DD260643A1 - Verfahren und vorrichtung zum selbsttaetigen periodischen zufuehren von fluessigkeit - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttaetigen periodischen Zufuehren von Fluessigkeit zu in einem Behaelter angeordneten Pflanzen. Die Vorrichtung besteht aus einem luftdichten, drucklosen Vorratsbehaelter mit einer an dessen hoechster Stelle angeordneten Entlueftungsoeffnung und einer daran angeschlossenen, nach unten fuehrenden Lufteintrittsleitung und einer Entleerungsoeffnung sowie einem darunter angeordneten Verbraucherbehaelter. Das erfindungsgemaesse Verfahren ist gekennzeichnet dadurch, dass die Lufteintrittsoeffnung und die Fluessigkeitsaustrittsoeffnung jeweils mit einer eigenen Tauchung vesehen sind und zumindest der Tauchungsraum der Lufteintrittsoeffnung durch ein Ueberlaufwehr vom Verbraucherbehaelter getrennt ist. Die Regelung der Fluessigkeitsmenge erfolgt mit der Hoehe des Ueberlaufwehres, die Regelung des zeitlichen Abstandes der Bewaesserung erfolgt mit der Tauchungshoehe der Lufteintrittsleitung. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen periodischen Zuführen von Flüssigkeit zu in einem Behälter aufgestellten Pflanzen.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zu diesem Anwendungsgebiet existiert eine Vielzahl von technischen Lösungen. Viele dieser Lösungen bedingen einen gewissen technischen Aufwand, so z. B. in Form von Armaturen, Pumpen, BMSR-Technik oder Elektronik. Die Nachteile all dieser Lösungen bestehen in den relativ hohen Aufwendungen für die Anschaffung sowie der Abhängigkeit von einer Hilfsenergie wie z.B. Strom aus Batterie oder Netz und der Möglichkeit von Störungen infolge Verschmutzung oder Verschleiß einzelner Teile dieser Technik.

All diese Nachteile werden beseitigt durch eine Lösungsvariante, bei der die Technik nur aus einer geeigneten Behälterkonstruktion für den Wasservorrat, ohne irgendwelche beweglichen Teile und ohne Elektronik besteht.

So wird in der DT OS 1932136 eine Vorrichtung beschrieben, nach der von einem zentralen Vorratsbehälter aus über rohrförmige Verbindungsstücke Untersetzer mit Wasser versorgt werden. Aus den Untersetzern nehmen die Blumen das Wasser auf. Der Wassernachschub erfolgt aus dem Vorratsbehälter selbsttätig, wenn aufgrund des abgefallenen Wasserstandes Luft in diesen gelangt.

Diese Lösung hat den Nachteil, daß sich ständig Wasser im Untersetzer befindet. Hydrokulturen und einige in Erde kultivierte Pflanzen können entsprechend dieser Lösung versorgt werden, die Mehrzahl der in Erde kultivierten Pflanzen verträgt aber keine stauende Nässe. Wurzelfäulnis und Eingehen der Pflanze wären die Folgen.

Eine Verbesserung verspricht die DT OS 1757343. Die Wasserversorgung erfolgt dabei analog der vorgenannten Erfindungsbeschreibung. Zum Schutz vor stauender Nässe werden die Pflanzen jedoch über der Wasseroberfläche angeordnet.

Die Verbindung zum Wasser wird durch einen Docht aufrechterhalten.

Nach diesem Vorschlag können alle Erdkulturen mit Wasser versorgt werden. Nachteilig wirken sich jedoch folgende Faktoren

— Der kontinuierlich aufrechterhaltene Wasserspiegel bietet eine große Verdunstungsfläche und verursacht damit einen unnötigen Wasserverlust, der den Pflanzen verloren geht und durch eine Überdimensionierung des Vorratsbehäiters ausgeglichen werden muß.

— Es ist eine aufwendige Vorbehandlung der Pflanzen notwendig, und zwar durch Einbringen von Kiesschichten und Dochten in das Pflanzengefäß und Anordnung mittels Gerüsten über dem Wasserspiegel.

— Die Wasserversorgung einer Pflanze über einen Docht ist zwar möglich, widerspricht.aber den natürlichen Lebensgewohnheiten von Pflanzen und trägt somit nicht zu bestmöglichen Wachstumsbedingungen bei.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein einfaches Verfahren und eine einfache Vorrichtung zum selbsttätigen periodischen Zuführen von Flüssigkeit zu in einem Behälter angeordneten Pflanzen, um den Pflanzen bei minimalstem Wasserverbrauch beste Wachstumsbedingungen zu schaffen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum selbsttätigen periodischen Zuführen von Flüssigkeit zu in einem Behälter angeordneten Pflanzen vorzuschlagen, wodurch den in einem Verbraucherbehälter angeordneten Pflanzen Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter entsprechend ihrem Bedarf zugeteilt wird, ohne dabei stauende Nässe bei Erdkulturen zu erzeugen.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Flüssigkeitsaustrittsöffnung aus dem Vorratsbehälter und die Lufteintrittsöffnung in den Vorratsbehälter jeweils mit einer eigenen Tauchungseinrichtung versehen sind und zumindest der Tauchungsraum der Lufteintrittsöffnung durch ein Überlaufwehr vom Verbraücherbehälter getrennt ist.

Die räumliche Abtrennung desTauchungsraumesfürdie Lufteintrittsöffnung in den Vorratsbehälter vom Verbraucherbehälter unterbindet dabei das ständige selbsttätige Füllen des Verbraucherbehälters. Damit ist die Voraussetzung geschaffen, daß die Pflanzen im Verbraucherbehälter keiner stauenden Nässe ausgesetzt sind.

Der Vorratsbehälter kann beliebige Form annehmen, jedoch ist ein hoher Vorratsbehälter zweckmäßiger, als ein flacher, da er bei gleichem Volumen weniger Platz im Verbraucherbehälter beansprucht, wenn er in diesem untergebracht sein sollte. Der Vorratsbehälter muß mit einer Lufteintrittsöffnung, die sich an höchster Stelle und einer Flüssigkeitsaustrittsöffnung, die sich zweckmäßigerweise an tiefster Stelle befindet, versehen sein. Die Wasseraustrittsöffnung des Vorratsbehälters ist getaucht angeordnet, so daß hier keine Luft in den Vorratsbehälter gelangen kann. Die Tauchung könnte in einem Tiefpunkt des Verbraucherbehälters erfolgen. Besser ist jedoch die Anordnung des „Schwanenhalses" an der Wasseraustrittsöffnung des Vorratsbehälters. An die Lufteintrittsleitung des Vorratsbehälters ist eine Lufteintrittsleitung angeschlossen, die in der Art eines „Geistrohres" nach unten führt. Die Lufteintrittsleitung endet unten in einer Tauchung. Diese Tauchung kann nicht in einem Tiefpunkt des Verbraucherbehäiters erfolgen, sie muß durch ein Überlaufwehr vom Verbraucherbehälter getrennt sein.

Ein eigener Behälter, unterhalb der Lufteintrittsleitung angeordnet, stellt einen Tauchungsraum und gleichzeitig ein Überlaufwehr dar.

Die Art der Anordnung der Einfüllöffnung für die Flüssigkeit ist ohne Bedeutung, jedoch muß diese absolut dicht verschließbar sein. Man kann bei kleineren Vorratsbehältern auf die Nachfüllöffnung auch verzichten, wenn man die Lufteintrittsöffnung durch Herumdrehen des Vorratsbehälters dafür nutzt.

Die Zudosierung von Wasser aus dem Vorratsbehälter erfolgt bei der erfindungsgemäßen Lösung nicht in Abhängigkeit des Wasserstandes im Verbraucherbehälter, sondern in Abhängigkeit des Wasserstandes im Tauchungsraum für die Lufteintrittsöffnung. Dieser Wasserstand ist infolge der Verdunstung des Wassers abhängig von der Temperatur, der Luftfeuchtigkeit und der Luftbewegung, d.h. von den Faktoren die wesentlich die Wasserverdunstung beeinflussen. Es sind übrigens die selben Faktoren, die auch den Wasserverbrauch der Pflanzen wesentlich beeinflussen.

Diese Übereinstimmung derfür den Wasserverbrauch der Pflanzen als auch für die Zudosierung des Wassers verantwortlichen Faktoren gestattet eine periodische Zuführung der notwendigen Wassermengen. Dabei wird ausreichend Wasser zugeführt, ohne daß sich stauende Nässe im Wurzelbereich der in Erde kultivierten Pflanzen bilden kann. Durch den Verdunstungsverschluß am Vorratsbehälter ist nämlich gewährleistet, daß die Pflanze zunächst das in der Erde gespeicherte Waser verbraucht und infolgedessen die Wurzeln belüftet werden, bevor die nächste Wasserzuführung erfolgt.

Die erfindungsgemäße Verfahrensgestaltung hat weiterhin den Vorteil, daß der Verbraucherbehäiter während jeder Periode nur kurzzeitig mit Wasser gefüllt ist. Das Wasser wird sofort von der Pflanzenerde aufgesaugt. Folglich kann es zu keiner so großflächigen Verdunstung kommen, wie es bei der. bisher bekannten Wasserstandsreglung zwangsläufig der Fall war. Die Verminderung der Verdunstungsverluste wirkt sich auf eine Verkleinerung des Vorratsbehälters aus. Von'Vorteil ist in diesem Zusammenhang auch die Möglichkeit der Reinigung des Verbraucherbehälters ohne Betriebsunterbrechung. Das war nach den bisher bekannten Lösungsvorschlägen nicht möglich.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verfahrensgestaltung besteht darin, daß weder Kiesschichten in den Pflanzengefäßen, noch Dochte verwendet werden müssen. Auch Gestelle für das „Überwasserhalten" der Pflanzengefäße sind nicht notwendig. Die Pflanzengefäße können ohne jegliche Vorbehandlung in den Verbraucherbehälter gestellt werden. Durch die Verwendung von Distanzelementen können die Pflanzengefäße dabei in verschiedener Höhe aufgestellt werden, so daß eine jede Pflanze gemäß ihren Anforderungen Wasser bekommt. Jehöherdie Plfanze steht, desto geringer ist die Zeit, in der die Erde Wasser aufnehmen kann. Dabei kann durch die Zuführung einer entsprechend großen Wassermenge auch erreicht werden, daß die zuunterst angeordneten, d.h. ohne Distanzelemente aufgestellten Pflanzengefäße ständig im Wasser stehen, falls das notwendig sein sollte.

Die erfindungsgemäße Verfahrensgestaltung kann ohne weiteres auch für Hydrokulturen übernommen werden. Zwar sind die bisher bekannten standgeregelten Verfahren durchaus für Hydrokulturen geeignet, aber Hydrokulturen übernommen werden.

Zwar sind die bisher bekannten standgeregelten Verfahren durchaus für Hydrokulturen geeignet, aber neuere

wissenschaftliche Erkenntnisse haben bewiesen, daß ein alternierender Nährlösungsstand bessere Wachstumsbedingungen schafft, als die klassische Tankkultur. Es wäre deshalb zur Verbesserung der Wachstumsbedingungen für Hydrokulturen empfehlenswert, die erfindungsgemäße Verfahrensgestaltung anzuwenden.

Die Regelung der pro Bewässerungsperiode zuzuführenden Flüssigkeitsmenge erfolgt durch die Einstellung der Wandhöhe des Tauchungsraumes der Lufteintrittsöffnung. Diese Wand funktioniert während des Bewässerungsvorganges als Überlaufwehr,

d. h. der Lufteintritt in den Vorratsbehälter und der Flüssigkeitsaustritt aus dem selben wird dabei erst gestoppt, wenn der Flüssigkeitsstand im Verbraucherbehälter die Wandhöhe der Lufteintrittstauchung übersteigt. Die Änderung der Tauchungswandhöhe kann nach verschiedenen Methoden erfolgen. So kann die Tauchungswand z. B. aus abnehmbaren Ringsegmenten bestehen oder einen veränderlichen senkrechten Schlitz enthalten. Möglich ist auch der Austausch des Tauchungsbehälters gegen einen anderen mit einer höheren bzw. niedrigeren Wand. In jedem Fall muß der Tauchungsbehälter aber so befestigt sein, daß seine Höhe nicht durch den sich einstellenden Auftrieb während der Bewässerung geändert wird.

Empfehlenswert ist eine entsprechende lösbare Verbindung mit dem Vorratsbehälter.

Die Regelung der zeitlichen Abstände der Bewässerungsperioden erfolgt durch die Veränderung derTauchungshöhe der Lufteintrittsöffnung. Diese ist gekennzeichnet durch die Höhe der Überlappung von Lufteintrittsleitung und Tauchungswand.

Dazu ist die Lufteintrittsleitung unterbrochen und an der Stelle der Unterbrechung mit einer hermetisch abschließenden, verschiebbaren Manschette versehen. Die Manschette kann auch am freien Ende der Lufteintrittsleitung angebracht sein und dort als Verlängerung derselben dienen.

Eine Verschiebung des unteren Leitungsteiles bzw. der Manschette, wenn sie den Abschluß der Lufteintrittsleitung bildet,nach unten bei gleichbleibender Tauchungswandhöhe bedeutet eine Verlängerung des zeitlichen Abstandes der Bewässerung.

Grund dafür ist die längere Verdunstungszeit für die in der Tauchung verbliebene Flüssigkeit bis zur Freigabe der Lufteintrittsöffnung.

Eine Verschiebung in entgegengesetzter Richtung bewirkt natürlich das Gegenteil, d. h. eine kürzere Verdunstungszeit und damit ein kürzerer zeitlicher Abstand zwischen den Bewässerungsperioden.

Wenn der Tauchungsbehälter groß genug ist, z. b. ein durch ein Überlaufwehr vom Verbraucherbehälter abgeteilter Raum, so können geeignete Pflanzen darin aufgestellt werden. Es kann sich aber nur um Pflanzen handeln, die gegen stauende Nässe unempfindlich sind. Besonders geeignet sind Hydrokulturen. Durch die Wasseraufnahme der Pflanzen wird der Wasserstand im Tauchungsbehälter wesentlich schneller abgesenkt, als durch bloße Verdunstung. Von Vorteil ist dabei, daß sich der zeitliche Abstand zwischen zwei Bewässerungen besser einstellen läßt. Außerdem kann die Tauchung als technische Vorrichtung unter den Blättern der Pflanze versteckt werden.

Ausf ü h ru ngsbeispiel

Anhand zweier Ausführungsbeispiele und zweier Zeichnungen soll die erfindungsgemäße Verfahrensgestaltung sowie die dazugehörige Vorrichtung näher erläutert werden.

Figur 1 zeigt die Gesamtlösung

Figur 2 zeigt die Lufteintrittstauchung als Detail

Beispiel 1:

In einem Verbraucherbehälter 1 sind mehrere Pflanzen 2 aufgestellt. Je nach ihrem Wasserbedarf stehen sie auf einem oder mehreren Distanzelementen 3. Den höchsten Standort erhalten Kakteen, da sie nur sehr wenig Wasser benötigen. Keine Distanzelemente 3 und damit den niedrigsten Standort erhält der Roseneibisch.

Im Verbraucherbehälter 1 stehtauch der Vorratsbehälter 4. Dieser ist mit Wasser gefüllt. Die Wasseraustrittsöffnung 6 des Vorratsbehälters 4 ist getaucht angeordnet, so daß hier keine Luft eindringen kann. Der Lufteintritt ist nur über die Lufteintrittsleitung 5 möglich. Diese Lufteintrittsleitung liegt im Tauchungsraum einer zusätzlichen Tauchung 7.

In der Tauchung 7 stehendes Wasser verhindert den Luftzutritt zur Lufteintrittsleitung 5, wodurch das Wasser im Vorratsbehälter verbleibt. In Abhängigkeit der auch für den Wasserverbrauch der Pflanzen maßgebenden Bedingungen wie z. B. Temperatur und Luftfeuchtigkeit sowie Luftbewegung verdunstet das Wasser in der Tauchung 7 so weit, daß Luft in die Lufteintrittsleitung 5 gelangt. Dadurch fließt das im Vorratsbehälter 4 gespeicherte Wasser über die Wasseraustrittsöffnung 6 in den Verbraucherbehälter 1. Jetzt wirkt die Tauchung 7 als Überlaufwehr, d. h. es gelangt vorerst kein Wasser in die Tauchung 7.

Dadurch steigt der Wasserstand im Verbraucherbehälter 1 weiter. Erst wenn der Wasserstand so hoch ist, daß Wasser in die Tauchung 7 läuft, wird der Luftzustrom in den und der Wasserausfluß aus dem Vorratsbehälter 4 unterbrochen.

Die Pflanzenerde saugt sich mit dem Wasser voll, so daß der Wasserstand im Verbraucherbehälter 1 schnell sinkt, während er in derTauchung 7 vorerst nahezu unverändert bleibt. Durch den schnell sinkenden Wasserstand hat die Erde der obersten Pflanzen nur sehr wenig Zeit, Wasser aufzunehmen. Sie kann sich nicht sättigen. Die untersten Pflanzen stehen dagegen längere Zeit im Wasser, so daß sich die Erde ausreichend vollsaugen kann und für den Roseneibisch sogar noch etwas Wasser als Reserve verbleibt und so die Zeit bis zur nächsten Bewässerung für ihn gewissermaßen verkürzt wird.

Der Abstand zwischen zwei Bewässerungen wird mit derTauchungshöhe der Lufteintrittsleitung 5 in derTauchung 7 eingestellt.

Dazu befindet sich eine verschiebbare Manschette in Form eines Stückes Gummischlauch B im Bereich einer Unterbrechung der Lufteintrittsleitung 5.

Die während eines Bewässerungsvorganges ausfließende Wassermenge wird mit der Höhe der Tauchungswand der Tauchung 7 eingestellt. Dazu wird in Abhängigkeit der von Anzahl und dem Wasserverbrauch der im Verbraucherbehälter 1 angeordneten Pflanzen 2 ein Tauchungsbehälter geeigneter Tauchungswandhöhe ausgewählt und unterhalb der Lufteintrittsleitung 5 angeordnet. Zur Sicherung gegen den sich während des Bewässerungsvorganges einstellenden Auftrieb ist die Bodenfläche des Tauchungsbehälters über die Außenwand desselben hinaus vergrößert, wodurch der Tauchungsbehälter in einer am Vorratsbehälter 4 angebrachten und unmittelbar über der Bodenvergrößerung angeordneten Halterung verankert ist.

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Beispiel 2:

In Abänderung zu der Anordnung gemäß Beispiel 1 wird ein größerer Tauchungsraum für die Lufteintrittsöffnung gewählt. In diesem Tauchungsraum ist eine Hydrokultur angeordnet. Durch den Wasserverbrauch der Hydrokultur wird der Wasserstand in der Tauchung 7 wesentlich schneller abgesenkt. Zur Einstellung des zeitlichen Abstandes der Bewässerung muß die Tauchungshöhe der Lufteintrittsleitung 5 vergrößert werden, d. h. die Lufte'intrittsleitung 5 muß im Bereich des Gummischlauches 8 verlängert werden. Dadurch ist aber eine bessere Einstellung des zeitlichen Abstandes der Bewässerung möglich.

Claims (8)

1. Verfahren zum selbsttätigen periodischen Zuführen von Flüssigkeit zu in einem Behälter angeordneten Pflanzen entsprechend deren Bedarf, wobei die pro Periode benötigte Flüssigkeitsmenge aus einem drucklosen Vorratsbehälter in einen Verbraucherbehälter austritt, nachdem eine entsprechende Luftmenge in den Vorratsbehälter gelangt ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Flüssigkeitsaustrittsöffnung aus dem Vorratsbehälter und die Lufteintrittsöffnung in den Vorratsbehälter jeweils mit einer eigenen Tauchung versehen ist und zumindest der Tauchungsraum der Lufteintrittsöffnung durch ein Überlaufwehr vom Verbraucherbehälter getrennt ist.

2. Vorrichtung zum selbsttätigen periodischen Zuführen von Flüssigkeit zu in einem Behälter angeordneten Pflanzen, gekennzeichnet dadurch, daß sie aus einem luftdichten, drucklosen Vorratsbehälter mit einer an dessen höchster Stelle angeordneten Belüftungsöffnung und einer an dessen möglichst tiefster Stelle angeordneten Entleerungsöffnung und einem sich darunter befindlichen Verbraucherbehälter besteht, wobei an die Belüftungsöffnung eine Lufteintrittsleitung angeschlossen ist, die in einem vom Verbraucherbehälter durch ein Überlaufwehr abgetrennten Tauchungsraum endet und die Entleerungsöffnung separat getaucht ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die pro Periode zugeführte Wassermenge durch die Änderung der Höhe des Überlaufwehres eingestellt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zeitliche Abstand zwischen den Bewässerungsperioden durch eine Veränderung derTauchungshöhe in derTauchung der Lufteintrittsöffnung eingestellt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Pflanzen im Verbraucherbehälter entsprechend ihrem Wasserbedarf in unterschiedlicher Höhe angeordnet werden, wobei die Pflanzen mit dem größten Wasserverbrauch an tiefster Stelle und die Pflanzen mit dem geringsten Wasserverbrauch an höchster Stelle angeordnet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, gekennzeichnet dadurch, daß mindestens eine gegen stauende Nässe resistente Pflanze im Tauchungsraum der Lufteintrittsöffnung angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Lufteintrittsleitung mit einer verschiebbaren, hermetisch abdichtenden Manschette versehen ist und diese Manschette über das Leitungsende hinausragt oder die Lufteintrittsleitung im Bereich der Manschette unterbrochen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Tauchungsbehälter einen über seine Wand hinausgehenden Boden aufweist und eine an die Tauchungsbehälterwand angepaßte und auf dem überstehenden Boden aufliegende Halterung am Vorratsbehälter befestigt ist.