DE19823078A1 - Anordnung zur Verteilung flüssiger Medien - Google Patents

Abstract

Zur Bewässerung von Gärten und Gewächshäusern werden Rohrleitungssysteme verwendet, die T-Stücke mit Flächensprengern oder -regnern enthalten. An den T-Stücken sind Magnetventile angeordnet, die über eine Programmautomatik gesteuert werden. Bei einfachen Anlagen ist die Programmautomatik eine einfache Zeitsteuerung. Bekannt sind auch Anlagen, bei denen verschiedene physikalische Größen gemessen und durch Verknüpfung der Meßwerte die Wasserzufuhr auf konstante Bodenfeuchtigkeit geregelt wird. Diese Anlagen eignen sich nicht zur Bewässerung großer und weiter entfernter Flächen. DOLLAR A Nach der neuen Anordnung bildet das Rohrleitungssystem eine baumartige Struktur mit Haupt- und Stichleitungen aus Isoliermaterial mit eingebetteten Stromversorgungs- und Datenleitungen sowie einer Anzahl von steck- oder schraubbaren T-Stücken. Jedes T-Stück enthält ein Magnetventil sowie eine mit einer Zentraleinheit über den Datenbus verbundene Elektronik. Die Elektronik besteht aus einer Adreßlogik, einer leistungselektronischen Steuerschaltung für die Ventile sowie Schnittstellen für Sensoren. Die Sensoren messen physikalische/meteologische und/oder biologische und davon abgeleitete Parameter direkt am Beschickungsort und/oder der Einspeisestelle. Über eine zentralgesteuerte Dosiereinrichtung können konzentrierte flüssige Düngemittel eingespeist werden. DOLLAR A Die Anordnung eignet sich zur Verteilung verschiedener flüssiger Medien, insbesondere für land- und forstwirtschaftliche Kulturen. Mit ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verteilung flüssiger Medien, insbesondere zur Be­ wässerung land- und forstwirtschaftlicher Kulturen, bestehend aus einem mit einer Einspeise­ stelle verbundenen Rohrleitungssystem mit mindestens einem T-Stück, das ein über eine Pro­ grammelektronik gesteuertes Ventil enthält.

Zur Bewässerung von Gärten werden außer beweglichen Schläuchen auch fest verlegte Schlauch- oder Rohrleitungssysteme verwendet, die entsprechend der gewünschten Anzahl von Beregnungsstellen T-Stücke mit Flächensprengern oder -regnern aufweisen. Werden Schläuche verwendet, so erfolgen die Verbindungen häufig mittels einrastenden Schnell­ kupplungen.

Bekannt ist auch, die Bewässerung von Gärten nach einem einstellbaren Programm vorzuneh­ men. Dabei wird ein sogenannter Bewässerungscomputer eingesetzt, der nach einem einstell­ baren Programm den zeitlichen Ablauf des Ein-/Ausschaltens von einem oder mehreren Be­ wässerungssträngen über Magnetventile steuert. Die Magnetventile sind entweder direkt in einem Gehäuse mit der Programmeinheit untergebracht oder dezentral am jeweiligen Ab­ zweig.

Nach der ersten Variante gehen alle Schläuche/Rohre bis zur Zentraleinheit, was zu einem erhöhten Bedarf an Leitungen und Verlegearbeiten führt. Bei der dezentralen Anordnung der Magnetventile sind zusätzliche elektrische Leitungen zur Zentraleinheit erforderlich, die ge­ sondert verlegt werden müssen.

Aus der DE-OS 32 38 073 (A 01 G 25/16) ist ein Verfahren zum Steuern der Wasserzufuhr zu einer Bewässerungs- oder Beregnungsanlage bekannt. Die Wasserzufuhr zu Garten-, Sport- und landwirtschaftlich genutzten Flächen wird so gesteuert, daß die Bodenfeuchtigkeit kon­ stant bleibt. Hierzu werden nicht nur die Bodenfeuchtigkeit selbst, sondern auch Lufttempe­ ratur und Luftdruck sowie die Windgeschwindigkeit gemessen und damit ein zu erwartender Niederschlag bestimmt. Durch eine Verknüpfung der Meßwerte in logischen Elementen wird die Wasserzufuhr in bezug auf konstante Bodenfeuchtigkeit geregelt. Damit wird der Boden bei sparsamer Wasserverwendung optimal bewässert.

Die bekannten Anordnungen zur Bewässerung eignen sich nicht für weiter entfernte und gro­ ße Flächen und erfordern einen hohen Montageaufwand.

Aufgabe der Erfindung ist, eine Anordnung zur Verteilung flüssiger Medien, insbesondere von land- und forstwirtschaftlichen Kulturen, bestehend aus einem mit einer Einspeisestelle verbundenen Rohrleitungssystem mit mindestens einem T-Stück, das ein über eine Pro­ grammelektronik gesteuertes Ventil enthält, so zu verändern, daß mit geringem Aufwand auch über größere Entfernungen eine Beschickung größerer Flächen von einer Zentrale aus sowohl nach einem vorgegebenen Programm als auch in Abhängigkeit von physikalischen und/oder biologischen und anderen abgeleiteten Parametern direkt am Beschickungsort erfolgen kann und den Kulturen nur solche Mengen an Flüssigkeit zugeführt werden, die sie unbedingt benö­ tigen und auch vollständig aufnehmen können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Anordnung zur Verteilung flüs­ siger Medien, insbesondere zur Bewässerung land- und forstwirtschafflicher Kulturen, beste­ hend aus einem mit einer Einspeisestelle verbundenen Rohrleitungssystem mit mindestens ei­ nem T-Stück, das ein über eine Programmelektronik steuerndes Ventil enthält, so verändert wird, daß das Rohrleitungssystem eine baumartige Struktur mit Haupt- und Stichleitungen bildet und aus Isoliermaterial mit mehreren eingebetteten elektrischen Leitern besteht, die zur Versorgung mit elektrischem Strom und als Zweidraht-Datenbus dienen. Jedes T-Stück ent­ hält ein steuerbares Ventil und eine mit einer Zentraleinheit über den seriellen Datenbus ver­ bundene Elektronik.

In Ausgestaltung der Erfindung ist die Rohrleitung ein Schlauch, vorzugsweise aus Altreifen gewonnenem Gummi. Im Schlauch sind die Stromversorgungs- und Datenleitungen eingelas­ sen.

Es ist zweckmäßig, daß jedes T-Stück eine schnell und einfach montierbare steck-/schraub­ bare Einheit bildet. Das T-Stück enthält eine Adresslogik, eine leistungselektronische Steu­ erschaltung für das Ventil und Schnittstellen für Sensoren.

Erfindungsgemäß messen die Sensoren physikalische/meteologische und/ oder biologische und davon abgeleitete Parameter direkt am Beschickungsort und/oder an der Einspeisestelle am T-Stück. Es ist zweckmäßig, daß die Sensoren die Bodenfeuchtigkeit, den Luftdruck, die Lufttemperatur, die Windgeschwindigkeit, die Luftfeuchtigkeit, den osmotischen Druck/die Saugspannung der Kulturen, den Leitungsdruck und/oder den Nährstoffgehalt ermitteln. Zweckmäßig ist auch, die Medienverteilung direkt in den Wurzelbereich der einzelnen Kul­ turen vorzunehmen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Einspeisestelle eine über die Zentraleinheit gesteuerte Dosiereinrichtung für konzentrierte flüssige Medien angeordnet. Das flüssige Me­ dium kann ein Düngemittel sein.

Erfindungsgemäß enthält die Zentraleinheit einen Rechner. Der Datenaustausch zwischen Zentraleinheit und T-Stücken erfolgt über eine serielle Datenbahn.

Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die erfindungsgemäße Anordnung ist zur Verteilung verschiedenartiger flüssiger Medien ge­ eignet, insbesondere zur Bewässerung und Düngung land- und forstwirtschaftlicher Kulturen. Sie besteht aus einem mit einer Einspeisestelle verbundenen Rohrleitungssystem mit minde­ stens einem T-Stück, das ein Ventil enthält, das über eine Programmelektronik die Medien­ verteilung steuert. Das Rohrleitungssystem ist nach einer baumartigen Struktur mit Haupt- und Stichleitungen entsprechend den Erfordernissen des Anwenders aufgebaut, wobei die Ein­ speisestelle die Wurzel darstellt. Das Leitungssystem kann fest oder flexibel unter oder über der Erdoberfläche verlegt werden. An den Enden der Stichleitungen befinden sich Regner oder Sprenger. In Gebieten mit großer Verdunstung ist es zweckmäßig, die Wassergabe di­ rekt in den Wurzelbereich der einzelnen Pflanzen vorzunehmen, bei kleinen Pflanzen in Trop­ fenform.

Die Rohrleitungen bestehen aus Isoliermaterial mit mehreren eingebetteten elektrischen Lei­ tern. Jedes T-Stück enthält ein steuerbares Ventil und eine mit einer Zentraleinheit über die Datenleitungen verbundene Elektronik.

Die Rohrleitung kann ein Schlauch oder ein starres Rohr sein. Vorzugsweise ist sie ein Gum­ mischlauch, der aus Altreifen gewonnen wurde. Die Hauptleitung hat zweckmäßigerweise ei­ nen Durchmesser von etwa zwei Zoll. Im Schlauch sind die Stromversorgungs- und Daten­ leitungen eingelassen oder nach einem beliebigen anderen Verfahren eingebracht. Die Leitun­ gen können elektrische Leiter beliebiger Anordnung oder als Datenleitungen auch optische Leiter sein.

An der Einspeisestelle kann eine über die Zentraleinheit gesteuerte Dosiereinrichtung für kon­ zentrierte flüssige Medien angeordnet sein. Als flüssiges Medium kann über Dosierpumpen ein Düngemittel zugeführt werden.

Es ist zweckmäßig, daß jedes T-Stück eine steck-/schraubbare Einheit bildet. Der Schlauch wird auf die gewünschte Länge getrennt und mit dem T-Stück mittels einer Schnellkupplung oder leicht montierbarem Konnektor verbunden. Die Abzweige mit den T-Stücken können aber auch vorgefertigt sein.

Jedes T-Stück enthält eine Adresslogik, eine leistungselektronische Steuerschaltung für das Ventil und Schnittstellen für Sensoren. Mit den Sensoren können physikalische/meteologische und/oder biologische und davon abgeleitete Parameter direkt am Beschickungsort und/oder an der Einspeisestelle/am T-Stück gemessen werden. Um eine weitgehende Automatisierung zu erreichen, ist es zweckmäßig, daß die Sensoren die Bodenfeuchtigkeit, die Lufttemperatur, den Luftdruck, die Windgeschwindigkeit, die Luftfeuchtigkeit und/oder den Nährstoffgehalt am Beschickungsort ermitteln, daraus zu erwartende Niederschläge errechnen und die Anlage steuern.

Besonders zweckmäßig ist es, mittels eines Saugspannungsmeßgerätes den direkten Flüssig­ keitsbedarf der Pflanzen zu ermitteln und nach definierten Algorithmen in eine geregelte Flüssigkeitszufuhr mittels der erfindungsgemäßen Anordnung umzusetzen.

Um Beschädigungen der Leitungen erkennen zu können, sind an der Einspeisestelle und den T-Stücken Drucksensoren angeordnet, die mit der Zentraleinheit nicht betriebsbedingte Druckunterschiede erkennen und die gestörten Leitungen abschalten.

Je nach verwendetem Sensorprinzip müssen in der Elektronik des T-Stückes Anpassungen/- Umwandlungen vorgenommen werden. Dazu können beispielsweise Verstärker und A/D- Wandler oder Spannungsregler integriert sein.

Die Verteilung der flüssigen Medien erfolgt nach einem in den Rechner der Zentraleinheit ein­ gegebenen Programm und/oder in Abhängigkeit von Istwerten der eingesetzten Sensoren. Der Datenaustausch zwischen Zentraleinheit und T-Stücken erfolgt über eine serielle Datenbahn. Die erfindungsgemäße Anordnung ist zur Verteilung verschiedenartiger flüssiger Medien, ins­ besondere für land- und forstwirtschaftlichen Kulturen geeignet. Mit geringem Aufwand kann auch über größere Entfernungen eine Beschickung größerer Flächen von einer Zentrale aus so­ wohl nach einem vorgegebenen Programm als auch in Abhängigkeit von physikalischen/me­ teologischen und/oder biologischen und anderen abgeleiteten Parametern direkt am Beschic­ kungsort erfolgen. Damit ist eine weitgehende Automatisierung der Verteilung flüssiger Me­ dien möglich. Mit der erfindungsgemäßen Lösung kann den Kulturen nur die Menge an Flüs­ sigkeit/Nährstoffen zugeführt werden, die sie unbedingt benötigen und auch vollständig auf­ nehmen können.

Claims (18)

1. Anordnung zur Verteilung flüssiger Medien, insbesondere zur Bewässerung land- und forstwirtschaftlicher Kulturen, bestehend aus einem mit einer Einspeisestelle verbundenen Rohrleitungssystem mit mindestens einem T-Stück, das ein die Medienverteilung über eine Programmelektronik steuerndes Ventil enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrlei­ tungssystem eine baumartige Struktur mit Haupt- und Stichleitungen bildet und aus Isolier­ material mit mehreren eingebetteten elektrischen Leitern besteht und daß jedes T-Stück ein steuerbares Ventil und eine mit einer Zentraleinheit über einen Datenbus verbundene Elek­ tronik enthält.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrleitung ein Schlauch ist.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlauch aus Altreifen ge­ wonnenem Gummi besteht.

4. Anordnung nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlauch die Stromversor­ gungs- und Datenleitungen eingelassen sind.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenleitungen elektrische oder optische Leiter sind.

6. Anordnung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß jedes T-Stück eine steck-/- schraubbare Einheit bildet.

7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das T-Stück eine Adresslogik, eine leistungselektronische Steuerschaltung für das Ventil und Schnittstellen für Sensoren ent­ hält.

8. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren physikalische und/- oder biologische oder davon abgeleitete Größen direkt am Beschickungsort und/oder an der Einspeisestelle/am T-Stück messen.

9. Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren die Bodenfeuchtigkeit ermitteln.

10. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren die Lufttemperatur, den Luftdruck, die Windgeschwindigkeit und Luftfeuchtigkeit messen.

11. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren eines Saugspan­ nungsmeßgerätes den osmotischen Druck/die Saugspannung der Kulturen ermitteln.

12. Anordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren den Nährstoffgehalt der Kulturen messen.

13. Anordnung nach Anspruch 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß Sensoren den Leitungs­ druck überwachen.

14. Anordnung nach Anspruch 1-13, dadurch gekennzeichnet, daß die Medienverteilung direkt in den Wurzelbereich der einzelnen Kulturen erfolgt.

15. Anordnung nach Anspruch 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einspeisestelle eine über die Zentraleinheit gesteuerte Dosiereinrichtung für konzentrierte flüssige Medien ange­ ordnet ist.

16. Anordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssige Medium ein Dün­ gemittel ist.

17. Anordnung nach Anspruch 1-16, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentraleinheit einen Rechner enthält.

18. Anordnung nach Anspruch 1-17, dadurch gekennzeichnet, daß der Datenaustausch zwi­ schen Zentraleinheit und T-Stücken über eine serielle Datenbahn erfolgt.