AT408938B - Einrichtung zum bewässern von flächen, insbesondere von pflanzenkulturen - Google Patents

Description

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   Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Bewässern von Flächen, insbesondere von Pflanzenkulturen, mit mindestens einem beweglichen Balken, an dem mehrere im Öffnungsgrad kontinuierlich verstellbare Ventile zur Wasserausgabe angeordnet sind. 



   Derartige Einrichtungen werden insbesondere zur Bewässerung von Pflanzenkulturen vor allem auf grossflächigen ebenen Flächen eingesetzt, dabei kann sich der bewegliche Balken um einen zentralen Drehpunkt drehen oder linear verfahren. Es gibt auch Mischformen, bei denen der Balken zunächst linear verfährt, dann in einer Drehung umkehrt und anschliessend wieder linear verfährt. Bei all diesen Einrichtungen zum Bewässern von Pflanzenkulturen geht es darum eine wohldosierte Wassermenge auf den Boden auszubringen. Es ist dazu bereits bekannt, Ventile zu verwenden, die in ihrem Durchfluss kontinuierlich verstellbar sind (einstellbare Proportionalventile), im Gegensatz zu nur öffenbaren Ein-Aus-Ventilen. 



   Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung der eingangs genannten Gattung dahingehend zu verbessern, dass die von den einzelnen Ventilen ausgegebene Wassermenge genau dosiert festlegbar ist. 



   Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass zumindest ein Teil der Ventile jeweils eine Einrichtung zur direkten oder indirekten Ermittlung eines Durchfluss-Istwertes und eine elektronische Regeleinrichtung aufweist, die den Öffnungsgrad des Ventiles verstellt bis der DurchflussIstwert einen aus einer zentralen Steuereinrichtung vorgegebenen Durchfluss-Sollwert enspricht. 



   Es wird also den Ventilen nicht bloss ein Stellwert für den Ventilkörper übertragen, weil dies bei schwankenden Druckverhältnissen in der Wasserversorgungsleitung bei den verschiedenen Düsen und der Originaligkeit in der Positionierung des Ventilkörpers zu keiner exakten Durchflusssteuerung führen würde. Vielmehr wird der Durchfluss am Ort des Ventils geregelt in dem ein DurchflussIstwert erfasst wird und der Ventilkörper über eine integrierte elektronische Regeleinrichtung so lange den Öffnungsgrad des Ventiles verstellt bis der von der zentralen Steuereinrichtung vorgegebene Durchfluss-Sollwert tatsächlich erreicht ist.

   Da bei einer bekannten Austrittsdüsengrösse und bei bekanntem Umgebungsdruck der Durchfluss eine direkte Funktion des Druckes nach dem Ventilkörper bzw. vor der Austrittsdüse ist, besteht eine günstige Möglichkeit darin, dass die Regelung des Durchflusses im Ventil indirekt über eine Druckregelung erfolgt, wobei eine Einheit den Durchfluss-Sollwert anhand weiterer Parameter, wie dem Durchmesser einer Austrittsdüse und/oder den äusseren Luftdruck in einen Druck-Sollwert umrechnet und die Regeleinrichtung den Öffnungsgrad des Ventils erstellt bis der vom Drucksensor erfasste Druck-Istwert dem errechneten DruckSollwert entspricht. 



   Ein robustes Ventil, welches keine Dichtprobleme aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, dass es einen elastischen Schlauch aufweist, wobei ein von aussen auf den Schlauch einwirkender Ventilkörper diesen eindrückt und über die so gebildete variable Quetschstelle im Schlauchinneren der Durchfluss verstellbar ist. 



   Weitere Vorteile der Einzelheiten der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung näher erläutert. 



   Die Fig. 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Einrichtung zum Bewässern (Beregnen) von Pflanzenkulturen
Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Ventils samt Regeleinrichtung gemäss der Erfindung. 



   Die Fig. 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines solchen Ventils
Die Fig. 4 zeigt eine Regeleinrichtung für ein Ventil gemäss Fig. 3. 



   Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung zum Bewässern von Pflanzenkulturen weist einen um einen zentralen Pfosten 1 in Richtung des Pfeiles 2 drehbar gelagerten Balken 3 (beispielsweise ein Fachwerkträger) auf. Dieser ist auf Rollen 4 abgestützt, die angetrieben sein können, um die Drehbewegung um den zentralen Pfosten 1 zu erlauben. Die Rollen 4 verfahren dabei auf dem Boden 5. An den Enden eines Wasserleitungssystems sind Ventile 6 vorgesehen, die mit nachgeschalteten Düsen bestückt sind. Diese Ventile 6 sind über ein nicht dargestelltes Leitungssystem, beispielsweise ein spezielles Bussystem, von einer zentralen elektronischen Steuereinheit 7 aus selektiv in ihrem Durchfluss einstellbar. Die Wasserversorgung erfolgt über den zentralen Wasseranschluss 8 und Wasserversorgungsleitungen in üblicher Weise. 



   Die Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Ventils samt Regeleinrichtung. Erfindungsgemäss weist dieses Ventil 6 eine Einrichtung 9 zur direkten Ermittlung eines 

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 Durchfluss-Istwertes für das durchströmende Wasser auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich dabei um ein kleines Flügelrad 9a und einem kleinen Generator 9b. Das Flügelrad dreht sich in Abhängigkeit vom Durchfluss (Volumen pro Zeiteinheit) verschieden schnell und gibt über den Generator auf der Leitung 10 ein Signal ab, das proportional oder zumindest eine Funktion des Durchfluss-Istwertes Qist darstellt. 



   Erfindungsgemäss weist das Ventil 6 noch eine elektronische Regeleinrichtung 11auf, wobei der eigentliche Regler 12 den erfassten Durchfluss-Istwert mit einem Durchfluss-Sollwert vergleicht, der von einer zentralen Steuereinheit 7 über ein Leitungssystem, beispielsweise Bussystem 13) vorgegeben wird. In Abhängigkeit von diesen Eingangsgrössen stellt der Regler dann den Verschiebemotor 14 für den schieberartig ausgebildeten Körper 15 ein und drosselt den lichten Querschnitt des Ventils so lange, bis der Durchfluss-Istwert den vorgegebenen den Durchfluss-Sollwert entspricht. Es handelt sich also dabei um eine inventil integrierte Subregelung, die sicherstellt, dass der von der elektronischen Steuereinrichtung vorgegebene Durchflusssollwert auch tatsächlich eingehalten wird und zwar unabhängig von allen äusseren Störeinflüssen. 



   Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel tritt das Wasser dann über eine Austrittsdüse 16 mit dem Durchmesser d aus. 



   Die Fig. 2 ist als schematische Zeichnung zu verstehen. Die elektronische Regeleinrichtung 11 kann natürlich platzgünstig direkt am bzw. im Gehäuse des Ventils 6 angeordnet sein. Auch der schieberartige Ventilkörper 15 ist nur als schematische Darstellung zu verstehen. Selbstverständlich kann dieser zur Erzielung einer kompakten Bauweise anders ausgebildet sein. Auch sind natürlich andere Ventilkörper als schieberartige Ventilkörper durchaus denkbar und möglich. Es ist günstig, wenn die elektronische Regeleinrichtung und die Schiebersteuerung mit den übrigen Komponenten des Ventils zu einem kompakten austauschbaren Ventil zusammengebaut sind. 



   Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel erfolgt die Durchflussmengenregelung indirekt über eine Druckmessung. Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ventil handelt es sich um sogenanntes Schlauchventil, bei dem im Inneren ein dichter flexibler Schlauch 17 vorgesehen ist. Dieser Schlauch 17 ist zwischen der Eintrittsstelle 18 mit einem Anschlusskörper 19 und dem Austnttsdüsenkörper 20 mit der Austrittsdüse 16 (Durchmesser d) vorgesehen. Durch diesen Schlauch werden alle Dichtprobleme von vorneherein vermieden. Der Ventilkörper 15 drückt an der Stelle 21 von aussen auf den Schlauch und kann diesen, wie strichliert eingezeichnet, nach innen drücken, womit der Durchfluss reduziert wird. Zum Antrieb des Ventilkörpers 15 ist ein vorzugsweise elektrischer Antrieb 22 vorgesehen, der über ein Hebelgestänge 23 auf den Ventilkörper wirkt.

   Zur Unterstützung der Bewegung des Ventilkörpers ist eine Druckausgleichsleitung 24 und eine Membran 25 vorgesehen, sodass der Ventilkörper 15 leichtgängig beweglich ist. Zur erfindungsgemässen Regelung des Ventils ist ein Druchsensor 9' vorgesehen, der an einer Stelle 17a des Schlauches angeordnet ist, welche eine reduzierte Wandstärke aufweist, um eine präzise Druckübertragung des inneren Wasserdruckes auf den Drucksensor 9 zu ermöglichen. Der Drucksensor 9' ist mit der Regeleinrichtung 11 verbunden. Die räumlich wiederum direkt am Gehäuse des Ventiles angebracht ist. Die Schaltung kann dabei so ausgeführt sein, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. 



   Bei der in Fig. 4 dargestellten Regelung erfolgt die Regelung des Durchflusses im Ventil 6 indirekt über eine Druckregelung. Dazu wird der von der zentralen Steuereinheit 7 vorgegebene Durchfluss-Sollwert QSoll zunächst unter Zuhilfenahme äusserer Parameter wie dem Luftdruck po und dem Durchmesser der Austrittsdüse 16 (d) umgerechnet. Dies geschieht in der Recheneinheit 26, welche laufend aus dem Durchfluss-Sollwert QSoll einen Drucksollwert PSoll ermittelt. Die eigentliche Regeleinheit 12 regelt nun über den Motor 22 den hier nicht dargestellten Schieber 15 bis der vom 
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 eine solche Druckregelung kann auf einfache und elegante Weise eine Durchflussregelung erzielt werden. Es muss lediglich der Austrittsdurchmesser der Austrittsdüse bekannt sein.

   Dies ist bei der Erfindung einfach möglich, weil die Austrittsdüse für alle Ventile bzw. für grosse Gruppen von Ventilen konstant und gleich sein kann. 



   Mit der erfindungsgemässen Einrichtung kann ein beliebiges Profil in der Wasserverteilungsmenge über die Länge des Balkens eingestellt werden, das sich auch im Betrieb zeitlich ändern kann. 



   Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei andersartigen Ventilen als den eingesetzten Ventilen eingesetzt werden. Auch braucht die Beregnungsanlage keine Rotations-Beregnungsan- 

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 lage mit einem drehbaren Balken, sondern vielmehr können auch linear verfahrbare oder linearund rotierend verfahrbare Balken vorgesehen sein. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Einrichtung zum Bewässern von Flächen, insbesondere von Pflanzenkulturen, mit mindes- tens einem beweglichen Balken, an dem mehrere im Öffnungsgrad kontinuierlich verstell- bare Ventile zur Wasserausgabe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass zumin- dest ein Teil der Ventile jeweils eine Einrichtung (9,9') zur direkten oder indirekten Ermitt- lung eines Durchfluss-Istwertes (Qist) und eine elektronische Regeleinrichtung aufweist, die den Öffnungsgrad des Ventiles (6) verstellt bis der Durchfluss-Istwert   (Q,st)   einem aus einer zentralen Steuereinrichtung (7) vorgegebenen Durchfluss-Sollwert (Qsoll) entspricht.

Claims (1)

1. 2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bewäs- sern von Flächen, insbesondere von Pflanzenkulturen, und die elektronische Regeleinrich- tung (11) im bzw. direkt am Gehäuse des jeweiligen Ventils (6) angeordnet bzw. befestigt ist.

   3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bewässern von Flächen, insbesondere von Pflanzenkulturen einen dem Ventilkörper (15) des Ventils (6) vor- oder nachgeschalteten Durchflussmesser (9) aufweist.

   4. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Bewässern von Flächen, insbesondere von Pflanzenkulturen, einen Drucksensor (9') auf- weist, der den Wasserdruck - vorzugsweise nach der durch den Ventilkörper (15) gebilde- ten Drosselstelle - erfasst, wobei die Einrichtung zum Bewässern von Flächen, insbesonde- re von Pflanzenkulturen, den Durchfluss vorzugsweise anhand des gemessenen Wasser- drucks (pist) und dem bekannten Durchmesser (d) einer nachgeschalteten Austrittsdüse (16) errechnet.

   5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelung des Durchflus- ses im Ventil indirekt über eine Druckregelung erfolgt, wobei eine Einheit (26) den Durch- fluss-Sollwert (Qsoll) anhand weiterer Parameter, wie dem Durchmesser (d) einer Austritts- düse und/oder den äusseren Luftdruck (p) in einen Druck-Sollwert (PSoll) umrechnet und die Regeleinrichtung (12) den Öffnungsgrad des Ventils (16) erstellt bis der vom Drucksensor (9') erfasste Druck-Istwert (pist) dem errechneten Druck-Sollwert (pSon) entspricht.

   6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Ventile (6) einen elastischen Schlauch (17) aufweist, wobei ein von aussen auf den Schlauch einwirkenden Ventilkörper (15) diesen eindrückt und über die so gebildete variable Quetschstelle im Schlauchinneren der Durchfluss verstellbar ist