[001] Refere-se o presente documento de patente a uma disposição construtiva de regulador de pressão mecânico para sistemas de irrigação com o objetivo de regular a pressão da água na saída, e a vazão, sendo vital para a garantia da uniformidade/quantidade de água aplicada.

[002] A crescente demanda mundial por alimentos exige que cada vez mais tenhamos um acréscimo na quantidade e na qualidade dos alimentos. A água é um dos principais itens neste sistema, tanto em importância quanto em custo, direto e indireto, além do fato de que a água é um elemento finito e por isso deve ser utilizada com consciência e eficiência. Dosar com precisão a quantidade de água na cultura interfere diretamente no ciclo vegetativo, incidência de pragas, e por consequência na produtividade/qualidade do alimento produzido; e também na qualidade do solo que será reutilizado para as próximas culturas.

[003] No início do ciclo vegetativo a planta necessita pouca água, com a utilização de um regulador de pressão variável, a vazão é reduzida o que aumenta a eficiência do sistema de irrigação, diminui a precipitação instantânea e melhora o percentual de absorção da água pelo solo e pela planta. Em uma situação de estiagem e/ou ciclo vegetativo de frutificação, onde a demanda de água é alta este sistema pode priorizar o aumento de pressão nos bocais/orifícios e consequentemente aumentar o volume de água entregue em menos tempo. [004] Foram desenvolvidas diversas soluções visando o fornecimento mais preciso de agua, para melhorar o custo e consumo das diversas culturas. O documento CN207340902, por exemplo, revela um equipamento de irrigação com controle de irrigação de gerenciamento remoto.

[005] Algumas soluções em documentos de patente, como o pedido de patente CN204579365 e o documento CN104604649, revelam soluções com sistemas de controlados eletronicamente de baixo custo para culturas de grande extensão.

[006] O sistema atual de mais baixo custo, comumente utilizado para garantir a dosagem de água na irrigação agrícola é de mais baixa tecnologia, e por isso, muito mais mecânico do que eletrónico. O fato das culturas muitas vezes gerarem um produto com baixo valor comercial, dificulta o investimento em tecnologias complexas, e opta-se pelos sistemas mais simples. De modo geral, um sistema largamente conhecido é composto por dois componentes principais: regulador de pressão e bocal/orifício para saída de água. Quando se deseja variar a quantidade de água aplicada pelo sistema de irrigação existem apenas três parâmetros variáveis: diâmetro do bocal/orifício, pressão aplicada e tempo de irrigação. Diâmetro e pressão são mudanças físicas no sistema que demandam tempo e recurso para serem feitas, restando hoje apenas o tempo de irrigação como alternativa viável de manejo.

[007] Tais reguladores são construídos para trabalhar com pressão fixa, que é calibrada individualmente no momento de sua fabricação. O princípio de funcionamento se baseia na força exercida por uma mola, sobre um diafragma, ligado ao êmbolo, em contra esforço da pressão de saída da água sobre o diafragma.

[008] Esses equipamentos possuem diversos problemas relacionado principalmente à sua fabricação, como por exemplo a mola, devido à forma construtiva, ao material utilizado, ao número de espiras e a repetitividade no processo construtivo, que interferem no desempenho final do regulador de pressão. Além disso, a mola precisa ser especifica na fabricação de cada regulador para gerar uma pressão específica. Além disso, há a necessidade de calibração individual por regulador e colocação de anéis de calço da mola, para garantir a precisão no ajuste da força aplicada pela mola.

[009] Há ainda, problemas relacionados ao uso do equipamento, relacionados, por exemplo, à qualidade da mola, que interfere na histerese e consequentemente, na variação da pressão de saída em função da variação da pressão de entrada do regulador. A faixa de vazão destes equipamento é muito restrita, pois a vazão do regulador depende da pressão de entrada e da posição do embolo, mudanças da posição do embolo mudam a compressão da mola, mudando a força no diafragma, e por consequência a pressão de saída.

[010] É de conhecimento ainda, que a mola é um item que sofre estresse e envelhecimento, com isso muda suas características e por consequência altera a pressão de trabalho do regulador no de correr de sua vida, para resolver isto os fabricantes informam a vida útil em horas de uso de seus reguladores recomendando a troca após este período, recomendação quase sempre desprezada pelo usuário causando falhas na irrigação e/ou desperdício de recursos naturais.

[01 1] A solução descrita neste documento, revela uma disposição construtiva de regulador de pressão mecânico para sistemas de irrigação, que resolve todos os inconvenientes do atual estado da técnica, e implementa uma nova forma de se pensar em irrigação, possibilitando a montagem de sistemas de irrigação de vazão variável de baixo custo de implantação, com base na variação da pressão da água nos bocais/orifícios. Além disso, o dispositivo pode funcionar de forma remota sem a necessidade de nenhuma intervenção física/mecânica no sistema instalado.

[012] O funcionamento do regulador de pressão baseia-se no fato de que as perdas de carga em uma tubulação são determinadas pela rugosidade e velocidade da água, sendo assim, a possibilidade de mudar a vazão e consequentemente a velocidade da água, permite o ajuste no rendimento do sistema em função da demanda da água; o dispositivo aqui descrito, por meio do deslocamento do êmbolo cria maior ou menor perda de carga no interior do regulador. O referido êmbolo está preso a um diafragma, que em uma de suas faces sofre o esforço causado pela pressão de saída da água, forçando o êmbolo a deslocar-se no sentido de restringir a entrada de água, diminuindo assim a pressão de saída. Na outra face do diafragma encontra-se a Câmara de controle de pressão que de acordo com a pressão em seu interior vai exercer uma força contrária, fazendo com que o êmbolo se desloque no sentido de liberar a entrada da água. Com o regulador em funcionamento o êmbolo é deslocado até encontrar uma posição em que a pressão de saída da água for igual a pressão na Câmara de controle de pressão.

[013] A descrição que segue e as figuras associadas, a título de exemplo, farão compreender o objeto do presente pedido.

[014] A Figura 1 representa esquema da disposição construtiva do regulador de pressão mecânico para sistemas de irrigação (10).

[015] Com base na figura, a disposição construtiva do regulador de pressão (10) mecânico para sistemas de irrigação possui a capacidade de ajustar a pressão de saída da água remotamente, através de um sistema de pilotagem acionado por ar, água, óleo, ou qualquer outro fluido na forma liquida ou gasosa, como referência de pressão externa. Seu princípio funcional, apresentado na Figura 01 , baseia-se no deslocamento do êmbolo(5) que cria maior ou menor perda de carga no interior do regulador.

[016] O regulador de pressão (10) compreende um êmbolo (5) com uma protuberância ligada à uma das faces de um diafragma(4), de modo a permitir que o êmbolo(5), que está disposto perpendicularmente ao diafragma (4), desloque-se na direção da entrada de água, obstruindo-a. Na outra face do diafragma(4) está disposta a câmara de controle de pressão(3) preenchida com fluido, de modo à deslocar o que o êmbolo(5) na direção contrária à entrada da água.

[017] O funcionamento do regulador de pressão (10) se dá a partir do êmbolo (5), que está preso perpendicularmente a um diafragma(4), de modo que o dito embolo (5) sofre o esforço em uma de suas faces, causado pela pressão de saída da água, forçando o êmbolo(5) a deslocar-se no sentido de restringir a entrada de água, diminuindo assim a pressão de saída. Do outro lado do diafragma(4), na sua outra face, encontra-se a Câmara de controle de pressão(3) que de acordo com a pressão em seu interior, regulada pela alimentação de fluido que vem do tubo piloto (7) ligado à câmara pelo orifício de conexão (6), vai exercer uma força contrária, fazendo com que o êmbolo(5) se desloque no sentido de liberar a entrada da água. Com o regulador em funcionamento o êmbolo(5) é deslocado até encontrar uma posição em que a pressão de saída da água for igual a pressão na Câmara de controle de pressão(3).

[018] Desta forma, o princípio funcional do dito regulador de pressão (10), baseia-se no deslocamento do êmbolo(5) que cria maior ou menor perda de carga no interior do regulador. Variáveis construtivas do dito regulador de pressão (10) podem existir, quando ao seu formato, o número de câmaras ou partes construtivas, porém, sem descaracterizar o conceito inventivo aqui revelado.