermée et la lumière de débit ouverte ; la Fig. 6 est une coupe verticale suivant la ligne 6-6 de la Fig. 3 montrant une position de travail intermédiaire du clapet dans laquelle le clapet s'est déplacé vers la lumière de débit sans toutefois l'obturer;
la Fig. 7 est une vue'semblable à la Fig. 6 mais mon- ' tre la lumière de débit obturée,. et la Fig. 8 est une coupe semblable à la Fig. 7 mais montre une variante de la valve dans laquelle la'lumière de débit
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comporte une saillie intérieure formant un siège incliné pour le clapet.
On s'est référé plus haut au problème des pertes d'eau et on commencera par décrire la solution que l'invention apporte avant d'examiner les détails de construction de l'inven- tion, Dans une valve qui va recevoir de l'eau sous . pression pour la première fois, le clapet est normalement placé devant la lumière de la tubulure de sortie, prête à obturer cette lumière lorsque l'eau sous pression pénètre initialement dans ve et le clapet sphérique se déplace vers,une position située devant la lumière de débit en vuede l'obturer lors d'une diminution tempo- raire ultérieure de la pression dans la conduite, Finalement, le clapet répond,au rétablissement de la pression dans la con- duite pour obturer'à ce moment la lumière de débit.
Comme les clapets sont virtuellement équilibrés à la pression dans la cham- bre de valve, et nomme ils ne sont pas sollicités par des ressorts ' mais au contraire déplacés par une augmentation de la pression dans la conduite, une quantité d'eau considérable fuit initialement . autour des clapets de toutes les valves pendant le temps .qui leur est néssaire pour se fermer. Cette circulation culation d'eau retarde la montée de la pression dans l'installa- tion.
L'invention réduit au minimum la quantité de fluide qui t'écoule ou fuit autour des clapets pendant la partie du cy- cle dans laquelle la pression augmente, et cette augmentation de la pression presse les divers clapets contre leur siège. Habituel- lement, certains clapets sont placés devant leurs lumières de débit et les autres devant les lumières des tubulures. On suppose, par exemple que dans une conduite donnée, il se trouve un groupe formé de trois ou quatre valves qui ont été préalablement ame- nées (une à une) dans leur position d'arrosage de sorte que les clapets sont placés en face de leurs lumières de débit. On suppose également que la pression dans la conduite a été temporai-
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rement diminuée et est maintenant rétablie afin de fermer'.es lumières de débit de ce groupe de valves.
Cela signifie que leslumières de débit de tout le groupe de valves doivent être complètement fermées avant que la pression normale de la :on- duite puisse être rétablie. D'autre part, une seule lum e de tubulure doit être fermée,à savoir la lumière située di.ns la première valve qui suit immédiatement le groupe, ce@ e valve devant recevoir de l'eau sous pression pour la premièri fois.
Pendant que l'eau avance dans la conduite et passe par les lumières des tubulures du groupe de valves précité, les fuites 'qui se produisent entre les clapets et les lumières de débit des valves respectives de ce groupe retardent d'une manier! séquentielle la montée normale de la pression, ce retard ainsi que le total des fuites étant proportionnels au nombre de talves du groupe.
Les effets des fuites ou des suintements à la lumière de débit d'une valve donnée 'du groupe sont multipliés par le nombre de valves du groupe et,pour cette raison, la diminution de ces fuites au niveau des lumières de.débit peut être considérée comme étant plus importante que la diminution des fuites aux lumières des tubulures parce qu'à un moment donné, une seule lumière de tubulure doit être fermée. En fait, un excès de fuite aux lumières de débit est capable de limiter sérieusement le nombre de valves qui peuvent être branchées dans une. conduite don- - née.
D'autre part, des fuites aux lumières de tubulres peuvent causer des difficultés dans le cas d'une valve située près de l'extrémité d'une longue série de valves où. la friction de la circulation due à la perte de charge qui se produit inévitable- ment dans un grand nombre de valves diminue la vitesse et la pression de l'eau. Suivant l'invention, les fuites qui se produi- sent à l'endroit- des lumières de débit peuvent être éliminées ou rendues sans effet et, si on le désire, toutes les fuites qui se produisant éventuellement aux lumières des tubulures peuvent
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également être diminuées.
Comme décrit en détail dans la partie du mémoire qui suit, on guide à cet effet le clapet à la lumière de débit pour amener le clapet tout près de la lumière. Le clapet n'obture pas fermement ou hydrauliquement la lumière mais il se trouve tout proche de celle-ci,prêt à l'obturer tors du rétablissement de la pression dans la conduite et il est encore libre à tout moment d'occuper n'importe quelle position correspondant à un fonctionnement approprié et normal du dispositif. Des moyens de guidage de ce genre peuvent être prévus à la lumière de sor- tie et à la lumière de débit delà valve ou â une seulement de ces lumières.
En tout cas, les pertes et les suintements pendant un fonctionnement commandé à distance par la pression d'eau sont diminués de sorte que le nombre de valves qui peuvent être branchées en série dans une cond '. te n'est pas limité .
La construction des valves suivant,l'invention sera maintenant décrite en détail, Sur la Fig. 1, une installation d'ir-
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rigation séquentielle est représentée en partie.L'instsllation¯cot prend une conduite principale 10 et plusieurs conduites de branche- ment latérales parallèles espacées 11a. llb, 11c, etc. Des valves
12 combinées avec des pommes d'arrosage sont placées le long de chaque conduite et sont espacées les unes des autres. L'alimen- tation d'eau de l'installation est commandée par un, mécanisme horaire automatique 13 qui, dans la vue schématique de la Fig.l, comprend une pompe 14 de construction classique et une valve à temps automatique 18.
La valve 18 qui est également de construc- tion classique diminue temporairement et périodiquement la près- sion de l'eau dans l'installation.. -
Un tube ascendant 20 est raccordé à chaque valve 12 et chaque,tube ascendant 20 porte à son extrémité supérieure une pomme.. d'arrosage 22. Les pommes d'arrosage 22 peuvent être de n'importe quel type approprié. Comme les valves 12 sont toutes de construction identique, la description d'une valve servira
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pour toutes les autres.
Sur les Fig. 2 et 3, la valve 12 représentée comprend un boîtier ou corps creux en T comportant une partie transversale --comprenant une tubulure d'entre 24 et une tubulure de sortie 26 qui servent à raccorder la valve dans une conduite telle que la conduite latérale 11,a Le tube ascendant 20, qui porte une pomme' d'arrosage 22 (Fig. l),est raccorde au 28 du corps. Comme le montre la Fig. 4, le fût une chambre de valve 30 communiquant avec les tubulures d'entrée et de sortie 24 et fût contient
Une tubulure de débit 32 (Fig. 2, 6 et 7) se visse dans le tube ascendant 20 et communique également avec la chambre de valve 30.
Sur la Fig. 26. la chambre 30 est fermée au moyen d'un chapeau 33 qui est vissé sur l'extrémité 34 du fût 28. Le chapeau 33 est percé d'un évent 35 et est pourvu' d'un épaule- ment annulaire 36 qui coopère avec la face d'extrémité annulaire du 4, 28 pour porter un opercule circulaire rigide 38, un dia- phragme en caoutchouc 40 et une bride annulaire 43. La bride 43 sert à monter une cuvette flexible,,44 dans la chambre 30.
La fût vette 44 et l'opercule 38 coopèrent pour former une chambre de liquide inférieure 45. Comme le montrent les Fig. 5 à 7, le dia- phragme 40 s'étire pour former avec l'opercule 38 une chambre de liquide supérieure 40a tandis que le diaphragme est représenté affaissé sur la Fig.4. Le diaphragme 40 présente une partie cen- trale 41 bombée par rapport à sa partie périphérique 42.
La cuvette flexible 44 est en matière élastique telle que du caoutchouc et comporte une paroi dont la surface cylindrique extérieure 44a s'ajuste étroitement dans un contre-alésage 30a formé dans le corps de la valve. La cuvette 44 est pourvue d'une partie intérieure à paroi mince 44b. La chambre 45 contient un fluide visqueux incompressible 45a tel qu'un liquide à base de silicone.
One tige de clapet 46 en matière flexible élastique s'étend dans la chambre 30 à partir de la partie 44b du cu- diaphmagme
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et est entourée par un manchon cylindrique 47 fait en une ma- tiare semi-rigide résistant à la corrosion telle que.du Nylon.
Le manchon 47 est refendu longitudinalement d'un coté pour faci- liter son installation sur la tige 46. Une saillie 48 part de] l'extrémité de la tige et s'étend sur une courte distance dans la chambre 45. L'extrémité extérieure de la saillie 48 est pour- vue de plusieurs protubérances 49 qui empêchent tout effet de ventouse entre la saillie 48 et l'opercule 38.
Un clapet sphérique 50 est fixé à l'extrémité intérieure de la tige 46 et la cuvette 44, la tige 46 et le clapet 50 sont de préférence moulés d'une pièce en caoutchouc ou en matière analogue.
L'opercule 38 est percé d'un orifice étranglé 52 placé entre son centre et son bord circonférentiel.
Le corps de la valve est pourvu d'une lumière de sortie formant siège pour le clapet 53 à l'extrémité intérieure de la tubulure 26, d'une lumière d'entrée 54 à l'extrémité intérieure de la tubulure 24 et d'une lumière de débit pour la pomme d'arro- sage 55 à l'extrémité intérieure de la tubilure 32. Par suite de la nature flexible de la cuvette 34 et de la tige 46, le clapet 50 peut être tellement écarté quelque peu de sa position de repcs ou inactive (représentée sur,la Fig. 3) dans laquelle il se trouve devant la lumière de sortie 53 mais sans l'ob- turer,vers une position (Fig. 5) dans laquelle il est pressé - contre la lumière de sortie 53 de manière à l'obturer.
Le clapet peut également occuper une position (représentée sur la Fig. 6) dans laquelle il se trouve devant la lumière de débit
55 sans toutefois l'obturer et dont il peut être écarté légèrement vers une position (Fig. 7) dans laquelle il obture la lumière de débit 55.
Comme mentionné plus haut, des moyens sont prévus suivant l'invention pour diminuer les suintements ou les fuites lorsque la pression de la conduite est rétablie ou ramenée à la normale après une diminution de pression temporaire pour presser
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le clapet contre son siège. Sur les Fig. 4 à 7. deux rampes latéralement espacées 56 sont moulées dans le corps de la valve , en face de la lumière 53 et comportent des surfaces de rampe ou de guidage inclinées 57.
Lorsque le clapet 50 est dans sa position de repos ou inactive représentée sur la Fig. 4 (c'est-à-dire avant que l'eau sous pression ait pénétré dans la conduite et avant que le mécanisme d'actionnement de la valve ait été actionné . ou "armé"). les surfaces de guidage 57 des rampes 56 maintiennent le clapet tout près de la lumière de sortie 53 mais non en con- tact d'étanchéité avec celle-ci.
Comme le montre la Fig. 6, dans la valve décrite, une seule rampe 58 comportant une surface de guidage inclinée
59 est placée en face de la lumière de débit 57. La surface 59 est,inclinée vers la lumière de sortie 55. La rampe 58 amène le clapet 50 tout près de la lumière de débit 55 mais non en con- tact-étanche au fluide avec celle-ci,lorsque le clapet est placé contre cette lumière et lorsque,la pression dans la con- duite a été diminuée.
Le fonctionnement du dispositif des Fig. 4 à 7 sera maintenant décrit plus en détail. Sur la Fig. 4, la valve .est représentée dans sa position inactive ou de repos, c'est-à-dire la position qu'elle occupe jusqu'au moment où. l'eau sous pres- sion atteint la valve pour la première fois. Dans cet état, le fluide contenu dans le diaphragme a été transféré de la chambre 'supérieure 40a dans la chambre inférieure 45 par l'action élasti- que du diaphragme 40. Le clapet sphérique 50 est maintenu près de la lumière de sortie 53 de la valve par los rampes 56 comme le montre clairement la Fig. 4 mais le clapet n'est pas hydrauli- quement pressé contre cette lumière.
Dans une construction typi- que,avec un, clapet sphérique de 1 3/16 pouce (30,2 ma) de diamè- tre, l'intervalle entre le clapet et la lumière est de l'ordre de 1/32 1/16 de pouce (0,8 à 1,6 mm).
On suppose qu'au départ de l'eau sous pression pénètre
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dans la tubulure d'entrée 24 de la valve. En premier lieu, l'intervalle entre le clapet 50 et la lumière 53 de la valve est fermé,. par suite des effets de choc et de pression du fluide lorsqu'il rencontre le clapet sphérique. Toute faible quantité d'eau qui arrive à franchir le clapet sphérique avant qu'il soit pressé contre son siège nettoie le siège formé par la lumière 53, ce qui assure l'obtention d'un bon joint d'étanchéité.
Aussitôt que le clapet sphérique atteint le siège 53, il est maintenu pressé contre ce dernier par la pression dû fluide,,- mais .du fluide peut s'écouler par la lumière de débit 55. Comme une seule pomme d'arrosage dans une conduite débite de l'eau et comme la pomme d'arrosage 22 constitue une sortie relativement étranglée, une pression se forme aussitôt dans le corps de.la valve et maintient la lumière de sortie de la valve fermée.
Comme le montre la Fig. 5, à mesure que la pression augmente dans la conduite pendant la phase d'arrosage, outre qu'elle maintient le clapet sphérique pressé contre son siège, elle arme le mécanisme d'actionnement de la valve. La pression
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d'eau qui agit sur le dessous du iaphragme 44b'soilioite le diaphragme vers l'opercule 38. A mesure que le diaphragme se rapproche de l'opercule, du fluide 45a est transféré de la chambre inférieure 45, par l'orifice 52,dans la chambre supérieure 40a. Ce transfert étire la tige en caoutchouc et exerce une traction sur le clapet qui reste cependant appliqué contre la lumière . de sortie 53 par suite de l'engagement mécanique établi entre le clapet et la lumière 53 qui l'entoure.
Le résultat est que l'action d'armement ou d'actionnement étire simplement la tige élastique 46 quoique cette extension exerce une certaine sollici- tation sur le clapequi est transversale à l'axe de circulation du fluide entre la tubulure d'entrée et la tubulure de sortie et à la ligne d'application de la pression d'étanchéité.
Ensuite, le mécanisme d'actionnement étant armé,
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lorsque la pression dans la conduite est diminuée au/niveau de la valve (par exemple par l'action du mécanisme à temps 13) plus rien n'empêche le clapet de s'écarter de la lumière de sortie 53 et de passer dans une position en ligne avec la lumière de débit 55. A mesure que le clapet se rapproche de la lumière de débit, il est en partie contenu par la surface de came ou de rampe 59 sur la rampe 58 qui déplace le clapet latéralement c'est-à-dire vers la gauche sur le dessin. Lorsque le clapet s'arrête, il se trouve tout près de la lumière de débit 55 mais un joint d'étanchéité hy- draulique avec cette lumière de débit n'est toutefois pas établi.
Cet état de chose est représenté sur-la Fig. 6..Mais le clapet est presque instantanément pressé de façon tanche contre cette lumière lorsque la pression dans lp conduite est rétablie et cette phase du fonctionnement de la valve est représentée sur la Fig. 7.
Lorsque l'état de la Fig. 7 a été atteint, des diminu- tions temporaires de la pression dans la conduite se produisent ultérieurement à la suite de quoi les clapets 50 contenus dans les valves 12 situées en aval dans la conduite lla sont successi- vement amenés dans des positions correspondant à celle repré- sentée sur la Fig. 7. Mais une fois que les clapets ont occupé la position de la Fig. 7, ces diminutions temporaires ultérieures de la pression ne ramènent pas les clapets dans la position de la Fig. 5.
La raison,en est que ces diminutions ultérieures . de la pression ne sont maintenues que pendant des périodes de temps qui sont trop courtes pour qu'une quantité substantielle quelconque du liquide 45a contenu dans la chambre supérieure 40a revienne par l'orifice étranglé 52 dans la chambre inférieure 45.
Lorsque toutes les pommes d'arrosage 22 dans les dif- férentes conduites latérales lla, llb, llc, etc., ont été actionnées . et lorsque tous les clapets'sphériques 50 ont été amenés dans des positions correspondant à celles de la Fig. 7, comme décrit plus haut, l'alimentation d'eau doit être complètement coupée. Cela
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étant, le diaphragme 40, la cuvette44, la tige 46 et le clapet sphérique 50 de chaque valve 12 reviennent dans leur position inactive dans laquelle le clapet se trouve devant la lumière de sortie de la valve mais est légèrement espacé de celle-ci, comme le montre la Fig. 4.
Lorsque toutes les valves 12 sont revenues dans leurs positions inactives comme décrit plus haut, l'installation est prête pour un nouveau cycle de fonctionnement. Le mécanisme ho- raire 13 peut être conçu de manière à amorcer automatiquement le cycle de fonctionnement suivant à n'importe quel moment voulu lorsque toutes les valves 12 ont été ainsi apprêtées.
Il est à remarquer que,pendant le transfert, le clapet sphérique se déplace transversalement à l'axe de circulation du fluide qui passe par les lumières d'entrée et de sortie de la valve] , et par la lumière de débit de sorte que tout corps étranger qui s'accumule auxsièges de la valve est évacué et n'est pas retenu contre les sièges comme cela serait le cas si le clapet se dé- plaçait dans le sens de la circulation du fluide.
Mais, plus important est le fait que quoique le clapet.soit parfaite- ment libre de se déplacer entre ses deux positions actives, il est guidé par les rampes 56 et 58 respectivement-et vient se placer tout près de l'un ou de l'autre siège delà valve de sorte que,lorsque la pression d'eau est rétablie et que le clapet est pressé contre le siège, la fuite d'eau est très faible.
Dans la variante de l'invention représentée Aur la
Fig. 8, la construction utilisée pour obturer la lumière de débit est légèrement différente de celle de la première forme d'exécution. Dans cette forme d'exécution, le corps de valve
12a comporte une tubulure de débit 32a qui présente une saillie '
61 retendant à l'intérieur du corps de la valve. La surface intérieure de cette saillie est inclinée ou chanfreinée pour produi re une lumière ou un siège de débit inclina 55a qui est tourné dans 'un sens opposé au mécanisme d'actionnement du clapet. Le corps 12a
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et la tubulure 32 a sont faits séparément en une matière plastique rigide et la tubulure est collée en place dans le corpd lorsque , le clapet a été installé.
Comme dans les autres formes d'exécu- tion, dans la construction de la Fig. 8, lorsque le clapet est placé devant le siège 55a et lorsque la valve n'est soumise à aucune pression, une petite aisance sépare le clapet du siège.
Le fonctionnement de la forme d'exécution de la Fig. 8 est semblable à celui des autres formes d'exécution. Lorsque la pression dans la conduite est diminuée après l'armement du mécanisme d'actionnement du clapet, le clapet est sollicité par sa tige étirée 46 jusqu'à ce qu'il soit placé en face du siège 55a formant la lumière de débit. Crâce à le saillie 61 dans laquelle est formé le sièe 55a, le clapet est maintenu.par la paroi opposée du corps 12a de sorte qu'il est placé tout près du siégera mais ne le touche, pas et ainsi une très faible ' quantité de fluide s'échappe de la lumière de débit lorsque la pression est rétablie dans la conduite. La construction permet également au clapet 50 de se déplacer librement entre ses deux positions dans la chambre de la valve comme dans l'autre forme d'exécution.
Dans certaines installations, il peut être inté- ressant d'omettre les rampes inférieures 56 (représentées sur les Fig. 4 à 7). Comme mentionné plus haut, les rampes des lumières d'entrée et de sortie de la valve peuvent n'avoir une certaine Importance que dans les valves situées près d'une extrémité de la conduite. Une construction sans rampe est repré- santée sur la Fig. 8.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux dé- tails d'exécution décrits auxquels des changements et modifica- tions peuvent être apportés sans sortir de son cadre.
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Sequential irrigation valve.
The present invention relates to an irrigation installation of the sequential type and, more particularly, to the flow valves used in such installations.
Installations of the type to which the present invention relates comprise a water pipe into which are connected sequential valves arranged in rows, these valves carrying spray heads which are successively supplied, one by one, by the sequential valves. Two or more conduits with valves may be provided and are each connected to a supply line or to a pressure source.
How sequential irrigation valves work
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in a pipe will now be briefly described. L sque. Of pressurized water is initially introduced into the installation, the first valve, that is to say the valve closest to the pressure source, closes the section of the condi; .te located downstream of the valve and the flow or roage port of the first valve is open. A command station + connected to the supply line is provided to decrease; temporarily the pressure prevailing in the valve line in order to produce a transfer action to a next valve and then to restore the normal working pressure in order to initiate the watering from the next valve in the series.
When the pressure in the line has been temporarily reduced and then restored for the first time, the flow lumen of the first valve in the line is automatically closed and a liquid outlet in the first valve is opened to connect the pressure source to the second valve which then assumes its watering function. As the pressure is cyclically changed at the control station, this mode of operation continues sequentially along the pipeline until each valve has been actuated separately to first spray the surrounding area. then to close the flow and sprinkler light and put the source in communication with the next valve.
During normal operation, once the valve closes its flow lumen, this lumen will remain closed during successive watering cycles of the valves connected to the line.
A valve intended to be used in such an installation is described in detail in the Applicant's Belgian patent of the same date entitled “Sequential irrigation valve”, to which the valve of the present invention provides an improvement. The sequential irrigation valve of the type to which the invention relates comprises a valve in the form of a rubber ball which first closes the outlet lumen.
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for tMt 4-4obtmlz 1 <aw = tp4 W do = valve mounted freely and t3'asyfsals <Bmt nob4u te * ai by <providing a safe functio = ezwnt and reducing to mmmm the water wr1- which occurs perghat the closing of the fmlve. As explained later It is part.:leaat 6 <aNSmjLt & ML <6 <a "<a! & - to fish for any water loss eg, due to the firmness of the street.
In short, the following: washing the jnertes at the w1a the drip seeps which may otherwise occur during the operation of a valve of the type described but reduced to a minimum by providing guide members for the valve in the body of the valve which keep saca.erar the valve close to one or the two ports of the valve rut not against it -CI, Aînai, when the pressure deem is raetam) j bliee the valve occupies a position in which 11 * can instantly block the corresponding light with a minimum of
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water loss or seepage.
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Another object of the invention is to scour a valve whose operation is safe despite the cumulative effects of the pressure drops which inevitably occur at each valve when several valves are cut in series in a single pipe.
Other objects and advantages of the invention will emerge clearly from the description given below with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic perspective view of part of a sequential irrigation installation, the flow valves of which are in accordance with the present invention; Fig. is a perspective view on a larger scale of one of the valves of the invention, parts of the pipe being shown and the connection of the spray head being cut away; FIG. 3 is a side elevational view, on a smaller scale, of the valve of FIG. 2 viewed from the side of his hat;
Fig. 4 is a median horizontal section taken on line 4-4 of FIG. 3 showing the rest or inactive position of the valve; Fig. 5 is a view similar to FIG. 4 showing a first working position of the valve, in which the downstream section of the pipe is closed and the flow port open; Fig. 6 is a vertical section taken on line 6-6 of FIG. 3 showing an intermediate working position of the valve in which the valve has moved towards the flow port without however closing it;
Fig. 7 is a view similar to FIG. 6 but shows the flow lumen blocked ,. and Fig. 8 is a section similar to FIG. 7 but shows a variant of the valve in which the flow light
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has an interior projection forming an inclined seat for the valve.
The problem of water loss has been referred to above and the solution which the invention provides will be described first before examining the construction details of the invention. In a valve which will receive water. water under. pressure for the first time, the valve is normally placed in front of the outlet port lumen, ready to close this lumen when pressurized water initially enters the valve and the ball valve moves to, a position in front of the outlet port lumen. flow with a view to shutting it off during a subsequent temporary decrease in pressure in the pipe. Finally, the valve responds to the reestablishment of pressure in the pipe to shut off the flow lumen at that time.
As the valves are virtually balanced to the pressure in the valve chamber, and nominally they are not spring loaded but instead moved by an increase in pressure in the line, a considerable amount of water initially leaks. . around the flaps of all the valves during the time necessary for them to close. This circulation of water delays the rise in pressure in the installation.
The invention minimizes the amount of fluid that flows or leaks around the valves during the part of the cycle in which the pressure is increasing, and this increase in pressure presses the various valves against their seats. Usually, some valves are placed in front of their flow ports and others in front of the manifold ports. Suppose, for example, that in a given pipe there is a group made up of three or four valves which have been previously brought (one by one) into their watering position so that the valves are placed opposite each other. their flow lights. It is also assumed that the pressure in the pipe has been temporarily
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significantly decreased and is now restored to shut off the flow lumens of this valve group.
This means that the flow lights of the entire valve group must be fully closed before normal wave pressure can be restored. On the other hand, only one lum e of tubing must be closed, namely the lumen located di.ns the first valve immediately following the group, this valve to receive pressurized water for the first time.
As the water advances in the pipe and passes through the ports of the manifolds of the above-mentioned valve group, the leaks which occur between the valves and the flow ports of the respective valves of this group are retarded in a way! the normal rise in pressure sequentially, this delay as well as the total leakage being proportional to the number of talves in the group.
The effects of leaking or weeping at the flow lumen of a given valve 'in the group are multiplied by the number of valves in the group and, for this reason, the decrease in these leaks at the flow ports can be considered. as being more important than reducing the leakage at the manifold lumens because at any given time only one manifold lumen needs to be closed. In fact, excess leakage at the flow lumens can seriously limit the number of valves that can be plugged into one. conduct given.
On the other hand, leaks at the tube lumens can cause difficulty in the case of a valve located near the end of a long series of valves where. the friction of the circulation due to the pressure drop which inevitably occurs in a large number of valves decreases the speed and pressure of the water. According to the invention, the leaks which occur at the location of the flow ports can be eliminated or rendered ineffective and, if desired, any leaks which possibly occur at the ports of the tubes can be eliminated.
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also be reduced.
As described in detail in the part of the specification which follows, for this purpose the valve is guided to the flow lumen to bring the valve close to the lumen. The valve does not shut off the lumen firmly or hydraulically, but it is located very close to it, ready to shut it off when the pressure is restored in the pipe and it is still free at any time to occupy any which position corresponds to an appropriate and normal operation of the device. Such guiding means may be provided at the outlet lumen and the valve flow lumen or at only one of these lumens.
In any case, losses and weepings during operation remotely controlled by water pressure are reduced so that the number of valves which can be connected in series in a cond '. you is not limited.
The construction of the following valves, the invention will now be described in detail, in FIG. 1, an ir-
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Sequential irrigation is shown in part. The instsllation¯cot takes a main line 10 and several spaced parallel side branch lines 11a. llb, 11c, etc. Valves
12 combined with sprinklers are placed along each pipe and are spaced from each other. The water supply to the installation is controlled by an automatic time mechanism 13 which, in the schematic view of Fig. 1, comprises a pump 14 of conventional construction and an automatic time valve 18.
The valve 18, which is also of conventional construction, temporarily and periodically decreases the water pressure in the installation.
A riser tube 20 is connected to each valve 12 and each riser tube 20 carries at its upper end a sprinkler head 22. The sprinkler heads 22 may be of any suitable type. As the valves 12 are all identical in construction, the description of a valve will serve
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for all the others.
In Figs. 2 and 3, the valve 12 shown comprises a T-shaped housing or hollow body having a transverse part - comprising an inlet pipe 24 and an outlet pipe 26 which serve to connect the valve in a pipe such as the side pipe 11 The riser tube 20, which carries a spray head 22 (Fig. 1), is connected to 28 of the body. As shown in Fig. 4, the barrel a valve chamber 30 communicating with the inlet and outlet pipes 24 and the barrel contains
A flow tubing 32 (Figs. 2, 6 and 7) threads into the riser 20 and also communicates with the valve chamber 30.
In Fig. 26. the chamber 30 is closed by means of a cap 33 which is screwed onto the end 34 of the barrel 28. The cap 33 is pierced with a vent 35 and is provided with an annular shoulder 36 which cooperates. with the annular end face of 4, 28 to carry a rigid circular seal 38, a rubber diaphragm 40 and an annular flange 43. The flange 43 serves to mount a flexible cup, 44 in the chamber 30.
The vette barrel 44 and the lid 38 cooperate to form a lower liquid chamber 45. As shown in Figs. 5-7, the diaphragm 40 stretches to form with the seal 38 an upper liquid chamber 40a while the diaphragm is shown collapsed in Fig.4. The diaphragm 40 has a central part 41 which is convex relative to its peripheral part 42.
The flexible cup 44 is made of an elastic material such as rubber and has a wall whose outer cylindrical surface 44a fits tightly into a counterbore 30a formed in the valve body. The bowl 44 is provided with a thin-walled interior portion 44b. The chamber 45 contains an incompressible viscous fluid 45a such as a silicone liquid.
A valve stem 46 of resilient flexible material extends into chamber 30 from portion 44b of the cu-diaphragm.
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and is surrounded by a cylindrical sleeve 47 made of a semi-rigid corrosion resistant material such as nylon.
The sleeve 47 is split longitudinally on one side to facilitate its installation on the rod 46. A projection 48 starts from the end of the rod and extends a short distance into the chamber 45. The outer end of the projection 48 is provided with several protuberances 49 which prevent any suction effect between the projection 48 and the cover 38.
A ball valve 50 is attached to the inner end of the rod 46 and the cup 44, the rod 46 and the valve 50 are preferably integrally molded of rubber or the like.
The cover 38 is pierced with a constricted orifice 52 placed between its center and its circumferential edge.
The valve body is provided with an outlet lumen forming a seat for the plug 53 at the inner end of the tubing 26, an inlet lumen 54 at the inner end of the tubing 24 and a flow lumen for sprinkler head 55 at the inner end of tubing 32. Due to the flexible nature of bowl 34 and stem 46, valve 50 may be so far removed from its position. of repcs or inactive (shown in, Fig. 3) in which it is in front of the outlet lumen 53 but without blocking it, to a position (Fig. 5) in which it is pressed - against the outlet lumen. outlet 53 so as to close it.
The valve can also occupy a position (shown in Fig. 6) in which it is in front of the flow lumen.
55 without however blocking it and from which it can be moved slightly towards a position (Fig. 7) in which it blocks the flow port 55.
As mentioned above, means are provided according to the invention to reduce seepage or leakage when the pressure of the pipe is reestablished or brought back to normal after a temporary decrease in pressure for pressing.
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the valve against its seat. In Figs. 4-7 two laterally spaced ramps 56 are molded into the valve body, opposite lumen 53 and have inclined ramp or guide surfaces 57.
When the valve 50 is in its rest or inactive position shown in FIG. 4 (i.e. before pressurized water has entered the line and before the valve actuation mechanism has been actuated or "cocked"). the guide surfaces 57 of the ramps 56 keep the valve close to the outlet lumen 53 but not in sealing contact therewith.
As shown in Fig. 6, in the valve described, a single ramp 58 comprising an inclined guide surface
59 is placed in front of the flow lumen 57. The surface 59 is inclined towards the outlet lumen 55. The ramp 58 brings the valve 50 close to the flow lumen 55 but not in fluid-tight contact. with this, when the valve is placed against this lumen and when the pressure in the pipe has been reduced.
The operation of the device of FIGS. 4 to 7 will now be described in more detail. In Fig. 4, the valve is shown in its inactive or rest position, that is to say the position it occupies until the moment when. the pressurized water reaches the valve for the first time. In this state, the fluid contained in the diaphragm has been transferred from the upper chamber 40a into the lower chamber 45 by the resilient action of the diaphragm 40. The ball valve 50 is held near the outlet lumen 53 of the diaphragm. valve by the ramps 56 as clearly shown in FIG. 4 but the valve is not hydraulically pressed against this lumen.
In a typical construction, with a 1 3/16 inch (30.2 ma) diameter ball valve, the gap between the valve and lumen is on the order of 1/32 1/16 inch (0.8 to 1.6 mm).
It is assumed that at the start of the pressurized water penetrates
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in the inlet pipe 24 of the valve. First, the gap between the flap 50 and the lumen 53 of the valve is closed. as a result of the shock and pressure effects of the fluid when it encounters the ball valve. Any small quantity of water which manages to pass through the ball valve before it is pressed against its seat cleans the seat formed by the slot 53, which ensures that a good seal is obtained.
As soon as the ball valve reaches seat 53, it is kept pressed against the latter by the pressure of the fluid, - but fluid can flow through the flow port 55. Like a single sprinkler in a pipe delivers water and since the sprinkler 22 is a relatively constricted outlet, pressure immediately builds up in the valve body and keeps the valve outlet lumen closed.
As shown in Fig. 5, as the pressure increases in the pipe during the spraying phase, besides keeping the ball valve pressed against its seat, it arms the actuating mechanism of the valve. Pressure
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of water which acts on the underside of the diaphragm 44b soils the diaphragm towards the operculum 38. As the diaphragm approaches the operculum, fluid 45a is transferred from the lower chamber 45, through the orifice 52, in the superior room 40a. This transfer stretches the rubber rod and exerts a traction on the valve which however remains applied against the lumen. output 53 as a result of the mechanical engagement established between the valve and the lumen 53 which surrounds it.
The result is that the cocking or actuating action simply stretches the elastic rod 46 although this extension exerts a certain stress on the valve which is transverse to the axis of circulation of the fluid between the inlet pipe and the valve. outlet tubing and the sealing pressure application line.
Then, with the actuation mechanism armed,
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when the pressure in the pipe is reduced at the / level of the valve (for example by the action of the timing mechanism 13) nothing prevents the valve from deviating from the outlet port 53 and from passing into a position in line with the flow lumen 55. As the valve moves closer to the flow lumen, it is partially contained by the cam or ramp surface 59 on the ramp 58 which moves the valve laterally that is. - say to the left on the drawing. When the valve stops, it is very close to the flow lumen 55 but a hydraulic seal with this flow lumen is however not established.
This state of affairs is shown in FIG. 6..But the valve plug is almost instantaneously pressed tightly against this lumen when the pressure in the line is restored and this phase of valve operation is shown in FIG. 7.
When the state of FIG. 7 has been reached, temporary decreases in the pressure in the line subsequently occur, as a result of which the valves 50 contained in the valves 12 located downstream in the line 11a are successively brought into positions corresponding to that shown in FIG. 7. But once the valves have occupied the position of FIG. 7, these subsequent temporary decreases in pressure do not return the valves to the position of FIG. 5.
The reason is that these subsequent decreases. pressure is only maintained for periods of time which are too short for any substantial amount of the liquid 45a in the upper chamber 40a to return through the constricted orifice 52 into the lower chamber 45.
When all the sprinklers 22 in the various side pipes 11a, 11b, 11c, etc., have been actuated. and when all the ball valves 50 have been brought into positions corresponding to those of FIG. 7, as described above, the water supply must be completely shut off. This
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being, the diaphragm 40, the cup 44, the rod 46 and the ball valve 50 of each valve 12 return to their inactive position in which the valve is in front of the outlet lumen of the valve but is slightly spaced therefrom, as shown in FIG. 4.
When all the valves 12 have returned to their inactive positions as described above, the installation is ready for a new operating cycle. The time mechanism 13 may be designed to automatically initiate the next operating cycle at any desired time when all of the valves 12 have been so primed.
It should be noted that, during the transfer, the ball valve moves transversely to the axis of circulation of the fluid which passes through the inlet and outlet ports of the valve], and through the flow port so that all foreign body that accumulates in the valve seats is vented and is not retained against the seats as would be the case if the valve were to move in the direction of fluid flow.
But, more important is the fact that although the valve is perfectly free to move between its two active positions, it is guided by the ramps 56 and 58 respectively - and comes to be placed very close to one or the The other seat beyond the valve so that when the water pressure is restored and the valve is pressed against the seat, the water leakage is very small.
In the variant of the invention shown in the
Fig. 8, the construction used to shut off the flow lumen is slightly different from that of the first embodiment. In this embodiment, the valve body
12a has a flow nozzle 32a which has a projection '
61 retaining inside the valve body. The interior surface of this protrusion is slanted or chamfered to produce a lumen or slanted flow seat 55a which is rotated in a direction opposite to the valve actuation mechanism. The body 12a
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and the tubing 32a are separately made of a rigid plastic material and the tubing is glued in place in the body when the valve has been installed.
As in the other embodiments, in the construction of FIG. 8, when the valve is placed in front of the seat 55a and when the valve is not subjected to any pressure, a little ease separates the valve from the seat.
The operation of the embodiment of FIG. 8 is similar to that of the other embodiments. When the pressure in the line is reduced after the arming of the valve actuation mechanism, the valve is biased by its stretched rod 46 until it is placed in front of the seat 55a forming the flow lumen. Thanks to the projection 61 in which the seat 55a is formed, the valve is held by the opposite wall of the body 12a so that it is placed very close to the seat but does not touch it, and thus a very small amount of Fluid escapes from the flow lumen when pressure is restored in the line. The construction also allows the valve 50 to move freely between its two positions in the valve chamber as in the other embodiment.
In some installations it may be of interest to omit the lower ramps 56 (shown in Figures 4-7). As mentioned above, the ramps of the inlet and outlet ports of the valve may only be of significance in valves located near one end of the pipeline. A construction without a ramp is shown in FIG. 8.
Of course, the invention is not limited to the execution details described to which changes and modifications can be made without departing from its scope.