DE3030496C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine hydropneumatische Berieselungs­ anlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Anlage ist aus der US-PS 39 76 250 bekannt.

Bei dieser bekannten Berieselungsanlage für intermittie­ renden Betrieb wird der Wasser-Luft-Behälter bei relativ hohem Druck in der Wasser-Versorgungsleitung mit Wasser gefüllt, während bei niedrigem Druck in der Versorgungs­ leitung das Rückschlagventil am Behälter schließt und ein Membranventil öffnet, das den Weg vom Behälter zu einer Verteilerdüse freigibt, so daß das Wasser aus dem Behälter durch die Düse ausfließt. Dadurch werden bei ausgedehnten Beregnungssystemen alle Düsen mit der gleichen Wassermenge versorgt. Das unmittelbare Ausströmenlassen des Wassers aus der Versorgungsleitung hätte dagegen zur Folge, daß die am Ende des Leitungsnetzes liegende Düsen aufgrund des Druck­ abfalls im Leitungssystem weniger Wasser abgeben als die am Beginn des Leitungsnetzes angeordneten Düsen.

Eine bezüglich der Ventilanordnung ähnlich aufgebaute Berie­ selungsanlage, jedoch mit elastischen Speicherbehältern an­ stelle von Wasser-Luft-Behältern, ist in der DE-OS 27 58 709 beschrieben.

Diese beiden bekannten Anlagen haben den Nachteil, daß es damit nicht möglich ist, einen Luft-Vordruck im jeweiligen Wasserspeicher aufzubauen und im Betrieb, das heißt im all­ gemeinen über größere Zeiträume und eine große Anzahl Be­ triebszyklen, auch zu halten. Die Betriebsweise der Anlagen entspricht der Akkumulation einer bestimmten Menge Wasser mit anschließendem Ausfließenlassen des Wassers. Der Abgabe­ düse fließt das Wasser also unter einem relativ geringen Druck zu, der für viele Anwendungsfälle (Sprühen) zu gering ist.

Zum selbsttätigen Abschließen von Windkesseln ist es üblich, Schwimmerventile zu verwenden. So ist es aus der DE-PS 7 35 181 bekannt, am tiefsten Punkt eines Wasserbehälters ein Schwimmerventil anzubringen. Das Schwimmerventil dient dabei jedoch dazu, bei stetigem Wasserzufluß zu dem Behälter dafür zu sorgen, daß das Wasser in Abhängigkeit vom Wasserstand im Behälter stoßweise wieder abgegeben wird. Es kann dabei keine Steuerung der Wasserabgabe von außen erfolgen, insbe­ sondere keine Steuerung durch Druckänderungen wie beim Gegenstand der Erfindung. Ein solche Vorrichtung eignet sich deshalb nicht zum Einsatz in Beregnungsanlagen mit einer Anzahl von Wasserabgedüsen, da die Abgabe des Was­ sers aus den einzelnen Düsen nicht korreliert ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Berieselungs­ anlage der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Art so auszugestalten, daß bei zuverlässiger Steuerung durch den Wasserdruck in der Versorgungsleitung im Wasser-Luft-Be­ hälter ein vorgegebener Vordruck über lange Betriebszeiten aufrechterhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Patentan­ spruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Die erfindungsgemäße Berieselungsanlage hat den Vorteil, daß bei niedrigem Wasserdruck in der Versorgungsleitung kein Wasser in diese zurückfließen kann, wodurch die Druck-Steu­ erimpulse immer zuverlässig umgesetzt werden und der Durch­ messer der Versorgungsleitung kleinstmöglich gewählt werden kann.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen 2 bis 4 beschrieben. Die Anordnung nach Anspruch 2 hat dabei den zusätzlichen Vorteil, daß mit dem Wasser durch die Versorgungsleitung eventuell zugeführte Luft nicht in den Wasseer-Luft-Behälter gelangt (und damit den Luft-Vordruck ändert), sondern sich im oberen Teil der Kammer absondert und bei Beginn jedes Berieselungszyklusses durch die Abgabedüse ausgestoßen wird.

Ausführungsbeispiele für die Berieselungsanlage werden an­ hand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Gesamtansicht einer ersten Ausführungsform einer hydropneumatischen Berieselungsanlage, wenn in der Versorgungsleitung ein erhöhter Wasserdruck herrscht;

Fig. 2 einen Längsschnitt durch das Steuerventil der Anlage der Fig. 1, wenn der Druck in der Versorgungsleitung herabgesetzt ist; und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsform der hydropneumatischen Berieselungsanlage.

Die in der Fig. 1 gezeigte hydropneumatische Berieselungsanlage be­ steht aus einem Wasser-Luft-Behälter 1 mit einem an dem tief­ sten Punkt des Behälters 1 vertikal angeordneten Schwimmerventil 2. Der Behälter 1 ist durch eine Verbindungs­ rohrleitung 3 mit dem Raum 4 über einer Membrane 13 eines Steuerventiles 5 verbunden. In dessen Achse ist vertikal eine Wasser-Abgabe­ leitung 6 zu einer Düse 7 montiert. Der Raum 8 unter der Membrane 13 ist durch eine Rohrleitungsabzweigung 9 mit einer Versorgungsleitung 10 verbunden. Das untere Ende der im Raum 4 über der Membrane 13 gelegenen Wasser-Abgabeleitung 6 ist norma­ lerweise durch die Membrane 13 geschlossen. Die Versorgungsleitung 10 befindet sich unter der Verbindungslei­ tung 3. Die die Versorgungsleitung 10 mit einer die Ver­ bindungsleitung 3 damit verbindende Eingangsrohrleitung 11 weist einen vertikalen Abschnitt 14 und einen horizontalen Abschnitt 15 auf, wobei am horizontalen Abschnitt 15 ein Rückschlagventil 12 montiert ist. Die Verbindungsleitung 3 ist geneigt einge­ baut, wobei ihr zum Steuerventil 5 gerichtetes Ende höher liegt als das Ende zum Schwimmerventil 2 des Wasser-Luft-Behälters 1 hin. Der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform der hydropneumatischen Berieselungsanlage ist eigen, daß vertikal zum Boden des Wasser-Luft-Behälters 16 und parallel zur dessen Achse eine Führungskammer 17 für ein Schwimmer­ ventil 18 liegt, wobei eine Bohrung darunter über einen Krümmer 19 in einer in der Achse des Behälters 16 verti­ kal gelegenen und von demselben isolierten Verbindungslei­ tung 20 mündet, die in einer Kammer 21 über dem Behälter 16 endet.

Die Kammer 21 ist an ihrem oberen Ende mit einer Abgabe­ leitung 22 verbunden. In der Kammer selbst ist in deren Achse ein Zylinder 23 feststehend montiert, der an seinem unteren Ende durch eine Eingangsbohrung 24 mit der die Wände der Kammer 21 rechtwinkelig zu deren Achse passierenden Versorgungs­ leitung 25 verbunden ist. Am oberen Ende des Zylinders 23 befindet sich ein Führungskegel 26, in dessen zur Abgabelei­ tung 22 koaxial gelegener Bohrung ein Steuerventil 27 mit einer Ringdichtung 28 schwimmend montiert ist. Am unteren Ende der Achse 29 des Steuerventils 27 ist eine axiale Sackbohrung 30 mit zwei seitlichen Schlitzen 31 vorgesehen, durch die das Steuerventil 27 mit einem an der in der Sackbohrung 30 gelegenen Achse 33 des Kolbens 34 starr befestigten Stift 32 verbunden ist. Der Durchmesser des Kolbens 34 ist größer als der Durch­ messer der Eingangsbohrung 24 im Zylinder 23, wobei in einem bestimmten Abstand darüber in den Wänden des Zylinders 23 Öffnungen 35 ausgeführt sind, die die Versorgungsleitung 25 mit dem Inneren der Kammer 21 verbinden. Der Außendurchmes­ ser des Zylinders 23 ist kleiner als der Innendurchmesser der Kammer 21, der Durchmesser des Steuerventils 27 ist grö­ ßer als der Durchmesser der Abgabeleitung 22 und kleiner als der Durchmesser des Kolbens 34. Der Vertikalhub des Kolbens 34 ist unwesentlich größer als der Vertikalhub des Steuer­ ventils 27 plus dem vertikalen Weg des Stiftes 32 in den seit­ lichen Schlitzen 31 der Achse 29 des Steuerventils 27.

Die hydropneumatische Berieselungsanlage arbeitet wie folgt:

In den rohrförmigen und unter einem kleinen Winkel zur Horizon­ talen montierten Wasser-Luft-Behälter 1 wird komprimierte Luft eingegeben, wobei der Luftdruck an der unteren Grenze für einen normalen Betrieb der Düse 7 stehen muß. Bei einem erhöhten Druck läuft das Wasser aus der Versorgungsleitung 10 durch die Rohrabzweigung 9 in den Raum 8 unter der Membrane 13 ein und durch die Eingangsrohrleitung 11, das Rückschlagventil 12 und die Verbindungsleitung 3 in den Raum 4 über der Membrane 13 und zugleich in den Behäl­ ter 1. Da die auf die Membrane 13 einwirkende Kraft im Raum 8 unter der Membrane größer ist als im Raum 4 über der Membrane, wird durch die Membrane 13 die Wasserabgabeleitung 6 gesperrt und die Wasserversorgung für die Düse 7 unterbrochen. Bei einer Verminderung des Wasserdrucks in der Versorgungsleitung 10 wird durch das Rückschlag­ ventil 12 die Eingangsrohrleitung 11 geschlossen und durch die Membrane 13 die Wasserabgabeleitung 6 geöffnet. Damit be­ ginnt der Berieselungsvorgang mit dem im Behälter 1 akkumu­ lierten Wasser, der, nachdem das Wasserniveau im Behälter 1 bis zum Schwimmerventil 2 abgesunken ist, eingestellt wird.

Die zweite Ausführungsform der hydropneumatischen Berieselungsanlage weist folgende Wirkungsweise auf: In den Be­ hälter 16 wird mittels Stutzen 37 und Hahn 39 eine geringe Wassermenge eingegeben und danach Luft bis zu einem bestimmten, der unteren Druckgrenze für einen normalen Betrieb der mit der Abgabeleitung 22 verbundenen Düse ent­ sprechenden Druck komprimiert. Bei einem erhöhten Druck in der Versorgungsleitung 25 fließt das Wasser aus dieser durch die Eingangsbohrung 24 in den Zylinder 23 ein. Der Kolben 34 wird angehoben, wobei durch den Stift 32 das Steuerventil 27 angehoben und die Abgabeleitung 22 geschlossen wird. Parallel läuft das Wasser durch die Öffnungen 35 in den Wänden des Zylinders 23 in die Kammer 21, die Rohrleitung 20 und den Krümmer 19 ein. Bei einer Druckerhöhung in der Leitung 20 über das Niveau des Drucks der komprimierten Luft wird das Schwimmerventil 18 angehoben, wobei das Wasser durch die Schlitze 40 der Führungskammer 17 in den Behälter 16 einfließt. Dort wird das Wasser akkumuliert, was zu einem weiteren Komprimieren der Luft im oberen Teil des Behälters 16 führt. Nachdem der Druck in dem Behälter 16 mit dem Druck in der Versorgungsleitung 25 ausgeglichen ist, wird der Akkumulierungsvorgang unterbrochen und unter der Einwirkung seines Eigengewichtes sinkt der Kolben 34 nach unten, bis der Stift 32 das untere Ende der seitlichen Schlitze 31 berührt. Bei dieser Bewegung wird durch den Kolben 34 der Zutritt zu den Öffnungen 35 gesperrt. Nach einer Verringerung des Drucks in der Versorgungsleitung 25 führt die Druckdiffe­ renz in den Räumen unter und über dem Kolben des Zylinders 23 zu einem Absinken des Kolbens 34, wodurch der Stift 32 das Steuerventil 27 hebt und die Abgabeleitung 22 öffnet. Das im Behälter 16 akkumulierte Wasser wird durch die sich ausdehnende Luft impulsartig zur Abgabeleitung 22 ausgestoßen. Wenn sich das Wasserniveau dem Boden des Be­ hälters 16 nähert, sinkt das Schwimmerventil 18 in der Führungskammer 17 nach unten, wodurch die Ausgangsbohrung des Behälters 16 geschlossen wird. Damit ist ein Arbeits­ zyklus abgeschlossen. Sollte mit dem Wasser aus der Versorgungsleitung auch Luft eintreten, so wird diese im oberen Teil der Kammer 21 abgeson­ dert und nach der Verringerung des Drucks durch die Düse ausgestoßen, wodurch ein Eindringen von Luft in den Behälter 16 vermieden wird.

Claims (4)

1. Hydropneumatische Berieselungsanlage, mit einem Behälter (1; 16) für Wasser und Luft, einer Wasser-Versorgungsleitung (10; 25), einem Rückschlagventil (12; 34, 35) zwischen dem Behälter (1; 16) und der Versorgungsleitung (10; 25) sowie einem vom Druck in der Versorgungsleitung gesteuerten Steuerventil (5; 27) zwischen dem Behälter (1; 16) und einer Wasser-Abgabeleitung (6; 22), gekennzeichnet durch ein Schwimmerventil (2; 18) am tiefsten Punkt des Behälters (1; 16), wobei eine Verbindungsleitung (3; 20) vom Schwimmerventil (2; 18) zum Steuerventil (5; 27) führt und die Versorgungsleitung (10; 25) über das Rückschlagventil (12; 34, 35) in die Verbindungsleitung (3; 20) mündet.

2. Berieselungsanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Verbindungsleitung (20) über dem Behälter (16) in eine Kammer (21) mündet, in der axial ein ortsfester Zylinder (23) angeordnet ist, der an seinem unteren Ende durch eine Eingangsbohrung (24) mit der die Kammer (21) im rechten Winkel zu deren Achse durchsetzenden Versorgungs­ leitung (25) verbunden ist und an seinem oberen Ende einen Führungskegel (26) mit einer zur Abgabeleitung (22) ko­ axialen Bohrung aufweist, in der das Steuerventil (27) als schwimmendes Ventil mit einer ringförmigen Dichtung (28) angeordnet ist, wobei am unteren Ende des Steuerventils (27) eine axiale Sackbohrung (30) mit zwei seitlichen Schlitzen (31) vorgesehen ist und das Steuerventil dadurch mit einem an einer in der Sackbohrung (30) gelegenen Achse (33) eines Kolbens (34) starr befestigten Stift (32) schwimmend ver­ bunden ist, wobei der Kolben (34) als Rückschlagventil an der Eingangsbohrung (24) wirkt, und wobei zur Verbindung der Versorgungsleitung mit der Kammer (21) in einem axialen Ab­ stand von der Eingangsbohrung (24) in den Wänden des Zylin­ ders (23) Öffnungen (35) ausgeführt sind.

3. Berieselungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Durchmesser des Steuerventils (27) kleiner ist als der Durchmesser des Kolbens (34).

4. Berieselungsanlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der vertikale Hub des Kolbens (34) unwesentlich größer ist als der vertikale Hub des Steuerventils (27) plus dem vertikalen Weg des Stiftes (32) in den seitlichen Schlitzen (31) der Achse (29) des Steuerventils (27).