本發(fā)明涉及可移動(dòng)灌溉器。更具體但不排他地，本發(fā)明涉及一種可移動(dòng)灌溉器，其包括多個(gè)導(dǎo)流板(deflector)，所述導(dǎo)流板配置成當(dāng)暴露于入射風(fēng)力時(shí)向灌溉器施加穩(wěn)定力。

背景技術(shù)：

農(nóng)業(yè)中使用灌溉器以將水和/或營養(yǎng)物質(zhì)施加至土地。在噴灑式灌溉器中，水被施加至田地內(nèi)的位置并通過架空高壓出口分配。

可移動(dòng)/輪式灌溉器通常包括支撐在輪式塔上的長形管道，噴灑器沿所述管道定位。這些類型的灌溉器沿著田地行駛以在田地的表面區(qū)域上灌溉。這些可以是中心樞軸或線性移動(dòng)的灌溉器。

這種灌溉器的問題是它們?nèi)菀自趶?qiáng)風(fēng)中傾倒。這可能會(huì)損壞或完全破壞灌溉器，造成時(shí)間、金錢和生產(chǎn)力的損失。

機(jī)械錨用于將灌溉器固定以對(duì)抗風(fēng)。然而，當(dāng)它們錨定于地面時(shí)，灌溉器就會(huì)失去作用。此外，并不總是可以預(yù)測(cè)什么時(shí)候?qū)?huì)有強(qiáng)風(fēng)。每次有強(qiáng)風(fēng)時(shí)安裝這種錨并在風(fēng)過后將其拆除，都是耗時(shí)且不方便的。

建議采用車載重量的其它解決方案。然而，這可能將灌溉器的重量增加到在風(fēng)事件中對(duì)灌溉器造成結(jié)構(gòu)損壞的程度。這也可能導(dǎo)致灌溉器沉入軟地面或者隨著時(shí)間推移使?jié)L輪越來越深，從而降低生產(chǎn)力。

擴(kuò)大灌溉器的輪底座以降低其重心，可以使灌溉器在強(qiáng)風(fēng)中翻倒的機(jī)率最小化。然而，這具有如下的缺點(diǎn)，即擴(kuò)大的輪底座可能防止灌溉器靠近柵欄、高的作物或其它地面障礙物定位。

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的灌溉器或至少為公眾提供有用的選擇。

本說明書中對(duì)任何現(xiàn)有技術(shù)的引用并不構(gòu)成承認(rèn)這種現(xiàn)有技術(shù)形成公知常識(shí)的一部分。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

在第一方面，本發(fā)明提供一種可移動(dòng)灌溉器，其具有輪式支撐結(jié)構(gòu)和多個(gè)這樣尺寸、分布和定向的導(dǎo)流板以便當(dāng)暴露于入射風(fēng)力時(shí)向所述支撐結(jié)構(gòu)施加穩(wěn)定力。

優(yōu)選地，當(dāng)是逆風(fēng)時(shí)，穩(wěn)定力是下降力(downforce)。

優(yōu)選地，當(dāng)是順風(fēng)時(shí)，穩(wěn)定力是上升力(upforce)。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板是翼片。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板包括平坦表面。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板配置成樞轉(zhuǎn)至其中它們提供減小的上升力的位置。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板包括弧形表面。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板包括前緣板條。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板包括在導(dǎo)流板的相對(duì)端處的兩個(gè)相對(duì)的轉(zhuǎn)折部。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板圍繞豎直軸線樞轉(zhuǎn)。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板包括尾葉片。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板從灌溉器的縱向軸線向外移位

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板被移位超過支撐結(jié)構(gòu)的一側(cè)或兩側(cè)。

優(yōu)選地，導(dǎo)流板對(duì)稱地布置在支撐結(jié)構(gòu)的兩側(cè)。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板布置在灌溉器的輪子處或附近。

優(yōu)選地，一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)流板相對(duì)于支撐結(jié)構(gòu)豎直地升高。

優(yōu)選地，灌溉器是中心樞軸式灌溉器。

或者，灌溉器是線性移動(dòng)的灌溉器。

優(yōu)選地，導(dǎo)流板具有上反角。

在另一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明提供一種用于具有輪式支撐結(jié)構(gòu)的可移動(dòng)灌溉器的導(dǎo)流板，其中該導(dǎo)流板具有當(dāng)暴露于入射風(fēng)力時(shí)向支撐結(jié)構(gòu)施加力的尺寸、形狀和定向。

附圖說明

現(xiàn)在將參考附圖僅通過示例描述本發(fā)明，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的可移動(dòng)灌溉器的立體圖。

圖1b示出了圖2的灌溉器的俯視圖。

圖2示出了翼片形式的導(dǎo)流板的橫截面。

圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖8a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖8b示出了圖8a中所示的實(shí)施方式的俯視圖。

圖9a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖9b示出了圖9a中所示實(shí)施方式的俯視圖。

圖10a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖10b示出了圖10a中所示的翼片的俯視圖。

圖10c示出了圖10a中所示的翼片的側(cè)視圖。

圖11a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖11b示出了圖11a中所示的翼片的俯視圖。

圖11c示出了圖11a中所示的翼片的側(cè)視圖。

圖12示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖13a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖13b示出了圖13a中所示的翼片的俯視圖。

圖13c示出了圖13b中所示的葉片的側(cè)視圖。

圖14a示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖14b示出了圖14a中所示的翼片的俯視圖。

圖14c示出了圖14b中所示的翼片的側(cè)視圖。

圖14d示出了三角形翼片形式的導(dǎo)流板。

圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

圖1a示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的可移動(dòng)灌溉器的立體圖。灌溉器1包括管道2，管道2由輪式支撐結(jié)構(gòu)支撐并被桁架6和支撐件5的網(wǎng)絡(luò)包圍。在該實(shí)施方式中，輪式支撐結(jié)構(gòu)包括輪軸3和多個(gè)塔架4。塔架包括輪子8，輪子8連接至支撐管道的支架7。灌溉器1還包括支撐在支撐件9上的多個(gè)導(dǎo)流板10。下面將詳細(xì)描述導(dǎo)流板。

所示實(shí)施方式中的灌溉器1是中心樞軸式灌溉器，其圍繞輪軸3旋轉(zhuǎn)，使得其給半徑等于灌溉器1的長度的圓形區(qū)域澆水。

盡管參考中心樞軸式灌溉器描述本發(fā)明，但本發(fā)明并不限于此。例如，本發(fā)明還可以應(yīng)用于橫向移動(dòng)式灌溉器(也稱為線性、側(cè)輥或輪線灌溉器)或任何其它合適類型的灌溉器。灌溉器可以具有任何合適的長度，并且包括支撐結(jié)構(gòu)的任何合適數(shù)量或構(gòu)造。本發(fā)明特別適用于輪式/可移動(dòng)灌溉器，如在使用中，它們被設(shè)計(jì)成穿過田地移動(dòng)并且不固定在地面上。

導(dǎo)流板

導(dǎo)流板10配置成具有這樣的尺寸、分布和定向，以便當(dāng)暴露于入射風(fēng)力時(shí)向灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)施加向下的力。因此，導(dǎo)流板10用于減少拖曳(drag)引起的傾倒力矩(其可能導(dǎo)致灌溉器翻倒)。優(yōu)選地，導(dǎo)流板10是成角度的翼片，當(dāng)暴露于入射風(fēng)力時(shí)向支撐結(jié)構(gòu)施加下降力。翼片是表面配置，當(dāng)適當(dāng)?shù)爻尸F(xiàn)于移動(dòng)空氣(在這種情況下是風(fēng))時(shí)產(chǎn)生空氣動(dòng)力。“導(dǎo)流板”包括翼片以及可能不提供升降的表面。術(shù)語“導(dǎo)流板”包括翼片和其它元件，當(dāng)暴露于入射風(fēng)時(shí)其可以向灌溉器施加穩(wěn)定力。

術(shù)語

為了避免疑問，在本說明書中使用以下術(shù)語，它們具有以下含義。

下降力：當(dāng)翼片設(shè)置成在水平面中對(duì)風(fēng)的攻角為負(fù)角度時(shí)，由翼片產(chǎn)生的向下的力。

上升力：當(dāng)翼片設(shè)置成在水平面中對(duì)風(fēng)的攻角為正角度時(shí)，由翼片產(chǎn)生的向上的力。

拖曳：是指作用于風(fēng)流中的物體和沿著該風(fēng)的方向的空氣動(dòng)力。翼片上的拖曳力及其支撐結(jié)構(gòu)是為由這些翼片產(chǎn)生的下降力/上升力所付出的“代價(jià)”。

弦：翼片的弦是通過翼片從前緣到后緣的線。圖2示出了具有前緣13、后緣14和弦12的翼片。

弧形：翼片頂表面和底表面之間的不對(duì)稱性。

傾倒力矩：通過沖擊灌溉器的上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的傾倒力矩(可以以牛頓米測(cè)量)。

攻角：通過翼部的前緣13和后緣14畫出的線與弦方向中風(fēng)向之間的角度。圖2示出了以攻角α設(shè)置的示例性翼片。

升降系數(shù)：每單位面積的翼片升降(上升力或下降力)的量度

縱橫比：翼片平面的面積除以其跨度。

翼片攻角

優(yōu)選地，翼片10成角度以在灌溉器1的逆風(fēng)側(cè)產(chǎn)生下降力，并且在灌溉器1的順風(fēng)側(cè)產(chǎn)生上升力。

翼片的效率可以通過其升降/拖曳比來測(cè)量。翼片的升降/拖曳比是翼片的攻角的最強(qiáng)大的函數(shù)。較低的攻角通常會(huì)導(dǎo)致更大的翼片效率，但這也提供了較低的升降系數(shù)。

特別地，有時(shí)強(qiáng)風(fēng)可能具有相當(dāng)大的豎直速度分量。在這些情況下，具有低攻角(參考水平面)的翼片可能經(jīng)歷瞬時(shí)的攻角反轉(zhuǎn)并在需要提供下降力時(shí)產(chǎn)生上升力，反之亦然。

因此，可能希望本發(fā)明的翼片具有朝向其有用的攻角范圍的上端的攻角。優(yōu)選地，本發(fā)明的導(dǎo)流板將具有15至20度的攻角，然而本發(fā)明不限于此。

如將在本說明書中稍后討論的那樣，可以使用諸如前緣板條、弧形和多個(gè)平面的其它翼片特征來實(shí)現(xiàn)與較高攻角相關(guān)聯(lián)的較高升降系數(shù)，同時(shí)保持可接受的升降/拖曳比。

縱橫比

優(yōu)選地，翼片10將具有優(yōu)化的尺寸/縱橫比，以防止灌溉器1在強(qiáng)風(fēng)中翻倒。通常，對(duì)于相同的攻角，翼片的縱橫比越高，相對(duì)于拖曳其提供的升降越大。

翼片的尺寸/最佳縱橫比將取決于翼片的類型和其它緊急情況(例如地形、灌溉器的類型、靠近圍欄等)。例如，較高的縱橫比可能有利于固定的翼片，而較低的縱橫比可能有利于橫向旋轉(zhuǎn)的翼片。

更大和更粗糙形狀的翼片可以更便宜且更容易制造。標(biāo)準(zhǔn)中心樞軸或線性灌溉器的合適的翼片縱橫比可以約為3。

優(yōu)選地，導(dǎo)流板/翼片將具有在2-15％之間的弦/厚度比。較厚的翼片可能會(huì)導(dǎo)致增加的拖曳。

灌溉器周圍的翼片的構(gòu)造。

返回參考圖1a-1b，導(dǎo)流板布置在灌溉器1的任一側(cè)。

優(yōu)選地，翼片10大致對(duì)稱地布置在灌溉器周圍，然而在其它實(shí)施方式中，翼片可以不對(duì)稱地布置在灌溉器周圍。如果灌溉器(例如線性灌溉器)對(duì)已知的主要強(qiáng)風(fēng)具有恒定的定向，則可以僅在逆風(fēng)側(cè)設(shè)置導(dǎo)流板。如果旋轉(zhuǎn)灌溉器能夠在高風(fēng)力事件之前將所需的方位定位到強(qiáng)主要風(fēng)中，這種方法也是可行的。

圖1a-1b中所示的灌溉器1包括在管道與塔架4的連接處的樞轉(zhuǎn)接頭15。在許多灌溉器中，頂管被支撐主要對(duì)抗豎直平面中的彎曲載荷，而不是扭轉(zhuǎn)地。這樣的效果是兩個(gè)塔架之間的灌溉器1的每個(gè)跨度基本上僅支撐在三個(gè)點(diǎn)x。在這些灌溉器模型中，優(yōu)選地，翼片10布置在灌溉器的輪子處或附近，如圖1a和圖1b中所示。如果翼片10安置在別處，則灌溉器1的靈活性將降低其有效性。

然而，設(shè)想在不同的灌溉器模型/布置中，翼片的其它安置可能是合適的。

灌溉器的翼片距離

優(yōu)選地，翼片10從灌溉器1的縱向軸線向外移位。

通常，翼片10從灌溉器的中心線的移位越大，它們將相對(duì)于額外傾倒力矩(翼片的拖曳增加的傾倒力矩)所提供的對(duì)傾倒的抵抗越大。如果翼片10具有合適的尺寸和形狀，則它們通?？梢詮纳仙拖陆堤峁┳銐虻牧?，以有效地抵消一些或甚至所有的傾倒力矩(施加至灌溉器1的風(fēng)力)。

向外移位的翼片可能會(huì)干擾柵欄或其它障礙物。即使當(dāng)局部空間約束要求翼片留在輪底座外部尺寸內(nèi)時(shí)，翼片仍然能夠提供一些有用的傾倒減輕。

在優(yōu)選實(shí)施方式中，翼片在一米以上延伸通過輪子，然而，本發(fā)明不限于此。

高度

翼片的最佳高度取決于多種因素，包括灌溉器的類型和高度、作物、地形、局部風(fēng)況等。

如果翼片太高，那么它們的拖曳(與其產(chǎn)生的上升力和下降力不同)將不必要地增加總風(fēng)引起的傾斜力矩。

如果翼片太靠近地面，那么它們將處于“邊界效應(yīng)區(qū)”，與任何時(shí)候都會(huì)影響主結(jié)構(gòu)的風(fēng)速相比，在那里風(fēng)速明顯下降。靠近地面的翼片也可能會(huì)干擾作物和柵欄。

在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中，翼片10在地面上方約2.5米處。在這個(gè)高度，翼片可能足夠遠(yuǎn)離邊界層速度的減小，對(duì)于穩(wěn)定是有用的，同時(shí)仍受益于地面效應(yīng)的平滑影響(其中陣風(fēng)不太可能具有豎直速度分量)并且遠(yuǎn)離大多數(shù)柵欄和作物。

材料

導(dǎo)流板/翼片可以由任何合適的材料制成。實(shí)例包括但不限于鋼、鋁、纖維增強(qiáng)塑料、木材、復(fù)合板、膠合板或這些的任何組合。

形式

導(dǎo)流板可以具有適于向灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)施加下降力的任何形式。圖3-6示出了具有各種形式的導(dǎo)流板的灌溉器，導(dǎo)流板配置成向灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)施加下降力。

圖3a和3b示出了根據(jù)本發(fā)明的灌溉器的實(shí)施方式，其中導(dǎo)流板具有平坦形式。該實(shí)施方式的導(dǎo)流板是矩形的并且與地面成大約30度的角度設(shè)置。翼片10在逆風(fēng)側(cè)提供下降力，并且在順風(fēng)側(cè)提供上升力，其也起到抵抗傾倒力矩的作用。

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的灌溉器的實(shí)施方式，其中導(dǎo)流板具有弧形形狀。與圖3a和3b中所示的實(shí)施方式相比，這種弧形表面增加了逆風(fēng)側(cè)的上升力并且減小了順風(fēng)側(cè)的上升力。這在總下降力中提供了小的凈增加，促進(jìn)輪子始終與地面接觸。結(jié)合產(chǎn)生的抵抗全部總風(fēng)或至少有用的一部分總風(fēng)引起的傾倒力矩的空氣動(dòng)力，這減少了由于有風(fēng)情況而使灌溉器翻倒的可能性。

圖5示出了灌溉器的實(shí)施方式，其中導(dǎo)流板包括前緣板條20。前緣板條20提供額外的下降力和減小的上升力。

圖6示出了灌溉器的實(shí)施方式，其中導(dǎo)流板包括在導(dǎo)流板的前緣和后緣處的兩個(gè)相對(duì)的轉(zhuǎn)折部(即z形表面)。這提供額外的下降力和額外的上升力。

導(dǎo)流板也可以是如圖14d中所示的三角形翼片的形式。由于渦旋升降，由于在高攻角處的它們的高升降系數(shù)，三角形翼片可能是有利的。

導(dǎo)流板可以具有配置成向灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)施加下降力的任何其它合適的表面形狀，并且本發(fā)明不限于此。

多平面翼片

在圖3-圖6中，導(dǎo)流板包括單翼片形式，然而也可以包括多平面(多層)導(dǎo)流板。

圖7示出了一種灌溉器，其中導(dǎo)流板包括三個(gè)基本上平面的形式/平面?？梢远询B任何合適數(shù)量的形式，然而最多四個(gè)平面是優(yōu)選的。

優(yōu)選地，平面之間的距離在翼片10的弦的20％-100％之間。

多平面導(dǎo)流板可以包括平坦、弧形或z形的翼片形狀。多個(gè)平面可以交錯(cuò)或可以不交錯(cuò)。優(yōu)選地，它們交錯(cuò)，使得頂翼片最靠近灌溉器中心線，并且底翼片離中心線最遠(yuǎn)。

后掠

在導(dǎo)流板是翼片的實(shí)施方式中，優(yōu)選地，翼片10被后掠。圖8-9顯示了包括后掠翼片(導(dǎo)流板)的灌溉器。每個(gè)后掠翼片的頂點(diǎn)優(yōu)選地遠(yuǎn)離灌溉器。

圖8a和圖8b示出了人字形的后掠翼片，而圖9a和9b示出了彎曲的后掠翼片。如稍后將討論那樣，后掠翼片可能有助于抵抗縱向風(fēng)。

還設(shè)想了后掠多平面導(dǎo)流板。

復(fù)雜的攻角

圖10和圖11示出了具有復(fù)雜攻角的導(dǎo)流板。

圖10a-圖10c示出了可以布置成使得它們的前緣處于水平面中的兩個(gè)平坦翼片，同時(shí)在弦向上它們呈現(xiàn)與風(fēng)的攻角。

圖11a和11b示出了兩個(gè)彎曲的翼片，其可以布置成使得它們的前緣和后緣處于水平面，同時(shí)在弦向上它們呈現(xiàn)與風(fēng)的攻角。

具有復(fù)雜攻角的后掠翼片可以對(duì)接近縱向方向的風(fēng)提供改進(jìn)的傾倒抵抗，因?yàn)樗鼈兊哪骘L(fēng)側(cè)至少部分地遮蔽其順風(fēng)側(cè)。

另外的實(shí)施方式設(shè)想成與弧形翼片、具有前緣板條的翼片以及多平面和/或后掠翼片的類似概念。另外，攻角可以以復(fù)雜的方式在展向上變化。

前緣和后緣不一定需要在水平面上。

固定的翼片

如圖3-圖11中所示，固定翼片不僅在逆風(fēng)側(cè)提供了下降力，而且還在順風(fēng)側(cè)產(chǎn)生上升力(其也起到抵抗傾倒力矩的作用)。

還可以提供一種翼片，設(shè)置成在逆風(fēng)側(cè)施加下降力，并在順風(fēng)側(cè)施加相等的上升力，以準(zhǔn)確地對(duì)抗風(fēng)拖曳引起的傾倒力矩。

移動(dòng)

圖3-圖11中所示的翼片10已經(jīng)被固定/靜止。然而，其中導(dǎo)流板和/或翼片是可移動(dòng)的實(shí)施方式也是可能的。

圖12示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，其中導(dǎo)流板鉸接在支撐件的端部。圖12中的導(dǎo)流板相對(duì)于水平軸線b1樞轉(zhuǎn)，如箭頭a所示。

當(dāng)翼片暴露于向下的力時(shí)，翼片被向下鎖定到圖12中所示的位置中。然而，當(dāng)翼片暴露于向上的力時(shí)，翼片樞轉(zhuǎn)至b1所示的位置，這防止翼片提供上升力，或至少減少任何上升力。

示出的相對(duì)鎖定位置和樞轉(zhuǎn)位置是示例性的，也就是說，具有不同程度的樞轉(zhuǎn)的翼片導(dǎo)致不同的攻角也是可能的。

在所示實(shí)施方式中，鉸接翼片具有平坦表面，然而在其它實(shí)施方式中，這些翼片可以是弧形的、板條的和/或多平面的。

圖13a示出了灌溉器的另一實(shí)施方式的俯視圖。灌溉器1包括配置成在垂直軸線上樞轉(zhuǎn)的導(dǎo)流板。翼片10各自包括樞軸22和尾葉片21，其將翼片10指向朝風(fēng)向橫穿。這允許翼片10(特別是逆風(fēng)翼片10a)在抵抗灌溉器1的風(fēng)引起的傾倒中具有相當(dāng)大的杠桿作用。因此，旋轉(zhuǎn)翼片為所有風(fēng)向提供相同的下降力以抵抗傾倒移動(dòng)。

圖13b示出了包括葉片的圖13a中所示的翼片的俯視圖。圖13c示出了圖13b的葉片的側(cè)視圖。這只是合適的葉片的一個(gè)實(shí)例，也就是說，其它合適的葉片形狀和/或構(gòu)造也是可能的。

圖14a示出了灌溉器的另一個(gè)實(shí)施方式的俯視圖，其包括后掠翼片，所述后掠翼片是自指向的，而沒有尾葉片。這些翼片不需要尾葉片，因?yàn)橐砥?0的后掠形狀自然地用作葉片并將它們引導(dǎo)至朝翼片方向橫穿的位置。

對(duì)于圖13(a-c)-圖14(a-c)中所示的橫向旋轉(zhuǎn)翼片，翼片10的較低縱橫比將是有利的，因?yàn)檫@允許更多的面積被裝配到相同的可用空間中。

導(dǎo)流板也可以圍繞灌溉器的中心線樞轉(zhuǎn)，使得一個(gè)導(dǎo)流板可以使灌溉器的兩側(cè)穩(wěn)定。這將需要一個(gè)強(qiáng)大的樞軸以支撐離樞軸點(diǎn)3米或4米的導(dǎo)流板，并且如果樞軸卡住，實(shí)際上可以使灌溉器傾倒。

處理縱向風(fēng)

如前所述，經(jīng)受具有一些隨機(jī)豎直速度分量的縱向風(fēng)流的翼片可能產(chǎn)生上升，其將不期望地增加灌溉器1上的風(fēng)引起的傾倒力矩。

圖15示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的包括固定的翼片的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖。箭頭d示出了縱向陣風(fēng)，這可能導(dǎo)致翼片10產(chǎn)生不期望的上升力，如箭頭e所示。

在固定和不可移動(dòng)的翼片中，較高的縱橫比可能是有用的，因?yàn)楫?dāng)流動(dòng)是縱向時(shí)，其降低翼片10的效率。因此，當(dāng)風(fēng)向縱向于灌溉器1時(shí)，它們的攻角為零，既不提供上升也不提供下降，但是當(dāng)風(fēng)具有顯著的垂直速度分量時(shí)，這可能仍然有助于傾倒力矩。因此，高縱橫比可能是理想的，因?yàn)楫?dāng)流動(dòng)是弦向時(shí)，功能縱橫比是它們的縱橫比的倒數(shù)。具有這種縱橫比的翼片將產(chǎn)生很小的升降力(如果有的話)，因此當(dāng)風(fēng)向是縱向時(shí)不太可能加劇傾倒(不像圓形或矩形翼片那樣)。

圖10(a-c)和圖11(a-c)中所示的具有復(fù)雜攻角和遮蔽效果的形狀可有助于減輕縱向風(fēng)。

圖16示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式的灌溉器的支撐結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，包括具有負(fù)二面體(上反角)的固定的翼片，以減輕縱向風(fēng)的影響。不管縱向風(fēng)從哪個(gè)方向來，當(dāng)它沖擊具有展向上反角的翼片10時(shí)，凈效應(yīng)是下降力而不是上升力，因?yàn)槟骘L(fēng)傾倒將順風(fēng)傾倒覆蓋到一定程度。流動(dòng)將更清潔，并且在翼展負(fù)攻角的逆風(fēng)側(cè)上具有較高速度，導(dǎo)致該逆風(fēng)側(cè)的向下力大于由更多湍流產(chǎn)生的逆風(fēng)力以及翼片的正攻角‘尾流(wake)’或順風(fēng)側(cè)的較慢流動(dòng)。

在這種情況下，上反角可能有益的另一個(gè)原因是，可以設(shè)計(jì)主翼片支撐結(jié)構(gòu)中的偏轉(zhuǎn)，以便放大相對(duì)于由上述“尾流”效應(yīng)引起的上升力超過下降力，從而增加每個(gè)翼片的更多逆風(fēng)側(cè)的負(fù)攻角(其產(chǎn)生向下力)，并且減少每個(gè)翼片的順風(fēng)側(cè)的攻角(其產(chǎn)生上升)。每個(gè)翼片的安裝結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)剛度可以設(shè)計(jì)成利用這種特定的效果(和/或可以以這樣的方式樞轉(zhuǎn)來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn))，即具有適當(dāng)?shù)淖枘岷椭亓糠植?，以防止過程中破壞性氣動(dòng)顫動(dòng)。

額外的防風(fēng)措施

本發(fā)明的基礎(chǔ)是使用空氣動(dòng)力來抵消或至少減輕由沖擊灌溉器的上部結(jié)構(gòu)的風(fēng)產(chǎn)生的傾倒力矩，該方法的有利方面是這種空氣動(dòng)力隨著風(fēng)速的增加而增加(以與增加傾倒力矩相似的因數(shù)增加)。

在極端條件下，使用錨固(通過螺釘(其可以是電動(dòng)或液壓和自動(dòng)啟動(dòng)的)、樁或重物)來防止在大風(fēng)中傾倒可能仍然是必要的后退選項(xiàng)，但是具有以下缺點(diǎn)：在錨定時(shí)，灌溉器不能使用，而且要有效錨固必須在預(yù)期和重疊實(shí)際風(fēng)事件中應(yīng)用，因此在這方面特別是時(shí)間和成本效率低下。

使用車載重量(例如通過填充輪胎的水)來減輕傾倒具有使得灌溉器更可能被卡在軟的地面中的缺點(diǎn)，并且可以增加足夠的負(fù)載以導(dǎo)致風(fēng)中的結(jié)構(gòu)性故障，并且負(fù)載條件只能在允許的范圍內(nèi)，而且在灌溉器傾倒的情況下，通常似乎會(huì)使隨之而來的損害惡化。增加重量也使得輪輞更深，并損害作物更多。

對(duì)灌溉器輪子的底座進(jìn)行擴(kuò)大以增加對(duì)傾倒的抵抗是一個(gè)明智的步驟，無疑將成為長期解決方案的一部分，但不受歡迎，因?yàn)樗枰厥獾闹圃?，而購買者在低風(fēng)場(chǎng)所沒有要求或支持這些，還可以減少可以灌溉的柵欄、樹木、道路和建筑物附近的區(qū)域。輪子底座擴(kuò)大器(例如移動(dòng)起重機(jī)型杠桿臂)與錨固有同樣的問題。

可以使用的加重系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)輪組處或附近的水罐，其可以被靜態(tài)或自動(dòng)填充以便在發(fā)生或預(yù)期高風(fēng)速時(shí)加重灌溉器。每當(dāng)這些罐被填滿時(shí)，灌溉器的進(jìn)度可能會(huì)停止。

由于相鄰翼展的相互作用和破壞性的蛇形增加了某些位置上的應(yīng)力，高于單獨(dú)從平均風(fēng)負(fù)載可以預(yù)期的應(yīng)力，所以有可能在可能的情況下用額外的支架減少這種影響。特別地，從每個(gè)輪梁上升一組支架到每個(gè)翼展的自由端上的主支撐桿可以減少有用量的這種扭轉(zhuǎn)和沖程，而不會(huì)對(duì)桿和支撐架本身過度施加壓力。這些支架可以匹配來自車輪梁的支架，從而確保每個(gè)塔架的固定側(cè)上的結(jié)構(gòu)，但是需要具有足夠移動(dòng)的滑動(dòng)阻尼部分以接受所需的長度變化以適應(yīng)不平坦的地面和與頂管中平直度的小偏差。有效穩(wěn)定所需的阻尼效果在本身不會(huì)引起主索具中的過度應(yīng)力可能在100kg左右。

優(yōu)點(diǎn)

因此，提供了一種改進(jìn)的灌溉器，包括導(dǎo)流板/翼片，其用于減少可能導(dǎo)致灌溉器傾倒的拖曳引起的傾倒力矩。這樣可以減少灌溉器在強(qiáng)風(fēng)中翻倒的可能性，從而減少或防止丟失的時(shí)間、金錢和生產(chǎn)力。

灌溉器在任何時(shí)候都具有抗傾倒性，因此如果這種強(qiáng)風(fēng)開始，則無需預(yù)期強(qiáng)風(fēng)或快速起作用。每次有強(qiáng)風(fēng)時(shí)都不需要重復(fù)安裝機(jī)械錨，并在風(fēng)過后將其移除。

翼片配置成有效地抵抗拖曳引發(fā)的傾倒力矩，而不會(huì)采用加重灌溉器(以這種方式可能導(dǎo)致灌溉器的結(jié)構(gòu)損壞或者使其陷入并變得卡在軟的地面中或產(chǎn)生不必要的深的輪輞)。

翼片處于不會(huì)妨礙高作物、柵欄或其它地面障礙物的高度，從而允許將灌溉器放置在這些物品附近。

所提出的翼片相對(duì)容易且制造成本低廉。

雖然已經(jīng)通過對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式的描述來說明了本發(fā)明，并且雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了實(shí)施方式，但是申請(qǐng)人的意圖并不是將所附權(quán)利要求的范圍約束或以任何方式限制于這樣的詳述。此外，上述實(shí)施方式可以單獨(dú)實(shí)現(xiàn)，或者可以在兼容的情況下組合。包括上述實(shí)施方式的組合的其它優(yōu)點(diǎn)和修改對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的。因此，本發(fā)明在其更廣泛的方面不限于具體詳述、代表性的裝置和方法以及示出和描述的說明性示例。因此，可以在不偏離申請(qǐng)人的總體發(fā)明構(gòu)思的精神或范圍的情況下從這些詳述進(jìn)行偏離。