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Tropfelement für landwirtschaftliche Bewässerungsanlagen
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Die Erfindung betrifft ein Tropfelement für landwirtschaftliche Bewässerungsanlagen,
mit einem an einer beliebigen Stelle einer aus Gummi oder elastischem Kunststoff
bestehenden Zuflußleitung anschließbaren Gehäuse, mit einer in den Gehäuse angeordneten
Durchflußmengen-Regeleinrichting und mit mehreren vom Gehäuse ausgehenden Auslaßkanälen.
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Für landwirtschaftliche Bewässerungsanlagen sind Tropfvorrichtungen
zur Zuführung vorbestimmter Mengen von Wasser oder Nährlösung in verechiedenen Ausführungsformen
bereits bekannt, Grundsätzlich haben solche Tropfvorrichtungen die Aufgabe, den
von einem Versorgungssystem her zur Verfügung stehenden Wasserdruck und damit die
Durchflußmenge bis auf eine vorbestimmte gewünschte Tropfmenge zu reduzieren. Die
Druckreduzierung in den einzelnen Tropfelementen -oder vorrichtungen ist notwendig,
damit die Versorgungsleitung bis in die letzten -Verzweigungen noch einen ausreichenden
Druck aufweist bzw. damit die Versorgungsleitung im Bereich des Eintrittes in ein
Bewässerungsgebiet mit einem
ausreichend hohen Druck beaufschlagt
werden kann.
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Eine aus DT-OS 24 07 049 bekannte Tropfvorrichtung besteht aus einem
teller- oder knopfförmigen Gehäuse, in dem die Durchflußmengen-Regeleinrichtung
untergebracht ist, wobei von der Unterseite des Gehäuses ein Anschlußstutzen ausgeht,
der in eine vorbereitete öffnung der Versorgungsleitung eingedrückt wird. Es hat
sich in der Praxis genagt, daß das Vorbereiten bzw. Vorbohren solcher öffnungen
in die Versorgungsleitung verhältnismäßig aufwendig ist und an der erforderlichen
Stelle, an der die Bewässerung stattfinden soll, nicht immer leicht praktiziert
werden kann. Beim Aufbohren oder Aufschneiden der Versorgungsleitung im freien Gelände,
ggf.
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an einer hängend geführten Versorgungsleitung, können durch Ungenauigkeit
oder unachtsame Handhabung Beschädigungen entstehen, die sich durch Eindrücken des
Stopfens des Tropfelementes nicht mehr abdichten lassen. Darüber hinaus hat das
bekannte Tropfeiement den Nachteil, daß die sich im Anschluß an einen Druckreduzierungsweg
im Verteilerkopf sammelnde Wassermenge nur dann gleichmäßig in alle abgehenden Anschlußleitungen
abfließt, wenn die Öffnungen dieser Anschlußleitungen auf gleichem Niveau liegen,
Schon bei kleinen Niveauunterschieden oder bei geringfügiger Verstopfung eines Auslaßkanals
entweicht eine entsprechend größere Tropfmenge aus den anderen Auslaßkanälen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorgenannten Nachteile
zu beseitigen und ein in beliebiger Lage an die Versorgungsleitung leicht anschließbares
Tropfelement zu schaffen, mit dem man mehrere auf unterschiedlichem Niveau liegende
Bewässerungsstellen versorgen kann und bei dem andererseits dafür gesorgt ist, daß
sich bei geringfügigen
Verstopfungen ein Gegendruck aufbaut, der
zur Beseitigung der Verstopfung in der Lage ist, ohne die anderen Ausgänge und die
von dort erfolgende Bewässerung zu beeinträchtigen oder zu verändern.
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Gemäß der Erfindung ist die vorgenannte Aufgabe dadurch gelöst, daß
das Gehäuse einen zugespitzten, selbstbohrenden schnabelförmigen Dorn trägt, durch
den ein in das Einlaßende des länglichen Gehäuses mündender Kanal führt, und iß
vom gegenüberliegenden Gehäuseende aus ein Labyrintheinsatz eingeschoben ist, dessen
Außenseite mehrere labyrinthförmig eingeformte Kanal enthält, die durch die Innenwand
des Gehäuses gegeneinander abgeschlossen sind und einerseits gemeinsam mit dem Einlaßende
des Ge-Gehäuses, andererseits Jeweils mit einem Auslaßkanal am anderen Ende des
Gehäuses in Verbindung stehen. - Mit Hilfe des shnabelförmigen Einsteckdorns kann
man das Tropfelement ohne Zuhilfenahme besonderer WErkzeuge in Jeder beliebigen
Position schnell an die Verteilerleitung des Bewässerungssystems anschließen, wozu
das Gehäuse selbst als Griff benutzt werden kann, mit dem man den zugespitzten Dorn
in das nachgiebige Leitungsmaterial einsticht. Sobald der Einsteckdorn vollständig
in die Verteilerleitung eingeführt worden ist, gewährleistet die Schnabelform einen
provisorischen mechanischen Halt da das elastische Leitungsmaterial rundum am Schnabelansatz
anliegt und andererseits das Schnabelende innerhalb der Verteiler leitung huber
eine größere Auflagefläche abgestützt ist. Mit Hilfe der am Umfang des Einsatzes
eingeformten Labyrinthsysteme mit getrennten Ausgängen kann man mehrere Bewässerungsstellen
versorgen, die auf unterschiedlichen Höhen liegen. Die unabhängigen Labyrinthsysteme
sorgen
dafür, die Tropfmenge auch dann gleichzuhalten, wenn beispielsweise von insgesamt
4 Anschlüssen nur einer oder zwei benutzt werden.
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Vorzugsweise besitzt das Tropfelement ein längliches Gehäuse und ist
durch einen angeformten Boden einseitig geschlossen. Das Gehäuse besitzt einen zum
gegenüberliegenden Ende hin offenen, aorzugsweise konisch erweiterten Innenraum.
Obwohl ein kreisförmiger Querschnitt für den Innenraum und somit auch für den Umfang
des Einsatzes aus Gründen der einfacheren Abdichtung bevorzug wird, ist eine Verwirklichung
der Erfindung auch mit entsprechenden polygonalen Querschnitten denkbar. Selbstverständlich
ist der Umfang des Labyrintheinsatzes dem Verlauf der Innenwand des Gehäuses angepaßt.
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Zusätzlich kann der Labyrintheinsatz eine gegen die Gehäuseinnenwand
drückende Umfangsdichtung aufweisen, wobei die einzelnen Labyrinthsysteme vor der
Umfangsdich tung durch radial einwärts verlaufende Anschlußbohrungen mit den Auslaßkanälen
in Verbindung steht.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist zwischen dem Einlaßkanal
des Gehäuses und den Einlaßöffnungen der Labyrinthkanäle innerhalb des Gehäuses
eine vom Labyrintheinsatz freigelassene Druckvorkammer vorgesehen, von der aus alle
Labyrinthkanäle gleichmäßig versorgt werden.
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WEiterhin wird vorgeschlagen, daß die Auslaßkanäle in an die Stirnseite
des Einsatzes angeformte Anschlußnippel münden, die ggf. mit einer angeformten eindrückbaren
Verschlußwand versehen sind. Normalerweise ist ein Tropfelement
z.
B, dafür ausgelegt, eine Gesamttropfmenge von 4 x 2 1 pro Stunde zu liefern, wobei
die individuelle Tropfleistung von 2 l/h für Jeden Ausgang gleichbleibt, Wenn man
die an den Einsatz außen angeformten Anschlußnippel Jeweils mit einer durchstoßbaren
Verschlußwand versieht kann man Je nach Umfang des Bewässerungsbedarfes einer Pflanze
oder einer Pflanzgruppe so viele Anschlüsse auf schneiden oder eindrücken, wie benötigt
wird, so daß man im Beispiel eine Regelmöglichkeit zwischen zwei 2 1/H und 8 lih
zur Verfügung hat. Nach dem Stand der Technik ist dies nicht möglich, weil durch
den einen Auslaß genausoviel wie durch 4 Auslaßkanäle aus dem Verteilerkopf heraus
fließen.
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Es kann weiterhin zweckmäßig sein, am Umfang des Gehäuses wenlgdens
zwei in Längsrichtung verlaufende Rippen anzuformen, die in biegsame elastische
Klemmteile zum Übergreifen des Labyrintheinsatzes auslaufen. Dabei können die Klemmteile
eine Aussparung zum Übergreifen des Ringflansches enthalten. Zur weiteren Versteifung
und Griffigkeit des Gehäuses können an dessen Umfang unter gleichmäßigen Abständen
Rippen angeformt sein, von denen zwei gegenüberliegende Rippen als Klemmteile für
den Labyrintheinsatz auslaufen, während z. B, eine andere Rippe in der Nähe des
geschlossenen Gehäuseendes den Anschlußdorn trägt.
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Die Erfindung ist anhand von in den Zeichnungen schematisch dargestellten
Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig, 1 eine Seitenanstoht eines
Tropfelements nach der Erfindung, Fig. 2 eine bezüglich Fig. 1 um 90o gedrehte Ansicht
(Draufaicht3 des Tropfelementes,
Fig. 3 einen Schnitt nach der
Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 eine teilweise schematische Darstellung mit längsgeschnittenem
Zylindergehäuse zur Veranschaulichung des Labyrintheinsatzes, Fig. 5 eine Ansicht
eines Labyrintheinsatzes in bezüglich Fig. 4 geänderter Ausführung, Fig. 6 einen
Schnitt nach der Linie VI-VI in Fig. 5, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII-VII
in Fig. 5, Fig. 8 einen Schnitt nach der Linie VIII-VIII in Fig, 5, Fig. 9 eine
Rückansicht des Tropfelementes nach Fig. 1 und Fig. 10 eine Frontansicht.
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Das in den Figuren gezeigte Tropfelement dient zum Zuführen bemessener
vorbestimmt er Wassermengen in landwirtschaftlichen Bewässerungsanlagen, s.B. beim
Intensivbau von Gemüse oder beim Obst- und Weinanbau. Dazu wird das Tropfelement
an einer Verteilerleitung oder einen Abzweig einer Verteilerleitung angeschlossen
und soll nunmehr in vorgegebenen Durchflußmengen ein oder mehrere Pflanzen, Sträucher,
Bäume oder mehrere Stellen im Wurzelbereich über eine entsprechende Anzahl von Auslaßöffnungen
versorgen.
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Das Tropfelement umfaßt ein Gehäuse in Pormeiner Zylinderhülse 10,
vorzugsweise aus Kunststoff, die an ihrem einen
Ende durch einen
Boden 11 verschlossen ist. Im Bereich des Bodenendes ist am Umfang der Zylinderhülse
10 ein schnabelförmiger Einlaufdorn 12 angeformt. Auf diesen Dorn wird eine an beliebiger
Stelle abgezapfte z.B. aus Kunststoff bestehende Verteilerleitung geschobenbbei
man durch Relativdrehung zwischen Leitung und dem Tropfelement die Verteilerleitung
so positioniert, daß ein abgedichteter Anschluß zwischen der Verteilerleitung und
dem Einlaufkanal 13 (Fig. 4) innerhalb des Dornes 12 entsteht. Der zugespitzte Schnabel
14 des Dorns 12 durchsticht ähnlich einem Büchsenöffner das Material der Verteiler
leitung, wobei die Elastizität des Leitungsmaterials eine Abdichtung und auch mechanische
Halterung gewährleistet, die dadurch vervollständigt wird, daß die Verteilerleitung
am anderen Ende der Zylinderhülse mittels einer beliebigen Klemmschelle oder mit
Hilfe der Klemmschelle 15 nach Fig. 9 und 10 am Tropfelement befestigt wird. Das
elastische Leitungsmaterial legt sich beim Durchstechen eng an den Dorn 12 an und
verbleibt in der abdichtenden Anlage nach der Schwenkung der Zyllnderhülse 10 am
Ansatz des Dornes 12, der dort leicht verJüngt sein kann.
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In das dem Boden 11 gegenüberliegende Ende der Zylinderhülse 10 ist
ein Labyrintheinsatz 16 eingesteckt. Der Umfang des Einsatzes 16 ist in Axialrichtung
konisch verJüngt und dabei an eine entsprechend verjüngte Innenwand 17 der Zylinderhülse
angepaßt.
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Diese konische VerJüngung ist Jedoch nicht bindend und kann durch
zylindrische Formen ersetzt sein, sofern das Material ausreichend enge Toleranzen
zuläßt.
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Der Einsatz 16 besteht vorzugsweise aus Kunststoff und trägt an seinem
Umfang eingeformte Labyrinthkanäle 18, die bei eingeschobenes Einsatz 16 durch die
Innenwand der Zylinderhülse entsprechend Fig. 4 geschlossen werden.
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Der Einsatz 16 kann in dem auf seinem Umfang mit Labyrinthkanälen
18 versehenen Bereich als hohler Spritzformteil ausgeführt sein, der an dem ins
Gehäuse vorangehenden Ende z,B. durch eine Querwand 19 (Fig. 6) versteift ist, aber
nicht geschlossen zu sein braucht.
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Vorzugsweise sind auf dem Umfang des Einsatzes 16 längs vier Sektoren
Jeweils eine Labyrinthkanalfolge 18 eingeformt. Je nach Größe des Tropfelementes
kann der Umfang auch in eine andere Sektorenzahl unterteilt werden. Jedes in Axialrichtung
verlaufende Labyrinthsystem beginnt an der Eingangsseite des Tropfelementes in einer
Druckvorkammer 20, die von dem Einsatzelement 16 freigelassen ist.
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Entsprechend Fig. 4 gehört zu Jedem einzelnen Labyrinthkanal Jeweils
ein axialverlaufender Einlaßabschnitt 21, an den die Folge der etwa über einen Viertelumfang
verlaufenden Radialkanäle 22 mit den Umlenkabschnitten 23 angeschlossen sind, Die
in der Fig. gezeigte Anzahl der Kanalschleifen ist nur als Beispiel anzusehen und
kann größer oder kleiner als die Zahl 10 sein, Jedes Labyrinthsystem 18 mündet im
Bereich des gegenüberliegenden Endes des Einsatzes 18 in einer radial nach innen
führenden Sammelbohrung 24, wobei Jede Sammelbohrung 24 innerhalb des einen Umfangsflansch
25 aufweisenden Endes des Labyrintheinsatzes mit Auslaßkanälen 26 in Verbindung
steht.
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Die Auslaßkanäle 26 enden in unabhängigen Anschlußnippeln 27, auf
die die zu der zu versorgenden Pflanze führende, nicht gezeigte Tropfleitung aufgeschoben
wird.
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Der Labyrintheinsatz 16 trägt axial einwärts vom Flansch 25 aus eine
oder mehrere Ringnuten Jeweils zur Aufnahme einer elastischen Dichtung 28, die an
der Innenwand 17 der Zylinderhülse 10 anliegt. Der Ringflansch 25 kann an der Stirnseite
der Zylinderhülse 10 anliegen und wird vorzugsweise von an der Zylinderhülse 10
angeformten Klemmteilen 29 nach Art eines Rastverschlusses gehalten.
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Wie aus Fig. 1 und 3 hervorgeht, sind die Klemmteile 29 Fortsetzungen
von am Umfang der Zylinderhülse 10 angeformten in Längsrichtung verlaufenden Verstärkungsrippen
30. Die Klemmteile 29 enthalten Aussparungen 31 zum Übergreifen des Ringflansches
25 und sind in Richtung auf ihre freien Enden 32 hin konisch erweitert, so daß sie
vom Ringflansch 25 beim Einführen des Labyrintheinsatzes 16 in die Zylinderhülse
10 aufgeweitet werden, bis sie den Ringflansch übergreifen bzw. in der Aussparung
31 aufnehmen.
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Aus Pig. 9 und 10 ergibt sich, daß am Umfang der Zylinderhülse 10
vier Rippen 30 angeformt sind, von denen zwei gegenüberliegende Rippen in die Halteklammern
29 auslaufen, während die beiden anderen Rippen sich über die Hülsenlänge erstrecken
und eine davon den Anschlußdorn 12 trägt, Bei dem in Fig, 5 bis 8 gezeigten abgewandelten
Labyrintheinsatz 16 sind verchiedene Merkmale unter Berücksichtigung der Herstellung
dieses Bauteils aus Kunststoff nach der Spritzformtechnik ausgeführt, Es handelt
sich auch bei dieser Ausführungsform um einen Einsatz mit vier über den Umfang gleichmäßig
verteilten Labyrinthsystemen, die sich Jeweils in Axialrichtung erstrecken.
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Aus der Darstellung ergibt sich, daß der die Labyrinthsysteme tragende
Einsatz 16 mit Hilfe zweier symmetrischer
Formhälften und ohne
gezogene Kerne in einer Spritzform hergestellt werden kann. Die radial verlaufenden
Kanalabschnitte 22 sind an ihrem einen Ende zur Verbesserung der Strömungseigenschaften
mit abgerundeten Verbindungsabschnitten 23 versehen und am gegenüberliegenden Ende
durch eine Aussparung 33 des Mlttelsteges 34 verbunden, wobei die Form der Aussparung
33 entsprechend Fig. 6 und 7 der Spritzformtechnik angepaßt ist. Es steht selbstverständlich
nichts im Wege, die Abflachung des Mittelsteges 34 auch im Bereich des Verbindungsabschnittes
23 vorzusehen, wenn dies aus strömungstechnischen Gründen notwendig sein sollte.
Aus Herstellungsgründen sind die Sammelkanäle 24 bei der Ausführungsform nach Fig.
5 und 8 auf gegenüberliegenden Seiten des Umfanges zueinander parallel geführt,
Jedoch von dort aus bis in unterschiedliche Bereiche des Kreisquerschnittes gemäß
Fig. 8, damit die Auslaßleitungen 26 mit den Anschlüssen 27 gleichmäßig über die
Querschnittsfläche verteilt werden können.
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Die einzelnen Labyrinthsysteme erfüllen die Aufgabe, daß man von einem
Tropfelement mehrere Bewässerungsstellen versorgen kann, die z.B. auf unterschiedlichen
Niveau liegen, Die Drosselung innerhalb der Labyrinthe sorgt dafür, daß in der Druckvorkammer
20 befindliches Wasser oder eine Nährlösung nicht über den Anschluß 26 zu der Bewässerungsstelle
mit dem niedrigsten Niveau läuft, sondern daß im wesentlichen alle Kanäle und somit
Bewässerungsstellen gleichmäßig beaufschlagt werden. Außerdem ist durch diese Anordnung
dafür gesorgt, daß sich bei kleineren Verstopfungen ein Gegendruck aufbaut, der
die Verstopfung selbsttägig freispült, ohne die Versorgung der anderen Ausgänge
zu verändern, Selbstverständlich ist auch eine wahlweise Benutzung von nur einem
oder mehreren Ausgängen von einem Tropfelement ohne Rücksichtnahme auf die anderen
Auslässe möglich.
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In diesem Zusammenhang können die Auslaßkanäle 26 in den Anschlußnippeln
27 eine angeformte dünne Verschlußwand 26 besitzen die erst bei Gebrauch des Anschlusses
aufgeschnitten oder durchstoßen wird, wobei damit gleichzeitig noch eine individuelle
Regelmöglichkeit der für einen Auslaß geltenden normalen Durchflußmenge und dem
dazu vierfachen Werft besteht.
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Die zwischen Labyrintheinsatz 16 und Zylinderboden 11 vorgesehene
Druckvorkammer 20 kann eine nicht gezeigte Druckregeleinrichtung aufnehmen. Diese
Einrichtung besteht z. B. aus einem napfförmigen Gummielement, das am Umfang axialgerichtete
Rillen £weist und in einem bestimmten Umfang elastisch ist. Bei höherem Druck in
der Verteilerleitung und damit in der Kammer 20 werden die Rillen stärker gegen
die Zylinderinnenwand 17 gedrückt, um dadurch die Durchflußmenge zu verringern und
für eine Vergleichmäßigung der zeitlichen Tropfmenge zu sorgen.