Claims (1)
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein selbsttätig wirkendes Ventil für Flüssigkeiten. Die Erfindung will ein solches Ventil schaffen, das sich insbesondere zur automatischen Befeuchtung und Bewässerung von Pflanzen eignet und wobei sich der Öffnungs- und Schliesszyklus nach der Erdfeuchtigkeit richten soll. Es sind auch andere Anwendungen möglich, bei denen sich der Zyklus mehr nach der Luftfeuchtigkeit richtet. Die Erfindung basiert nämlich auf der Erkenntnis, dass es hydrophile Körper gibt, die, wenn sie Feuchtigkeit aufgenommen haben, schwellen und die, wenn sie austrocknen, schrumpfen.
The present invention relates to an automatic valve for liquids. The invention aims to create such a valve which is particularly suitable for the automatic humidification and watering of plants and wherein the opening and closing cycle should be based on the moisture in the soil. Other applications are also possible in which the cycle depends more on the humidity. The invention is based on the knowledge that there are hydrophilic bodies which swell when they have absorbed moisture and which shrink when they dry out.
Das erfindungsgemässe selbsttätig wirkende Ventil zeichnet sich dadurch aus, dass es ein Betätigungselement aus hydrophilem Material aufweist, das so angebracht ist, dass sein ausgetrockneter, geschrumpfter Zustand der Offenstellung und sein feuchter, geschwollener Zustand der Schliessstellung des Ventils entspricht, und dass dieses Betätigungselement so angebracht ist, dass es durch die aus dem Ventil austretenden Flüssigkeit direkt oder indirekt benetzt wird.
The automatically acting valve according to the invention is characterized in that it has an actuating element made of hydrophilic material, which is attached in such a way that its dried out, shrunken state corresponds to the open position and its moist, swollen state corresponds to the closed position of the valve, and that this actuating element is so attached is that it is wetted directly or indirectly by the liquid emerging from the valve.
Ein besonders einfacher Aufbau des Ventils lässt sich erzielen, wenn das Betätigungselement und der Schliessteil des Ventils einstückig ausgebildet sind.
A particularly simple construction of the valve can be achieved if the actuating element and the closing part of the valve are formed in one piece.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt:
Fig. 1 zeigt eine Pflanzen-Befeuchtungsanlage;
Fig. 2 das dabei verwendete Ventil in grösserem Massstab, im Schnitt;
Fig. 3 einen Tropfbefeuchter im Schnitt und
Fig. 3a das Betätigungselement dieses Befeuchters in Ansicht von unten, gemäss Pfeil III in grösserem Massstab.
Two exemplary embodiments of the subject matter of the invention are shown in the drawing:
Fig. 1 shows a plant humidification system;
2 shows the valve used here on a larger scale, in section;
3 shows a drip humidifier in section and
3a shows the actuating element of this humidifier in a view from below, according to arrow III on a larger scale.
Figur 1 zeigt eine Befeuchtungsanlage für eine Topfpflanze. Sie umfasst einen Wasser-Vorratsbehälter 1, der mittels eines dünnen Plastikschlauches 2 mit dem in der Erde E eingesteckten Ventil 3 verbunden ist.
Figure 1 shows a humidifier for a potted plant. It comprises a water storage container 1, which is connected to the valve 3 inserted in the earth E by means of a thin plastic tube 2.
Der Topf, in dem die Pflanze P wächst ist zur Hälfte im Schnitt dargestellt und mit 4 bezeichnet. W sind die Wurzeln der Pflanze.
Half of the pot in which the plant P grows is shown in section and denoted by 4. W are the roots of the plant.
In Fig. 2 ist das selbsttätig wirkende Ventil 3 im Schnitt dargestellt. Es umfasst ein Gehäuse 5 aus Kunststoff, der möglichst wasserabstossend sein soll und kein oder möglichst wenig Wasser aufnehmen kann. Das Gehäuse ist aus zwei Teilen 5a, 5b zusammengesetzt (verleimt). Der obere Teil 5a enthält einen Ventilsitz 6, an den sich eine Zufuhrkammer 7 anschliesst. In diese Kammer mündet das untere Ende des Schlauches 2. Er ist durch eine Gummischeibe 8 hindurchgesteckt und so abgedichtet eingeführt. In der oberen Hälfte des Teiles 5b sind Wasser-Austrittsöffnungen 9 angebracht. Die untere Hälfte des Teiles 5b ist unten offen und ist ebenfalls mit einer Anzahl von Öffnungen 10 versehen. Er enthält einen dünnwandigen hydrophilen Körper 11, der unten im Gehäuseteil 5b gehalten ist.
In Fig. 2, the automatically acting valve 3 is shown in section. It comprises a housing 5 made of plastic, which should be as water-repellent as possible and can absorb no or as little water as possible. The housing is composed (glued) of two parts 5a, 5b. The upper part 5a contains a valve seat 6 to which a supply chamber 7 is connected. The lower end of the hose 2 opens into this chamber. It is pushed through a rubber washer 8 and inserted in a sealed manner. In the upper half of the part 5b, water outlet openings 9 are provided. The lower half of the part 5b is open at the bottom and is also provided with a number of openings 10. It contains a thin-walled hydrophilic body 11 which is held at the bottom in the housing part 5b.
Sein oberer Teil 12 ist als Ventil Schliessorgan ausgebildet. Körper 11 ist aus hydrophilem Kunststoff (beispielsweise Polyamid) hergestellt.
Its upper part 12 is designed as a valve closing element. Body 11 is made of hydrophilic plastic (for example polyamide).
Die in Fig. 1 dargestellte Befeuchtungsanlage tritt in Funktion, wenn die die Pflanze umgebende obere Erdschicht anfängt auszutrocknen. Dann schrumpft nämlich der hydrophile Körper 11, dessen oberer Teil 12 gibt den Ventilsitz 6 frei und es fliesst Wasser aus dem Vorratsbehälter 1 nach.
The humidification system shown in Fig. 1 comes into operation when the upper layer of soil surrounding the plant begins to dry out. Then the hydrophilic body 11 shrinks, the upper part 12 of which releases the valve seat 6 and water flows in from the storage container 1.
Das Wasser gelangt in den oberen Teil des Gehäuses 5b und fliesst durch die Bohrungen 9 in die Erde E. Auf diese Weise bekommt die Pflanze Wasser. Nach einer gewissen Zeit hat auch der hydrophile Körper 11 soviel Feuchtigkeit aufgenommen, dass er das Ventil wieder schliessen kann.
The water reaches the upper part of the housing 5b and flows through the bores 9 into the earth E. In this way the plant receives water. After a certain time, the hydrophilic body 11 has also absorbed so much moisture that it can close the valve again.
Statt nur ein Ventil 3 können mittels mehreren Schläuchen 2 aus demselben Behälter 1 mehrere Ventile gespeist und auch mehrere Pflanzen befeuchtet werden. Es ist auch möglich, das Ventil tiefer in die Erde einzusetzen. Dann allerdings dauert es länger, bis das Ventil wieder öffnet, weil dann zuerst die darüber liegende Erdschicht austrocknen muss. Für gewisse Pflanzen ist dies aber erwünscht.
Instead of just one valve 3, several valves can be fed from the same container 1 by means of several hoses 2 and several plants can also be moistened. It is also possible to insert the valve deeper into the earth. Then, however, it takes longer until the valve opens again, because then the layer of soil above has to dry out first. However, this is desirable for certain plants.
Fig. 3 zeigt einen Tropfbefeuchter, bei dem das selbsttätig wirkende Ventil 20 fest mit einem Vorratsbehälter 21 verbunden ist. Der hydrophile Körper 22 ist in einem Ventilgehäuse 23 untergebracht, das durch einen Zulauf 24 mit dem Vorratsbehälter kommunizert, wenn das Ventil geöffnet ist.
3 shows a drip humidifier in which the automatically acting valve 20 is firmly connected to a storage container 21. The hydrophilic body 22 is accommodated in a valve housing 23 which communicates with the reservoir through an inlet 24 when the valve is open.
Demzufolge kann das Niveau im Gehäuse 23 niemals über das Nieveau im Vorratsbehälter ansteigen. Das Ventilgehäuse 23 ist oben mit Belüftungsöffnungen 25 versehen und der hydrophile Körper 22 ist oben in einer Stellschraube 26 gehalten.
As a result, the level in the housing 23 can never rise above the level in the storage container. The valve housing 23 is provided with ventilation openings 25 at the top and the hydrophilic body 22 is held in an adjusting screw 26 at the top.
Der Hauptunterschied gegenüber der Vorrichtung nach Fig. 1 und 2 besteht darin, dass die Flüssigkeit den hydrophilen Körper direkt benetzt sowie das Ventil sich geöffnet hat.
The main difference compared to the device according to FIGS. 1 and 2 is that the liquid wets the hydrophilic body directly and the valve has opened.
Er wird daher relativ rasch Wasser absorbieren, wozu auch sein sternförmiges Querschnittsprofil, das seine Oberfläche vergrössert (Fig. 3a) beiträgt. Sowie sich das Ventil geöffnet hat, tropft auch Flüssigkeit aus der Öffnung 27.
It will therefore absorb water relatively quickly, including its star-shaped cross-sectional profile, which increases its surface area (FIG. 3a). As soon as the valve has opened, liquid also drips from the opening 27.
Hat sich das Ventil geschlossen, so entleert sich das Ventilgehäuse 23 langsam und tropfenweise und beginnt der hydrophile Körper auszutrocknen. Je trockener die Luft ist, um so rascher trocknet und schrumpft der Körper 22 und öffnet das Ventil wieder.
When the valve has closed, the valve housing 23 empties slowly and drop by drop and the hydrophilic body begins to dry out. The drier the air, the faster the body 22 dries and shrinks and opens the valve again.
Für eine rasche Feuchtigkeitsaufnahme sowie für ein rascheres Austrocknen ist es von Vorteil, wenn der hydrophile Körper im Vergleich zu seinem Volumen eine möglichst grosse Oberfläche hat. Beim Körper 11 nach Fig. 2 ist dies dadurch erreicht, dass er hohl ist und Längsschlitze 11' aufweist.
For rapid moisture absorption and for more rapid drying out, it is advantageous if the hydrophilic body has as large a surface area as possible compared to its volume. In the case of the body 11 according to FIG. 2, this is achieved in that it is hollow and has longitudinal slots 11 '.
Körper 22 nach Fig. 3a ist dazu von aussen verrippt. Trotzdem verlaufen diese Vorgänge recht langsam: Die Feuchtigkeitsaufnahme und das Austrocknen erfolgen nach Exponentialkurven. Ein 30 mm langer Stab aus Polyamid dehnt sich nach 12 Stunden in Wasser um 0,3 mm und erreicht nach etwa 40 Stunden eine maximale Längenzunahme von 0,6 mm.
To this end, body 22 according to FIG. 3a is ribbed from the outside. Nevertheless, these processes proceed quite slowly: the absorption of moisture and drying out take place according to exponential curves. A 30 mm long polyamide rod expands by 0.3 mm after 12 hours in water and reaches a maximum increase in length of 0.6 mm after about 40 hours.
Das Ventil öffnet bei richtiger Einstellung aber bereits bei einer Schrumpfung von nur 0,06 mm, die z. B. nach einer Stunde erreicht ist. Danach fliesst z. B. während einer Stunde tropfenweise Wasser aus, bis sich das Ventil wieder schliesst.
However, if the setting is correct, the valve opens at a shrinkage of only 0.06 mm. B. is reached after an hour. Then z. B. water drop by drop for an hour until the valve closes again.
Der Zyklus dauert also jeweils 1t/2 Stunden. Während der Öffnungsdauer tritt das Wasser nur tropfenweise aus, so dass die Pflanze weder zuviel noch zuwenig Wasser bekommt. Es ist zudem eine automatische Regulierung vorhanden: Gelangt in der Öffnungsphase zuviel Wasser in die Erde, dauert es um so länger, bis das Ventil wieder öffnet.
The cycle therefore lasts 1t / 2 hours. During the opening period, the water only comes out in drops, so that the plant receives neither too much nor too little water. There is also an automatic regulation: If too much water gets into the ground during the opening phase, it will take longer until the valve opens again.
PATENTANSPRUCH
PATENT CLAIM
Selbsttätig wirkendes Ventil für Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Betätigungselement (11, 22) aus hydrophilem Material aufweist, das so angebracht ist, dass sein ausgetrockneter, geschrumpfter Zustand der Offenstellung und sein feuchter, geschwollener Zustand der Schliessstellung des Ventils entspricht, und dass dieses Betätigungselement so angebracht ist, dass es durch die aus dem Ventil austretende Flüssigkeit direkt oder indirekt benetzt wird.
Self-acting valve for liquids, characterized in that it has an actuating element (11, 22) made of hydrophilic material which is attached so that its dried out, shrunk state corresponds to the open position and its moist, swollen state corresponds to the closed position of the valve, and that this actuator is attached so that it is wetted directly or indirectly by the liquid emerging from the valve.
UNTERANSPRÜCHE
1. Ventil nach Patentanspruch, zur Bewässerung von Pflanzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil ein Gehäuse (5) aufweist, das dazu bestimmt ist, in die die Pflanze umgebende Erde gesteckt zu werden.
SUBCLAIMS
1. Valve according to claim for watering plants, characterized in that the valve has a housing (5) which is intended to be inserted into the soil surrounding the plant.
2. Ventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement (22) in einem belüfteten Gehäu
2. Valve according to claim, characterized in that the actuating element (22) in a ventilated housing
se (23) untergebracht ist, das mit einem Auslauf (27) und einem Zulauf (24) für die Flüssigkeit versehen ist, und der Zulauf (24) für die Flüssigkeit von einem durch das Betätigungselement (22) betätigten Schliessteil schliessbar ist.
se (23) is accommodated, which is provided with an outlet (27) and an inlet (24) for the liquid, and the inlet (24) for the liquid can be closed by a closing part actuated by the actuating element (22).
3. Ventil nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Betätigungselement und der Schliessteil des Ventils einstückig ausgebildet sind.
3. Valve according to claim, characterized in that the actuating element and the closing part of the valve are formed in one piece.