DE3024421A1

DE3024421A1 - Bewaesserungsvorrichtung und verfahren zur bewaesserung

Info

Publication number: DE3024421A1
Application number: DE19803024421
Authority: DE
Inventors: Edwin J Hunter
Original assignee: Toro Co
Current assignee: Toro Co
Priority date: 1979-07-06
Filing date: 1980-06-28
Publication date: 1981-01-29
Also published as: US4274583A; GB2051533A; FR2460610A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Bewässerungsvorrichtung mit einer Wasserversorgung, mit dem Wasser unter Druck einer Anzahl von auf Abstand gehaltenen Verteilereinrichtungen zugeführt wird und ein Verfahren zur Bewässerung.

In den bekannten Systemen und Verfahren zur Bewässerung wird eine Wasserversorgung benutzt, aus der Wasser durch ein Rohr mit einem relativ großen Durchmesser über eine verhältnismäßig kurze Zeitdauer entnommen wird. In einem solchen System wird mit einem Druckgradienten gearbeitet, wobei die sehr nahe der Wasserversorgung angeordneten Verteilereinrichtungen bei höheren Drucken als bei jenen Verteilereinrichtungen betrieben werden, die von der Wasserversorgung weiter entfernt liegen. Da die meisten Verteilereinrichtungen, wie Sprinkler, optimal bei einem gegebenen Druckbereich mit einer bestimmten Strömungsgeschwindigkeit arbeiten, wäre es notwendig, ein System zu haben, bei dem jede Verteilereinrichtung bei ihrem jeweiligen optimalen Druck betrieben werden könnte. Dies würde ein vorhersehbares Wasserverteilungsmuster ergeben, das reproduzierbar und bei der Entwicklung von Bewässerungssystemen mit Vorteil verwendbar wäre.

Das Bewässerungssystem und Verfahren gemäß der Erfindung umfaßt eine Verteilerleitungseinrichtung, die in Verbindung mit einer Wasserversorgungseinrichtung steht, um Wasser unter Druck zu einer Anzahl von Verteilereinrichtungen zu leiten, die auf Abstand voneinander angeordnet sind. Die Verteilerleitungseinrichtung bildet eine geschlossene Schleife mit einer Wasserversorgung, wobei ein Wasserstrom bei Bedarf zu jedem Schleifenpunkt aus mehr als einer Richtung zugeführt wird. Die Verteilerleitungseinrichtung kann als ein Leitungsnetz angesehen werden, das eine Sammelleitung und ein Leitungsnetz oder Verteilerleitungseinrichtungen mit Sammelleitungen aufweist, die eine geschlossene Schleife mit einer Wasserversorgung bilden, mit denen Wasser in eine Anzahl von Verteilerleitungen eingeleitet wird. Die Enden der Verteilerleitungen sind auf Abstand an Sammelleitungen angeschlossen, um einen Wasserstrom in jede Verteilereinrichtung aus mehr als einer Richtung zu

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liefern. Außerdem sind Einrichtungen zum Anbringen von Verteilereinrichtungen an den Verteilerleitungen für die Wasserzufuhr vorgesehen.

Verteilerventileinrichtungen, z.B. ein durch Wasser betätigbares Führungsventil, sind zum individuellen Ein- und Abschalten der Verteilereinrichtungen vorgesehen. Kontrollventileinrichtungen sind zum Betätigen der Verteilerventileinrichtungen vorgesehen, die sowohl vom Feuchtigkeitsgehalt des Bodens, der jede Verteilereinrichtung umgibt, als auch vom Wasserdruck in jeder Verteilerleitung an oder neben jeder Verteilereinrichtung abhängt.

Dies ergibt ein Bewässerungssystem, das auf Feuchtigkeitsänderungen in der Umgebung des Systems anspricht, während gleichzeitig der Wasserdruck im System bei gleicher oder einer höheren Druckhöhe durch selektives Betätigen der einzelnen Verteilereinrichtungen im Bewässerungssystem aufrechterhalten wird.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Zeichnung erfindungsgemäß dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Stromrotorsprinklers, der an einem durch Wasser betätigbaren Führungsventil angebracht ist, das wiederum mit einem Sprinklerrohr zum Zuführen von Wasser zum Stromrotorsprinkler verbunden ist;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Bewässerungsvorrichtung mit einem Leitungsverteilernetz;

Fig. 3 eine detaillierte Schnittansicht einer durch Wasser betriebenen Kontrolleinrichtung der Fig. 1 längs der Ebene III-III der Fig. 1. In dieser Ansicht wird die abgewandelte Kontrolleinrichtung in abgeschalteter Stellung gezeigt;

Fig. 4 die gleiche Schnittansicht wie Fig. 3, jedoch mit eingeschalteter Kontrolleinrichtung;

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Fig. 5 die gleiche Schnittansicht wie Fig. 3, jedoch die Kontrolleinrichtung in einer Stellung, nachdem das Gebiet um die Kontrolleinrichtung gründlich bewässert worden ist;

Fig. 6 eine detaillierte Schnittansicht des oberen linken Teiles der Fig. 5 längs der Ebene VI-VI der Fig. 5;

Fig. 7 eine detaillierte Schnittansicht der Fig. 6 längs der Ebene VII-VII der Fig. 6;

Fig. 8 eine Schnittansicht der Fig. 5 längs der Ebene VIII-VIII der Fig. 5; und

Fig. 9 eine Schnittansicht der Fig. 5 längs der Ebene IX-IX der Fig. 5.

Fig. 2 zeigt einen allgemeinen Anlageplan einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewässerungssystems, in dem Wasser unter Druck aus einer Wasserversorgung durch eine Hauptleitung 2 geführt ist. Mit einem zentral angeordneten Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr kann das Bewässerungssystem gleichzeitig an- und abgeschaltet werden.

Eine in Fig. 2 gezeigte Verteilerleitungseinrichtung 1 zum Zuführen des Wasserstromes steht in Verbindung mit dem Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr. Das Verteilerleitungsnetz 1 ist an vier Stellen 11 mit dem Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr verbunden. Diese Verbindungen können in üblicher Weise durch Verlöten hergestellt werden. Der wesentliche Vorteil beim Verteilerleitungsnetz 1 besteht darin, daß es eine geschlossene Schleife bildet, so daß Wasser nach Bedarf im Verteilerleitungsnetz 1 aus mehr als einer Richtung fließen kann. Es wird jedoch hierzu bemerkt, daß das erfindungsgemäße Bewässerungssystem in jedem üblichen Verteilerleitungsnetz verwendet werden kann.

Das in Fig. 2 gezeigte Verteilerleitungsnetz 1 baut sich aus zwei Grundkomponenten auf, die Sammelleitungen 10 und Verteilerleitungen 20 umfassen. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung

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bilden die Sammelleitungen 10 vier gleich große Quadrate, wobei jedes Quadrat eine geschlossene Schleife mit einem Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr aufweist. Die Sammelleitungen 10 können miteinander durch Verlöten von Knie- oder T-Stücken in üblicher Weise verbunden werden.

Zum Einleiten von Wasser in die Sammelleitungen 10 sind Einrichtungen 11 durch übliche Lötverbindungen zwischen den Sammelleitungen 10 und dem Hauptventil 3 vorgesehen. Die Verteilerleitungen 20 sind auf Abstand an ihren Enden mit den Sammelleitungen 11 verbunden, so daß Wasser in die Verteilerleitungen 20 aus mehr als einer Richtung einströmen kann. Diese Verbindungen zwischen den Verteilerleitungen 20 und den Sammelleitungen 10 können am Schnittpunkt 15 durch übliches Verlöten von T-Stücken hergestellt werden, solange das freie Fließen des Wassers in den Sammelleitungen 10 nicht behindert wird.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des in Betrieb befindlichen erfindungsgemäßen Bewässerungssystems, wobei die Pfeile 8 den Wasserstrom zu einer Verteilereinrichtung 9 andeuten. Da die Verteilereinrichtung 9 Wasser aus zwei Richtungen vom Leitungsverteilungsnetz 1 erhält, kann eine Leitung mit einem kleineren Durchmesser benutzt werden, um das gleiche Wasservolumen als durch Leitungen mit einem größeren Durchmesser eines Leitungsverteilungsnetzes zu erhalten, in dem Wasser nur in einer Richtung fließt.

Fig. 2 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung mit Verteilereinrichtung 110, die an vier Stellen der Sammelleitungen 10 angebracht sind. Das Anbringen der Verteilereinrichtungen 110 an den Sammelleitungen 10 ist für die geschlossene Schleife des Leitungsverteilungsnetzes 1 nicht wesentlich und kann daher aus Gründen der Bequemlichkeit weggelassen werden. Die in Fig. 2 gezeigten Verteilereinrichtungen 110 sind an dem Leitungsverteilungsnetz 1 angebracht.

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Einrichtungen zum Anbringen der Verteilereinrichtungen 110 für die Wasserzufuhr sind am Leitungsverteilungsnetz 1 vorgesehen. Eine derartige Einrichtung kann durch übliches Verlöten von T-Stücken oder anderen Rohrverbindungsteilen hergestellt werden, solange diese nicht den freien Wasserstrom in den Verteilerleitungen 20 beeinträchtigen. Die Einrichtungen zum Anbringen der Verteilereinrichtungen 110 entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel werden im einzelnen noch näher beschrieben.

Einrichtungen zum Betätigen der Verteilereinrichtung 110 entsprechend dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung sind in jeder Verteilereinrichtung 110 vorgesehen. Eine derartige Einrichtung kann auch als ein auf Feuchtigkeit ansprechender Schalter angesehen werden. Zum Betätigen der jeweiligen Verteilereinrichtung sind zusätzliche Einrichtungen für den Fall vorgesehen, bei dem der Wasserdruck gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe ist. Jede dieser beiden Einrichtungen wird im einzelnen noch näher beschrieben. Vorerst wird jedoch allgemein die Funktionsweise einer bevorzugten Ausführungsform des Bewässerungssystems gemäß der Erfindung beschrieben.

Beim Einschalten des Hauptventils 3 für die Wasserzufuhr wird allgemein dem Leitungsverteilungsnetz 1 Wasser zugeführt, so daß alle auf Feuchtigkeit ansprechende Einrichtungen Wasser für ihre Verteilereinrichtung 110 aufnehmen. Dies würde in bekannter Weise dazu führen, daß alle Verteilereinrichtungen 110 gleichzeitig arbeiten. Die dabei am weitesten vom Hauptventil 3 entfernt liegenden Verteilereinrichtungen 110 würden unter reduziertem Druck relativ zu den näher am Hauptventil 3 liegenden Verteilereinrichtungen arbeiten. Die Druckkontrolleinrichtung der Erfindung verhindert dies dadurch, daß nur jene Verteilereinrichtungen 110 betätigt werden, deren Wasserdruck gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe ist. Bei Betrieb führt dies allgemein dazu, daß die dem Hauptventil 3 am nächsten angeordneten Verteilereinrichtungen 110 zuerst betätigt werden. Das Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr bleibt beispielsweise für eine

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Zeitdauer von zwei Stunden geöffnet, damit die nähere Umgebung der in Betrieb befindlichen Verteilereinrichtungen bewässert werden kann. Nach einer bestimmten Zeitdauer wird das Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr für eine kurze Zeitdauer, beispielsweise von 2 Minuten, abgeschaltet. Diese kurze Zeitdauer erlaubt ein einwandfreies Arbeiten der auf Feuchtigkeit und Druck ansprechenden Einrichtungen. Nachdem das Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr wieder geöffnet ist, wird der anfängliche Satz der in Betrieb befindlichen Verteilereinrichtungen automatisch durch ihre jeweiligen, auf Feuchtigkeit ansprechenden Einrichtungen abgeschaltet, so daß ein anderer Satz von Verteilereinrichtungen Wasser aufnehmend in Betrieb gesetzt wird.

Sobald das erfindungsgemäße Bewässerungssystem für eine bestimmte Zeitdauer in Betrieb ist, nehmen die jeweiligen Verteilereinrichtungen Wasser über ihre auf Feuchtigkeit ansprechenden Kontrolleinrichtungen auf und führen es in Abhängigkeit vom Wasserdruck dem Verteilerleitungsnetz 1 zu, wobei der Druck gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe ist, welche durch die Anzahl der für eine bestimmte Zeit in Betrieb befindlichen Verteilereinrichtungen bestimmt wird. Natürlich muß eine Wasserversorgung

einen genügenden Wasserdruck haben, damit alle Verteilereinrichtungen in einem bestimmten Bewässerungssystem gleichzeitig bei oder über einem bestimmten Wasserdruck betätigt werden können. Solch ein System arbeitet jedoch nicht wirksam genug und würde einen wesentlich größeren Aufwand an Leitungen im Vergleich zur bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beanspruchen.

Jede übliche Verteilereinrichtung, wie z.B. ein Blasenbildner, Tropfen- oder Fließkopf, kann in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen System benutzt werden. In der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bewässerungssystems wird ein Stromrotorsprinkler mit rotierbaren Deflektoren verwendet. Dieser Sprinkler ist Gegenstand der amerikanischen Anmeldung 784 051. Der Stromrotorsprinkler mit rotierbaren Deflektoren arbeitet bei niedrigen Drucken und wird deshalb in der Erfindung aus wirtschaftlichen

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Gründen mit Vorteil eingesetzt. Der Stromrotorsprinkler mit rotierbaren Deflektoren ist in Fig. 1 bei 110 gezeigt und wird nachfolgend als Sprinklerkopf 110 bezeichnet. Gemäß Fig. 1 ist der Sprinklerkopf 110 an einer Verteilerleitung 20 angebracht.

Die Einrichtungen zum Anbringen des Sprinklerkopfes 110 bestehen aus einem T-Stück 21, das mit der Verteilerleitung 20 verbunden ist, die wiederum mit einem Sprinklerrohr 22 in Verbindung steht, welches sich vom Boden 4 in ein durch Wasser betätigbares Führungsventil 29 erstreckt, wo es schließlich mit dem Sprinklerkopf an dem durch Wasser betätigbaren Führungsventil befestigt ist. Die beschriebene Befestigungseinrichtung für die Verteilerleitungen 20 und die Befestigungseinrichtung für das Leitungsverteilungsnetz 1 sind gleich, wobei die Größe der Anschlußstücke gegebenenfalls geändert werden kann.

Die Führungsventileinrichtungen sind für ein durch Wasser betätigbares Führungsventil 29 vorgesehen. Das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 arbeitet zwischen offenen und geschlossenen Stellungen entsprechend dem Wasserstrom in dem Führungsventilrohr 103. Wenn kein Wasser aus dem durch Wasser betätigbaren Führungsventil 29 durch das Führungsventilrohr 103 fließt, befindet sich das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 in geschlossener Stellung, so daß der Sprinklerkopf 110 nicht arbeiten kann. Sobald jedoch Wasser in das Führungsventilrohr 103 aus dem durch Wasser betätigbaren Führungsventil 29 fließt, arbeitet das durch Wasser angetriebene Führungsventil 29. in geöffneter Stellung, so daß Wasser in den Sprinklerkopf einströmt und diesen betätigt. Das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 kann jedes durch Wasser betätigbares, in einem Bewässerungssystem verwendetes Führungsventil sein.

Eine auf Feuchtigkeit und Druck ansprechende Einrichtung ist eine in Fig·. 1 gezeigte, durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100. Die durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 ist am Sprinklerrohr 22 durch Befestigungsklammern 111 angebracht. Das

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durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 wird durch die durch Wasser angetriebene Kontrolleinrichtung 100 gesteuert. Die durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 spricht auf Feuchtigkeit seiner Umgebung und Druck im Führungsventilrohr 103 an, wobei der Wasserdruck im Führungsventilrohr 103 gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe sein muß, bevor das Wasser zu fließen beginnt.

Die durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 ist eine Abwandlung der im US-PS 3 981 446 beschriebenen, durch Wasser betätigbaren Kontrolleinrichtung, welche insbesondere im Hinblick auf die erste Ausführungsform dieses Patentes abgewandelt ist.

Die in dem US-PS 3 981 446 beschriebene Kontrolleinrichtung weist eine auf Feuchtigkeit ansprechende Fühleinrichtung auf, die aus einem bekannten porösen keramischen Stoff oder Kunststoff besteht, durch welchen Trockenluft ziehen kann. Ist die Luft mit Feuchtigkeit gesättigt, unterbleibt der Luftstrom. Die auf Feuchtigkeit ansprechende Kühleinrichtung wird dort im Boden angebracht, wo Feuchtigkeit zu erwarten ist. Ein Luftrohr ist zwischen der die Feuchtigkeit feststellenden Fühleinrichtung und einer Kammer im Gehäuse angeordnet. Die Gehäusekammer ist an einer Wasserversorgung angeschlossen. Die Wasserversorgung war die Wasserabgabeeinrichtung einer Bewässerungskontrolleinrichtung oder eine bloß unter Druck stehende Wasserversorgung. Eine Abflußleitung ist ebenfalls an der Kammer angeschlossen und weist einen relativ kleineren Innendurchmesser auf, so daß das aus der Kammer abfließende Wasser einen kontinuierlichen Strom durch sein Gewicht bildet, welcher ein Teilvakuum in der Kammer aufbaut, wenn Luft nicht in die Kammer durch die damit verbundene Fühleinrichtung oder in das Luftventil eingeleitet wird. Eine durch Luft betriebene Einrichtung mit einem Diaphragma ist im Gehäuse so angeordnet, daß sich das Diaphragma aus einer normalen Ruhestellung in Abhängigkeit von Druckänderungen in der Kammer relativ zum atmosphärischen Druck außerhalb der Kammer bewegt. Das Diaphragma wird bewegt, um die Wasserversorgung für die Kammer zu öffnen oder zu schließen, was auch durch eine

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damit verbundene elektrische oder mechanische Einrichtung erfolgen kann,die wiederum an anderen Kontrolleinrichtungen angeschlossen sein kann. Die durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 der Erfindung ist ähnlich der bekannten,durch Wasser angetriebenen Kontrolleinrichtung, jedoch wird in der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusätzlich eine durch Schwerkraft steuerbare Einrichtung verwendet.

Durch Schwerkraft steuerbare Einrichtungen dienen dazu, um die durch Wasser betriebene Kontrolleinrichtung druckempfindlich zu machen. Die durch Schwerkraft steuerbare Einrichtung der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt ein in Fig. 3 gezeigtes Gewicht 160, welches das Diaphragma 130 gegen eine Düse drückt, so daß kein Wasser in die obere Kammer 129 fließen kann, es sei denn, daß der Wasserdruck gleich oder größer einer vorbestimmten Druckhöhe ist. Die vorbestimmte Druckhöhe hängt von der Größe des Gewichtes 160 ab.

Die in Fig. 1 gezeigte, durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 weist ein Luftrohr 102 auf, das mit der Kontrolleinrichtung 100 verbunden ist, so daß Luft durch das Luftventil 101 treten kann. Das Luftventil 101 besteht aus einem allgemein benutzten keramischen Material, durch das nur Trockenluft ziehen kann, Ist das Material feucht, wird es nicht mehr von Luft durchströmt, was von der Porengröße des keramischen Materials 101 abhängt.

Das poröse keramische Material 101 dient somit als Einrichtung zum übertragen von Feuchtigkeit in das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29. Dies wird durch Passieren von Luft durch das keramische Material 101 über das Luftrohr 102 in eine untere Kammer 121 der Kontrolleinrichtung 100 bewirkt, solange der Boden trocken ist. Damit wird ein Teilvakuum in den Kammern 121 und 122 freigegeben, so daß das Wasser aus der Düse 125 austreten kann. Das aus der Düse 125 austretende Wasser verursacht ein Einströmen von Wasser in das Führungsventilrohr 103, wodurch das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 geöffnet wird und Wasser aus der

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Verteilerleitung 20 fließen kann. Wenn das keramische Material des Luftventils Feuchtigkeit aufgenommen hat, kann keine Luft durch das Luftrohr 102 strömen, so daß sich ein Teilvakuum in den Kammern 121 und 122 bildet. Dieses Teilvakuum drückt das Diaphragma 130 gegen die Düse 125, so daß kein Wasser durch die Düse 125 und das Pührungsventilrohr 103 fließen kann. Da kein Wasser durch das Führungsventilrohr 103 fließen kann, schließt sich das Führungsventil 29, so daß kein Wasser vom Sprinklerkopf 110 aus der Verteilerleitung 20 fließen kann. Das Gewicht 160 drückt das Diaphragma 130 ständig gegen die Düse 125. Hierdurch wird der Durchgang von Wasser aus der Düse verhindert, wenn nicht der Wasserdruck gegen das Diaphragma 130 aus der Düse 125 groß genug ist, um die durch das Gewicht 160 gegen die Düse 125 ausgeübte Kraft zu überwinden.

Nachdem jetzt eine allgemeine Beschreibung über die Funktionsweise der durch Wasser betätigbaren Kontrolleinrichtung 100 der Erfindung als eine auf Feuchtigkeit und Druck ansprechende Einrichtung beschrieben worden ist, folgt jetzt eine nähere Beschreibung der durch Wasser betätigbaren erfindungsgemäßen Kontrolleinrichtung einschließlich seiner Funktionsweise.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung 100 mit einem Gehäuse 120, das eine untere Kammer 121 und eine obere Kammer 122 aufweist. Ein Nippel 105 des Führungsventilrohres 103 dient zum Befestigen des Führungsventilrohres 103 am Gehäuse 120. An der gegenüberliegenden Seite des Gehäuses 120 befindet sich ein Luftrohrnippel 104 zum Befestigen des Luftrohres 102 am Gehäuse 120. Eine Düsenstütze dient zum Halten der Düse 125 im Gehäuse 120. Die Düsenstütze trennt das Gehäuse 120 in eine obere Kammer 122 und in eine untere Kammer 121. In der oberen Kammer 122 ist ein Diaphragma 130 angeordnet, das aus Gummi oder anderem flexiblem Material besteht. Das Diaphragma 130 ist an den Gehäusewänden mit den das Diaphragma haltenden Befestigungsflächen 133 verbunden. Das Diaphragma 130 ist an den Flächen 134 so ausgebildet, daß es zwischen den das

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Diaphragma haltenden Flächen 133 am Gehäuse 120 und den das Diaphragma haltenden Flächen 132 am Gehäusekopf 128 einpreßbar ist. Das Diaphragma 130 könnte an den Innenwänden des Gehäuses leicht angebracht werden. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Kanten 134 des Diaphragmas 130 zwischen der Fläche des Gehäuses und der Fläche 132 am Oberteil des Gehäuses 120 eingeklemmt. Das Oberteil 128 des Gehäuses 120 weist eine Öffnung 129 auf, so daß atmosphärischer Druck immer im Teil 137 der oberen Kammer 122 herrscht, wobei das Teil 137 über dem Diaphragma 130 angeordnet ist.

Weitere Einrichtungen betätigen die Verteilereinrichtungen dann, wenn der auf die Wasserverteileinrichtung mit Hilfe eines eine Fläche 162 aufweisenden Gewichtes 160 und eines GewichtsStabes 161 ausgeübte Wasserdruck gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe ist. Das Gewicht 160 übt durch die Schwerkraft gegen das Diaphragma 130 eine Kraft aus. Dies führt dazu, daß das Diaphragma 130 gegen die Düse 125 gedrückt wird, bis der Wasserdruck in der Düse 125 groß genug ist, um das Diaphragma 130 von der Düse 125 wegzudrücken, wobei die auf das Gewicht 160 ausgeübte Schwerkraft überwunden wird und damit Wasser aus der Düse 125 fließen kann. Solange der Wasserdruck in dem Führungsventilrohr 103 einen bestimmten Druck nicht überschreitet, ruht das Diaphragma 130 auf der Düse 125, so daß kein Wasser fließen kann. Wenn das Gewicht 160 an der Fläche 162 von der Düse 125 durch den Wasserdruck senkrecht durch die Düsenöffnung 126 nach oben gedrückt wird, bewegt es sich in eine Aussparung 138 des Oberteiles 128 des Gehäuses 120. Die Fläche 162 am Gewicht 160 ist über dem Diaphragma 130 durch den Gewichtsstab 161 in Position gehalten, der in einem Gewichtsführungsrohr 131 im Oberteil 128 des Gehäuses gehalten ist. Eine Kappe 140 dient zum Bedecken der gesamten Gehäuseanordnung 120. Die Kappe 140 hat einen Sitz 141 für den Gewichtsstab 161 sowie einen Sitz 142 für das Gewichtseinstellfohr 131. Die Kappe 140 ist im Durchmesser größer als derjenige des Gehäuses 120, um Öffnungen 144 für den atmosphärischen Druck zu bilden, so daß dieser in das Teil der oberen Kammer über

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dem Diaphragma 130 und über die obere öffnung 129 des Gehäuses eintreten kann. Wie die Figuren 3 und 4 zeigen, wird die Kappe mit dem Gewichtsstab senkrecht nach oben bewegt, während das das Gewicht einstellende Rohr 131 stationär bleibt, so daß zusätzlich eine Gleitstütze für die Kappe 140 gebildet ist. Die Kappe 140 übt in dieser Ausführungsform einen durch die Schwerkraft bedingten Zusatzdruck aus, was jedoch nicht kritisch ist. Die Kappe 140 erhöht einfach das Fallgewicht des Diaphragmas 130, ohne daß die Größe des Gewichtes verändert werden müßte. Am Boden des Gehäuses 120 ist ein Sockel 150 angebracht. Der Sockel 150 kann durch übliche Mittel, z.B. einen Preßsitz 157, befestigt werden. Der Sockel 150 weist eine Grundkammer 151 mit einem Außenteil auf, der als Stütze für ein Abflußrohr dient. Das Abflußrohr 155 ist zentral angeordnet und hat einen Durchgang 156 zur Bildung einer Wassersäule, die ein Teilvakuum in den Kammern 121 und 122 erzeugt. Eine Bodenkappe 170 ist am Boden des Sockels 150 vorgesehen, um den Boden des Sockels 150 im wesentlichen abzudichten. Der Durchmesser der Bodenkappe 170 ist größer als der des Sockels 150, so daß sich eine öffnung 171 zum überfließen des Wassers bildet, wie es durch die Pfeile angegeben ist, wobei das Wasser den Pfeilen 7 entsprechend längs des Durchganges 156 für das Abflußrohr 155 abläuft. Die Bodenkappe 170 ist zusätzlich mit einem Ansatz 172 versehen, damit die Stütze 152 für das Abflußrohr 155 nicht gegen die Bodenkappe 170 abdichtet und das Wasser daran hindert, aus der öffnung 171 abzufließen.

Wenn das keramische Material bei Betrieb trocken ist, so daß Luft durch den Kanal 123 in die Kammern 121 und 122 einströmen kann, wird in diesen Kammern kein Teilvakuum erzeugt. In diesem Stadium wird das Diaphragma 130 gegen die Düse 125 nur durch die Schwerkraft gehalten, die auf das Gewicht 160 ausgeübt wird. Wenn der Wasserdruck im Führungsventilrohr 103 genügend groß ist, um das Diaphragma 130 mit Hilfe der auf das Gewicht 160 ausgeübten Schwerkraft zu heben, fließt Wasser durch den Kanal 124 in die Düsenöffnung 126 und dann in die obere Kammer 122. Der freigegebene Wasserstrom im Führungsventilrohr 103 öffnet das Führungsventil 29,

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so daß der Sprinklerkopf 110 betätigt wird. Damit ist eine Einrichtung geschaffen, die den Wasserstrom daran hindert, in den Sprinklerkopf 110 einzutreten, wenn nicht der Wasserdruck am Führungsventil 29 gleich oder größer einer vorbestimmten Höhe ist, wobei diese Höhe von dem Gewicht bestimmt ist, auf das die Schwerkraft einwirkt.

Solange durch das keramische Material 101 Luft strömt und der Wasserdruck im Führungsventilrohr 103 genügend groß ist, fließt Wasser aus der Düse 125 in die obere Kammer 122. Das Wasser in der oberen Kammer 122 kann in die untere Kammer 121 über eine öffnung 136 im Ablaßdeckel fließen, die senkrecht aus dem Ablaßdeckel 135 in der oberen Kammer 122 herausführt, wie es in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist. Diese spezielle Anordnung des Ablaßdeckels 135 und der öffnung 136 im Ablaßdeckel 135 führt gemäß Fig. 4 zu einem Wirbelstrom des Wassers in der unteren Kammer 121, wie es bei 6 in Fig. 4 gezeigt ist.Der Wirbelstrom 6 des Wassers liefert eine größereMenge Wasser in der unteren Kammer 121 zu jeder gegebenen Zeit, als mit einer einfachen, geraden Durchgangsöffnung erreicht werden könnte. Die öffnung im Ablaßdeckel 136 erzeugt außerdem einen positiven Druck in der oberen Kammer 122, so daß das Führungsventil 29 wie ein Schnappschalter wirkt. Es ist erforderlich, daß das Führungsventil 29 dabei entweder geöffnet oder geschlossen ist. Stellungen zwischen diesen Positionen wären sehr unerwünscht. Wenn der im Führungsventilrohr herrschende Druck sich dem Punkt nähert, bei dem der Druck in der Düse 125 groß genug ist, um das Diaphragma 130 gegen das Gewicht 160 zu drücken, besteht die Wirkung der öffnung 136 darin, daß das Wasser auszufließen beginnt und schnell einen zusätzlichen Aufwärtsdruck durch die von der öffnung 136 bewirkte Einschränkung verursacht. Hierdurch wird dann das Diaphragma 130 nach oben gedrückt und die Düse 125 voll geöffnet, so daß das damit verbundene Führungsventil 29 schnell geöffnet wird. Das System wird dann in diesem Stadium ohne Rücksicht auf irgendeinen Rücklauf von Wasser aus dem Feuchtigkeitsfühler 101 bleiben, bis der Druck im ganzen Verteilersystem auf ein niedrigeres Niveau abfällt,und zwar derart, wie wenn das Hauptführungsventil 3 sofort abgeschaltet wäre.

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Sobald Wasser aus der Düse 125 strömt und der Sprinklerkopf 110 Wasser verteilt, bleibt das Hauptventil 3 für die Wasserversorgung für eine Zeitdauer von z.B. 2 Stunden eingeschaltet, um das umgebende Gebiet vollständig zu bewässern. Während dieser Zeitdauer fließt das Wasser aus der Düsenöffnung 126 kontinuierlich durch den Ablaßdeckel 135 der oberen Kammer und durch die Öffnung 136 im Ablaßdeckel in die untere Kammer 121 in einem Wirbelstrom 6, dann durch die Öffnung 156 im Ablaßrohr und anschließend aus den Öffnungen 171, die zwischen dem Sockel 150 und der Bodenplatte gebildet sind. Wenn das Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr nachfolgend abgeschaltet ist, fließt kein Wasser mehr aus der Düsenöffnung 126, jedoch bleibt der Wirbelstrom 6 des Wassers noch für eine kurze Zeit bestehen. Wenn das Gebiet genügend bewässert ist, strömt durch das keramische Material 101 keine Luft mehr und der Wirbelstrom 6 bildet, wie die Fig. 5 zeigt, eine Wasseransammlung oben in der Öffnung 156 des Ablaßrohres, das jetzt auch mit Wasser angefüllt ist. Das Wasser im Ablaßrohr 156 und die Wasseransammlung 5 in der unteren Kammer 121 vereinigen ihre Gewichte, um in den Kammern 121 und 122 ein Teilvakuum zu bilden. Wenn das Hauptventil 3 für die Wasserzufuhr für eine kurze Zeit zurückgedreht wird, verhindert das Teilvakuum in den Kammern 121 und 122 in Kombination mit der auf das Gewicht 160 gegen das Diaphragma ausgeübten Schwerkraft, daß Wasser aus der Düsenöffnung 126 fließt. Da kein Wasser mehr aus dem Führungsventilrohr 103 ausfließt, wird das durch Wasser betätigbare Führungsventil 29 geschlossen, damit kein Wasser mehr in den Sprinklerkopf 110 gelangt.

Es kann auch ein genügend langes Ablaßrohr 155 benutzt werden, um ein genügend großes Vakuum in den Kammern 121 und 122 zu erzeugen, um das Diaphagma 130 gegen die Düse 125 zu drücken, während daraus noch Wasser fließt. Dies würde ein System schaffen, bei dem das Führungsventil 29 auf den Feuchtigkeitsfühler 101 anspricht, um das Wasser selbst dann abzuschalten, wenn das Hauptventil 3 geöffnet ist. Die Öffnung 136 im Ablaßdeckel müßte jedoch beträchtlich vergrößert werden. Es könnten jedoch Situationen auf-

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treten, in denen diese Ausführungsform von Vorteil wäre, insbesondere dann, wenn es nicht möglich ist, das Hauptventil 3 kontinuierlich zu öffnen und zu schließen. In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung liefert der Wirbelstrom 6 des Wassers ein zusätzliches Wassergewicht, um ein Vakuum in den Kammern 121 und 122 nur bei Schließen des Hauptventils 3 zu erzeugen. Sobald das Wasser aus der Düsenöffnung 126 fließt, steht im Ablaßrohr kein genügend großes Wasservolumen, um ein ausreichendes Vakuum zu erzeugen und das Diaphragma 130 gegen die Düse 125 zu ziehen. Wenn der Wirbelstrom 6 des Wassers jedoch eine Wasseransammlung durch Abschalten des Hauptventils 3 bildet, verbindet sich dieses zusätzliche Wasser mit dem bereits im Ablaßrohr vorhandenen Wasser, um ein genügend großes Vakuum zu erzeugen, mit dem das Diaphragma 130 gegen die Düse 125 gedrückt wird, wenn sich der Wasserdruck wieder aufbaut und das Hauptventil 3 geöffnet wird.

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Claims

Dipl -Ing KlaU8 RUppTOCht 3024421

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KRU

The Toro Company, San Marcos, Calif. 92 069, V.St.A.

Bewässerungsvorrichtung und Verfahren zur Bewässerung

Patentansprüche

.) Verteilersystem mit einer Wasserversorgung, mit dem Wasser unter Druck einer Anzahl von auf Abstand gehaltenen Verteilereinrichtungen zugeführt wird, gekennzeichnet durch

a) eine Verteilerleitungseinrichtung (1), die in Verbindung mit einer Wasserversorgung steht und eine geschlossene Leitungsschleife bildet, in der ein Wasserstrom bei Bedarf zu irgendeiner Stelle der Leitungsschleife aus mehr als einer Richtung zugeführt wird; und

b) eine Einrichtung zum Anbringen von einer oder mehreren Verteilereinrichtungen (9) an einer oder mehreren Stellen der Verteilerleitungseinrichtung (1), um einen Wasserstrom zu den Verteilereinrichtungen (9) aus mehr als einer Richtung in der Leitungsschleife vorzusehen.
2. Verteilersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Betätigen der Verteilereinrichtungen (9) in Abhängigkeit vom Feuchtigkeitsgehalt der Umgebung, die jede Verteilereinrichtung (9) umgibt.
3. Verteilersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtungen zum Betätigen der Verteilereinrichtungen (9) bei einem Druck, der gleich oder größer einer vorbestimmten Druckhöhe ist und auf die Verteilereinrichtung (9) ausgeübt wird.

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ORIGINAL INSPECTED
4. Verteilersystem nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteilerleitungseinrichtung (1) folgende Einrichtungen umfaßt:

a) ein Leitungsverteilungsnetz (1) mit einer Sammelleitung (10), die eine geschlossene Leitungsschleife mit einer Einrichtung zum Einleiten von Wasser aus einer Wasserversorgung in die Sammelleitung (10) bildet;

b) eine Anzahl von Verteilerleitungen (20), die auf Abstand voneinander mit ihren Enden an den Sammelleitungen (10) angebracht sind und einen Wasserstrom in die Verteilerleitungen (20) aus mehr als einer Richtung liefern; und

c) eine Einrichtung zum Anbringen von einer oder mehreren Verteilereinrichtungen (9) vorgesehen ist, die mit den Verteilerleitungen (20) verbunden sind.
5. Verteilersystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung folgende Einrichtungen umfaßt:

a) eine Führungsventileinrichtung (29) zum Kontrollieren des Wasserstroms zu jeder Verteilereinrichtung (9), wobei die Führungsventileinrichtung (29) zwischen geöffneten und geschlossenen Stellungen betätigbar sind; und

b) eine Steuereinrichtung, die an jeder Ventileinrichtung (29) betätigbar angebracht ist zum Betätigen der Führungsventileinrichtung (29) zwischen geöffneten und geschlossenen Stellungen in Abhängigkeit vom Druck in der Verteilerleitungseinrichtung (1) nahe der Führungsventileinrichtung (29), in der die Steuereinrichtung einstellbar ist, um die Führungsventileinrichtung (29) in geschlossener Stellung zu halten, bis der Wasserdruck ir. der Führungsventileinrichtung (29) gleich oder größer einer vorbestimmten Druckhöhe ist.
6. Verteilersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung von der Schwerkraft beeinflußbar ist.

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7. Durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung mit einer Diaphragma-Einrichtung einer durch Luft betätigbaren Einrichtung in Abhängigkeit von Änderungen des Feuchtigkeitsgehaltes eines damit verbundenen Feuchtigkeitsfühlventiles, durch das Luft je nach Feuchtigkeitsgehalt geleitet wird, und mit einer Gehäuseeinrichtung zur Bildung einer Druckkammer versehen ist, deren Wasserdruck von dem der Diaphragma-Einrichtung abhängt und die durch ein Luftrohr mit dem Feuchtigkeitsfühlventil in Verbindung steht; mit einer Wasserzufuhreinrichtung zum Anschluß an die Gehäuseeinrichtung, um Wasser unter Druck in die Gehäuseeinrichtung einzuleiten, und mit Einrichtungen zum Variieren des Luftdruckes in der Druckkammer in Abhängigkeit vom Luftstrom durch das Luftventil relativ zur Druckkammer, wobei in der Einrichtung eine Wassersäule gehalten wird, gekennzeichnet durch eine durch Schwerkraft steuerbare Einrichtung für eine Diaphragma-Einrichtung (130) in einer Stellung, in der unter Druck stehendes Wasser daran gehindert wird, durch eine Wassereinlaßeinrichtung in die Gehäuseeinrichtungen (121, 122) geführt zu werden, wobei die Steuereinrichtung gegen die Diaphragma-Einrichtung (130) gedrückt wird, wenn der Wasserdruck gleich oder größer einer vorbestimmten Druckhöhe entspricht.
8. Durch Wasser betätigbare Kontrolleinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung zum Steuern eines durch Wasser betätigbaren Führungsventils (29) dient, so daß Verteilereinrichtungen (9) in einem Bewässerungssystem betätigbar sind.
9. Verfahren zum Bewässern, mit welchem Wasser unter Druck aus einer Wasserversorgung zu auf Abstand gehaltenen Verteilereinrichtungen in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsänderungen in der Umgebung geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

a) eine Verteilerleitungseinrichtung (1) mit der Wasserversorgung in Verbindung gebracht wird und die Verteilerleitungseinrichtung (1) eine geschlossene Leitungsschleife

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beschreibt, wobei Wasser bei Bedarf zu jeder Stelle der Verteilerleitungseinrichtung (1) aus mehr als einer Richtung fließt;

b) eine oder mehrere Verteilereinrichtungen (9) an der Verteilerleitungseinrichtung (1) für den Wasserstrom angebracht sind; und

c) eine Feuchtigkeitsfühleinrichtung (101) an jeder Verteilereinrichtung (9) angebracht ist, um die Verteilereinrichtungen (9) in Abhängigkeit von Feuchtigkeitsänderungen in der Umgebung jeder Verteilereinrichtung (9) zu betätigen.
10. Verfahren nach Anspruch 9/ dadurch gekennzeichnet, daß jede Verteilereinrichtung (9) unter einer bestimmten Druckhöhe nicht betätigbar ist.

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