DE4024405A1 - Anlage zum be- und/oder entwaessern des bodens - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anlage zum Be­ und/oder Entwässern des Bodens mit wenigstens einem im Boden verlegten wasserdurchlässigen Rohr.

Der Einsatz solcher Rohre zum Bewässern von Pflanzen ist bekannt. Ihr Vorteil liegt darin, daß das Wasser direkt den Wurzeln der Pflanzen zugeführt wird. Dadurch wird eine hohe Wassereinsparung erzielt, da Wasserverluste durch Verdunsten und Versickern minimiert werden. Zugleich wird der Unkrautwuchs herabgesetzt, so daß bei kontinuierlicher Bewässerung trotz Wassereinsparung die Erträge beträchtlich gesteigert werden können.

Die bekannten Bewässerungsrohre bestehen im allgemeinen aus einem Schlauch, Wellrohr oder dgl., das mit kleinen Löchern versehen ist, um sie wasserdurchlässig zu machen. In gleicher Weise sind die bekannten Entwässerungsrohre aufgebaut.

Die bekannten Be- und Entwässerungsrohre weisen jedoch den Nachteil auf, daß die Wasseraustrittsfläche, die durch die kleinen Löcher gebildet wird, relativ klein ist. Relativ wenige Kalk- oder andere Sedimentteilchen im Wasser reichen daher aus, um diese Löcher zu verstopfen. Auch wachsen die feinen Haarwurzeln der Pflanzen bevorzugt zu den feuchten Wasseraustrittsstellen, also den Löchern, wodurch diese zusätzlich verstopft werden. Die Bewässerungsleistung der bekannten Rohre nimmt daher bereits nach kurzer Zeit stark ab. Man kann zwar dem Zuwachsen der Löcher durch Filteranlagen oder Erhöhung des Wasserdrucks begegnen. Derartige Filteranlagen und Einrichtungen, wie Pumpen, sind jedoch mit zusätzlichen Investitions- und Betriebskosten verbunden. Vor allem aber kann damit die Abnahme der Bewässerungsleistung nur verlangsamt, aber nicht verhindert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Bodenbe­ und/oder -entwässerungsanlage mit im Boden verlegten Be­ bzw. Entwässerungsrohren bereitzustellen, deren Be- bzw. Entwässerungsleistung auch über einen längeren Zeitraum praktisch nicht abnimmt und die dennoch einen geringen Herstellungs- und Betriebsaufwand erfordert.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß das Be­ bzw. Entwässerungsrohr aus Kunststoffschaumstoff besteht, und zwar aus wasserdurchlässigem Kunststoffschaumstoff. D. h., um einen Wassertransport durch die Rohrwand vom Rohrinneren nach außen und umgekehrt zu ermöglichen, ist der Kunststoffschaumstoff wenigstens teilweise offenzellig ausgebildet und/oder die Zellwände des Schaumstoffs sind so porös, daß sie Wasser durchlassen. Die Wasserdurchlässigkeit des Schaumstoffs kann durch eine entsprechende Zusammensetzung des Schaumgemischs, beispielsweise durch die Menge des Schäummittels, sowie ein entsprechendes Schäumverfahren nach bekannten Methoden eingestellt werden. In dem Be- bzw. Entwässerungsrohr der erfindungsgemäßen Anlage diffundiert das Wasser über die gesamte Oberfläche des Rohres nach außen bzw. innen. D. h., die Wasseraustrittsfläche wird durch die gesamte Oberfläche des Schaumstoffrohres gebildet. Damit besteht bei der erfindungsgemäßen Anlage praktisch keine Verstopfungsgefahr, so daß sie nahezu zeitlich unbegrenzt funktionsfähig ist. Zugleich weisen die Kunststoffschaumstoff-Rohre der erfindungsgemäßen Anlage eine hohe Festigkeit, Flexibilität und Elastizität auf, so daß sie weder beim Verlegen noch im Boden der Gefahr ausgesetzt sind, beschädigt zu werden.

Darüberhinaus wird erfindungsgemäß kein hoher Druck bzw. Unterdruck benötigt, um das Wasser aus bzw. in die Rohre eintreten zu lassen. Der Durchtritt des Wassers durch die Rohrwand erfolgt nämlich in erster Linie durch Diffusion, d. h. er wird durch Kapillarkräfte bewirkt.

Um diese Kapillarwirkung zu verstärken, sind erfindungsgemäß in den Kunststoffschaumstoff bevorzugt Fasern eingeschäumt. Dadurch kommt es nämlich zu einem zusätzlichen Wassertransport an der Grenzfläche zwischen den Fasern und dem Schaumstoff. Als Fasern werden deshalb bevorzugt Fasern mit hydrophiler Oberfläche, insbesondere Glasfasern verwendet. Die Fasern sind relativ kurz ausgebildet, d. h. ihre Länge entspricht vorzugsweise etwa der Dicke der Rohrwand.

Noch besser als Fasern sind Faserstränge geeignet, da in ihnen, ähnlich wie bei einem Docht, eine zusätzliche starke Kapillarwirkung auftritt. Durch die Menge der Kurzfasern bzw. kurzen Faserstränge kann das Wasserdurchtrittsvermögen des Schaumstoffs eingestellt werden.

Die Festigkeit des Rohres ist von dessen Wandstärke abhängig. Vorzugsweise ist jedoch die Rohrwand mit einer eingeschäumten Faserschicht verstärkt, um dem Rohr bei relativ geringer Wandstärke eine hohe Festigkeit zu verleihen.

Die geringe Wandstärke kommt der Flexibilität des Rohres zugute, insbesondere, wenn die Fasern der in die Rohrwand eingebetteten Faserschicht bevorzugt in Umfangsrichtung des Rohres verlaufen. Die Faserschicht kann dazu aus einem Gelege ggfs. mit entsprechender Vorzugsrichtung der Fasern oder aus einem ggfs. mit festeren oder mehr Fasern in Rohrumfangsrichtung versehenem Gewebe bestehen. Die Flexibilität des Rohres spielt nicht nur beim Verlegen in den Boden eine Rolle, sondern ist auch dazu erforderlich, um das Rohr zum Transport auf eine Rolle aufwickeln zu können. Die Fasern der Faserschicht können z. B. Glasfasern sein.

Die Faserschicht, die bevorzugt im Außenoberflächenbereich des Rohres angeordnet ist, verhindert zugleich ein Einwachsen von Wurzeln in das Rohr.

Das Be- bzw. Entwässerungsrohr der erfindungsgemäßen Anlage kann auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, daß das Schäumgemisch in eine Form bzw. in den Ringspalt zwischen einem Kern mit zylindrischer Außenwand und einer davon beabstandeten koaxialen Wandung eingebracht und ausgehärtet gelassen wird. Die Herstellung des Kunststoffschaumstoff-Rohres kann diskontinuierlich oder kontinuierlich erfolgen, wobei im letzteren Fall das Schäumgemisch der Form auf einer Seite zugeführt und im Ringspalt ausgehärtet, jedenfalls zumindest teilweise verfestigt wird, bevor es auf der anderen Seite aus der Form bzw. dem Ringspalt austritt.

Die Kurzfasern können vor dem Einbringen in die Schäumform mit dem Schäumgemisch vermischt sein, während die Faserschicht bei diskontinuierlicher Arbeitsweise vor dem Einbringen des ggfs. mit Kurzfasern vermischten Schäumgemischs in die Schäumform so in die Schäumform gegeben werden, daß die Innenseite der beabstandeten koaxialen Wandung der Form mit der Faserschicht bedeckt ist. Bei kontinuierlicher Arbeitsweise kann die Faserschicht bzw. als ein aus der Faserschicht gebildeter Schlauch zusammen mit dem Schäumgemisch der Schäumform zugeführt werden.

Die Rohre können durch Verbindungshülsen miteinander verbunden werden. Um eine dichte Verbindung zu erhalten, sind die Endabschnitte der Rohre vorzugsweise mit ausgehärtetem Kunstharz imprägniert. Dazu werden die Endabschnitte der Rohre in Kunstharz eingetaucht, welches in den Schaumstoff eindiffundiert und dann aushärtet. Durch beliebiges Zusammenstecken der Rohre mit Verbindungshülsen wird eine einfache Rohrmontage ermöglicht.

Das Rohr bzw. bzw. die zusammengesteckten Rohre können eine Leitung bilden, die mit ihrem einen Ende an einen Wasseranschluß angeschlossen ist, während ihr anderes, im Boden verlegtes Ende vorzugsweise durch ein Gefäß gebildet wird, das ebenfalls aus Kunststoffschaumstoff besteht, jedoch einen gegenüber dem Rohr erweiterten Innenumfang aufweist. Dieses Gefäß dient in erster Linie dazu, Sedimente aufzunehmen. Es ist daher vorzugsweise tiefer in den Boden verlegt als das Rohr. Zugleich wird das Rohr vorzugsweise zum Gefäß hin leicht abfallend verlegt, so daß im Rohr enthaltene Sedimente in das Gefäß rutschen.

Da am Rohrende die Fließgeschwindigkeit nahezu Null ist, dient das Gefäß zugleich als Ausgleichsvolumen.

Um eine gleichmäßige Abgabe des Wassers in das Erdreich zu gewährleisten, aber auch aus Festigkeits- und anderen Gründen, ist das Gefäß vorzugsweise rotationssymmetrisch ausgebildet, also beispielsweise beutel- oder birnenförmig, wobei der Hals des Gefäßes so ausgebildet ist, daß das Rohr direkt angesteckt werden kann.

Das Kunststoffschaumstoff-Gefäß ist wie das Rohr vorzugsweise ein einziger Formkörper, d. h. in einem Arbeitsgang geschäumt. Um eine annähernd gleiche Wasserdurchlässigkeit zu erreichen, besteht der Kunststoffschaumstoff des Gefäßes im wesentlichen aus dem gleichen Material wie das Bewässerungsrohr. Insbesondere können in das Kunststoffschaumstoff-Gefäß ebenfalls Kurzfasern eingeschäumt sein. Von einer in das Gefäß eingeschäumten Faserschicht kann jedoch aus Herstellungsgründen abgesehen werden.

Statt dem geschilderten an einem Ende verschlossenen Rohr kann das Rohr auch eine Ringleitung bilden. D. h., bei Ausbildung des Rohres als Bewässerungsrohr können beide Enden des Rohres zu einem Wasseranschluß führen.

Der Wasseranschluß kann durch eine Wasserleitung oder auch durch einen Wasservorratsbehälter, wie eine Zisterne, gebildet sein. Bei einem hohen Ausgangsdruck in der Wasserleitung ist es vorteilhaft, zwischen der Wasserleitung und der Rohrleitung einen Differenzdruckregler vorzusehen.

Der Differenzdruckregler weist vorzugsweise ein Ventil auf, dessen Ventilkörper einerseits durch den Differenzdruck, d. h. den Wasserdruck, in der Zuleitung, abzüglich Gegendruck in dem Bewässerungsrohr, und andererseits durch eine Feder, deren Federkraft einstellbar ist, in Schließstellung belastet wird. Damit kann für eine entsprechende Bewässerungsfläche die Wassermenge in Abhängigkeit des Drucks im Bewässerungsrohr, also in Abhängigkeit des von der Bewässerungsfläche aufgenommenen Wassers dosiert werden. Das heißt, in den Differenzdruckregler gehen die Kapillarsaugkräfte sowie osmotische Kräfte als Regelgröße ein.

In dem Gehäuse des Differenzdruckreglers, stromabwärts vom Ventilkörper, ist vorzugsweise ein Magnet angeordnet. Durch die Einwirkung eines Magnetfeldes werden, wie aus der Literatur bekannt, nämlich Kalkablagerungen verhindert. Zugleich soll dem Wasser dadurch eine wachstumsfördernde Wirkung verliehen werden. Um zu verhindern, daß Teilchen über den Wasseranschluß in die Rohrleitung gelangen, ist vorzugsweise ein Filter vorgesehen. Besonders bevorzugt ist dabei ein Filter aus einem Kunststoffschaumstoff-Körper, in den Magnetpulverteilchen eingeschäumt sind. Durch geeignete Wahl der Korngröße der Magnetpulverteilchen sowie das verwendete Schäumverfahren können einem solchen Filter zugleich Dosiereigenschaften verliehen werden. Durch die Kombination der beiden Stufen, also Ventil einerseits und Filterkörper andererseits, kann eine dem Pflanzenbedarf optimal angepaßte Wasserdosierung erreicht werden.

Nachstehend ist die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 eine als Ringleitung ausgebildete erfindungsgemäße Anlage in der Draufsicht;

Fig. 2 eine Ansicht der beiden Endabschnitte eines Rohres;

Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Wasserdosiereinrichtung;

Fig. 4 eine Ansicht des Gefäßes zum Verschließen des im Boden verlegten einen Endes der Rohrleitung, wobei aus dem Gefäß ein Teil herausgebrochen ist; und

Fig. 5 und 6 in perspektivischer Wiedergabe jeweils eine Anlage mit zwei mit solchen Gefäßen verschlossenen Rohrleitungen, die an eine Wasserleitung bzw. an einen Wasservorratsbehälter angeschlossen sind.

Die in den nicht dargestellten Boden verlegte Ringleitung 1 (Fig. 1) besteht aus einem Rohr 2 gemäß Fig. 2. Das Rohr 2 besteht aus Kunststoffschaumstoff. An der Außenseite der Rohrwand ist ein Glasfasergewebe 3 eingeschäumt. Ferner weist das Rohr 2 eingeschäumte Kurzfasern 4 auf. Die beiden Endabschnitte 5 und 6 des Rohres 2 sind mit ausgehärtetem Kunstharz imprägniert.

In der Ringleitung 1 ist gemäß Fig. 1 eine Umwälzpumpe 7 vorgesehen.

Wenn gemäß den Pfeilen a und a* der Ringleitung 1 von beiden Enden Wasser zugeführt wird, also beide Enden beispielsweise an eine Wasserleitung angeschlossen sind, dient die Ringleitung zur Bewässerung des in der Zeichnung nicht dargestellten Bodens, in den sie verlegt ist.

Wenn gemäß den Pfeilen b und b* der Leitung 1 nur von einem Ende Wasser zugeführt wird, während an dem anderen Ende Wasser austritt, also nur das eine Ende der Leitung z. B. an eine Wasserleitung angeschlossen ist, kann die Ringleitung 1 gespült werden, um beispielsweise darin abgelagerte Sedimente zu entfernen. Auch kann die Leitung 1 dann zur Bewässerung verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Druck des Rückflusses b* geringer ist als der Eingangsdruck (b). D. h., bei Messung des Eingangsdruckes (b) und des Ausgangsdruckes (b*) konnen Regelparameter errechnet werden.

Wenn gemäß den Pfeilen c und c* aus beiden Enden der Ringleitung 1 Wasser austritt, dient sie zur Entwässerung oder zur Entsalzung bzw. zur Entgiftung von kontaminierten Böden. Die Rohre einer Anlage zur Bodenentwässerung weisen im allgemeinen einen größeren Durchmesser auf als die Bewässerungsrohre.

Um den Ausgangsdruck zu reduzieren und die Wassermenge zu dosieren, ist das Rohr 2 über eine Dosiereinrichtung an die Wasserleitung angeschlossen. Gemäß Fig. 3 besteht die Dosiereinrichtung aus einem zylindrischen Gehäuse 8, das aus zwei mit einem Gewinde 9 zusammenschraubbaren Hälften 10, 11 besteht.

Die Gehäusehälfte 10 weist einen sich zum Gefäß axial erstreckenden Stutzen 12 mit einem Anschlußflansch 13 mit gerändelter Überwurfmutter 14 zum Anschluß an das Gewinde eines Wasserhahns oder dgl. auf. Die Gehäusehälfte 11 weist zwei zum Gehäuse axial verlaufende konzentrische Stutzen 15, 15′ auf, die einen Ringspalt bilden, in den das Rohr 2 mit einem seiner Endabschnitte 5, 6 gesteckt wird.

Zur Dosierung ist ein konischer Ventilkörper 16 vorgesehen, der mit einem Ventilsitz 17 zusammenwirkt, der sich von dem mit dem Stutzen 12 weg zur benachbarten Stirnwand der Gehäusehälfte 10 konisch erweitert.

Der Ventilkörper 16 ist als Dichtungsring ausgebildet und zwischen zwei Scheiben 18 und 19 eingeklemmt. Eine sich axial durch die Scheiben 18 und 19 und den dazwischen angeordneten Dichtungsring 16 erstreckende Schraube 21 ist in einen Bolzen 22 eingeschraubt, der ventilsitzseitig mit einem Ringflansch 23 versehen ist. Der Bolzen 22 ist in der Axialbohrung 24 einer Einstellschraube 25 verschiebbar geführt.

Die Einstellschraube 25 ist mit ihrem Gewinde 26 in eine Mutter 27 eingeschraubt, die an der vom Ventilsitz 17 abgewandten Stirnwand des Gehäuses 8 befestigt ist, und zwar im Bereich der Stutzen 15, 15′ zum Anschluß des Rohres 2. Ein Schlitz 28 an der vom Ventilsitz 17 abgewandten Stirnseite der Einstellschraube 25 ist zur Betätigung der Einstellschraube 25 mit einem Schraubendreher vorgesehen.

Um den dem Ventilsitz 17 zugewandten Abschnitt der Einstellschraube 25, der einen reduzierten Durchmesser aufweist, erstreckt sich eine Druckfeder 29, die sich mit ihrem einen Ende an dem Ringflansch 23 des Bolzens 22 und mit ihrem anderen Ende an der durch die Durchmessereduzierung gebildeten ringförmigen Stufe 30 an der Einstellschraube 25 abstützt.

Um die Einstellschraube 25 erstreckt sich im Gehäuse 8 ein ringförmiger Füllkörper 31 aus Kunststoffschaumstoff, in den Magnetpulverteilchen eingeschäumt sind.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 sind zwei Rohre 2 vorgesehen, die mit ihrem einen Ende an einer solchen Dosiereinrichtung 8 angeschlossen sind, die ihrerseits über einen Wasserverteiler 32 an den Wasserhahn 33 einer Wasserleitung 34 angeschlossen sind. Die Rohre 2 sind ebenfalls in dem nicht dargestellten Boden verlegt. An das im Boden verlegte Ende der Rohre 2 ist jeweils ein birnenförmiges Kunststoffschaumstoff-Gefäß 35 angeschlossen, das in Fig. 4 deutlicher dargestellt ist.

Danach weist das Gefäß 35 einen mit ausgehärtetem Kunstharz imprägnierten Hals 36 auf, der mit dem Rohr 2 verbunden werden kann. Wie der Innenwand 37 zu entnehmen, ist die Wandstärke des Gefäßes 35 mit der des Rohres 2 vergleichbar. Auch sind in das Gefäß 35 Kurzfasern 38 eingeschäumt.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 5 im wesentlichen nur dadurch, daß anstelle eines Wasserleitungsanschlusses mit Dosiervorrichtungen 8 die Rohre 2 über einen Verteiler 39 direkt an einen Wasservorratsbehälter, beispielsweise eine Regentonne 40 angeschlossen sind.

Claims (16)

1. Anlage zum Be- und/oder Entwässern des Bodens mit wenigstens einem im Boden verlegten wasserdurchlässigen Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) aus wasserdurchlässigem Kunststoffschaumstoff besteht.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kunststoffschaumstoff-Rohr (2) eine Faserschicht (3) eingeschäumt ist.

3. Anlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kunststoffschaumstoff-Rohr (2) Fasern, vorzugsweise Faserstränge (4) eingeschäumt sind.

4. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer der Endabschnitte (5, 6) des Rohres (2) mit ausgehärtetem Kunstharz imprägniert ist.

5. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) eine Ringleitung (1) bildet.

6. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (2) an seinem einen in dem Boden verlegten Ende mit einem Kunststoffschaumstoff-Gefäß (35) mit gegenüber dem Rohr (2) erweitertem Innenumfang versehen ist.

7. Anlage nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffschaumstoff-Gefäß (35) rotationssymmetrisch ausgebildet ist.

8. Anlage nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß in das Kunststoffschaumstoff-Gefäß (35) Fasern (38) eingeschäumt sind.

9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffschaumstoff-Gefäß (35) tiefer als das Rohr (2) in den Boden verlegt ist.

10. Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wasseranschluß und der Rohrleitung (2) eine Dosiereinrichtung (8) vorgesehen ist.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (8) durch einen Differenzdruckregler gebildet wird.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler ein Ventil aufweist, dessen Ventilkörper (16) einerseits durch den Wasserdruck im Rohr (2) und andererseits durch eine Feder (29) in Schließstellung belastet ist.

13. Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dosiereinrichtung stromabwärts von dem Differenzdruckregler ein Filter vorgesehen ist.

14. Anlage nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dosiereinrichtung (9) stromabwärts vom Differenzdruckregler ein Magnet vorgesehen ist.

15. Anlage nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (31) aus einem Kunststoffkörper besteht, und der Magnet durch in den Kunststoffkörper eingeschäumte Magnetpulverteilchen gebildet ist.

16. Verfahren zur Herstellung der Rohre der Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in eine Schaumform, die durch einen Kern mit zylindrischer Außenwand und eine davon beabstandete koaxiale zylindrische Wand gebildet wird, in koaxialer Anordnung die Faserschicht und ein Schaumgemisch eingebracht und das Schaumgemisch zu dem Rohr mit eingebetteter Faserschicht ausgehärtet wird.