ITRE990010A1 - Gruppo di azionamento del tamburo avvolgitubo per irrigatori semoventi adattabile a pompe con portate diverse . - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

di Brevetto Italiano di Invenzione industriale dal titolo: "GRUPPO DI AZIONAMENTO DEL TAMBURO AW OLGITUBO PER IRRIGATORI SEMOVENTI ADATTABILE A POMPE CON PORTATE DIVERSE",

Il presente trovato concerne un gruppo preposto al trascinamento del tamburo aw olgitubo degli irrigatori semoventi atti ad irrigare grossi appezzamenti di terreno. Gli irrigatori semoventi di tipo noto generalmente comprendono un carro su cui è montata una struttura che supporta un tamburo girevole ad asse orizzontale.

Sul detto tamburo è avvolto secondo più strati elicoidali sovrapposti un tubo flessibile, una cui estremità è connessa al mozzo del detto tamburo, mentre l'estremità libera è fissata ad un irrigatore montato su un carrello.

Il riavvolgimento del tubo flessibile sul tamburo è demandato a mezzi di tipo idraulico e comporta il trascinamento del carrello su cui è montato l'irrigatore verso il detto carro porta tamburo.

Secondo una soluzione nota il mozzo del tamburo è meccanicamente collegato con l'albero della girante di una turbina idraulica attraverso cui viene fatta passare tutta o parte dell'acqua destinata all'irrigatore prima di essere immessa nel tubo flessibile.

Durante un ciclo di irrigazione la velocità lineare di trascinamento del carrello porta-irrigatore varia in funzione del diametro di avvolgimento del tubo flessibile sul tamburo. Ciò dà luogo ad una irrigazione non uniforme, ed occorre quindi regolare la velocità della girante della turbina in guisa da mantenere costante la velocità di trascinamento del carrello porta-irrigatore man mano che aumentano gli strati di avvolgimento del tubo sul tamburo. La regolazione della velocità della turbina è demandata sia ad un usuale cambio di velocità connesso all'albero della girante, sia alla apertura di un condotto di by-pass che consente di variare la portata d'acqua che attraversa la girante, e quindi la velocità di rotazione della turbina. L'azionamento mediante turbina presenta tutta una serie di inconvenienti derivanti dalle modalità di funzionamento della turbina stessa.

E' noto infatti che il rendimento della turbina si mantiene a livelli accettabili solo se la velocità di ingresso dell'acqua nella camera della turbina resta al di sotto di un valore desiderato, in quanto all'aumentare della velocità di ingresso dell'acqua aumentano le perdite di carico.

Le turbine note presentano una luce di immissione dell'acqua ad apertura fissa, e quindi sono adatte a funzionare solo entro un campo di portate abbastanza limitato.

Ciò si traduce in una scarsa versatilità dell'intero irrigatore, che è adatto ad essere alimentato solo da pompe la cui portata sia ricompresa in un campo abbastanza ristretto.

Ciò rende spesso necessario sostituire assieme all'irrigatore anche il separato gruppo pompante, che non sempre presenta caratteristiche idrauliche adatte al nuovo irrigatore .

Scopo del presente trovato è quello di risolvere i menzionati inconvenienti nell'ambito di una soluzione razionale, affidabile, e dai costi contenuti, rendendo disponibile una turbina che sia adatta a funzionare con rendimenti accettabili in un campo di portate molto ampio. Il trovato consegue il detto scopo rendendo disponibile un gruppo di trascinamento per irrigatori semoventi dotato di mezzi atti a regolare la velocità del flusso di acqua che entra nella camera della turbina in guisa da mantenere la velocità di tale flusso in un intorno del suo valore ottimale .

Secondo il trovato il gruppo turbina by-pass comprende un condotto di alimentazione dell'acqua alla camera della turbina che può essere parzializzato da una adatta valvola in guisa che, per la portata prescelta, la velocità di ingresso dell'acqua possa essere regolata ad un valore desiderato .

Detta valvola funziona associata ad una seconda valvola che è atta ad aprire, in modo regolato, la luce del condotto di by-pass .

Secondo una prima forma di attuazione, le due valvole che interessano il condotto di ingresso dell'acqua nella turbina e il condotto di by-pass presentano un corpo valvolare comune azionato da un unico dispositivo.

Il condotto di ingresso dell'acqua nella turbina è poi vantaggiosamente diviso da almeno una parete parallela al flusso dell'acqua in almeno due canali, al fine di evitare o ridurre la turbolenza dell'acqua.

Le bocche di detti canali possono essere aperte o chiuse singolarmente mediante la detta valvola parzializzatrice posta a monte dei detti canali.

La detta valvola parzializzatrice è mobile ed è sagomata in guisa da aprire il condotto di by-pass solo dopo aver aperto tutti i canali di alimentazione della detta turbina.

Inoltre la detta almeno una parete è sagomata in modo tale da indirizzare il flusso di acqua verso le pale della girante della turbina con un angolo di incidenza che rende minime le perdite.

Una seconda forma di attuazione del trovato prevede che la valvola di parzializzazione del condotto di alimentazione dell'acqua alla camera della turbina e la valvola di parzializzazione del condotto di by-pass siano regolate in modo indipendente. Ciò consente di regolare la portata di acqua con la prima di dette valvole, e la velocità della turbina con la seconda.

Al fine di meglio chiarire le caratteristiche costruttive e funzionali del trovato se ne descrivono nel seguito due preferite forme di attuazione date a titolo di esempio non limitativo ed illustrate nelle allegate tavole disegni.

La Fig.1 è una vista del trovato sezionato in corrispondenza della turbina con un piano ortogonale all'asse di rotazione della stessa.

La Fig.1a è la stessa vista di Fig.l con la valvola parzializzatrice in una posizione operativa diversa.

La Fig.2 è una vista del trovato sezionato a lato della turbina con un piano ortogonale all'asse di rotazione della stessa .

La Fìg.2a è la stessa vista di Fig.2 con la valvola parzializzatrice in una posizione operativa diversa.

La Fig.3 è la sezione III-III di Fig.2.

La Fig.4 è la sezione IV-IV di Fig.2.

La Fig.5 è una vista frontale della valvola parzializzatrice secondo il trovato.

La Fig.6 è la sezione VI-VI di Fig.5.

La Fig.7 è la stessa vista di Fig.3 del trovato in una seconda forma di attuazione.

Dalle suddette figure si rileva la turbina 1, che comprende una carcassa esterna 2 all'interno della quale è montata la girante 3 dotata delle pale 4. All'albero 5 della turbina 1 è collegato, con l'interposizione di un usuale riduttore di velocità, il mozzo del tamburo aw olgitubo, non illustrato in quanto di tipo noto.

Il condotto 100 di alimentazione dell'acqua alla turbina è diviso dalla parete 101 in due rami 102 di ingresso dell'acqua nella turbina e 103 di ingresso dell'acqua nel condotto 11 di by-pass.

La parete 101 è ovviamente ortogonale all ' asse 5 di rotazione della girante 3.

Nella parte più prossima alle pale 4 della girante 3 il ramo 102 si divide in tre canali 6, 7, e 8, separati dalle pareti 9 e 10, come'illustrato nelle Figg. 1 e 4.

A fianco dei canali 6, 7, e 8, e separato dagli stessi è presente il condotto 11 di by-pass, comunicante con la bocca 30 di scarico dell'acqua della turbina 1, il quale è posto in comunicazione col mozzo del tamburo a sua volta collegato al tubo flessibile di alimentazione dell'irrigatore, non illustrato .

Si precisa che le pareti 9 e 10 sono sagomate in modo tale da indirizzare il flusso d'acqua contro le pale 4 della girante 3 con un angolo di incidenza che garantisce il miglior rendimento.

Le bocche 60, e 70 di ingresso rispettivamente dei canali 6, e 7, e la bocca di ingresso 110 del canale 11 possono essere aperte o chiuse mediante la valvola parzializzatrice 12, che ha la funzione di regolare la portata del flusso di acqua che attraversa la girante 3.

La detta valvola parzializzatrice 12 è ricevuta in una sede 13 a sezione cilindrica avente l'asse trasversale al condotto 100, e si configura, si veda figg.5 e 6, come una porzione di superficie cilìndrica che è accolta a misura entro la detta sede 13.

Più in dettaglio con riferimento alle Figg. 5 e 6 la porzione 120 di valvola 12, atta ad ostruire le bocche 60 e 70 dei canali 6 e 7, ha dimensioni minori della porzione 121 di valvola atta ad ostruire la bocca 110 del condotto 11 di by-pass .

Inoltre la valvola 12 è collegata all'albero 14 centrale mediante una molla 15, infilata sul perno 16, che mantiene la valvola 12 contro la sede 13.

Grazie alla configurazione sopra illustrata con particolare riferimento alle Figg.1 e 2, la luce di ingresso dell'acqua nella camera della turbina è limitata al canale 8, ed il condotto di by-pass è completamente chiuso.

Questa situazione è adatta ad alimentare la turbina con la minima portata d'acqua compatibile con le esigenze dell 'irrigatore.

Quando su hanno a disposizione portate comparativamente maggiori, tali da provocare velocità di ingresso dell'acqua nella camera della turbina superiori alla velocità massima ammissibile per non compromettere il rendimento, ruotando in senso orario la valvola 12 si trova il grado di apertura sufficiente a ridurre la detta velocità al valore desiderato.

Sino alla completa apertura dei canali 6 e 7 la parte 121 della valvola 12 mantiene completamente chiuso il condotto di by-pass, il che vale a dire che tutta l'acqua alimentata dalla pompa attraversa la turbina.

Aumentando la portata della pompa, si provvede a mantenere la velocità di ingresso dell'acqua nella camera della turbina al di sotto del massimo valore compatibile mediante la progressiva apertura del condotto di by-pass.

Ciò si ottiene continuando a ruotare la valvola 12 in senso orario sino a raggiungere la configurazione illustrata nelle Figure la e 2a.

All'inizio di un ciclo di irrigazione, in funzione della portata della pompa di alimentazione, si regola quindi la valvola 12 in modo da impostare la velocità di ingresso dell'acqua nella turbina ad un valore conveniente, e la velocità della turbina corrispondente alla durata del ciclo di irrigazione desiderato, che corrisponde al tempo di completo riavvolgimento del tubo.

Ad esempio, come detto, con una pompa di piccola portata e per un ciclo di determinata durata si pone la valvola 12 come illustrato nella Fig.2 in modo che la turbina sia alimentata solo attraverso il canale 6.

Per mantenere costante la velocità lineare di trascinamento del carrello porta-irrigatore, durante l'intero ciclo di irrigazione, il trovato utilizza un usuale sistema elettronico che controlla la velocità . lineare di avvolgimento del tubo flessibile e comanda, quando aumenta detta velocità, ulteriori piccole rotazioni dell'albero 14 e quindi della valvola 12 nel verso indicato in fig.2, a partire dalla posizione prescelta all'inizio del ciclo.

In questo modo aumenta la sezione del condotto di alimentazione della turbina, in quanto la rotazione della valvola 12 comporta la parziale apertura della bocca 70 del canale 7, e quindi diminuisce corrispondentemente la velocità dell'acqua che attraversa la girante 3, e si riduce la velocità di quest'ultima.

La Fig.7 illustra una variante della forma di attuazione descritta. Dalla detta figura si rilevano, invece della valvola parzializzatrice 12, due valvole 50 e 51 azionabili dall'esterno in modo indipendente rispettivamente mediante gli alberi 52 e 53.

La valvola 51 è atta a parzializzare le bocche 60 e 70 dei canali 6 e 7, invece la valvola 50 è atta a parzializzare la bocca di ingresso 110 del canale 11 di by-pass.

Questa soluzione permette di regolare la portata di acqua attraverso la valvola 51 mantenendo la velocità entro valori che garantiscano basse perdite di carico e quindi un buon rendimento della turbina. Invece con la valvola 50 si regola, durante un ciclo di irrigazione, la velocità della turbina variando il flusso d'acqua che attraversa il canale 11 di by-pass.

Si precisa che la connessione tra le valvole 50 e 51 ed i rispettivi alberi avviene con gli stessi mezzi con cui nella prima variante del trovato la valvola 12 è connessa all'albero 14.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Gruppo di azionamento del tamburo avvolgitubo per irrigatori semoventi comprendente una turbina collegata alla pompa di alimentazione dell'acqua nella cui carcassa sono presenti un condotto di ammissione dell'acqua nella camera della girante ed un condotto di by-pass in parallelo col detto e confluente con la bocca di scarico della girante, nonché una valvola parzializzatrice del detto condotto di by-pass regolabile dall'esterno per regolare la velocità di rotazione della girante, caratterizzato dal fatto che comprende una valvola parzializzatrice del condotto diretto alla camera della girante, la quale è azionabile dall'esterno per variare la apertura di detto condotto in guisa da mantenere la velocità dell'acqua che entra nella camera della girante nell'intorno di valori desiderati.
2. 2. Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il condotto di ammissione dell'acqua nella camera della girante ed il condotto di by-pass sono paralleli ed adiacenti almeno per un tratto.
3. 3. Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che nel condotto di ammissione dell'acqua nella camera della girante è prevista almeno una parete di divisione parallela all'asse della girante che divide detto condotto in almeno due canali adiacenti.
4. 4 . Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il condotto di ammissione dell'acqua nella girante ed il condotto di by-pass si dipartono da una camera comune che contiene un corpo valvolare destinato a parzializzare il condotto di ammissione ed un corpo valvolare destinato a parzializzare il detto condotto di bypass.
5. 5. Gruppo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti due corpi valvolari sono azionati indipendentemente uno dall'altro.
6. 6. Gruppo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti due corpi valvolari sono azionati assieme da un unico comando.
7. 7. Gruppo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che detti due corpi valvolari sono posti uno relativamente all'altro in guisa che il corpo valvolare posto sul condotto di by-pass inizia ad aprire detto condotto dopo che il corpo valvolare posto sul condotto di ammissione dell'acqua alla camera della girante è completamente aperto.
8. 8. Gruppo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che la camera valvolare comune da cui si dipartono i condotti di ammissione dell'acqua alla camera della girante ed il condotto di by-pass è una camera cilindrica avente l'asse parallelo all'asse della girante, ed i due corpi valvolari sono segmenti di superficie cilindrica.
9. 9. Gruppo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che detti segmenti di superficie cilindrica sono ricavati in un sol pezzo di superficie cilindrica.