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Vorrichtung zur selbstätigen Abgabe vorbestimmter
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Flüssigkeitsmengen in einstellbaren Zeitintervallen Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur selbsttätigen Abgabe vorbestimmter
Flüssigkeitsmengen in einstellbaren Zeitintervallen aus einem nachfüllbaren Flüssigkeitsbehälter.
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Im besonderen ist die Vorrichtung nach der Erfindung für automatische
Bewässerungsanlagen, also zur Abgabe von Wasser mit oder ohne Zusätzen, wie Dünger,
Insektenvertilgungsmitteln, Spurenelementen, aber auch von Reinigungsmitteln, Schäummitteln
usw. gedacht.
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Es besteht Bedarf an Anlagen, die intermettierend in genau einstellbaren
Zeitabständen Wasser oder auch eine andere Flüssigkeit abgeben. Im besonderen steht
dieser Bedarf zur Bewässerung von Gartenanlagen, Balkonbepflanzungen, Topfpflanzen,
Treibhäusern, Feldern, Randbepflanzungen, Straßeninselbepflanzungen usw.-Aber auch
zur regelmäßigen Wasserversorgung, beispielsweise auf-Weideflächen usw. werden Anlagen
benötigt, die eine vorbestimmte Flüssigkeitsmenge zu genau definierten Zeiten automatisch
zur Verfügung stellen.
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Weiter werden derartige Anlagen aber auch zum Spülen, beispielsweise
zum Reinigen von Ställen, öffentlichen Toiletten usw. benötigt, wobei der für den
Spülvorgang notwendige Flüssigkeitsdruck durch entsprechenden Höhenunterschieden
zwischen einem Behälter und dem Bespülungsbereich erzeugt wird.
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Bekannte Anlagen für die genannten Zwecke benötigen entweder eine
Bedienung,
die die Bewässerungsanlage zu den gewünschten Zeitpunkten an die Wasserversorgung
anschließt, also beispielsweise Ventile öffnet, oder aber es sind komplizierte elektrische
Steuerungen notwendig, die insbesondere auch für Bewässerungen des eigenen Gartens
zu aufwendig und zu teuer sind, abgesehen davon, daß häufig an zu bewässernden Orten
gar kein elektrischer Strom zur Verfügung steht.
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Umgekehrt besteht aber gerade in privaten Gartenanlagen in Urlaubszeiten,
beruflicher Abwesenheit usw. ein besonderer Bedarf an einer Vorrichtung der vorgenannten
Art.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung anzugeben, die
vollautomatisch! jedoch losgelöst von jeglicher elektrischen Steuerung arbeitet,
die einfach aufgebaut ist, und die hinsichtlich der Menge der jeweils abzugebenden
Flüssigkeit aber auch hinsichtlich der Zeiteinstellung, also den Intervallen zwischen
zwei Abgaben von Flüssigkeit eine große Variationsbreite zuläßt.
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Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruches
1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
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Bei der Vorrichtung nach der Erfindung wird also ein nachfüllbarer
Flüssigkeitsbehälter aufgestellt, in welchem ein über einen Schwimmer gesteuertes
Ventil vorgesehen ist, das die Flüssigkeitsabgabe aus dem Flüssigkeitsbehälter bei
Erreichen eines vorgegebenen Flussigkeitsspiegels einleitet. Dabei wird gem. dem
weiteren Merkmal des Erfindungsgedankens eine Zuführleitung zum Nachfüllen von Flussigkeit
so vorgesehen und ausgebildet, daß der Flüssigkeitsdurchsatz, also die Anlieferung
von Flüssigkeit in den Behälter pro Zeiteinheit einstellbar ist.
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Dadurch ergibt sich dann, daß je nach der Einstellung des Durchsatzes
von Flüssigkeiten in der Zuführleitung die Betätigung das über einen Schwimmer gesteuerte
Ventil, von dem dann und nur dann die Auslaßöffnung freigibt, wenn der an sich vorgesehene
Flüssigkeitsspiegel erreicht wird. Mit anderen Worten werden bei schnellem Nachfüllen
die Abgabeintervalle kürzer, während bei langsamen Nachfüllen größere Zeitintervalle
gegeben sind.
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Wenn im Rahmen der Erfindung von einem Flüssigkeitsbehälter gesprochen
wird, so ist hierunter jedes Behältnis aus beliebigem Material zu verstehen, daß
geeignet ist, die fur die Verteilung'bestimmte Flüssigkeit aufzunehmen und insbesondere
auch über die gewünschte Zeit zu halten. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung
wird dabei der Flüssigkeitsbehälter vorzugsweise als allseits geschlossener Kessel
mit einer an der Oberseite angebrachten Zufthrklappe ausgebildet, wobei an der Oberseite
mindestens eine Luftaustrittsöffnung vorzusehen ist, die in vorteilhafter Weise
gleich in die Zuführklappe mit eingebaut sein kann.
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Die Vorrichtung nach der Erfindung, die ja ohne jegliche Fremdsteuerung
die jeweilige Entleerung des Flüssigkeitsbehälters zulassen soll, ist mit einer
neuartigen Austrittssteuerung fur die Flüssigkeit versehen. Dabei ist, um den Behälter
jeweils vollständig entleeren zu können, die Flüssigkeitsaustrittsleitung durch
den Boden des Flüssigkeitsbehälters nach unten geführt und im Inneren des Behälters
durch ein Rohr verlängert, das in Form eines nach unten offenen "U"-s geführt ist.
Eine Entleerung des Behälters wird dann dadurch eingeleitet, daß im mittleren Bereich
des Abstiegrohres eine Einflußöffnung aufgemacht wird, so daß Flüssigkeit aus dem
Behälter nach unten strömt und dabei eine Sogwirkung erzeugt, die nach Schließen
der vorgenannten Öffnung eine Saugwirkung (Pumpwirkung) erzeugt, die über das freie
Ende des Innenrohres, das nahe bis an den Boden des Behälters geführt ist, weitere
Flüssigkeit ansaugt, wobei der Pumpprozeß nach Art eines Saughebers fortgesetzt
wird, bis der gesamte Behälter entleert ist. Diese Art der Entleerung hat darüberhinaus
den Vorteil, daß der Flüssigkeitsdruck in der an die Austrittsleitung angeschlossenen
Verteilerleitung nicht mehr von der Höhe des in dem Flüssigkeitsbehälter befindlichen
Pegels abhängig ist, sondern über den gesamten Entleerungsvorgang gleich bleibt.
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Weitere Einzelheiten werden anhand eines Ausführungsbeispieles in
Verbindung mit der bildlichen Wiedergabe dieses Ausführungsbeispieles in der anliegenden
Zeichnung erläutert.
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In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 einen Aufriß einer
Vorrichtung nach der Erfindung in ihrem prinzipiellen Aufbau, Fig. 2 Aufbau und
Anlenkung des die Ventil steuerung auslösenden Schwimmers in einer Seitenansicht,
Fig. 3 denselben Aufbau in einer Draufsicht, Fign. 4 bis 8 Führung und Rastung des
den Schwimmer tragenden Hebels, Fig. 9 den Aufbau des vom Schwimmer gesteuerten
Ventils in Explosionsdarstellung und Fig. 10 ebenfalls in Explosionsdarstellung
die Rohreinführung im Anschluß an das Ventil In Fig. 1 ist mit 1 ein Flüssigkeitsbehälter
in Form eines im wesentlichen kubischen Zylinders dargestellt, wie er für die Zwecke
der intermettierenden Versorgung mit Flüssigkeit, insbesondere Wasser aufgebaut
sein kann.
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Das Material des Kessels kann, je nach Größe, Art der verwendeten
Flüssigkeit, Zusätzen usw. aus verschiedenstem Material, also Metallen oder Kunststoff
gefertigt sein.
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Der Behälter 1 ist bis auf einen durch einen aufklappbaren Deckel
11 verschließbaren Zugang vollständig geschlossen. Im Deckel 11 ist eine Entlüftung
12 vorgesehen, die das Nachfüllen mit Wasser ohne Entstehen eines Überdruckes ermöglicht.
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Dem Behalter 1 wird die zu verteilende Flüssigkeit über eine Zuführleitung
2 zugeführt, die im oberen Bereich im Kessel an im einzelnen nicht gezeigten Einführöffnungen
14 endet.
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Die Zuführleitung 2 ist zur Druckreduzierung und zur Anpassung der
jeweils pro Zeiteinheit erfindungsgemäß zuzuführenden Flüssigkeitsmenge an mehreren
Stellen mit Zusatzarmaturen, nämlich den beiden Mannometern 18 und 21 sowie der
Durchsatzsteuerungseinrichtung 19
unterteilt, wobei das Mannometer
18 am stromab befindlichen Leitungsteil 17 angebracht ist, während das in Bezug
auf die Durchsatzregeleinheit 19 davorliegende Mannometer 21 im Rohrabschnitt 20
angebracht ist. Mit Hilfe der Ventile 16 und 22 kann zusätzlich der Flüssigkeitsdurchsatz
geregelt bzw. ganz abgesperrt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung soll jeweils der Flüssigkeitsinhalt
des Behälters 1 dann abgegeben werden,und zwar vollständig, wenn der Behälter 1
gefüllt wurde. Hierzu ist ein Flussigkeitsabgabeeinleitungsventil 3 vorgesehen,
das über eine Ventilstange 4 abhängig von der Bewegung des schwimmers 5 geöffnet
wird. Hierzu ist der Schwimmer 5 an einem im wesentlichen einarmigen Schwenkhebel
23, der im Drehpunkt 6 geschwenkt wird, gelagert. Die Ventilstange 4 greift ebenfalls
an diesen Hebel, und zwar am mit 36 bezeichneten Bereich an.
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Beim Öffnen des Ventils wird - wie an späterer Stelle noch im einzelnen
erläutert wird - in dem im Inneren des Behälters l-befindlichen Rohrleitungssystems,
das aus den beiden Fallrohrabschnitten 26 und 27 sowie dem Steigrohr 28 besteht,
ein Flussigkeitsansaugen initiiert und die Flüssigkeit über das Austrittsrohr 9
in ein Rohrverteilersystem 10 abgegeben.
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Zur optischen Beobachtung des jeweiligen Füllgrades des Behälters
1 ist in an sich bei Kesselanlagen bekannter Weise ein Schaurohr 13 vorgesehen,
und zwar über die gesamte Länge. Zwischen den beiden Fallrohrabschnitten 26 und
27 mündet ein Einleitungsrohr 25, in das beim Öffnen des Ventils 3 Flüssigkeit eindringen
kann.
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In der Fig. 1 ist dann anschaulich noch gezeigt, daß der Hebel 23,
an welchem der Schwimmer 5, im übrigen längsverschieblich durch eine Rändelschraube
24 gehalten ist, zwischen zwei Laschen 33, die wie später im einzelnen noch erläutert
wird, an der Gehäusewandung so gehalten sind, daß sie waagrecht in das Gehause hineinragen,
angelenkt. Dabei ist eine Rastung 31 vorgesehen, die beim Entleeren des Behälters,
also nachdem das Ventil 3 einmal betätigt war, ein zu weites Absinken des Schwimmers
5 und damit eine übermäßige Belastung des Ventils 3 bzw. der Ventilstange 4 verhindert.
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Aufbau der Rastung werden an späterer Stelle anhand der Fign. 4 bis
8 im einzelnen erläutert.
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Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt: Es sei angenommen,
daß der Behälter entleert war. Nunmehr strömt Flüssigkeit über die Zuleitung 2,
die einen beliebigen Druck haben kann, von einer beliebigen Flüssigkeitsquelle (Wasserreservoir,
Pumpanlage, Flüssigkeitsspezialbehälter usw.) in den Behälter 1.
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Dabei ist in der Flüssigkeitsbemessungseinrichtung der Durchsatz der
Flüssigkeit und die Druckreduzierung so eingestellt, daß sich der Behälter 1 nach
einer genau vorgegebenen Zeit füllt.
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Sobald der Flüssigkeitspegel den Bereich des Schwimmers 5 erreicht,
das ist etwa nach 95 % der vorgesehen Füllzeit, wird dieser mit dem weiteren Steigen
des Pegels angehoben und das Ventil 3 wird geöffnet. Nun strömt mit mittlerem Druck
über den Rohranschlußstutzen 8 und 25 Flüssigkeit in den unteren Bereich des Fallrohres
26, was eine Saugwirkung zur Folge hat, die bewirkt, daß über das Steigrohr 28 und
den Abschnitt des Fallrohres 27 Flüssigkeit aus dem unteren Bereich des Behälters
1 angesaugt wird. Dabei ist der Durchmesser des Anschlußstutzens-und die während
der Öffnung des Ventils 3 einströmende Flüssigkeit so dimensioniert, daß das gesamte
Steigrohr 28 sich bis zur Krümmung des Leitungssystems, die sich oberhalb des höchsten
Flüssigkeitsstandes befindet, erfolgt.
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Dadurch sinkt der Flüssigkeitsspiegel und der Schwimmer 5 geht entsprechend
nach unten und das Ventil 3 schließt sich wieder. Nunmehr ist aber über das Steigrohr
28 soviel Flüssigkeit in das Rohrleitungssystem 7 eingesaugt, daß die Strömung von
der Öffnung 64 des Steigrohres 28 beginnend über das Leitungssystem 27, 26 und in
die endgültige Austrittsleitung 9 zur beliebigen Verteilung im Verteilersystem 10
nach Art eines Saughebers fortgesetzt wird.
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Dabei wird, im Gegensatz zu allen anderen Berieselungs- oder Wasserverteilungsanlagen
während des gesamten Ausströmens ein absolut gleichmäßiger Druck aufrechterhalten,
der nicht mehr von der Höhe des im Behälter befindlichen Flüssigkeitsspiegels abhängig
ist.
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Die Fign. 2 und 3 zeigen schematisch in einer Seitenansicht (Fig.
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2) -und etwas detaillierter mit Konstruktionseinzelteilen eine Draufsicht
auf Ausbildung und Halterung des den Schwimmer 5 tragenden Schwenkhebels 23.
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Wie aus diesen Fign. zu ersehen ist, ist am freien Ende des Schwenkhebels
23 der Schwimmer 5 befestigt, wobei sein Abstand vom Drehpunkt 6 verändert werden
kann, indem die Rändelschraube 24 gelöst und der Schwimmer entsprechend auf dem
Schwenkhebel 23 verschoben wird.
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Bei 48 sind 3 Bohrungen vorgesehen, in denen je nach der gewünschten
Einstellung die Ventilstange 4, wie im einzelnen in der Explosionsdarstellung nach
Fig. 9 gezeigt, angelenkt werden kann.
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Die Lagerung des Schwenkhebels 23 erfolgt dabei zwischen zwei Laschen
33 die unter Zwischenführung einer Feder miteinander verspannt werden, und zwar
einmal an dem Halteteil 59, das mit Hilfe von Schrauben 62 an der Gehäusewandung
des Behälters 1 angeschraubt wird, wobei die Halterung über eine Spannschraube 60
unter Einführung eines Distanzstückes 57 erfolgt. Der Schwenkhebel 23 selbst ist
an einer am vorderen Ende eingeführten Spannschraube 52, zwischen Distanzringen
50 schwenkbar gelagert, wobei der Schwenkhebel-23 sich über den Lagerpunkt hinaus
bis zu einer Rastverstärkung 31 verlängert.
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Diese Rastverstärkung 31 greift, wie anschaulich anhand der Fign.
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4 bis 8 gezeigt, beim Absenken des Schwimmers 5 zwischen die Haltelaschen
33 ein und wird dort in Nuten 34 bis zu Rastausnehmungen 42 geführt. Dort sorgt
der Federdruck dafür, daß jegliche weitere Bewegung - in Fig. 4 nach oben - unterbunden
ist, wobei auch ein weiteres Absinken des Schwimmers 5 verhindert wird. Zu diesem
Zeitpunkt ist auch das Ventil 3 (Fig. 1) wieder vollständig geschlossen.
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Die Fig. 9 zeigt in einer Explosionsdarstellung, wie das Ventil 3
im Endergebnis aufgebaut sein kann. Das Ventil 3, das über die Ventilstange 4 betätigt
wird, greift in den Einfüllstutzen 44 für die seitliche Einführungsleitung 25 ein
bzw. gibt diese frei, wodurch, wie schon erläutert, Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter
mit
entsprechendem Druck und der im einzelnen beschriebenen Saugwirkung
einströmen kann.
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Aufbau der Einführleitung 25 ist im einzelnen in Fig. 10 dargestellt.
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Schon die vorstehenden Ausführungen zeigen dem Fachmann, daß Zeitintervall
der Flüssigkeitsverteilung durch Größe der Behälter, Flüssigkeitszuführung, Verschiebung
des Angriffspunktes des Schwimmers usw.
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verändert werden kann. Es sei dabei ergänzend darauf hingewiesen,
daß selbstverständlich für große Einstellbereiche auch mehrere Behälter ahschließbar
nebeneinander angeordnet sein können, die über kommunizierende Röhren miteinander
verbunden sind, wobei durch Zu-und Abschalten verschiedener Behälter unterschiedlicher
Größe beliebig Kombinationen in derCFüllgeschwindigkeit erreicht werden können.
Auch die Verwendung mehrerer aufeinander abgestimmter Zuflußleitungen ist im Rahmen
der Erfindung ohne weiteres denkbar.
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Die-selben Überlegungen gelten, was der auf dem Gebiet tätige Fachmann
sofort erkennt, auch für die Anordnung der Austrittsleitung.
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Dabei ist es ohne weiteres möglich, auch analog aufgebaute Austrittsleitungssysteme
parallel anzuordnen und diesen einen gemeinsamen oder auch verschiedene auf verschiedenem
Niveau gehaltene Schwimmer zuzuordnen, wobei durch außen anzubringende Ventile usw.
einzelne Austrittssysteme ausgewählt werden können, wodurch sich wiederum unterschiedliche
Füllmengen und damit unterschiedliche Zeitintervalle bei im übrigen auch noch unterschiedlichen
abgegebenen Flüssigkeitsmengen ergeben.
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In jedem Fall ergibt sich, wenn nur der Flüssigkeitsbehälter höher
als die zu versorgende Verteilungsanlage angebracht wird, der enorme Vorteil des
vollautomatischen Arbeitens ohne irgendwelche Fremdmittel wie elektrischer Strom,
hydrauliche Einrichtungen usw. In jedem Fall wird beim Einleiten der Flüssigkeitsabgabe
eine Art selbständige Pumpe in Bewegung gesetzt, die die abzugebene Flüssigkeit
am Boden des Behälters wegnimmt und damit einen gleichmäßigen Ausgangsdruck garantiert.
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- L e e r s e i t e -