DE202009012916U1 - Kapillares Renaturierungssystem - Google Patents

Abstract

Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche einen Innendurchmesser haben, der geringer als eine Tropfendicke ist.

Description

• Die Besonderheit des „Kapillaren Renaturierungssystem” besteht darin, dass die Aussaat und Keimung von Pflanzen mit der Verlegung des Bewässerungssystems kombiniert wird. Die Zielausrichtung dabei liegt nicht hauptsächlich in der Landwirtschaft, sondern in der Renaturierung von ariden Gebieten mit Hilfe von ortsansässigen witterungsstabilen Pflanzen, da mit den unterirdisch verlegten Versorgungsleitungen ein umpflügen des Bodens nicht mehr möglich ist. Das System ist jedoch auch speziell für die Bewässerung von Weideflächen geeignet, wobei dabei die Verlegung in geeigneter Tiefe oder mit Hilfe einer besonders Reißfest ausgelegten Variante erfolgen muss.
• Zur Kombination der Schläuche mit der Aussaat der Pflanzen werden die Tropfpunkte um eine Watteschicht und ein paar Samenkörner sowie einer sich später auflösenden Schutzschicht erweitert. Eine weitere Besonderheit der kapillaren Renaturierungssysteme sind die besonders dünnen Schläuche mit einem Durchmesser unterhalb einer Tropfendicke. Durch den Kapillareffekt ist somit ein Wassertransport bei minimalem Wasserdruck auch trotz gewisser Höhendifferenzen möglich. Weiterhin sind die Tropfpunkte stark vereinfacht worden. Hier verfügt der nun sehr dünne Schlauch lediglich über Schadstellen unterhalb der Größe einer Stecknadelspitze. Dafür ist die Gesamtmenge der Tropfpunkte wesentlich größer als bei klassischen Microbewässerungssystemen. Bei unserem System liegen die Punkte nur mehrere Millimeter anstatt Zentimeter von einander entfernt. Der gesamte Schlauch wird außen, als erste Schicht, mit einer Textile oder Papier Ummantelt und somit gegenüber äußeren Einflüssen wie UV-Licht und Spannungsbelastungen geschützt.
• Weiterhin sorgt diese Ummantellung für eine gleichmäßige Befeuchtung der Außenseite des Schlauches und somit einer gleichmäßigen Verteilung des Wassers, was mit so einfach gehaltenen Tropfpunkten sonst nicht möglich wäre.
• Das ist auch ein weiterer Unterschied gegenüber den Microbewässerungssystemen. Der Schlauch tropft nicht mehr, sondern wird einfach nur an der Außenseite feucht.
• Eine höhere Reißfestigkeit kann durch eine oder mehrere reißfeste Kunststoffasern bei der Ummantellung erreicht werden, die zwar selbst keinen Feuchtigkeitstransport durchführen, diesen aber auch nicht grundsätzlich im restlichen Material verhindern, da der Schlauch ja nur grob und nicht vollständig abdeckend mit diesen Fasern umwickelt ist.
• Aufgrund der geringen Größe des Tropfpunktes und der relativ dicken Schutzschicht am Tropfpunkt ist auch ein hineinwachsen der Wurzeln und somit ein Verstopfen der Leitung ausgeschlossen.
• Der kapillare Schlauch wiederum ist mit einer Watteschicht umgeben, die wiederum in regelmäßigen Abständen Samenkörner der auszubringenden Pflanzen enthält. Die Watteschicht wird mit Hilfe von einer sich später zersetzenden dünnen Ummantellung z. B. aus Papier am Schlauch fixiert. Die kapillaren Schläuche haben eine Länge zwischen 10 und 200 m und verfügen am Ende über einen Abschluss sowie ein blindes Ende ohne Samenkörner zur Fixierung der Schlauchenden. Die Schläuche werden in Gruppen zu 20–200 Stück mit einem 2–3 m langen Versorgungsschlauch ausgeliefert, wobei jeweils die Hälfte nach rechts und links vom Versorgungsschlauch absteht. Optional kann eine solche Versorgungseinheit auch um ein grobes Fließ bei der Verlegung erweitert werden, welches eine weitere Bodenerosion verhindert. Die einzelnen Versorgungsschläuche werden jeweils einzeln direkt an einer zentralen Versorgungsleitung befestigt. Die Versorgungsschläuche verfügen zudem über eine Aquastop Technik, mit deren Hilfe eine komplette Versorgungsgruppe vollständig abgesperrt wird, sobald mehr als zwei bis drei der kapillaren Schläuche beschädigt sind und die Wasseraustrittsmengen für diese Versorgungseinheit einen Schwellwert überschreiten. Die kapillaren Schläuche sind aufgrund Ihres Querschnitts so ausgelegt, dass auch bei der Beschädigung eines Schlauches keine allzu großen Wasserverluste durch diese Leitung auftreten. Da die Versorgungsgruppen einzeln an die stabilen Hauptleitungen angeschlossen sind, werden die anderen Versorgungsgruppen durch das Abschalten einer Versorgungsgruppe nicht in Ihrer Funktion beeinträchtigt.
• Erstbefüllung
• Aufgrund der Aquastop Technik gegen beschädigte Leitungen kommt der Erstbefüllung des Systems eine besondere Bedeutung zu. Die Luft in den Schläuchen kann wesentlich schneller durch die Tropfpunkte entweichen als das Wasser. Dadurch ist die Flussgeschwindigkeit des Wassers am Aquastop bei der ersten Befüllung wesentlich höher, was zu einer Abschaltung dieser Versorgungsgruppe führen würde. Die Erstbefüllung erfolgt daher vor Ort über ein Ventil mit einer passend eingestellten Durchflussmenge, welche unterhalb der summierten Durchflussmengen der Hälfte der Versorgungsgruppen im System liegt. Die Erstbefüllung kann daher viele Stunden in Anspruch nehmen.
• Regelbetrieb
• Auch der Regelbetrieb erfolgt über dieses Ventil und somit über die zentrale Druchflussmengenbegrenzung. Die abzugebende Wassermenge wird weiter reduziert, indem durch eine elektronische Steuerung die Bewässerung nur Stundenweise erfolgt und z. B. in die Nacht oder Morgenstunden verlegt wird. Falls die äußeren Enden der Schläuche nicht genügend Wasser abbekommen, muss diese Regelung jedoch umgangen und die Wassermenge erhöht werden.
• Einsatzgebiete
• – Renaturierung von ariden Gebieten
• – Funktionsschläuche zum Anbau von z. B. Schutzhecken bei Ackerflächen.
• Diese Funktionsschläuche verfügen über eine dünne zentrale Versorgungsleitung und mehrere davon abgehende direkte Anschlüsse für kapillare Schläuche. Jeder einzelne kapillare Renaturierungsschlauch verfügt dabei über einen eigenen Aquastop geschützten Anschluss. Jede Heckenreihe wird mit Hilfe mehrerer kapillarer Schläuche versorgt.
• – Bewässerung von Weideflächen in trockenen Gebieten. Dazu müssen die Schläuche jedoch besonders Tief verlegt und besonders Reißfest mit Hilfe einer stärkeren Ummantellung ausgeprägt sein.
• – Bewässerung und Aufzucht im Weinanbau oder bei anderen Nutzpflanzen, die über mehrere Jahre im Boden verbleiben.
• – Akazienanbau in ariden Gebieten Akazien sind die Überlebenskünstler in der Wüste. Ihre Wurzeln reichen mehr als 25 m tief bis zum Grundwasser. Zum Anbau neuer Akazienbäume wird mit Hilfe einer Bohrung und der senkrechten Verlegung von mehreren Kapillaren Schläuchen der Akazienanbau begünstigt, indem die Akazienwurzeln auf dem Weg zum Grundwasser beim Wachsen bereits Feuchtigkeit finden. Bei einer reinen oberirdischen regelmäßigen Bewässerung würden sich die nach unten führenden Wurzeln nicht ausreichend tief ausprägen und die Akazie wäre auf eine dauerhafte Bewässerung angewiesen.
• – Bei Obstplantagen werden kürzere Schläuche eingesetzt, die Schneckenförmig das Wurzelwerk mit Feuchtigkeit versorgen und nur am Ende im Zentrum die Samenkörner zur Aussaat tragen. Hier bietet sich auch eine nachträgliche Verlegung bei bestehenden Plantagen an.
• Aktueller Stand der Technik
• Es werden weltweit bereits viele verschiedene Microbewässerungssysteme verwendet. Unseres Kenntnisstandes wurden diese Systeme noch nicht mit der Aussaat von Pflanzen kombiniert. Weiterhin verfügen diese Systeme über spezielle Tropfpunkte welche ein wellenartiges Profil aufweisen um Druckdifferenzen zu kombinieren und eine gleichmäßige Wassermenge an jedem Tropfpunkt zu garantieren. Weiterhin gibt es verschiedene Begrünungssysteme wie z. B. Begrünungsmatten etc.
• Anbieter von Microbewässerungssystemen
• http://www.netafim.de/ Die Firma Netafim ist der Weltmarktführer bei Bewässerungssystemen und hat über 5 verschiedene Microbewässerungssysteme im Angebot.
• http://www.schwab-gmbh.com/ Die Firma Schwab Gmbh hat ein eigenes Microbewässerungssystem im Angebot und ist auf dem deutschen Markt aktiv
• http://www.gee-group.net/ Die Firma German extreme environment hat verschiedene Begrünungsverfahren im Angebot, welche jedoch ohne zusätzliche Bewässerung arbeiten.
• http://www.waterman-online.de/ Die Firma Waterman hat zu Ihrem Microbewässerungssystem den dip stick als besonderes Produkt, welcher die Wassermenge am Tropfpunkt mit eins Stoffstreifens feuchtigkeitsabhängig steuert. Trocknet der Stoffstreifen zu sehr aus, zieht dieser Stoffstreifen das Ventil am Tropfpunkt auf.
• Legende für Zeichnungen

  Nr	Beschreibung
  1	Kapillarer Renaturierungsschlauch
  2	Zentraler Wassertank
  3	Zentrale Versorgungsleitung am Ende Wasserdicht abgeschlossen
  4	Versorgungsschlauch einer Versorgungsgruppe. Am Ende wasserdicht abgeschlossen
  5	Anschlussstelle des Versorgungsschlauchs an die Zentralen Versorgungsleitungen
  6	Wasserdichter Abschluss einer Versorgungsleitung einer Versorgungsgruppe
  7	Kapillarer Renaturierungsschlauch, mit Tropfpunkten, Textilumwicklung, Watte, Samen und Papierumwicklung
  8	Totes Ende. Wasserdichter Abschluss der Leitung. Hat keine Samenkörner und dient zur Fixierung der Schlauchenden in der Erde.
  9	Gruppen Versorgungsleitung
  10	Aquastop für Gruppen Versorgungsleitung
  11	Anschlussstelle für Gruppen Versorgungsleitung an die zentrale Versorgungsleitung

Claims (21)

1. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche einen Innendurchmesser haben, der geringer als eine Tropfendicke ist.
2. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche optional einen höheren Innendurchmesser haben können.
3. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche optional im Inneren mit einem „Seil” aus Faserstoff gefüllt sein können.
4. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche mehrere Löcher aufweisen, die im Abstand von mehreren Millimetern auseinander liegen.
5. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Löcher in den kapillaren Schläuchen kleiner sind als ein Loch das mit Hilfe einer Stecknadel in einen solchen Schlauch gestochen werden würde.
6. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche mit Hilfe einer Textilschicht oder Papierschicht außen ummantelt werden.
7. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Außenummantellung optional um eine Kunststofffaser ergänzt werden kann, die jedoch den Außenmantel nicht vollständig abdeckt.
8. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche nach diesem ersten Außenmantel weiterhin noch von einer Watteschicht umschlossen werden, in denen mehrere anzupflanzende Samenkörner eingebettet sind.
9. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche als letzte Außenschicht eine sich später auflösende Schutzschicht aus Papier oder wasserlöslichen Kunststoff besitzen.
10. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die kapillaren Schläuche optional in Gruppen zu 20–200 Stück in gleichmäßigen Abstand mit einer 2–3 m langen Versorgungsgruppe verbunden sind.
11. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsgruppen aus einer zentralen Rohrleitung besteht, welche an einem Ende wasserdicht abgeschlossen ist.
12. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsgruppen über einen Anschluss zur Verbindung mit der zentralen Versorgungsleitung verfügen, welche vor Ort leicht mit einander verbunden werden können.
13. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsgruppen an der Wasseranschlussstelle über einen Aquastop verfügen, welcher beim Überschreiten einer definierten Durchflussmenge die gesamte Versorgungsgruppe wasserdicht abschließt.
14. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass zur Erstbefüllung ein Ventil bzw. Wassermengenbegrenzer die Wassermengen auf eine festgelegte Durchflussmenge begrenzt. Diese Menge liegt unterhalb der Hälfte der summierten Durchflussmengen aller Aquastops in den Versorgungsgruppen.
15. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass über eine elektronische Steuerung das System nur für einen festgelegten Zeitraum in der Nacht bewässert wird. Diese Bewässerungszeiten sind auf die Bedürfnisse der jeweiligen Pflanzen abzustimmen.
16. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung über ein Akku gestütztes und solarbetriebenes Kompaktmodul erfolgt.
17. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuermodul über eine Selbstzerstörung verfügt, die bei Diebstahlversuchen sämtliche Komponenten des Moduls unbrauchbar macht.
18. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass optional das System durch einen erhöht stehenden Wassertank versorgt wird.
19. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass als Sonderbauform für Funktionsschläuche jeder einzelne Kapillare Schlauch einen eigenen für den Kunden selbst montierbaren Wasseranschluss und einen eigenen Aquastop aufweist.
20. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass die Sonderbauform für Weideflächen besonders reißfest gestaltet ist.
21. Das KRS ist dadurch gekennzeichnet, dass optional die kapillaren Bewässerungsschläuche auch ohne Samen angeboten werden.

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