AT525732B1

AT525732B1 - Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen

Info

Publication number: AT525732B1
Application number: ATA50674/2022A
Authority: AT
Original assignee: Johann Frauenlob
Priority date: 2022-09-05
Filing date: 2022-09-05
Publication date: 2023-07-15
Also published as: AT525732A4

Abstract

Es wird eine Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen mit einer Anschlusskammer (3) mit einem Auslass (4) für eine Tränkschale (5) und einem in die Anschlusskammer mündenden Außenrohr (1) beschrieben. Um eine Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen mit konstruktiv einfachen Maßnahmen sowohl robust gegen betriebsbedingte Beschädigungen auszugestalten, als auch mit möglichst geringem Energiebedarf frostfrei zu halten, wird daher vorgeschlagen, dass ein innerhalb des Außenrohres (1) angeordnetes Innenrohr (2) vorgesehen ist, wobei beide Rohre (1, 2) in die Anschlusskammer (3) münden, wobei ein Rohr eine Zuleitung und das andere Rohr eine Ableitung der Anschlusskammer (3) bildet, wobei beide Rohre (1, 2) innerhalb der Anschlusskammer (3) untereinander, mit der Anschlusskammer (3) und mit dem Auslass (4) fluidverbunden sind.

Description

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen mit einer Anschlusskammer mit einem Auslass für eine Tränkschale und einem in die Anschlusskammer mündenden Außenrohr.

[0002] Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen bekannt, in denen eine Anschlusskammer von einem Außenrohr mit Wasser versorgt wird (DE3545815A1). Wird Wasser über das Außenrohr in die Anschlusskammer gepumpt, wird zuerst diese gefüllt, bis weiteres Wasser über einen Durchbruch in der Anschlusskammer in eine mit der Anschlusskammer verbundene Tränkschale strömt. Die Tränkschale wird ebenso so lange vom Wasser aus der Außenleitung gefüllt, bis ein Schwimmer bei Erreichen eines bestimmten Pegels den Durchbruch verschließt. Anschlusskammer und Außenrohr bilden einen Teil einer Ringleitung, in der an einer Stelle zentral beheiztes Wasser zirkuliert, sodass das durch die Anschlusskammer zirkulierende Wasser das Wasser in der Tränkschale erwärmt.

[0003] Nachteilig am Stand der Technik ist allerdings, dass der Heizaufwand verhältnismäßig hoch ist, da das Wasser in der zur Umgebung offenen Tränkschale rasch auskühlt und nur über das zirkulierende Wasser der Anschlusskammer indirekt über die Wände der Anschlusskammer erwärmt wird. Zusätzlich werden mehrere Becken durch offenliegende Rohrleitungen seriell miteinander fluidverbunden. Diese Rohrleitungen sind anfällig für Beschädigungen durch das Vieh in den Stallungen, wobei die Beschädigung einer Rohrleitung in Wasseraustritt oder sogar zu einem Erliegen der Wasserversorgung aller angeschlossenen Tränkschalen führen kann, wodurch die Vorrichtung des Standes der Technik energieintensiv im Betrieb und leicht beschädigbar ist.

[0004] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen mit konstruktiv einfachen Maßnahmen sowohl robust gegen betriebsbedingte Beschädigungen auszugestalten, als auch mit möglichst geringem Energiebedarf frostfrei zu halten.

[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass beide Rohre in eine Anschlusskammer mit einem Auslass für eine Tränkschale münden, wobei ein Rohr eine Zuleitung und das andere Rohr eine Ableitung der Anschlusskammer bildet, wobei beide Rohre innerhalb der Anschlusskammer untereinander, mit der Anschlusskammer und mit dem Auslass fluidverbunden sind. Zufolge dieser Maßnahmen kann die Anschlusskammer über die beiden Rohre mit fließendem Wasser versorgt werden, welches über die Zuleitung in die Anschlusskammer strömt und über die Ableitung wieder abfließen kann. Dadurch kann ein Wasserfluss von der Zuleitung in die Anschlusskammer und von dieser in die Ableitung aufrechterhalten werden, der auch bei Temperaturen, bei denen stehendes Wasser gefrieren würde, ein Gefrieren des Wassers in den Leitungen verhindert. Da Wasser kontinuierlich in und aus der Anschlusskammer strömen kann, kann der Wasserfluss kann auch dann aufrechterhalten werden, wenn kein Wasser über den Auslass entnommen wird. Die mechanische Widerstandskraft gegen Beschädigungen, wie beispielsweise den Tritten oder Stößen von Nutzvieh, erhöht sich einerseits dadurch, dass durch den Wasserfluss keine mechanisch empfindliche thermische Isolationsschicht notwendig ist und andererseits das Wasser in den Rohren die Rohre selbst aussteift. Der Pegel bzw. Druck innerhalb der Anschlusskammer kann über die mittels Zuleitung zugeführte Wassermenge eingestellt werden. Die Anschlusskammer füllt sich mit Wasser, solange mehr Wasser zugeführt als abgeführt wird. Dabei steigt der Druck in der Anschlusskammer so lange, bis sich die zufließende und die abfließende Wassermenge angleichen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Entlüftungsventil auf, sodass sich die Anschlusskammer vollständig mit Wasser füllen kann. Bei ausreichender Füllung der Auslasskammer mit Wasser kann der Auslass über einen Mechanismus, beispielsweise ein von einem Nutztier betätigter Hebel, geöffnet werden, sodass Wasser über den Auslass aus der Anschlusskammer aufgrund des Drucks in der Anschlusskammer in die Tränkschale fließt. Zufolge dieser Maßnahmen wird die Tränkschale also nur bei Bedarf gefüllt, sodass sich höchstens eine kleine Menge an Wasser in der Tränkschale befindet. Diese

muss aber nicht am Gefrieren gehindert werden, da der Auslass durch den Wasserfluss zwischen Zu- und Ableitung frostfrei bleibt, womit bei Bedarf frisches, nicht-gefrorenes Wasser in die Tränkschale gelangen kann. Die zugeführte und abgeführte Wassermenge ist vom freien Querschnitt des Außen- und des Innenrohres sowie vom Druck mit dem das Wasser in der Zuleitung beaufschlagt wird, abhängig. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anschlusskammer eine Anschlussverschraubung.

[0006] Sowohl der thermisch isolierende als auch die stabilisierende Wirkung des Wassers im Außen- und im Innenrohr wird maximiert, wenn Außenrohr und Innenrohr wenigstens abschnittsweise koaxial verlaufen. Dadurch ist das Innenrohr quer zur Flussrichtung des Wassers überall gleich vom Außenrohr beabstandet und folglich bilden sich keine Stellen geringeren Abstandes zwischen den beiden Rohren, an denen die Wassersäule im Außenrohr dünner ist und daher leichter gefrieren könnte. Analog dazu bildet die Wassersäule bei erfindungsgemäßer koaxialer Anordnung im Außenrohr im Falle etwaiger Erschütterungen eine mechanische Abschirmung von im Wesentlichen konstanter Dicke entlang des Umfangs, sodass kinetische Energie gleichmäßig durch das Wasser dissipiert werden kann.

[0007] Zwar spielt es prinzipiell keine Rolle, ob das Außenrohr die Zuleitung und das Innenrohr die Ableitung ist oder vice versa, allerdings ist der benötigte Mindestdruck zum Befüllen der Anschlusskammer insbesondere bei einer vertikalen Anordnung der Endabschnitte der Rohre geringer, wenn das Außenrohr die Zuleitung und das Innenrohr die Ableitung bildet. Da das Innenrohr innerhalb des Außenrohrs angeordnet ist, das Außenrohr allerdings auch an die Anschlusskammer angrenzt, ist bei gleichmäßigem Austreten des Wassers aus dem Rohr der Anteil an Wasser, der bei gegebenem Wasserdruck von der Zuleitung in die Anschlusskammer und nicht direkt in die Ableitung strömt höher, wenn das Innenrohr die Ableitung und das Außenrohr die Zuleitung ist. Dies ist insbesondere bei geringen Drücken relevant, da in diesen Fällen weitgehend unabhängig von der räumlichen Ausrichtung der Rohre das Wasser aufgrund der Adhäsionskraft entlang der äußeren Rohrwände aus der Zuleitung austritt. Wäre das Innenrohr die Zuleitung, würde das Wasser dabei direkt in die vom Außenrohr gebildete Ableitung fließen wodurch folglich zur Füllung der Anschlusskammer der Druck erhöht werden müsste.

[0008] Mehrere Vorrichtungen können einfach von einer Wasserquelle gespeist werden, wenn Zuleitung und Ableitung an eine Ringleitung zur Wasserversorgung angeschlossen sind. Zufolge dieser Maßnahmen kann der Wasserfluss in allen an die Ringleitung angeschlossenen Vorrichtungen mit einer einzelnen Pumpe aufrechterhalten werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Heizelement vorgesehen sein, mit dem das Wasser an einer Stelle in der Ringleitung erwärmt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Ringleitung innerhalb einer Wand und/oder dem Boden der Offenstallung verlegt, sodass diese ebenso vor Kälte geschützt ist.

[0009] Insbesondere wenn die Vorrichtung von einer Ringleitung im Boden gespeist wird, ergeben sich vorteilhafte Konstruktionsbedingungen, wenn das Außen- und Innenrohr wenigstens abschnittsweise vertikal verlaufen und die Anschlusskammer endseitig am vertikalen Abschnitt der Rohre angesetzt ist. Dadurch ergeben sich mehrere Vorteile: Die Vorrichtung kann zusätzlich als Ständer für eine Tränkschale dienen. Weiters kann die Vorrichtung frei in den Offenstallungen, also auch weit von den Wänden beabstandet, positioniert werden, wenn der Wasseranschluss der Zuleitung entlang oder im Boden geführt wird. Dann muss mit einem vertikalen Verlauf des Außen- bzw. Innenrohres nämlich nur der Abstand von der Tränkschale zum Boden überbrückt werden, ohne dass weitere Leitungen, beispielsweise zur nächsten Wand, benötigt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft eine Ringleitung im Boden, die die Vorrichtung über eine Zwangsführung in die Zuleitung speist.

[0010] Zur leichteren Montage und Schutz der Vorrichtung kann das Außenrohr zumindest abschnittsweise im Bereich der Speisung mit Wasser von einem Mantelrohr umschlossen sein, Dieses Mantelrohr kann ein Kunststoffrohr sein, dass das Außenrohr physisch schützt und im UÜbergangsbereich zur Speisung thermisch isoliert. Ferner können bei der Montage der Speisung, die beispielsweise eine Ringleitung sein kann, durch das Platzieren und Befestigen der Mantelrohre etwaige Zwangsführungen, T-Stücke oder andere Verbindungsleitungen zum Außen- und/oder

Innenrohr einfacher gewartet werden.

[0011] Zwar kann die minimale Außentemperatur, bei die Vorrichtung ohne Gefrieren des in der Vorrichtung enthaltenen Wassers betrieben werden kann, durch die Durchflussgeschwindigkeit und Wassertemperatur beeinflusst werden, allerdings kann diese minimale Außentemperatur auch einfach und mit wenig Energiebedarf gesenkt werden, wenn ein Heizelement für die Anschlusskammer vorgesehen ist. Innerhalb der Anschlusskammer können sich Bereiche geringerer Strömungsgeschwindigkeit ausbilden, in denen das Wasser bereits bei höheren Temperaturen gefriert als in den Abschnitten höherer Strömungsgeschwindigkeit. Das Heizelement kann also so dimensioniert sein, dass es die gesamte Anschlusskammer und damit das darin enthaltene Wasser erwärmt. Bereits in diesem Fall ist nur wenig Energie zur Aufrechterhaltung des Wasserflusses vonnöten, da nur lokal in der Anschlusskammer Wärmeenergie zugeführt werden muss. In einer besonderen Ausführungsform kann das Heizelement so ausgelegt sein, dass es nur lokal diese Bereiche geringerer Strömungsgeschwindigkeit erwärmt. Dadurch wird verhindert, dass in diesem Bereich Wasser gefriert, welches als Nukleationskeim zur weiteren Eisbildung in der Anschlusskammer dient. Da in diesem Fall nur ein Bereich der Anschlusskammer geheizt werden muss, kann der Energiebedarf zur Aufrechterhaltung des Wasserflusses weiter verringert werden.

[0012] Zwar steift das Wasser im Außen- und im Innenrohr die beiden Rohre bereits aus, allerdings kann die mechanische Stabilität weiter erhöht und Korrosion vermieden werden, wenn wenigstens ein Rohr, bevorzugter Weise beide Rohre aus Edelstahl gefertigt sind.

[0013] Die zu- und abgeführten Wassermengen, sowie die Drücke in den Rohren und der Anschlusskammer hängen unter anderem von den Dimensionen der Rohre ab. Versuche haben gezeigt, dass die benötigten Drücke und der Wasserfluss bei verhältnismäßig geringen Rohrdimensionen erreicht und aufrechterhalten werden können, wenn der freie Querschnitt der Zuleitung wenigstens so groß wie der freie Querschnitt der Ableitung ist. In einer bevorzugten Ausführungsform beträgt der Außendurchmesser des Außenrohrs 32 mm und der Außendurchmesser des Innenrohrs 18 mm.

[0014] In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise dargestellt. Es zeigt [0015] Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung

[0016] Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen umfasst ein Außenrohr 1 und ein innerhalb des Außenrohrs 1 angeordnetes Innenrohr 2. Sowohl Außenrohr 1 als auch Innenrohr 2 münden in eine Anschlusskammer 3, die einen Auslass 4 für eine Tränkschale 5 aufweist.

[0017] Im gezeigten Ausführungsbeispiel bildet das Außenrohr 1 die Zuleitung und das Innenrohr 2 die Ableitung über die Wasser in die Anschlusskammer 3 strömt und wieder abgeführt werden kann. Die Wasserversorgung erfolgt über eine im Boden 6 verlegte Ringleitung 7, wobei der Wasserstrom durch Pfeile dargestellt ist. Wasser strömt den Pfeilen folgend durch die Rohre der Ringleitung 7, wobei die Anschlussstelle 8 des Innenrohrs 2 so ausgeformt ist, dass sie eine Barriere bildet, also ein direktes Weiterströmen des Wassers in der Ringleitung 7, ohne das Außenrohr 1 zu passieren, verhindert. Das Wasser muss demzufolge in das Außenrohr 1 strömen, füllt die Anschlusskammer 3 und wird, denn Pfeilen weiter folgend, aus der Anschlusskammer 3 über das Innenrohr 2 als Ableitung wieder abgeführt.

[0018] Wird erfindungsgemäß der Wasserdruck bzw. die Wasserversorgung so eingestellt, dass mehr Wasser über die Zuleitung zufließt, als über die Ableitung abfließt, füllt sich die Anschlusskammer 3 mit Wasser und der Druck in der Anschlusskammer 3 erhöht sich. Um die Anschlusskammer 3 vollständig mit Wasser zu füllen, kann die in der Anschlusskammer 3 enthaltene Luft entweder mit dem Wasserfluss über die Ableitung aus der Anschlusskammer 3 gespült werden, oder alternativ über den Auslass 4 entlüftet werden. Es versteht sich dabei für den Fachmann von selbst, dass bei vollständiger Füllung der Auslasskammer 3 die über die Zuleitung zugeführte Wassermenge der über die Ableitung abgeführte Wassermenge entspricht und das die zu- bzw. angeführten Wassermengen vom beaufschlagten Wasserdruck und den Dimensionen des Au-

Benrohrs 1, des Innenrohrs 2 und der Anschlusskammer 3 abhängen. Hier haben Versuche gezeigt, dass der Betrieb der Vorrichtung bei den in Offenstallungen üblichen Dimensionierungen besonders praktikabel ist, wenn der freie Querschnitt der Zuleitung wenigstens so groß wie der freie Querschnitt der Ableitung ist.

[0019] Der konstante Wasserfluss in den Rohren 1, 2 und der Anschlusskammer 3 erschwert die Bildung von Eis in der Vorrichtung und steift die Rohre 1, 2 mechanisch aus. Um die mechanische Widerstandsfähigkeit zu erhöhen und Korrosion zu vermeiden, kann eines oder beide Rohre aus Edelstahl gefertigt sein.

[0020] Die Anschlusskammer 3 weist einen Auslass 4 auf, der beispielsweise über einen Hebel (nicht gezeigt) von einem Nutztier geöffnet werden kann, sodass der Druck in der Anschlusskammer 3 dazu führt, dass Wasser von der Anschlusskammer 3 über den Auslass 4 in die Tränkschale 5 strömt.

[0021] Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist der überirdische Abschnitt des Außenrohrs 1 und des Innenrohrs 2 vertikal und die Anschlusskammer 3 endseitig am vertikalen Abschnitt der Rohre 1, 2 angesetzt, da die Vorrichtung dadurch als Ständer für die Tränkschale 5 dienen kann. Weiters kann die Vorrichtung so in Kombination mit einer Ringleitung 7 im Wesentlichen frei im Raum platziert werden und muss nicht in Wandnähe angeordnet werden, da so die oberirdisch zu verlegende Rohrlänge minimal gehalten werden kann. Das Außenrohr 1 kann wenigstens abschnittsweise von einem Mantelrohr 9 umschlossen sein, welches eine weitere mechanisch stabilisierende und thermisch isolierende Funktion hat und darüber hinaus als Führung bei der Montage des Außenrohrs 1 dienen kann. Zwar erschwert der konstante Wasserfluss in den Rohren 1, 2 und der Anschlusskammer 3 wie oben erwähnt die Eisbildung, allerdings können sich lokal in der Anschlusskammer 3 Bereiche geringer Strömungsgeschwindigkeit bilden, in denen das Wasser schneller gefriert. Um dem entgegenzuwirken, kann für die Anschlusskammer 3 ein Heizelement 10 vorgesehen sein.

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Wasserversorgung von Offenstallungen mit einer Anschlusskammer (3) mit einem Auslass (4) für eine Tränkschale (5) und einem in die Anschlusskammer mündenden Außenrohr (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein innerhalb des Außenrohres (1) angeordnetes Innenrohr (2) vorgesehen ist, wobei beide Rohre (1, 2) in die Anschlusskammer (3) münden, wobei ein Rohr eine Zuleitung und das andere Rohr eine Ableitung der Anschlusskammer (3) bildet, wobei beide Rohre (1, 2) innerhalb der Anschlusskammer (3) untereinander, mit der Anschlusskammer (3) und mit dem Auslass (4) fluidverbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Außenrohr (1) und Innenrohr (2) wenigstens abschnittsweise koaxial verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (1) die Zuleitung und das Innenrohr (2) die Ableitung bildet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Zuleitung und Ableitung an eine Ringleitung (7) zur Wasserversorgung angeschlossen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Außen-(1) und Innenrohr (2) wenigstens abschnittsweise vertikal verlaufen und die Anschlusskammer (3) endseitig am vertikalen Abschnitt der Rohre (1, 2) angesetzt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenrohr (1) wenigstens abschnittsweise von einem Mantelrohr (9) umschlossen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Heizelement (10) für die Anschlusskammer (3) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Rohr aus Edelstahl gefertigt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der freie Querschnitt der Zuleitung wenigstens so groß wie der frei Querschnitt der Ableitung ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen