DE3432440A1

DE3432440A1 - Anordnung zum aufbereiten von mit co(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts) und h(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)co(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts) angereichtertem giesswasser

Info

Publication number: DE3432440A1
Application number: DE19843432440
Authority: DE
Inventors: Horst 2060 Bad Oldesloe Köhl; Alexander 2401 Groß Sarau Kückens
Original assignee: Technica Entwicklungs GmbH and Co KG
Current assignee: Technica Entwicklungs GmbH and Co KG
Priority date: 1984-09-04
Filing date: 1984-09-04
Publication date: 1986-03-13
Also published as: DE3432440C2

Description

Anordnung zum Aufbereiten von mit C02 und H2C03
angereichertem Gießwasser Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Aufbereiten von mit C02 und H2CO3 angereichertem Gießwasser, bestehend aus einer C02-Druckquelle, einer unter dem üblichen Leitungsdruck stehenden Wasserquelle, einer Einrichtung zum Feinstimprägnieren des Wassers mit C02 und einem Gießwasser-Abgabesystem mit Leitungen und einer oder mehreren Abgabestellen für das imprägnierte Gießwasser, bei der die Imprägnierungseinrichtung in gleichachsiger Reihenanordnung den Wasseranschluß, wenigstens zwt Injektordüsen und den Auslaß für dus iwprä'gnicrt.e Gießwasser aufweist und in den Injektordüsen der Durchfluß jeweils abrupt erweitert ist und an der Erweiterungsstelle mit einer an die C02-Druckquelle anschließbaren C02-Gaskammer in Ansaugverbindung steht, während der Auslaß in einer mit dem Gießwasserabgabesystem in Verbindung stehenden Sammelkammer für das imprägnierte Gießwasser mündet, deren Kopfraum mit der C02-Druckquelle in Verbindung steht.
Eine solche Anordnung ist Gegenstand der älteren Anmeldungen P 33 30 375.4 und P 34 10 621.9 und hat sich in der Praxis in verschiedenen Anwendungsfällen ausgezeichnet bewährt. Mit dieser Anordnung ist es erstmals möglich geworden,Wasser, wie es in normalen Versorgungsleitungen mit normaler Temperatur und normalem Druck zwischen ibar und 6bar zur Verfügung steht, mit hohem Sättigungsgrad und in außerordentlich stabiler Weise mit C02 feinst zu imprägnieren, so daß bei Verwendung des imprägnierten Wassers als Gießwasser in Gewächshäusern oder auf dem freien Feld auch bei längeren Transportleitungen und bei den verschiedenartigsten Ausbringungsarten nur ein geringer Teil des Kohlendioxydgases entweicht, bevor das imprägnierte Wasser vom Boden aufgenommen ist.
Dabei ist es von größter Bedeutung, daß das imprägnierte Wasser in das Gießwasserverteilungssystem möglichst ohne jegliche Blasen gelangt, da schon einzelne Blasen bei Dosiersystemen für die Zugabe von Düngemittel in das Gießwasser und/oder bei der Abgabe des Gießwassers über die Kapillaren von Tröpfchenbewasserungssystemen zu Störungen oder Blockierungen führen können.
Es hat sich gezeigt, daß bei Verwendung der Anordnung für Außenanlagen das Gießwasser mit relativ hoher FlieRgeschwindigkeit und hohen Drücken in das Abgabenetz eingeleitet werden muß. Es besteht nun die Gefahr, daß trotz der sorgfältigen Vermeidung der Entstehung von Blasen bzw. trotz zusätzlicher Maßnahmen zur Abscheidung solcher Blasen in der Sammelkammer, Blasen neu erzeugt oder mitgerissen werden können, die sich dann in der beschriebenen Weise störend in dem Verteilungs- und Versorgungssystem auswirken können, Die praktischen Erfahrungen zeigen, daß solche Blasenbildung vor allem dann auftritt, wenn der jeweilige partielle Druck, der an den Injektordüsen auftritt so groß ist, daß in den einzelnen Fließzonen durch den jeweils vorhandenen Unterdruck zwar eine ausreichende Feinstimprägnierung des Wassers gewährleistet ist, darüberhinaus aber auch Gasanteile in Form größerer Bläschen mitgerissen werden, die bei hohen Geschwindigkeiten in der Sammelkammer nicht mehr voll abgeschieden werden können. Abgesehen von den erwähnten Störungen führen die größeren Gasbläschen auch noch zu einem unnötigen Gas verlust bei der Abgabe des Gießwassers da diese Gasanteile im Wasser nicht physikalisch gebunden sind und daher auch nicht mit dem Wasser in den Erdboden gelangen, vaie dics beabsichtigt ist.
Es ist Aufgabe der Erfindung, die genannte Anordnung so weiterzubilden, daß die aufgezeigten Nachteile vermieden werden und auch bei hohen Drücken und hoher Fließgeschwindigkeit ein praktisch blasenfreies "Zapfen" des Gießwassers am Gießwasserabgabesystem gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
Durch die druckmäßige Trennung des in der Imprägnierungseinrichtung maßgeblichen Gasdruckes einerseits und des im Kopfraum der Sammelkammer herrschenden Gasdruckes, der für die Fließgeschwindigkeit und den Leitungsdruck im Gießwasserabgabesystem maßgeblich ist, erreicht man, daß der jeweilige partielle Druck , der an den Injektordüsen auftritt, nur noch so groß ist, daß zwar eine Feinstimprägnierung im ausreichenden Maß gewährleistet ist, die Entstehung und das Mitreißen größerer Blasen jedoch ausgeschlossen wird. Damit kann der Imprägnierungseinrichtung der optimale partielle Druck unabhängig von der Fließgeschwindigkeit und dem Leitungsdruck eingestellt werden. Damit reicht auch in aller Regel die Verweilzeit des imprägnierten Wassers in der Sammelkammer aus, um etwaige nicht physikalisch gebundene Bläschen in den Kopfraum aufsteigen und so abscheiden zu lassen.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung wird mit den Merkmalen des Anspruchs 3 und der folgenden Ansprüche erreicht.
illit Ç Imprägnierungseinrichtung läßt sich durch die Auswahl der Zahl der hintereinander geschalteten Injektionsdüsen und zusätzlich etwaiger Rückmischungsdüsen, welche das imprägnierte Gießwasser im Bereich des Austritts der Imprägnierungseinrichtung teilweise mit in der Imprägnierungseinrichtung gerade frisch imprägnierter Flüssigkeit rückmischt, ein solcher Sättigungsgrad für das Gießwasser erreichen, wie er im allgemeinen in den Kulturen in Glashäusern oder im Freiland nicht benötigt wird.
Dies ermöglicht es, die benötigte Gießwassermenge in zwei parallele Anteile aufzuspalten und den einen Anteil über eine Bypass-Leitung zul Anschluß der Imprägnierungseinrichtung zu führen, während der andere Anteil ohne Imprägnierung einer Vereinigungsstelle zugeführt wird, an welcher der nicht imprägnierte Teil des Gießwassers mit dem imprägnierten Teil aus dem Auslauf der Sammelkammer wieder vereinigt wird. Dabei bestimmt der Gasdruck im Kopfraum der Sammelkammer, den Förderdruck im Gießwasser-Abgabesystem, während die Fließgeschwindigkeit durch die Summe der an der Vereinigungsstelle zusammentreffenden Anteile an Gießwasser bestimmt wird. Damit ist die Durchflußgeschwindigkeit des Wassers durch die Imprägnierungseinrichtung wesentlich herabgesetzt, so daß in der Imprägnierungseinrich tung noch günstigere Verhältnisse für die partiellen Drücke erzielt werden und noch weniger Gasblasen erzeugt werden.
Hinzu kommt, daß es eines merklichen Strömungsws,gemessen an der Vereinigungsstelle der Teilströme bedarf, bis das nicht i prägrlierte Gießwasser mit dem imprägnierten Gießwasser vollständig gemischt ist. Das bedeutet, daß etwaige in der impragnieten Flüssigkeit enthaltene Blasen ausreichend lange in Kontakt mit dem nicht imprägnierten Wasser gelangen und von diesem absorbiert werden, da der C02-Gehalt des nicht imprägnierten Wassers unterhalb derjenigen Grenze liegt, die dem natürlichen Absorptionsvermögen von beispielsweise etwa 0,88 Liter bzw. 1,7 Gramm C02/Liter liegt.
X der dem Druck im Bypass etwa entspricht.
Diese Weiterbildung Garantiert noch zuverlässiger total blasenfreies, jedoch hoch C02-angereichertes Gießwasser im Leitungsnetz und an allen Ausgabestellen und ist daher ganz besonders für Gartenbau, Forst und Landwirtschaft geeignet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer schematischen Zeichnung näher erläutert Die einzige schematische Figur zeigt die Erfindung in zwei Ausführungsbeispielen.
Die in der Figur gezeigte Aufbereitungsanordnung weist eine Wasserversorgungsleitung 1 auf, die über ein Rückschlagventil 2 mit dem Anschluß 14 einer Imprägnierungseinrichtung 13 verbunden ist. Die Imprägnierungseinrichtung 13 ragt in den oberen Teil eines in aufrechter Richtung langgestreckten Behälters oder eine Samrnelkammer 3. Der Sammelkammer 3 sind Höhenstandssteuerfühler 6,7 zugeordnet, die dafür sorgen, daß der Wasserspiegel der Wasserfüllung 4 in der Sammelkammer 3 zwischen dem durch die Sonde 6,7 bestimmten Bereich verbleibt.
Die Anordnung umfaßt eine Druckquelle 8 für CO2, die hier als normale Druckflasche mit Druckminderungsventil 9 und Anzeigeeinrichtung 10 wiedergegeben ist. Die Druckquelle 8,9 ist über ein Rückschlagventil 11 an den von Wasser freien Kopfraum 5 der Sammelkammer 3 angeschlossen, wie bei 12 angedeutet ist.
Die Imprägnierungseinrichtung 13 umfaßt ein System von mehreren hintereinander geschalteten Injektionsdüsen, die gleichachsig mit dem Wassereinlaß 14 und dem Auslaß der Einrichtung für das imprägnierte Wasser angeordnet sind. Die Injektionsdüsen werden durch jeweils schrittweise und sich abrupt erweiternde Strömungsquerschnitte bestimmt. An den Querschnittserweiterungen wird die Strömungsgeschwindigkeit des über den Anschluß 14 zugeführten Wassers abrupt verringert und momentan ein Unterdruck erzeugt, der als Saugdruck ausgenützt wird. Bis zur nächsten Injektordüse gleicht sich der Druck aus und es erfolgt die Mischung von Gas und Wasser. Die hintereinanderliegenden Düsen sind in zwei Düsensätze 15 und 16 unterteilt. Die Düsen des Düsensatzes 15 sind über Ansaugbohrungen mit einer ringförmigen C02-Gaskammer 19 verbunden, die gegenüber dem Kopfraum 5 der Sammelkammer 8 völlig getrennt ist und die über einen Druckminderer, z.B. ein Ventil oder einen Schieber 21, gesondert an die gemeinsame Quelle 8,9 für C02 angeschlossen ist. In den hintereinanderliegenden Injektordüsen des Düsensatzes 15 erfolgt eine intensive Feinstimprägnierung des Wassers mit C02.
Diese kann durch einen zentral eingesetzten Strömungskörper 22 noch verbessert werden.
Die nachgeschalteten Düsen des Düsensatzes 16 dienen der Verbesserung der physikalischen Bindung des C02-Gases an das Wasser. Dieser Düsensatz 16 ist von einer Rückmischungskamrner umgeben, in die das imprägnierte Wasser nahe dem Auslaß der Imprägnierungseinrichtung einströmt, und aus der das imprä.gnierte Wasser durch die Ansaugöffnungen der davor liegenden Rückmischungsdüsen angesaugt und mit dem frisch imprägnierten Wasser innig vermischt wird.
Der Auslaß der Imprägnierungseinrichtung ist mit der Wasserfüllung 4 in der Sammelkammer 3 an einer Stelle im Abstand vom Kopfraum 5 und in Abstand vom Auslaß 24 der Sammelkammer 3 verbunden. Etwaige, in der Flüssigkeit noch vorhandene Blasen können nach Austritt aus de Auslaßrohr 17, wie bei 18 angedeutet, in den Kopfraum aufsteigen.
Wie schon erwähnt, bestimmt der Gasdruck im Kopfraum 5 rnit denFörderdruck in einem nachgeschalteten Gießwasserabgabesystem 27,28, welches bei größerer Ausdehnung eine oder mehrere Förderpumpen 29 umfassen kann. Mit diesem Abgabesystem ist der Auslaß 24 der Sammelkammer 3 über den Anschluß 26 verbunden. Zwischen 24 und 26 liegt eine Leerlaufschutzanordnung 25. Durch die vollständige Trennung des Kopfraumes 5 von der CO-Gaskammer 19 knnn über den Druckminderer 21 in der CO2-Gaskammer er 19 eilt zwei I'II(i'> Lt:ij('',C)I(ttI Ii ei' ii' iI.tI 1-st«Llt werden . Dadurch erhält; man in der Imprägnierungseinrichtung Druckverhältnisse, insbesondere Partialdrücke, die unabhängig vom Förderdruck im Verteilersystem so niedrig sein können, daß die Entstehung von physikalisch an das Wasser gebundenen Blasen weitgehend ausgeschaltet wird. Die Einströmgeschwindigkeit des Wassers in die Versorgungsleitung 1 kann über eine einstellbare Drosseleinrichtung 32 eingestellt werden. Im übrigen kann die Versorgungsleitung 1 über das Absperrventii 31 direkt an eine übliche Wasserversorgungsleitung 30 angeschlossen sein.
Eine Weiterbildung dieser Anordnung ist ebenfalls in der Figur dargestellt, In diesem Fall ist die Versorgungsleitung 1 von der Wasserleitung 30 an der STelle 33 abgetrennt und bei 41 mit einer Bypass-Leitung 35 über ein Absperrventil 40 verbunden.
Die Bypass-Leitung 35 ist mit einem Wassermengenzähler 39 und einem einstellbaren Druckminderer 38 versehen und schließt bei 37 an eine übliche Wasserversorgungsleitung 36 an, die Wasser mit der üblichen Temperatur und dem üblichen Leitungsdruck zuspeist. Die insgesamt zugeführte Wassermenge wird in dem Mengenzähler 42 registriert. Hinter der Abzweigungsstelle 37 weist die Versorgungsleitung 36 einen einstellbaren Druckminderer 43 auf und ist über ein Rückschlagventil 44 mit dem zuvor beschriebenen Gießwasser-Abgabesystem 27,28,29 verbunden und zwar an einer Stelle vor der Einmündung der Verbindung 24-26 zu der Sammelkammer 3. Durch Einstellung des Druckminderers 38,43 kann die gesamte Wassermenge in zwei parallele weige aufgeteilt werden von denen nur ein Teil über die Bypass-Leitung 35 dem Anschluß 14 der Imprägnierungseinrichtung 13 zugeleitet wird.
Dieser Wasseranteil wird entsprechend feinst imprägniert und sammelt sich nach Abscheidung der Bläschen im unteren Teil der Sammelkammer 3. Der andere Anteil der Wasserrnenge gelangt ohne Imprägnierung zu der Wiedervereinigungsstelle 26, wo sich die beiden Teilmengen wieder vereinigen. Diese Wiedervereinigung benötigt bis zur vollständigen Durchmischung der beiden Anteile eine bestimmte Wegstrecke. Das bedeutet, daß aus der Sammelkammer 4 zur Vereinigungsstelle 26 etwaig mitgerissene Blasen auf unimprägniertes Wasser treffen, dessen C02-Gehalt wesentlich kleiner als das natürliche Absorptionsvermögen des Wassers für C02 ist. Etwaige Gasbläschen können also von dem nicht imprägnierten Wasseranteil ohne weiteres absorbiert werden, bevor auch dieser Wasseranteil einen höheren C02-u'ehalt angeliommen hat. Auf diese Weise läßt sich eit] blasenfreies Zapfen aus dem Gießwasserabgabesystem an allen Entnahmestellen gewährleisten, wobei trotz Mischung von imprägnierten Artteilen des Cießwassers an den Zapfstellen ein immer noch hoch imprägniertes Gießwasser zur Verfügung steht.
Hinter der Vereinigungsstelle kann dem Gießwasserabgabesystern eine oder mehr als eine Einrichtung zur Zumischung von Düngemitteln oder dgl. zugeordnet sein.
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Claims

Ansprüche 1. Anordnung zum Aufbereiten von mit C02 und H2C03 angereichertem Gießwasser, bestehend aus einer C02-Druckquelle, einer unter dem üblichen Leitungsdruck stehenden Wasserquelle, einer Einrichtung zum Feinstimprägnieren des Wassers mit C02 und einem Gießwasser- Abgabesystem mit Leitungen und einer oder mehreren Abgabestellen für das imprägnierte Gießwasser, bei der die Imprägnierungseinrichtung in gleichachsiger Reihenanordnung den Wasseranschluß, wenigstens zwei Injektordüsen und den Auslaß für das imprägnierte Gießwasser aufweist, und in den Injektordüsen der Durchflußquerschnitt jeweils abrupt erweitert ist und an der Erweiterungsstelle mit einer an die C02-Druckquelle anschließbaren C02-Gaskammer in Ansaugverbindung steht, während der Auslaß in einer mit dem Gießwasserabgabesystem in Verbindung stehenden Sammelkammer für das imprägnierte Gießwasser mündet, deren Kopfraum mit der C02-Druckquelle in Verbindung steht, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Kopfraum (5) der Sammelkammer (3) und die C02-Gaskammer (19) von einander getrennt und mit unterschiedlichem C02-Druck beaufschlagbar sind, und daß der C02-Druck im Kopfraum (5) den Förderdruck im Gießwasser-Abgabesystem (27,28) entsprechend und der CO2-Druck in der CO2-Gaskammer (19)irund--der Eintrittsdruck am Wasseranschluß (14) der Imprägnierungseinrichtung (13) gegenüber diesem Förderdruck wesentlich herabgesetzt einstellbar sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen den Anschlüssen der CO2 Gaskammer (19) und des Kopfraumes (5) der Sammelkammer (3) an die gemeinsame C02-Druckgasquelle (8,9) und vor dem Wasseranschluß (14) der Imprägnierungseinrichtung (13) jeweils ein einstellbarer Druckminderer (21 bzw. 32 bzw.

38) oder Mengenregler oder Schieber angeordnet sind.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Wasseranschluß (14) der Imprägnierungseinrichtung (13) über eine Bypass-Leitung (35) an eine unter dem normalen Leitungsdruck stehende Wasserversorgungsleitung (36) angeschlossen ist, die mit dem Gießwasserabgabesystem (28,29) verbunden ist, und daß ein vom Kopfraum (5) abliegender Bereich (24) der Sammelkammer (4) mit der Wasserversorgungsleitung stromabwärts von der Abzweigung (37) der Bypassleitung (35) in Verbindung steht.
4. Anordnung nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n 1 e i c h -n e t , daß zwischen der C02-Druckgasquelle (8,9) und der C02-Gaskammer (19) stromabwärts von dem Anschluß (12) des Kopfraumes (5) an die CO2-Druckgasquelle, in der Bypass-Leitung (35) sowie in der Wasserversorgungsleitung (36) zwischen der Abzweigung (37) der Bypass-Leitung und der Verbindung (26) der Wasserversorgungsleitung (36) mit der Sammelkammer (3) jeweils ein einstellbarer Druckminderer (21,38,43) oder Mengenregler oder Schieber vorgesehen ist.
5. Anordnung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Bypass-Leitung (35) und der Wasserversorgungsleitung (36) stromaufwärts von der Abzweigung (37) der Bypass-Leitung (35) jeweils ein Mengenzähler (39 bzw. 42) zur Steuerung des durch die Imprägnierungseinrichtung (13) geführten Wasseranteils zugeordnet sind.