DE2803325A1

DE2803325A1 - Fluessigkeitsspritzkopf und verfahren zum spritzen eines spezifischen musters

Info

Publication number: DE2803325A1
Application number: DE19782803325
Authority: DE
Inventors: Edwin J Hunter
Original assignee: Toro Co
Current assignee: Toro Co
Priority date: 1977-01-31
Filing date: 1978-01-26
Publication date: 1978-08-03
Also published as: AU2924377A; CA1066744A; US4119275A; FR2378568A1

Description

Die Erfindung bezieht sich grundsätzlich auf eine Vorrichtung zum Verspritzen oder Versprühen von Flüssigkeit, insbesondere auf Bewässerungsvorrichtungen; im besonderen bezieht sie sich auf einen Flüssigkeitsspritz- oder -sprühkopf für Sprinkler.

Es ist bereits eine Vielzahl von Bewässerungsvorrichtungen und Sprinklern bekannt geworden, mit welchen die richtige Bewässerung von Rasenflächen und anderen Pflanzen herbeigeführt werden soll. Bei Bewässerungssprinklern oder -vorrichtungen kann man grundsätzlich zwischen zwei Klassen unterscheiden, einmal den stationären und zum andern den beweglichen Sprinklern.

Bewegliche Sprinkler zeichnen sich durch einen beweglichen Spritzoder Sprühkopf aus, der einen oder mehrere Wasserstrahlen vom Kopf des Sprinklers nach außen in vorbestimmter Richtung in einem zyklischen oder oszillatorischen Muster richtet, um so die zu bewässernde Fläche zu überstreichen. Bewegliche Sprinkler haben den Vorteil niedriger Verteilraten, wodurch mit ihnen eine relativ kleine Wasserströmung über eine relativ große Fläche ausgegeben werden kann. Derartige bewegliche Sprinkler weisen in der Regel jedoch einen komplizierten Aufbau auf, sind kostspielig in der

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Herstellung, neigen zu Verschleiß und Mißfunktion, und außerdem reagieren sie auf Strömungs- und Druckänderungen des Wassers. Der Abdeckungsbereich dieser Sprinkler wird darüberhinaus vom Wind nachteilig beeinflußt, und sie sind für kleine und/oder nicht kreisförmige Flächen nicht sonderlich geeignet. Sie können in der Regel nicht wunschgemäß eingestellt werden, d.h.derart, daß sie längs, jedoch nicht wesentlich über die Grenze einer zu bewässernden Fläche hinaus spritzen. Im Hinblick darauf, daß sie rotieren oder oszillieren müssen, erfordern sie eine relativ große Bewegungsfläche. Dementsprechend sind bewegliche Sprinkler nicht für sämtliche Anwendungszwecke voll geeignet. Feste oder starre Sprinkler weisen in der Regel einen stationären Spritzkopf auf, der eine Anzahl diskreter, divergierender Wasserstrahlen oder einen im wesentlichen kontinuierlichen, fächerförmigen Wasserstrahl vom Spritzkopf nach außen über einen vorbestimmten Winkelsektor richtet. Derartige feste Sprinkler weisen die Vorteile größter Einfachheit, niedriger Kosten, Zuverlässigkeit, praktisch keinen Verschleiß und die Fähigkeit, kleine oder nicht kreisförmige Flächen zu bewässern und weiterhin die Möglichkeit die Grenzen der zu bewässernden Flächen festlegen zu können, auf. Ihr Hauptnachteil ist darin zu sehen, daß sie kontinuierlich eine verhältnismäßig starke Wasserströmung auf eine relativ kleine Fläche ausgeben und somit relativ große Verteilungsraten bezüglich der Fläche aufweisen.

Der Nachteil der nicht flexiblen Betriebsweise fester Sprinkler wird weiterhin der Tatsache zugerechnet, daß sie in der Regel in Gruppen von einem gemeinsamen Steuerventil aus betrieben werden. Die Steuerventile werden in der Regel ihrerseits von einer einzelnen manuell oder automatisch betätigten Steuerung überwacht oder betrieben, die bewirkt, daß sämtliche Sprinkler etwa die gleiche Wassermenge auf die die jeweiligen Sprinkler umgebenden Flächen spritzen. Somit werden Flächen mit geringerem Wasserbedarf über Gebühr bewässert, während solche mit größerem Wasserbedarf nicht ausreichend bewässert werden.

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Es sind bereits verschiedene Vorrichtungen bekannt, mit denen der Zweck verfolgt wird, die Nachteile selektiver Strömungssteuerung und Verteilungsraten fester Sprinklerbewässerungssysteme zu vermeiden. Die US-PS 3 454 225 und 3 940 066 beschreiben Einrichtungen zur Steuerung der Verteilungsrate eines Flüssigkeitsspritzkopfs sowie eine spezifische Einrichtung zur Einstellung der Flussigkeitsströmungsrate eines Spritzkopfes eines aufsteigenden Sprinklers und zwar dadurch, daß das rohrförmige, aufsteigende Bauteil gedreht wird. Gemäß der US-PS wird eine Einrichtung zur Einstellung der Verteilungsrate eines Sprühkopfes beschrieben, welcher teleskopartig in einen Hauptrohrkörper ein- und austritt, um hierdurch die wirksame Größe von öffnungen zu verringern oder zu vergrößern.

Bei Sprinklersystemen mit einem teleskopartig in einem Hauptrohrkörper verstellbaren Sprüh- oder Spritzkopf bestehtraarin, daß das Zusammenwirken des Rohrteils des Spritzkopfes mit dem Hauptrohrkörper nicht flüssigkeitsdicht erfolgt und daß nach längerem Gebrauch oder bei Vorliegen hohen Flüssigkeitsdrucks ein Lecken auftritt«

Ein weiteres Problem fest angeordneter Sprinklersysteme ist darin zu sehen, daß sie hinsichtlich der Form oder des Musters der von ihnen bespritzten Fläche begrenzt sind. Bei bisher bekannten Spritzköpfen wurde die Form der bewässerten Fläche durch die Anordnung der oder das Fehlen von um den Spritzkopf herum angeordneten öffnungen bestimmt. Bei diesem Vorgehen ist man jedoch bei der Spritzkopfausbildung hinsichtlich der auf der zu bewässernden Fläche zu erzeugenden Form oder des entsprechenden Musters sehr beschränkt. Obwohl einige der vorstehend ausgeführten Probleme bei verschiedenen Vorrichtungen durch besondere Konstruktionen vermieden wurden, war es niemals erwünscht, Sprinkler zu schaffen, mit denen sowohl die Strömungsrate, also die Verteilrate, geändert und gleichzeitig eine

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gleichförmige Bestreichung jedes gewünschten Musters oder jeder gewünschten Flächenform erzielt werden konnte, wobei diese Doppelfunktion mittels einer einfache, einzigen Einstellvorrichtung erreicht wird.

Die Aufgabe der Erfindung ist darin zu sehen, einen Sprinkler mit festem Flüssigkeitsspritzkopf zu schaffen, mit dem die Flüssigkeitsströmungsrate, die Verteilrate, einstellbar ist und mit dem eine gleichförmige Erfassung jeglicher gewünschten Flächenform möglich ist. Weiterhin hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, einen Flüssigkeitsspritzkopf zu schaffen, der die Flüssigkeitsströmung in den Spritzkopf des Sprinklersystems verstellen kann. Auch soll der Spritzkopf teleskopartig innerhalb eines rohrförmigen Hauptkörpers verstellbar sein, wobei jedoch das bisherige Lecken auf Grund der Gleitbewegung zu vermeiden ist. Schließlich soll ein Verfahren zur Konstruktion eines Spritz- oder Sprühkopfes angegeben werden, mit dem vorgewählte Flächenformen bespritzt oder besprüht werden können. Weiterhin befaßt sich die Erfindung mit der Schaffung eines Verfahrens zum Bespritzen oder Besprühen einer vorbestimmten Flächenform.

Die Erfindung beinhaltet grundsätzlich eine Sprinklervorrichtung, deren Spritzkopf ein im wesentlichen rohrförmiges äußeres Teil mit einem axialen Flüssigkeitsdurchtritt und eine Zwischenwand zur Begrenzung der Flüssigkeitsströmung durch den Durchtritt aufweist. Ein im wesentlichen rohrförmiges inneres Teil ist an einem Ende mit einer Kappe versehen, und ein offenes, rohrförmiges Ende wirkt mit Gleitsitz mit dem äußeren Teil zusammen. Das rohrförmige Ende expandiert unter dem Flüssigkeitsdruck stärker als das äußere Ende, wodurch ein Lecken der Flüssigkeit am Durchtritt verhindert wird. Weiterhin ist an dem Spritzkopf eine Anzahl von an seinem Umfang vorgesehenen Ausgabeöffnungen vorhanden, deren Querschnittsflächen sich progressiv verändern, so daß der Umfang der bespritzten Grundfläche eine vorbestimmte Form definiert. Weiterhin ist der Spritzkopf mit einer Strömungs-

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verstelleinrichtung zur veränderbaren Einstellung der Begrenzung der Flüssigkeitsströmung durch die Zwischenwand versehen; diese Einrichtung wird durch Rotieren des Innenteils bezüglich der Zwischenwand betätigt.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Innenteil unter dem Flüssigkeitsdruck stärker expandierbar ausgebildet, da das Innenteil in radialer Richtung dünner als das Außenteil ist. Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, den Patentansprüchen sowie der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Sprinklers oder der erfindungsgemäßen Spritζeinrichtung, wobei der Sprinkler an ein dauernd unterirdisch verlegtes Sprinklersystem angeschlossen und der Spritzkopf gemäß der Erfindung besonders kenntlich ist;

Fig. 2 einen Längsschnitt des erfindungsgemäßen Spritzkopfes entsprechend Linie II-II der Fig. 1;

Fig. 3 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Spritzkopf gemäß Linie III-III der Fig. 2;

Fig. 4 einen Querschnitt durch den erfindungsgemäßen Spritzkopf gemäß Linie IV-IV der Fig. 2;

Fig. 5 den Spritz- oder Sprühkopf gemäß der Erfindung in auseinander gezogener Darstellung;

Fig. 6 die Form der Grundfläche, die mit der Ausbildung der Spritzkopföffnung nach Fig. 7 bespritzt werden kann und

Fig. 7 ein repräsentatives Diagramm der Ausbildung der öffnung, mit der die Grundfläche gemäß Fig. 6 bespritzt werden kann.

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In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Spritz- oder Sprühkopf zusammen mit seiner Umgebung gezeigt. Rohre 3 sind auf Dauer im Boden 8 verlegt, an eine Druckwasserquelle und über ein T-Stück 2 an ein Sprinklerkopfgehäuse 6 angeschlossen. Der gezeigte Flüssigkeitsspritzkopf 10 steigt nach oben auf und ist in seiner voll ausgefahrenen, der Arbeitsstellung gezeigt. Derartige ausfahrende Sprinkler sind beispielsweise den US-PS 3 454 225 und 3 940 066 der Anmelderin zu entnehmen. Der erfindungsgemäße Spritzkopf kann jedoch bei jeder Art von Sprinklern oder Flüssigkeitssprühköpfen verwendet werden, wie einzelne, tragbare, auf dem Boden angeordnete Sprinkler.

Der Aufbau und der Betrieb des Flüssigkeitssprühkopfes nach der Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit den Fig. 2 bis 5 näher erläutert. Fig. 2 zeigt einen Querschnitt der Spritzkopfes nach Fig. 1. Er weist hierbei ein äußeres rohrförmiges Teil 20 auf, das mit einem axialen Durchlaß oder Durchtritt 23 versehen ist, über den der Spritzkopf 10 mit Druckflüssigkeit aus einer entsprechenden Quelle versorgt wird. Das äußere rohrförmige Teil 20 weist eine Zwischenwand oder Wandung 22 im axialen Durchlaß 23 auf. Sie ist mit einer Anzahl von öffnungen 24 versehen, die im Bereich der Radialkante der Wandung vorgesehen sind. Diese öffnungen 24 bilden den einzigen Durchlaß für die Flüssigkeit zu Ausgabeöffnungen 66 in einer Kappe 60 des Spritzkopfes 10.

An der Wandung 22 ist einstückig mit ihr eine Muffe 26 zur Halterung einer Strömungseinstelleinrichtung 40 vorgesehen. Die Einstellung erfolgt durch Drehen, wodurch die effektive Größe der öffnungen 24 variierbar ist.

Das Oberteil des Sprühkopfes 10 ist mit einem inneren rohrförmigen Teil 60 versehen, das seinerseits eine oben geschlossene Kappe 63 und ein offenes rohrförmiges Ende 64 mit einem Hemd aufweist. Das innere rohrförmige Teil 60 ist in dem äußeren

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rohrförmigen Teil 20 mit Gleitsitz verschiebbar. Hierdurch ergibt sich eine flüssigkeitsdichte Abdichtung an diesen aneinander anliegenden Flächen; es kann hierdurch, wie im folgenden noch näher erläutert wird, nach oben und unten verstellt werden.

Wie sich insbesondere aus Fig. 5 ergibt, ist die Strömungseinstelleinrichtung 40 an ihrem Mittelteil mit einem einstückigen, drehbaren Zylinder 44 versehen, der von der Muffe 26 aufgenommen wird. Das obere Ende der Strömungseinstelleinrichtung 40 ist mit einem einstückigen, hexagonalen Ansatz versehen, der so ausgebildet ist, daß er in einer hexagonalen Muffe 62 angeordnet und gehalten wird, die einstückig am inneren rohrförmigen Teil 60 vorhanden ist. Die Verbindung von hexagonalem Ansatz 42 der Strömungseinstelleinrichtung 40 und der hexagonalen Muffe 62 des inneren rohrförmigen Teils 60 ermöglicht, daß die Strömungseinstelleinrichtung 40 durch manuelles Drehen des inneren rohrförmigen Teils 60 drehbar verstell- oder einstellbar ist. Das innere rohrförmige Teil 60 kann durch Erfassen des äußeren Randes der Kappe 63 mit den Fingern manuell gedreht werden.

Gemäß den Fig. 4 und 5 ist der Boden der Strömungseinstelleinrichtung 40 einstückig mit einem flachen, sich radial nach außen erstreckenden Teil versehen, der sich glatt an die Bodenfläche der Wandung 22 anlegt. Dieser flache Teil ist so ausgebildet, daß er mit der Anzahl der öffnungen 24 der Wandung 22 korrespondiert; er ist mit einer entsprechenden Anzahl von Strömungsvariationsteilen 48 versehen, die sich in ihrer radialen Erstreckung graduell ändern. Hierdurch kann die Strömungseinstelleinrichtung 40 die effektive Größe der öffnungen 24 derart verstellen, daß die Flüssigkeitsströmung zu den Ausgabeöffnungen veränderbar steuerbar ist. Der flache Teil ist ebenso mit einer entsprechenden Anzahl von Strömungsabsperrteilen 46 versehen, die bei entsprechender Einstellung bzw. Drehung die Flüssigkeits-

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strömung vom Durchlaß 23 zu den Ausgabeöffnungen 66 vollständig unterbinden.

Nach Fig. 2 und 5 weist der Spritzkopf 10 weiterhin eine Anzahl von Ausgabeöffnungen 66 auf, die längs des ümfangs um den Spritzkopf 10 derart angeordnet sind, daß das gewünschte winkelförmige Spritzmuster erzielt wird (z.B. 45 oder 90 etc.). Wie vorstehend herausgestellt, ist es jedoch erwünscht, auch Flächen zu bespritzen, deren Form von der eines Kreises oder Kreissektors abweicht.

Die Ausgabeöffnungen gemäß der Erfindung können beliebige Form haben und entweder im äußeren oder im inneren rohrförmigen Teil vorgesehen sein. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Ausgabeöffnungen 66 jedoch im Querschnitt dreieckig und durch das Zusammenwirken des Hemdes 61 und der oberen Ringkante des äußeren rohrförmigen Elementes 20 bestimmt.

Eine einzelne Ausgabeöffnung 66 ist durch eine effektive Ausgabeausnehmung etwa dreieckiger Form gekennzeichnet, die durch zwei konvergierende, sich an einer Spitze treffenden Seiten und durch eine der Spitze gegenüberliegende Basis gebildet wird. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Basis die obere Ringkante des äußeren rohrförmigen Teils, und die konvergierenden Seiten werden durch eine Anzahl von umgekehrt V-förmigen öffnungen oder Schlitzen gebildet; siehe Fig. 5.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist eine Verstell- oder Einstelleinrichtung für die Ausgabeöffnungen vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Querschnittsfläche der öffnungen durch axiales Verstellen des inneren rohrförmigen Teils 60 bezüglich des äußeren rohrförmigen Teils 20 verändert, so daß die Basis der dreieckförmigen öffnungen sich von der Dreieckspitze weg- oder auf diese zubewegt und zwar in Abhängigkeit von der vorgenommenen Verstellung.

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In den Fig. 2 und 5 ist eine axiale Stellschraube 70 gezeigt, die sich durch eine öffnung des oberen Teils der geschlossenen Kappe 63 nach unten erstreckt und über ein Gewinde mit dem Mittelteil des hexagonalen Ansatzes42 zusammenwirkt. Durch Drehen der axialen Stellschraube 70 in den hexagonalen Ansatz 42 hinein oder aus diesem heraus wird die Querschnittsfläche der Ausgabeöffnungen 66 ohne Änderung deren grundsätzlichen geometrischen, dreiecksförmigen Proportionen variiert.

Wie oben erwähnt trat bei Sprühköpfen der beschriebenen Art mit einem äußeren rohrförmigen Teil und einem mit diesem gleitend zusammenwirkenden inneren rohrförmigen Teil ein Lecken an den aneinander anliegenden Flächen auf. Dieses Problem steigerte sich mit wachsendem Alter und dem ständigen Gleiten des inneren Teils; weiterhin wurde es durch hohen Flüssigkeitsdruck im Sprühkopf gesteigert.

Der Spritzkopf gemäß der Erfindung beinhaltet eine Dichtung, die bei ansteigendem Flüssigkeitsdruck im Spritzkopf eine stärker werdende Dichtwirkung erzeugt. Diese zunehmende Abdichtung erhält man dadurch, daß das innere rohrförmige Teil des Spritzkopfes sich unter Druck stärker als das äußere rohrförmige Teil, mit dem es zusammenwirkt, ausdehnt. Hierdurch hat das innere Teil das Bestreben, sich stärker als das äußere Teil auszudehnen; dies führt zu dem Ergebnis, daß sich die Abdichtung zwischen den beiden Bauteilen wesentlich verstärkt. Ein derartiges sich unter Druck stärkerausdehnendes Innenteil erhält/u.a. dadurch, daß man das Hemd 61 aus dem gleichen Material herstellt, wie den Teil 21 des äußeren rohrförmigen Teils, der mit dem Hemd zusammenwirkt, wobei das Hemd 61 in radialer Richtung dünner ausgebildet ist; hierdurch hat es das Bestreben, unter Druck sich stärker zu weiten als das Außenteil. Das gleiche Ergebnis erhält man, wenn man innere rohrförmige Teil mit dem Hemd der Kappe aus unterschiedlichem, unter Druck sich stärker ausdehnendem Material als das mit dem Hemd zusammenwirkende Teil des äußeren rohrförmigen Teils herstellt. Beim

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bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind inneres rohrförmiges Teil 60 und äußeres rohrförmiges Teil 20 aus dem gleichen Material hergestellt, wobei das Hemd 61 in radialer Richtung, also seine Wandungsstärke, dünner als der mit ihm zusammenwirkende Teil 21 des äußeren rohrförmigen Teils 20 ist.

Das bevorzugte Ausführungsbeispiel der Erfindung ist weiterhin so gehalten, daß der Kappenteil des Spritzkopfes das innere rohrförmige Teil ist und im rohrförmigen Hauptteil gleitet. Der Spritzkopf kann jedoch ebenfalls so ausgebildet sein, daß die Kappe ein offenes Ende aufweist und sich über ein im Durchmesser kleineres Hauptrohrteil erstreckt. Zur Herbeiführung einer flüssigkeitsdichten Abdichtung wird dann das Innenteil wiederum aus unter Druckstärker expandierendem Material als das Außenteil gefertigt. Diese Ausbildung erfolgt unabhängig von der gewählten Konstruktion.

In Verbindung mit den Fig. 6 und 7 wird nun das erfindungsgemäße Verfahren und der Betrieb des erfindungsgemäßen Flüssigkeitsspritzkopfes näher erläutert. Fig. 6 zeigt eine Grasfläche, die mit Wasser bespritzt oder besprüht werden soll; sie weist eine Abmessung von etwa 3,8 χ 7,6 m auf, wobei der Sprühkopf in der Mitte einer der langen Kanten angeordnet werden soll, wie dies in der Fig. 6 gezeigt ist.

Die Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Konstruktion des Flüssigkeitssprühkopfes in der Weise, daß die gewünschte Grundfläche vollständig bespritzt und recht genau bemessen werden kann und daß die Grundfläche eine im wesentlichen gleichförmige Benetzung erhält. Der Flüssigkeitssprühkopf ist mit einer Anzahl von am Umfang vorgesehenen, dreieckförmigen Öffnungen ausgestattet. Die Anordnung und die Querschnittsfläche der Öffnungen wird nach dem folgenden Verfahren bestimmt:

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Die Grundfläche wird in eine Anzahl vom gewünschten Ort des Sprühkopfes radial sich nach außen erstreckenden Sektoren aufgeteilt, wobei ein Sektor einer Öffnung entspricht. Im Hinblick auf den gewünschten Ort des Sprühkopfes beim gezeigten Ausführungsbeispiel brauchen diese Ausgabeöffnungen nur über einen Winkel von 180° des Sprühkopfes verteilt zu werden. Als nächstes wird die ungefähre Entfernung von Sprühkopf zum Rand eines jeden Sektors bestimmt, so daß die gewünschte Entfernung bestimmt wird, die jeder Sprüh- oder Spritzstrahl durchmessen muß. Für das vorliegende Beispiel sei angenommen, daß der Flüssigkeitssprühkopf mit einer Druckwasserquelle verbunden ist, die ihn mit einer üblichen Wasserströmungsrate bei einem

2 üblichen, konstanten Flüssigkeitsdruck versorgt (z.B. etwa 7 kg/cm )

Sodann werden die Ausgabeöffnungen derart bemessen, daß ihre jeweiligen Querschnittsöffnungen progressiv sich um den Sprühkopf herum so verändern, daß die relativen Querschnittsflächen der Öffnungen proportional den Entfernungen sind, die die zugehörigen Spritzstrahlen durchqueren sollen. Es wurde gefunden, daß bei Vorliegen eines Spritzkopfes mit einer Anzahl von Öffnungen und einer Strömungsrate bei gegebenem Druck der Spritz-

die
strahl oder/Spritζströmung, die aus der größeren Öffnung austritt, einen weiteren Weg zurücklegt; insbesondere, daß der vom Spritzstrahl zurückgelegte Weg sich mit der Quartalwurzel der Querschnittsfläche vergrößert. Anders ausgedrückt heißt dies, daß bei gegebenem Spritzkopf, der mit einem gegebenen Druck und einer gegebenen Strömungsrate beaufschlagt wird, ein Spritzstrahl, der von einer die vierfache Querschnittsfläche einer anderen Öffnung aufweisenden Öffnung ausgegeben wird, den doppelten Weg zurücklegt als der Spritzstrahl, der von der kleineren Öffnung stammt. Dies ist besonders vorteilhaft, da bei Verdoppelung der Entfernung die zu bespritzende Grundfläche sich vervierfacht. Da die Querschnittsfläche der großen Ausgabeöffnung viermal größer ist, ist auch die von der größeren Öffnung ausgegebene volumetrische Strömungsrate viermal größer, wodurch sichergestellt wird, daß

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der von der größeren öffnung beregnete Sektor im wesentlichen die gleiche Flüssigkeitsverteilung wie der kleinere Sektor zugeteilt bekommt.

Der vorstehend beschriebene Zusammenhang definiert die relativen Größen der Ausgabeöffnungen derart, daß eine bestimmte Fläche beregnet wird. Die absolute Größe jeder öffnung, die notwendig ist, um eine gegebene Grundfläche zu besprengen, wird durch die Flüssigkeitsströmungsrate und den Flüssigkeitsdruck in der Leitung bewirkt.

Beim vorliegenden Ausführungsbeispiel weisen die öffnungen Dreiecksform auf. Unter Zugrundelegung der Größe der zu beregnenden Fläche und der vorhandenen Strömungsrate und des Leitungsdruckes weisen die Öffnungen eine Höhe von 2 mm (0,08 Zoll) auf. Die Querschnittsflächen der öffnungen variieren entsprechend der oben beschriebenen Beziehung durch Verändern des Winkels der Spitze der öffnungen. Mit zunehmendem Winkel der Spitze wächst die Querschnittsfläche der öffnung, und die Spritzweite des SpritzStrahles der jeweiligen öffnung wächst ebenfalls.

Wie bereits erwähnt ist der Ort oder die Lage des jeweiligen Spritzkopfes gemäß Fig. 6 bestimmt, und es ist festgelegt, daß eine Grundfläche von etwa 3, 8 χ 7,6m beregnet werden soll.

Der obere Teil der Fig. 6 wurde als 0 angenommen oder definiert. Die dieser Nullgradlage entsprechende öffnung ist in Fig. 7 gezeigt und weist einen spitzen Winkel von 33 auf. Fig. 6 zeigt weiterhin, daß der in Frage stehende Spritzkopf bei normalem Bewässerungsflüssigkeitsdruck und normaler Strömungsrate den Spritzstrahl über eine Entfernung von etwa 3,88 m treibt. Die Höhe der öffnungen ist bei diesem Beispiel wiederum 2 mm (0,08 Zoll). Die nächsten beiden Ausgabeöffnungen auf jeder Seite der erstgenannten öffnung sind um 15 am Spritzkopf

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versetzt und weisen einen Sprinkel der Spitzen von 35° auf. Sie stoßen ihre Spritzstrahlen über eine Entfernung von etwa 48 m aus. Die verbleibenden Öffnungen und die Entfernungen, die ihre entsprechenden Spritzstrahlen zurücklegen, ergeben sich aus der Zeichnung. Vorzugsweise sind die Öffnungen mit einem winkelabstand von etwa 15° am Spritzkopf verteilt. Weiterhin variieren die Winkel der Spitzen vorzugsweise etwa zwischen 10° und 65°.

Wie oben bereits erläutert ist der Flüssigkeitsspritzkopf mit einer Einrichtung zur axialen Verstellung des inneren rohrförmigen Teils 60, also nach oben oder unten, zur gleichzeitigen Vergrößerung oder Verkleinerung der Größen sämtlicher Ausgabeöffnungen versehen. Sind die Ausgabeöffnungen im Hinblick auf eine optimale Sprinklerleistung ausgelegt (d.h. die Ausgabeöffnungen sind nicht zu groß, so daß die Flüssigkeit lediglich ausfließen würde, oder sie sind / klein, so daß die Flüssigkeit als feiner Nebel ausgegeben würde; sie sind vielmehr so bemessen, daß sie die Flüssigkeit in kohärenten Strahlen ausgeben, die über die gesamte Fläche verspritzt werden) und wenn der Spritzkopf mit einer Flüssigkeit konstanter Strömungsgeschwindigkeit und konstanten Drucks versorgt wird, dann vergrößert eine gleichzeitige Verringerung der Größe aller Öffnungen um einen kleinen Betrag die bespritzte Grundfläche, während gleichzeitiges Vergrößern der Abmessungen aller Ausgabeöffnungen die besprengte Grundfläche verkleinert. Dieses Phänomen beruht auf der Tatsache, daß zur Aufrechterhaltung einer konstanten Strömungsrate die Flüssigkeit durch die kleineren Öffnungen mit größerer Geschwindigkeit ausgegeben werden muß, wodurch dann die Spritzstrahlen einen weiteren Weg zurücklegen. Auf Grund des Umstandes, daß die volumetrische Strömungsrate konstant bleibt, verringert eine Vergrößerung der zu bewässernden Grundfläche die Verteilrate oder Flüssigkeitsdichte pro Flächeneinheit; eine Verringerung

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der zu beregnenden Fläche führt zu einem Anstieg der Verteilungsdichte pro Flächeneinheit.

Wie ebenfalls oben bereits beschrieben wurde, kann der erfindungsgemäße Spritzkopf mit einer Strömungsrateneinstelleinrichtung versehen sein. Diese Einrichtung ist in der Lage sicherzustellen, daß die Ausgabeöffnungen des Spritzkopfes mit der gewünschten Strömungsrate und dem gewünschten Druck unabhängig von Änderungen dieser Parameter in der Flüssigkeitsbzw. Wasserleitung versorgt werden. Tritt in der Leitung ein Anstieg des Drucks und der Strömungsrate auf, so kann die Strömungsratenverstelleinrichtung ihrerseits verstellt werden, wodurch dann die Ausgabeöffnungen mit der gleichen Strömungsrate und dem gleichen Druck beaufschlagt werden, wie dies vor dem Anstieg dieser Größen in der Leitung der Fall war.

Durch Veränderung der Strömungsratenverstelleinrichtung und der axialen Verstelleinrichtung wird die Verteilungsrate bezüglich einer festgelegten Fläche vergrößert oder verringert. Zwecks Anhebens der Verteilungsrate pro Flächeneinheit wird die Strömungsratenverstelleinrichtung so verstellt, daß die Strömungsrate und der Druck in Richtung auf bzw. auf die Ausgabeöffnungen angehoben werden (wodurch die Spritzweite der Spritzstrahlen und die Größe der beregneten Fläche vergrößert werden), und man wird auch die Größe oder Querschnittsfläche der Ausgabeöffnungen vergrößern, wodurch die Spritzweite der Spritzstrahlen verringert wird. Durch entsprechende Einstellung erhält man als Resultat eine konstante beregnete Fläche jedoch mit vergrößerter Strömungsrate, wodurch die Verteil- oder Beregnungsrate pro Flächeneinheit größer wird.

Abschließend sei darauf hingewiesen, daß auf Grund der Bedingung, daß die Querschnittsflächen (d.h. spitzen Winkel) der öffnungen des Sprühkopfes so ausgelegt sein müssen, daß eine Grundfläche spezifischen, kontinuierlichen Umfangs beregnet wird, es nicht lediglich beabsichtigt ist, daß die Querschnittsflächen der

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Öffnungen unregelmäßig oder willkürlich sind, sondern vielmehr sich progressiv ändern. Von Fall zu Fall soll die änderung ansteigend, dann wieder abnehmend verlaufen, so daß der Umfang der gewählten Grundfläche unabhängig von seiner Form vollständig bespritzt oder beregnet wird.

Die Erfindung ist selbstverständlich nicht auf das im vorstehenden beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Es sind demgegenüber zahlreiche Abänderungen möglich, ohne daß hierdurch der Rahmen der Erfindung verlassen wird. Beispielsweise ist sie nicht auf das erläuterte Bewässerungssystem festgelegt, sie kann vielmehr bei jeglicher Flüssigkeitsverteilung zur Anwendung gelangen.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

1.] Flüssigkeitsspritzkopf mit einem im wesentlichen rohrförmigen Teil, das einen axialen Durchlaß aufweist, welcher an einem Ende offen und dort so ausgebildet ist, daß er mit einer Quelle unter Druck stehender Flüssigkeit verbindbar ist, wobei er an seinem anderen Ende geschlossen ist und eine Anzahl von am Umfang angeordneten Ausgabeöffnungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeöffnungen (66) zwei oder mehr öffnungen (66) unterschiedlicher Querschnittsfläche aufweisen, so daß ihre entsprechenden Spritzstrahlen unterschiedliche horizontale Entfernungen zurücklegen.

2. Spritzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeöffnungen (66) im wesentlichen dreiecksförmigen Querschnitt aufweisen und mit dem axialen Durchlaß (23) in Verbindung stehen, daß die dreiecksförmigen öffnungen (66) senkrecht zu der Axialrichtung verlaufende Basen aufweisen, wobei die Spitzen der Dreiecke in der Axialrichtung mit Abstand

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ORIQfMAL

zu den jeweiligen Basen vorgesehen sind und daß die unterschiedlichen Ouerschnxttsflachen der beiden oder mehreren Ausgabeöffnungen (66) durch Öffnungen unterschiedlicher Spitzenwinkel gebildet sind.

3. Spritzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Spit
beträgt.

der Spitzenwinkel einer jeden Öffnung (66) etwa 10° bis 65

4. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige Teil ein im wesentlichen rohrförmiges unteres Teil (20) mit dem axialen Durchlaß (23) aufweist, der an einem Ende offen ist und am anderen mit der Druckflüssigkeitsquelle verbindbar ist, weiterhin einen weiteren rohrförmigen oberen Teil (60) , der eine Kappe (63) mit einem rohrförmigen offenen Ende aufweist, das flüssigkeitsdicht in dem anderen Ende des unteren Teils verschiebbar ist, daß das offene rohrförmige Ende mit den Abgabeöffnungen (66) versehen ist, die mit dem Durchlaß (23) verbunden sind, daß das untere Teil eine obere Ringkante aufweist, die sich über den Boden der öffnungen (66) erstreckt, um die Basen der dreieckförmigen Auslaßöffnungen (66) zu bilden und daß eine Einrichtung zur axialen Verstellung der Kappe (60) bezüglich der oberen Ringkante zur gleichzeitigen Veränderung der effektiven Querschnittsfläche aller Öffnungen ohne Änderung deren relativer geometrischer Proportionen vorgesehen ist.

5. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine innere Einrichtung zur verstellbaren Begrenzung der Flüssigkeitsströmung durch den Durchlaß (23) und zu den Ausgabeöffnungen (66) vorgesehen ist, so daß die Spritzweite der Spritzstrahlen entsprechend Änderungen der Quelle der Druckflüssigkeit einstellbar ist.

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6. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5 , dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmige untere Teil als äußeres Teil (20) und das obere, innere Teil (60) umgebend ausgebildet ist und daß die am Umfang angeordneten. Ausgabeöffnungen (66) am rohrförmigen Ende, mit dem Durchlaß (23) kommunizierend angeordnet sind.

7. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine in seinem Inneren vorgesehene Wandung (22> zur Begrenzung der Flüssigkeitsströmung durch den Durchlaß (23).

8. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Strömungseinsteil- oder Verstelleinrichtung (4O) aufweist, die mit der Wandung (22) zur Begrenzung der Flüssigkeitsströmung zusammenwirkt und durch Drehen des inneren rohrförmigen Teils (60) relativ zur Wandung (22) betätigbar ist.

9. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis &, dadurch gekennzeichnet, daß das den axialen Durchlaß (23) aufweisende rohrförmige Teil an beiden Enden offen ist.

to. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das innere rohrförmige Teil (60) ein Hemd (61) aufweist, das unter Druckeinwirkung stärker als das äußere rohrförmige Teil (20) expandiert, so daß die Dichtwirkung des Gleitsitzes beider Teile (20, 6Q) unter zunehmendem Flüssigkeitsdruck in dem Durchlaß (23) sich verstärkt.

11. Spritzkopf nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgabeöffnungen (66) vorbestimmte Größe haben, deren Querschnittsflächen sich in vorbestimmter Weise progressiv derart ändern, daß die relativen

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Querschnittsflächen der Öffnungen (66) proportional zum Quadrat der Entfernung gewählt werden, die ihre entsprechenden Spritzstrahlen zurücklegen, so daß der Umfang der beregneten Grundfläche eine vorbestimmte Form definiert.

12. Spritzkopf nach Anspruch 2 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Spitze einer jeden Ausgabeöffnung sich progressiv ändert, um die gewählte relative Querschnittsfläche jeder dieser Ausgabeöffnungen (66) zu bilden.

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