CN106998663A - 用于为植物根部区域提供流体的灌溉垫和灌溉系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用来为植物根部区域提供流体的灌溉垫(10)，其具有至少一个下层(12)和上层(14)，每层均由片状织物结构制成。在上层和下层之间形成至少一个用于容纳至少一个管(40)的通道(16)，该管具有多个用于流体的排出口(42)。下层(12)和上层(14)至少在通道(16)外部的区域(22a、b、c)以片状的方式彼此连接。本发明还公开了具有这种灌溉垫(10)和管(40)的灌溉系统(1)。

Description

用于为植物根部区域提供流体的灌溉垫和灌溉系统
技术领域
本发明涉及一种灌溉垫，根据权利要求1的前序以及具有这种灌溉垫的灌溉系统，该灌溉垫用于为植物根部区域提供流体。
背景技术
灌溉被理解为是指供应流体，特别是供应用于植物的水和/或营养液。
对于灌溉植物，水可以从上面浇在土壤和植物上。为了尽量减少水分流失，可以通过喷雾装置或靠近各个植物的滴水装置来灌溉。然而，在此过程中水分会损失，特别是由于蒸发。
如果使用安装在植物下方土壤中的灌溉系统，可以避免这个缺点。这种灌溉系统包括灌溉垫，其设有连接到具有阀门和控制装置的供水装置的灌溉管。
DE 695 14 365 T2公开了一种毛细管灌溉系统，其包括灌溉垫，该灌溉垫设置有多个穿孔的灌溉管。灌溉垫由毛细管织物的上层和毛细管织物的下层组成，其间布置有灌溉管。术语“上”和“下”是指安装在土壤中的灌溉垫的方向。
为了容纳管，通过折叠上层形成的口袋被设置在两层毛细管织物之间。预制的口袋的尺寸应使得灌溉管能够插入这些口袋中。两层通过例如缝合、超声波或焊接连接在一起。这些缝合型连接具有，例如，缝合线可能撕裂以及连接部位可能分离的缺点。由于各层的滑动，这种灌溉垫的安装显然更复杂。由于这种垫的边缘长度为50m或以上，不仅垫的处理和安装变得更加困难，而且管子还可以侧向滑动而且取代预设的位置。在这种情况下，灌溉垫中水分分布不再可能均匀。
DE 10 2007 036 018 A1公开了两层之间的这种缝合型连接，该专利公开了一种用于大面积分布水分的灌溉垫，其中设置有用于检测灌溉垫中的水分等级的装置。此外，在灌溉垫的上层和下层之间设置有呈现吸收纤维填充物形式的吸收层。
另一个问题是根部渗透到穿孔管的排出口内。根系通过灌溉垫的层从外部进入口袋区域并延伸，特别是向水分排出口延伸，这会导致堵塞，最坏的情况是完全阻挡水的排出。结果，灌溉垫中均匀的水分分布受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种灌溉垫和灌溉系统，其中灌溉垫应当易于操作，并且灌溉系统应当具有流体吸收容量大以及具有快速的和经改善的流体分布的特点。
权利要求1的技术特征可达到本发明的目的。
灌溉垫的特征在于，由织物面料制成的上层和由织物面料制成的下层在通道外部的至少一个区域，优选地在整个表面上，平坦地连接在一起。
优选地，可用表面的至少20％，特别地至少50％连接在一起。
全表面连接被理解为可用表面的至少90％连接在一起。
可用于平坦连接的表面由下层和上层的接触表面形成。在通道外侧两层相互层叠在一起的位置，两层可以平坦地连接在一起。
根据优选实施例，两层针刺在一起。
针刺，也称为毡化，使得可以以简单的方式来使用平坦连接，特别是使用了例如针板的专用针刺装置的无纺布网。在针刺期间，两层穿孔连在一起。一次或重复地插针和移动针的结果，相邻层的纤维互相缠绕，以使得上层和下层之间的分隔线被大大消除，并且两层整体形成均匀的、基本上均匀的织物面料。
通过针刺制造工艺具有额外的优点，例如比用于生产缝合型连接的单层的缝合更具成本效益。
令人惊奇地发现，由于这种针刺工艺，特别是在无纺布网的情况下，这些层的流体吸收和流体分布性能被积极地改变。可以观察到，通过这种方式连接在一起的层相比仅通过缝合连接的织物的情况确保了更快速和更均匀的流体分分布。
与针步型连接相比，通过平针刺的方式也能实现各层间显然更稳定的连接，从而有助于特别是大面积灌溉垫的处理和安装。由于各层的这种连接不会松动，因而层之间的灌溉管也不能滑动，从而确保灌溉垫中均匀的流体分布。
平针刺的另外的优点在于，例如，根据现有技术的用于针步型连接，当灌溉垫切割成规格尺寸时，没有丝线松动且被缠到切削工具中。
有利地，设置有灌溉管的通道通过折叠下层和折叠上层的方式形成。
该实施例的优点在于，为了生产灌溉垫，可以使用相同尺寸的上层和下层。从而促进生产过程。
关于下层和上层之间的分离平面，灌溉垫具有对称结构，因此在铺设期间，不需要关注哪层需要位于上面以及哪层需要位于下面，除非存在例如上层和下层使用了不同的材料的情况。从而简化了处理过程。
灌溉垫的这种对称结构还具有将流体更均匀地分布到上层和下层的优势。
织物面料被理解为是指流体可渗透的纺织品，例如机织物面料，无纺布织物面料，复合织物面料，土工织物面料，地毯或具有分布流体优选水的能力的薄膜，特别是通过毛细作用。
优选地，织物面料为无纺布。无纺布材料层的克重优选为100～1000g/m2。优选的克重范围为100～300g/m2。需要至少100g/m2的克重以确保稳定的针刺。
优选地，织物面料由聚酯材料制成的至少一层组成，特别地由聚酯无纺布组成。
优选地，至少下层由聚酯制成的织物面料组成，特别地由聚酯无纺布组成。两层也可以均由这种材料制成，这简化了生产。
如果至少一层，优选下层，由亲水性或亲水材料组成，则可以进一步改善流体吸收能力和流体分布性能。
亲水性织物面料的优点在于它们可以更好地更大量地吸收流体，特别是水，储存时间更长，并且在灌溉垫中更好地分布流体。
聚酯材料，例如聚酯无纺布的纤维本身是亲水的。为了进一步改善关于流体吸收和流体分布的性能，该材料也可以进行额外的亲水改性。
优选地，灌溉垫包括用于储存流体的吸收粉末。吸收粉末增加了灌溉垫的储存能力，而不增加其克重。吸收材料膨胀并且具有即使在压力下也不释放流体的优点。只有根具有从吸收粉末中夺回流体，特别是水的能力。吸收粉末具有在流体，特别是水中吸收其自身重量数倍的能力。
优选地，灌溉垫包括由菌根真菌制成的粉末。菌根真菌向植物提供营养盐类和水，并且它们自己接收一部分通过植物的光合作用产生的光合产物。由于这种共生关系，整体上可以加强根系和植物。
优选在下层和上层之间导入粉末，特别是吸收粉末和由菌根真菌制成的粉末。在灌溉垫的生产过程中，可以将粉末通过喷洒的方式铺设在下层。由于平坦连接，特别地由于两层的平针刺，粉末可以固定在层之间。
粉末也可以在至少一层中被掺入。优选在生产织物面料的过程中掺入粉末。在无纺布的生产中，优选将粉末加入用于无纺布生产的原料中，其优点在于粉末均匀地分布在层中，特别是均匀地分布在无纺布中。当通过针刺方法制造无纺布时，优选在针刺之前将粉末喷洒到原料中。
优选地，灌溉垫包含5-40g/m2的吸收粉末和/或10-50g/m2的由菌根真菌制成的粉末。特别地，使用10-30g/m2的吸收粉末，特别是10-20g/m2的吸收粉末。关于由菌根真菌制成的粉末，优选为20-40g/m2，特别优选为20-30g/m2。
优选地，粉末掺入下层。当将这种粉末喷洒或掺入层中时，如果该层的克至少为300g/m2-1000g/m2，则这是有利的。
根据本发明的灌溉系统包括灌溉垫以及具有至少一个设置有排出口的管。该管或这些管被布置在灌溉垫的通道中。
管被理解为不仅指刚性管，而且还包括例如软管状管。术语“管”包括任何适合于传导流体通过灌溉垫的通道的管线。通常因为管上以规定间隔布置有许多排出口，这样的管也被称为穿孔管。
根据实施例，管可以包括在至少一个排出口的区域中的滴灌灌水器。
这种滴灌灌水器能够有针对性地控制流体的排放量，并将其用于直接安装在土壤中的灌溉管中。例如，具有滴灌灌水器的管可以从专利EP 2 248 414A1得知。已经证明，使用包含滴灌灌水器的管，流体可以在灌溉垫内更均匀地分布，从而实现整个灌溉垫上更好的流体分布。
优选地，滴灌灌水器设置有金属部件，特别是在排出口的区域中，这防止了植物根部渗入滴灌灌水器的排出口。由于化学反应，金属部件防止植物根部渗透。
优选地，金属部件由铜或铜合金构成。铜不仅是植物营养物，而且当高浓度的铜离子与根部接触时，还可以防止根部生长。排出口以简单的方式免于渗透根部。
以这种方式提供的具有滴灌灌水器的管实际上从EP 2 248 414A1中已知。然而，并没有认识到这种管结合本发明的灌溉垫的有利的用途。平针刺灌溉垫和具有滴灌灌水器的管的结合的优点在于，可以省去例如通过保护套的额外措施来防止根系渗透到管的排出口。其所需的通道体积小于用保护套管的情况下的通道容积，从而使得灌溉垫可以更紧密地卷起，并且卷起的灌溉垫可以保持小的输送体积。
优选地，管由弹性材料组成。由柔性材料，特别是柔性塑料材料制成的管具有这样的优点，即这些管的灌溉垫可以更紧密地卷起，即具有更小的曲率半径。从而卷起的管的输送体积大大减小。
这种软管材料的优点在于，可以将设置有管的灌溉垫能够被切割成规格，一方面对于灌溉垫，另一方面对于管，不需要使用不同的切割工具。
为了防止根系渗透而进入管的排出口，除了使用由铜构成的部件之外，还有另一优选实施例。
根据实施例，管包括由织物面料制成的保护套，特别是上述优选织物面料之一。织物面料也可以由无纺布组成。为了将织物面料固定在管上，至少有一个丝线缠绕在其周围，优选使用环圈丝线技术，也称Kemafil技术。
通过下层和上层至少部分地与管的外表面平坦接触的方式，通道的横截面被优选地调整至管的横截面。优选地，管的外表面的至少20％，特别地至少50％与灌溉垫的上层和下层接触。灌溉垫还可以分别包括一个以上的上层和/或下层。
附图说明
图1是根据本发明公开的具有两个管的灌溉垫的灌溉系统示意图。
图2是根据图1所示的灌溉垫的端部的俯视图。
图3是根据本发明公开的具有滴灌灌水器的管的立体示意图。
图4是根据本发明公开的滴灌灌水器的立体示意图。
图5是根据本发明另一实施例的灌溉垫的端表面的细节示意图。
图6是根据本发明公开的保护套管的立体示意图。
图7和图8是设置有粉末的灌溉垫的横截面的两个示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
图1，具有灌溉垫10和两个管40的灌溉系统1以立体图表示。灌溉垫10具有下层12和由织物面料制成的上层14。该织物面料可以由无纺布组成，其中每层的克重为300g/m2。
当该灌溉系统1安装在土壤中时，灌溉垫10以上层14面向植物的方式被布置。
两个层12、14分别具有两个折叠18、19，使得在下层12和上层14之间形成两个直通道16，其内设置有管40。通道16在灌溉垫10的整个宽度B上延伸。折叠18、19基本上具有相同的尺寸，以使得灌溉垫10相对于层12和层14之间的分离平面E具有对称设计。
当两个层12和14相同时，即特别是当它们由相同的材料组成时，灌溉垫10也可以通过下层12和上层14倒置的方式安装。
通过下层12和上层14在折叠部分18、19的区域中与一个管40的外表面大致平坦接触的方式，通道16的横截面被调整至管40的横截面。随着通道16横截面的减小，折叠18、19的边缘24移至更接近通道16，并且可用于针刺的灌溉垫10的区域变大。
灌溉垫10具有四个边缘20a至20d。在折叠18、19的边缘24和相应的边缘20a至20d之间，形成总共三个区域20a、20b、20c，其中下层12和上层14通过针刺连接在一起。
在区域22a、22b、22c中，下层12和上层14在整个表面上被针刺在一起，即区域22a，22b，22c的整个表面用于针刺。这也在图2中示出，图2示出了图1中的灌溉垫10的端面的细节。针刺端表面部分30从边缘20a延伸至边缘24，其中层12、14彼此偏离而形成通道16。
在图1和图2所示的实施例中，整个可用表面被针刺。
由于针刺，重叠层12、14的纤维被成圈或毡制在一起，使得层12、14之间的分离线大部分被消除。这由图2中的虚线表示。
层12、14中一层或两层可以由亲水性或亲水材料组成。优选地，下层12由这种材料制成。
此外，至少一层可以由聚酯，特别是聚酯无纺布组成。优选地，至少下层12由聚酯材料组成。
图3的立体示意图中示出了管40的实施例。在管40内，在排出口42的区域中布置滴灌灌水器44，其设有排出口48。
在图4中，这种滴灌灌水器44被放大并仅仅示意性地表示。滴灌灌水器44具有由铜或铜合金制成的小盖板形式的金属部件46，其中设有出口48。铜的部分也可以布置在滴灌灌水器44的内部空间中。
图5示出了灌溉系统1的另外的实施例，其中管40设置有保护套50。保护套优选由布置在管周围的无纺布组成。通过使用环圈丝线技术(见图6)围绕保护套50缠绕的至少一个丝线52，保护套50固定在管40上。
在图7和图8中，示出了根据附加实施例的灌溉垫10的两个横截面。
如图7所示，在下层12中掺入吸收粉末60和/或由菌根真菌制成的粉末62。吸收粉末的量优选为15g/m2。由菌根真菌制成的粉末的量优选为30g/m2。
图8示出了另一个实施例，其中通过在灌溉垫10的生产过程中通过喷洒而导入粉末60和/或62。在上层14放置且下层12针刺的之前，优选将粉末喷洒到下层12上。在针刺过程中，粉末60、62大量且均匀地分布在两个层12和14之间的接触区域中。
主要附图标记：
1-灌溉系统
10-灌溉垫
12-下层
14-上层
16-通道
18-下层的折叠
19-上层的折叠
20a,b,c,d-灌溉垫的边缘
22a,b,c-层的连接区域
24-折叠的边缘
30-针刺端表面部分
40-管
41-管的外表面
42-排出口
44-滴灌灌水器
46-金属构件
48-排出口
50-管的保护套
52-丝线
60-吸收粉末
62-根菌真菌制成的粉末分离平面
B-灌溉垫的宽度
E-分离平面

Claims (20)

1.一种用来为植物根部区域提供流体的灌溉垫(10)，其具有至少一个下层(12)和上层(14)，每层均由织物面料制成，
其中在所述下层(12)和所述上层(14)之间形成至少一个用于容纳至少一个管(40)的通道(16)，所述管具有用于流体的多个排出口(42)，
其特征在于，所述下层(12)和所述上层(14)在所述通道(16)外部的至少一个区域(22a，b，c)内平坦地连接在一起。
2.根据权利要求1所述的灌溉垫，其特征在于，所述两层(12，14)在所述通道(16)外部的区域(22a，b，c)的整个表面上连接在一起。
3.根据权利要求1或2所述的灌溉垫，其特征在于，所述两层(12，14)针刺在一起。
4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述通道(16)是通过所述下层(12)的折叠和所述上层(14)的折叠的方式形成。
5.根据权利要求1至4中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述织物面料为无纺布。
6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述织物面料由聚酯材料制成的至少一层(12，14)组成。
7.根据权利要求1至6中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述至少一层(12)的所述织物面料由亲水性或亲水材料组成。
8.根据权利要求1至7中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述灌溉垫(10)包括用于储存流体的吸收粉末(60)。
9.根据权利要求1至8中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述灌溉垫(10)包括由菌根真菌制成的粉末(62)。
10.根据权利要求8或9所述的灌溉垫，其特征在于，所述粉末(60，62)被导入到所述下层(12)和所述上层(14)之间。
11.根据权利要求8至10中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，所述粉末(60，62)至少掺入一层(12，14)内。
12.根据权利要求8至11中任一项权利要求所述的灌溉垫，其特征在于，该灌溉垫含有5-40g/m2的吸收粉末(60)和/或10-50g/m2由菌根真菌制成的粉末(62)。
13.一种具有根据权利要求1至12中任一项权利要求所述的灌溉垫(10)的灌溉系统(1)，其具有至少一个设置有管(40)，所述管具有多个排出口(42)。
14.根据权利要求13所述的灌溉系统，其特征在于，所述管(40)包括在至少一个所述排出口(42)的区域中的滴灌灌水器(44)。
15.根据权利要求14所述的灌溉系统，其特征在于，所述滴灌灌水器(44)包括至少一个排出口(48)，并且用来防止植物根部渗透到所述排出口(48)的金属部件(46)布置在所述排出口(48)的区域中。
16.根据权利要求15所述的灌溉系统，其特征在于，所述金属部件(46)由铜或铜合金构成。
17.根据权利要求13至16中任一项权利要求所述的灌溉系统，其特征在于，所述管(40)由弹性材料构成。
18.根据权利要求13至17中任一项权利要求所述的灌溉系统，其特征在于，所述管(40)包括由织物面料制成的保护套(50)。
19.根据权利要求18所述的灌溉系统，其特征在于，所述保护套(50)通过使用环圈丝线工艺被至少一个丝线(52)包裹。
20.根据权利要求13至19中任一项权利要求所述的灌溉系统，其特征在于，通过以所述下层(12)和所述上层(14)至少部分地与所述管(40)的外表面(41)平坦接触的方式，所述通道(16)的横截面调整至所述管(40)的横截面。
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