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Die Erfindung betrifft ein Rohrprofil für eine unterirdische Bodenbewässerungsanlage mit mindestens einem Durchflußkanalbereich und einer der Bodenoberfläche zugewandten, nach oben offenen, durch ein Filterelement bedeckten Ausnehmung wobei das Filterelement nach oben gerichtete Austrittsöffnungen für das Bewässerungswasser abdeckt.
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Neben bekannten Bodenbewässerungsarten, wie beispielsweise Beregnen, Überfluten, Furchenbewässerung, Tropfbewässerung etc. gehört die unterirdische Bewässerung zu den ältesten Bewässerungsarten für Kulturböden, auf welchen Pflanzen wachsen sollen. Bekanntlich können Pflanzen ihre Nährstoffe nur in einer wasserlöslichen Verbindung aufnehmen. Dabei ist zu beachten, daß für viele Pflanzen eine Überbewässerung schädlich ist und außerdem Erosionsschäden auftreten können. Eine geregelte und kontrollierbare Wasserzufuhr und eine allfällig notwendige Entwässerungsmöglichkeit ist daher von großer Bedeutung.
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Die Bodenbewässerung durch Beregnen hat sich besonders im Gartenbau und bei Intensivkulturen in Zonen mit gemäßigtem Klima bewährt, nicht aber in heißen Ländern und in Gegenden mit hohem Salzgehalt im Boden oder allenfalls auch im Wasser. Der Wasserverlust beim Beregnen kann durch Verdunstung sehr beträchtlich sein.
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Beim Bewässern durch Überflutung werden sehr große Wassermengen benötigt, so daß diese Bewässerungsart nur dort angewandt werden kann, wo viel Wasser vorhanden ist. Die Furchenbewässerung wird vielfach in der Landwirtschaft angewandt, da sie ohne großen technischen Aufwand betrieben werden kann. Es werden jedoch wiederum sehr große Wassermengen benötigt, weil der Wasserverlust durch Verdunstung und durch Versickern groß ist.
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Bei einer bekannten Anlage für unterirdische Bewässerung wird vorgeschlagen, in die ebenfalls unterirdisch zu verlegenden Verteilleitungen mit einem einzigen Durchflußkanal getrennte Auslaß- und Einlaßventile einzubauen, wobei die Auslaßventile druckabhängig gesteuert werden, d. h. diese sollen erst öffnen, wenn in der Leitung bzw. im Leitungssystem ein wesentlich über dem statischen Druck liegender Wasserdruck besteht. Die Einlaßventile dagegen sind zu Drainage vorgesehen, d. h. sie sollten sich dann öffnen, wenn der Boden überschüssiges Wasser enthält. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß eine solche Bewässerungsanlage nur dann einwandfrei funktioniert, solange die Ventilsitze sauber sind. Schon kleinste Verunreinigungen wie beispielsweise durch in das Leitungssystem hingetretene Sand- oder Erdkörner verhindern, daß die Anlage in vorgesehener Weise funktioniert und daher weder eine einwandfreie Bewässerung noch eine einwandfreie Drainage möglich ist.
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In dem DE-GM 69 35 283 ist ein Bewässerungssystem erläutert, bei welchem eine perforierte Röhre am Boden einer mit saugfähigen offenporigem Schaumstoff gefüllten Folie aus Polyäthylen angeschweißt ist. Hierdurch soll eine Verdunstung des zum Bewässern des Bodens erforderlichen Wassers vermieden werden.
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Bei der Vorrichtung für die Kapillarbewässerung des Bodens nach der DD-PS 46 119 soll, um die Bildung von Sickerwasser zu verhindern, das Wasser ausschließlich in der Form von Kapillarwasser an den Boden abgegeben werden. Hierzu ist innerhalb einer Bewässerungsrinne beispielsweise aus Kunststoff eine Wasseraustrittsöffnungen aufweisende Gefälleleitung vorgesehen, die durch entsprechende Abkantung der Bewässerungsrinne geschaffen ist.
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In der DE-PS 6 91 385 ist eine Bewässerungsanordnung für Freilandkulturen u. dgl. erläutert, bei welcher trogartige Steine von einer Speiseleitung über Rohre Flüssigkeit empfangen und eine Wasser aufsaugende Füllung tragen. Durch die Maßnahme wird die Flüssigkeit erst allmählich an das umgebende Erdreich abgegeben.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist deshalb, ein Rohrprofil für eine Bodenbewässerungsanlage der eingangs erwähnten Art vorzuschlagen, die ohne Ventile sowohl für gleichmäßige Bewässerung als auch für Drainage arbeitet, praktisch keinen Unterhalt und nur einen minimalen Bedienungsaufwand erfordert und nicht verstopft werden kann.
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Solche Ansprüche an eine Bodenbewässerungseinrichtung werden insbesondere bei der Erschließung und Urbanisierung von Trockengebieten wie Wüsten oder Steppen gestellt, wo wenig Wasser zur Verfügung steht, aber zunehmend auch in Gebieten in der gemäßigten Zone, wo Wasser allmählich rar wird. Das Bewässerungsproblem stellt sich aber auch bei Sport-Rasenanlagen und bei Parkanlagen, wo eine Bewässerung von der Bodenoberfläche her wegen der Forderung nach dauernder Benützbarkeit durch das Publikum schwierig oder zu zeitaufwendig ist.
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Das erfindungsgemäße Rohrprofil für eine Bodenbewässerungsanlage, welches die gestellte Aufgabe zu erfüllen vermag, ist gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gekennzeichnet.
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Zweckmäßige Ausgestaltungen des Rohrprofils ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die erzielbaren Vorteile bei der Bewässerung von Kulturboden lassen sich folgendermaßen zusammenfassen:
- Dem Boden kann im Wurzelbereich der Pflanzen gezielt Wasser zugeführt werden.
- Wasserverluste durch Verdunstung oder Versickerung im Boden sind minimal.
- Die dem Boden zugeführte Wassermenge kann je nach Art der zu kultivierenden Pflanzen einfach und genau gesteuert werden.
- Wasserüberschuß im Boden ist gegebenenfalls über die gleichen, der Wasserzufuhr dienenden Leitungen abführbar.
- Dem Speisewasser können Nährstoffe beigefügt werden.
- Es kann eine ständige Überwachung der Wasserqualität hinsichtlich Leitfähigkeit, Temperatur und pH-Wert stattfinden.
- Die im Boden vorhandene Feuchtigkeit kann relativ leicht festgestellt und die Bewässerung gezielt, gegebenenfalls automatisch gesteuert erfolgen.
- Das Rohrsystem kann einfach und wirksam belüftet und entlüftet werden.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
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Fig. 1 bis 5 schematisch einige Ausführungsvarianten einer Bodenbewässerungsanlage,
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Fig. 6a, b Ausführungsformen von Speiseleitungsabschnitten mit ein- und zweiseitigen Abzweigungen für den Anschluß von Verteilleitungen,
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Fig. 7a-c in größerem Maßstab eine Aufriß-, Seitenriß- und Schnittdarstellung einer Abzweigung einer Speiseleitung nach Fig. 6a, 6b,
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Fig. 8a, b eine erste Ausführungsform eines Rohrprofiles einer Verteilleitung im Querschnitt und in der Ansicht von oben,
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Fig. 9a, b im Schnitt eine Kupplungsanordnung für das Verbinden benachbarter Längen einer Verteilleitung,
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Fig. 10a-f verschiedene Ausführungsformen des Rohrprofiles nach Fig. 8.
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In Fig. 1 bis 5 sind fünf Beispiele für eine Bodenbewässerungsanlage gezeigt. Eine Pumpstation 1 oder eine Quelle versorgt die Bewässerungsanlage mit Wasser In Fig. 1 ist eine Speiseleitung 2 vorgesehen, an welche mittels Abzweigstücken 3 Verteilleitungen 4 angeschlossen sind. Details bezüglich der Speiseleitung 2 ergeben sich aus Fig. 6a, b und 7a bis c und bezüglich der Verteilleitungen 4 aus Fig. 8a, b, 9a, b und 10a und f. Die Verteilleitungen 4 enthalten längs ihrer Erstreckung Austrittsöffnungen 5.
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Am äußeren Ende der Verteilleitungen 4 sind Entlüftungsstutzen 6 angeordnet, um Lufteinschlüsse zu vermeiden. Die Speiseleitung 2 und die Verteilleitungen 4 sind im wesentlichen horizontal oder mit einem leichten Gefälle gegen die Anschlußstelle hin im Boden verlegt. Der Druck in der Speiseleitung und in den Verteilleitungen ist so gewählt, daß einerseits jede der Austrittsöffnungen gleichmäßig mit Wasser versorgt wird, andererseits aber keine Überschwemmung des Bodens auftreten kann. Nicht gezeigte, über den ganzen Bewässerungsbereich beliebig verteilte Sonden können vorgesehen werden, mit welchen der Feuchtigkeitsgehalt im Boden ermittelt wird.
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In Fig. 2 ist eine Bodenbewässerungsanlage mit zwei parallel geschalteten Speiseleitungen 8, 8&min; gezeigt, welche Verteilleitungen 9 an deren beidseitigen Enden mit Wasser versorgen. An den Anschlußstellen der Verteilleitungen 9 an die Speiseleitungen 8, 8&min; sind Entlüftungsstutzen 10 vorgesehen. Dabei weisen bei einer solchen Leitungsanordnung die Verteilleitungen ein leichtes Gefälle gegen ihre Längenmitte auf, um einwandfrei zu funktionieren.
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In Fig. 3 ist eine Bewässerungsanlage gezeigt, bei welcher von einer Pumpstation oder Quelle 1 über separate Speiseleitungen 12, 13, 14 separate Bewässerungsbereiche A, B und C gespeist werden. Die Bewässerungsbereiche A bis C können beispielsweise auf unterschiedlichen Höhenlagen terrassenförmig angelegte Bereiche oder Felder mit ungleichem Wasserbedarf, oder relativ weit auseinander liegende Pflanzungen sein. An jede Speiseleitung 12, 13 und 14 sind, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist, Verteilleitungen 15, 16 und 17 angeschlossen. Am Ende der Speiseleitung ist ein Entlüftungsstutzen 12&min;, 13&min; 14&min;, und am Ende jeder Verteilleitung 15, 16, 17 je ein Entlüftungsstutzen 15&min;, 16&min; und 17&min; angebracht. Die Speiseleitungen 12, 13 und 14 werden entsprechend der Höhenlage der einzelnen Bereiche A, B und C und/oder deren Abstand von der Pumpstation 1 auf unterschiedlichem Ausgangsdruck gehalten, um jeder Austrittsöffnung in den einzelnen Verteilleitungen eine im wesentlichen gleich große Wassermenge zuzuführen.
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Zur Vermeidung einer Überbewässerung in den Bewässerungsanlagen nach Fig. 1 und 2 können nicht gezeigte Drainageeinrichtungen eingesetzt werden, die an beliebigen Stellen im Bereich der Bewässerungsanlage Wasserabzugsvorrichtungen besitzt.
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In Fig. 4 ist eine Bodenbewässerungsanlage gezeigt, welche neben der Wasserzufuhr an einen Pflanzungsbereich auch Mittel zur Drainage enthält. An eine Speiseleitung 19 sind Verteilleitungen 20 angeschlossen. Parallel zu diesen sind Entwässerungskanäle 21 angeordnet. Dies können entweder separate Drainageleitungen, die an eine Sammelleitung 22 angeschlossen sind, oder in den Verteilleitungen ausgesparte Kanalabschnitte sein, wie später anhand der Fig. 10a und 10e beschrieben ist. Am einen Ende der Sammelleitung 22 befindet sich ein Entwässerungsschacht 23, in welchem das Drainagewasser gesammelt wird. Dieses kann selbstverständlich wieder der Bewässerung zugeführt werden, insbesondere wenn Mangel an Wasser besteht. Im Falle einer Bewässerungseinrichtung nach Fig. 4 ist es zweckmäßig, die Verteilleitungen 20 mit Gefälle gegen die Speiseleitung 19 hin zu verlegen und an ihren Außenenden mit Entlüftungsstutzen 24 zu versehen.
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In Fig. 5 ist eine Bewässerungsanlage mit einer Speiseleitung 25 gezeigt, an derem äußeren Ende ein Entlüftungsstutzen 26 angeordnet ist. An die Speiseleitung 25 sind beidseitig Verteilleitungen 27 angeschlossen, welchen Drainageleitungen 28 zugeordnet sind. Die Verteilleitungen 27 und die Darinageleitungen 28 weisen von der der Speiseleitung 25 ausgehend ein leichtes Gefälle auf, so daß das Drainagewasser nach außen in Sammelleitungen 29 abfließen kann. Von dort gelangt es in Entwässerungsschächte 31&min;, die mit der Pumpstation 1 verbunden sein können.
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In Fig. 6a, b sind Speiseleitungsrohre 31, 32 mit ein- und zweiseitig angeordneten Anschlußstücken 33, 34 gezeigt, welche in Abständen von 80-120 cm längs der Speiseleitung angebracht sind. Das eine Ende der Speiseleitungsrohre 31, 32 ist mit einer Kupplungsmuffe 35 versehen, um Speiseleitungen von beliebiger Länge erstellen zu können.
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In Fig. 7a, b, c sind Details einer Abzweigung mit einem Kupplungsabschnitt und einer Anschlußstelle für eine Verteilleitung an einem Speiseleitungsrohr 31 nach Fig. 6 gezeigt. Nach Fig. 7a ist eine Steckmuffe 35 vorgesehen, in welche das Ende eines benachbarten (nicht gezeigten) Rohrstückes oder ein (ebenfalls nicht gezeigtes) T- oder kreuzförmiges Abzweigstück eingesteckt werden kann. Seitwärts von dem Speiseleitungsrohr 31 erstreckt sich ein Anschlußstück 33, dessen Form so gewählt ist, daß eine Verteilleitung nach Fig. 8 direkt einsteckbar ist. Das Anschlußstück 33 ist mit einem Verstärkungssteg 36 versehen, um einen formstabilen Anschluß zu schaffen. Das Anschlußstück kann auch so gestaltet sein, daß das entsprechende Ende der Verteilleitung über die Außenseite des Anschlußstückes geschoben werden kann.
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In Fig. 8a, b ist ein Rohrprofil einer Verteilleitung mit mondsichelförmig gestaltetem Durchflußkanal 39 gezeigt. An die Enden 41 einer Tragwand 40 schließt sich eine konkave Deckplatte 42 an, die mit der Tragwand 40 einstückig ist. Die Deckplatte 42 enthält eine Anzahl Austrittsöffnungen 43 mit einem Druchmesser von 2,5-3,5 mm, die in regelmäßigen Abständen a und b (längs und quer) angeordnet sind und den Austritt des Wassers aus dem Durchflußkanal 39 in die die Verteilleitung umgebende Erde ermöglicht. An den Verbindungsstellen 41 zwischen der Tragwand 40 und der Deckplatte 42 sind Haltenocken 44 vorgesehen, welche zusammen mit der Oberfläche der Deckplatte 42 eine Ausnehmung 50 begrenzt, in welche ein poröses, kapillar wirkendes, und mit unterbrochener Linie angedeutetes Filterelement 45 angeordnet ist. Das Material der Filterschicht ist ein verrottungsbeständiges Glasfaser-Vliesmaterial oder ein Kunststoffmaterial. Die Dicke dieser Filterschicht beträgt bei einem Glasfaservlies 0,5 bis 2,5 mm bzw. ca. 5 bis 6 cm bei einem offenporigen Schaumkunststoff. Die Aufgabe der Filterschicht ist vor allem, dem Eintritt von Sand- oder Erdpartikeln in die Austrittsöffnungen 43 und den Durchlaßkanal 39 zu verhindern. Sie dient aber auch dazu, das freie Ausfließen des Wassers etwas zu hemmen, so daß nicht nur durch die Austrittsöffnungen 43 in der Nähe der Speiseleitung, sondern auch durch die am weitesten davon entfernten Austrittsöffnungen Wasser austritt.
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Weil einerseits die Verteilleitungen je nach Bedarf sehr lange sein können, andererseits aber für den Transport an den Gebrauchsort bequem hantierbare Einzelröhren-Längen von 4-6 m nicht überschreiten sollen, sind Verbindungsmuffen 38 vorgesehen, welche die Leitungsenden zuverlässig miteinander verbinden. In Fig. 9a, b ist eine solche Muffe gezeigt, deren Gestalt auf die Querschnittsform der Verteilleitung nach Fig. 9a abgestimmt ist. Die Muffe 38 weist an jedem Ende Hinterschneidungen 46 auf, die sich mindestens über ein Drittel ihrer Gesamtlänge erstrecken und zur Aufnahme der Enden benachbarter Verteilleitungen dienen. An ihren inneren Enden sind beidseits einer Zentriererhebung 48 Anschlagschultern 47 vorgesehen, um ein zentrales Anordnen der Muffe 38 zwischen zwei Verteileitungslängen zu gewährleisten. In Längsmitte der Zentriererhebung 48 ist ein Verstärkungssteg 49 vorgesehen, der zur Versteifung der Muffe 38 dient.
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In Fig. 10a ist eine Verteilleitung mit einer halbkreisförmig gebogenen Wand 51 gezeigt, auf deren Innenseite eine aufwärts gewölbte Deckplatte 52 einstückig angeformt ist. Der untere Teil der Wand 51 und die Deckplatte 52 begrenzen einen linsenförmigen Durchflußkanal 53, von welchem aus zwei Austrittsöffnungen 54 auf die Außenseite der Deckplatte 52 führen. An jedem der oberen Enden der Wand 51 sind am Profil nach innen gerichtete Nocken 55 angeformt. Diese Nocken begrenzen zusammen mit der Außenfläche der Deckplatte 52 eine Ausnehmung 56 und dienen, wie anhand der Fig. 8 beschrieben ist, zum Festhalten eines Filterelementes 57, das nach Fig. 10a ein Profilkörper aus einem nachgiebigen offenporigen Material ist. Das Filterelement kann auch ein Geflecht oder Gewebe aus Kunststoffasern und/oder flächig sein, dessen Mittenabschnitt auf der Oberseite der Deckplatte 52 aufliegt und dessen Randpartien, wie in Fig. 10a gezeigt ist, auf der Innenseite der Nocken 55 abgestützt sind.
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Nach Fig. 10c ist auf der Innenseite einer im Querschnitt halbkreisförmigen Wand 60 eine ebene Deckplatte 61 angeformt, die zusammen mit dem unteren Abschnitt der Wand 60 einen Durchflußkanal 62 begrenzt, welcher Austrittsöffnungen 63 aufweist. An den Enden der Wand 60 sind Nocken 64 angeformt, welche zusammen mit der Oberseite der Deckplatte 61 eine Ausnehmung 65 begrenzen, in welcher ein (nicht gezeigtes) Filterelement zentriert und festgehalten wird.
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Nach Fig. 10d und 10f besteht die Außenwand 70 des Rohrprofiles aus drei Abschnitten. An einen horizontalen Basisabschnitt 71 schließen sich beidseitig schräg nach oben und außen gerichtete Seitenwände 72 mit nach innen gerichteten Nocken 73 an. Auf den Innenseiten der Seitenwände 72 ist eine Deckplatte 74 angeformt, welche zusammen mit der Basisplatte 71 und einem Teilstück der Seitenwände 72 je einen Durchflußkanal 75 begrenzen. Jede Deckplatte 74 enthält Austrittsöffnungen 76, welche den Durchflußkanal 75 mit der Umgebung der Verteilleitung verbindet. Die Nocken 73 und die Oberseiten der Deckplatten 74 begrenzen eine Ausnehmung 77, in welcher ein nicht gezeigtes Filterelement gehalten ist.
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In Fig. 10b und 10e sind Verteilleitungen gezeigt, deren Außenwand 80, 81 ähnlich den Querschnitten nach Fig. 8a, 10a, 10b bzw. nach Fig. 10d und 10e gestaltet ist. Jedoch ist der Durchflußkanal in drei getrennte Kanäle 82, 83, 84 unterteilt, die oben von einer Deckplatte 85 begrenzt sind.
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Den Durchflußkanälen 82 und 84 sind nach oben offene Austrittsöffnungen 86, 87 zugeordnet, welche den entsprechenden Kanal mit der Umgebung der Verteilleitung verbindet. Die Kanäle 82 und 84 sind für die Zufuhr von Bewässerungswasser bestimmt, welches durch die Austrittsöffnungen 86, 87 aus der Verteilleitung austritt.
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Der mittlere Kanal 83 ist als Drainagekanal vorgesehen und über Einlaßöffnungen 88 und 89 für Überschußwasser zugänglich. Es versteht sich, daß bei entsprechender Schaltung der Kanäle 82, 83, 84 auch der nach unten offene Kanal 83 zu Bewässerungszwecken verwendbar ist.
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Drainage von Überschußwasser (Regenwasser, im Überschuß zugeführtes Bewässerungswasser etc.) kann auch über die nach oben gerichteten Austrittsöffnungen erfolgen, wenn die Speiseleitung entsprechend umschaltbar ist.
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Als Material für die oben beschriebenen Speiseleitungsrohre, Verteilleitungen, Entlüftungsstutzen, Verbindungsmuffen, Endabschlüsse und dergl. werden vorzugsweise Kunststoffe verwendet. Geeignet sind hierfür Polypropylen-, Polyäthylen- und Polyvinylchlorid-Kunststoffe. Aus der folgenden Aufstellung sind die Eigenschaften dieser Kunststoffe ersichtlich. Die Aufstellung zeigt, welcher dieser Kusntstoffe für eine bestimmte Anlage am vorteilhaftesten ist. °=c:150&udf54;&udf53;vz14&udf54; H&udf53;vu10&udf54;