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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung in einem
Trinkbrunnen oder Tränkebecken
für Vieh
mit einem Ventilkopf mit Anschluss an eine Wasserleitung und einem öffnungsfähigen bzw.
beweglichen Absperrventil, wobei der Ventilkopf eine Auslassöffnung besitzt,
die im Innern in einen Diffusor abgeführt wird, der für seine
Funktionsweise außerdem
mit dem Absperrventil verbunden ist, wobei der Diffusor an seinem
Ende in Richtung des Ventilkopfes einen Einlass für die Ansaugung
von Luft im Wasser besitzt
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BISHERIGER STAND DER TECHNIK
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Es
gibt derzeit auf dem Markt einige wenige bekannte Variationen von
Trinkbrunnen oder Tränkebecken
für Vieh.
Allen diesen Trinkbrunnen ist gemeinsam, dass in oder an einem Wassernapf
irgendeine Art von Betätigungsvorrichtung
von den Tieren ausgelöst
wird. Diese Betätigungsvorrichtung kann
beispielsweise die Form einer Zunge haben, die sich unten in dem
Wassernapf befindet, oder die Form eines Zylinders haben, der außerdem als
Diffusor wirkt. Der Trinkbrunnen oder das Tränkebecken ist mit einer Wasserleitung
verbunden, die sowohl vertikal als auch horizontal verlaufen kann,
und der Trinkbrunnen wird möglicherweise
mit Hilfe eines abgewinkelten Verbindungselementes nach unten in den
Wassernapf geführt.
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Unabhängig davon,
wie der Trinkbrunnen aussieht, und wie seine Verbindungselemente
abgewinkelt sind, fließt
eine Flüssigkeitsmenge
in der Größenordnung
von 20 Litern pro Minute hindurch, was im wesentlichen der durchschnittlichen
Trinkleistung einer Kuh entspricht. Eine solche Durchflussmenge ergibt
einen kräftigen
Wasserstrahl und um zu verhindern, dass der Strahl gegen das Innere
des Wassernapfes spritzt und alles in seiner Umgebung nass macht,
wird ein weniger starker Wasserstrahl erzeugt, indem Luft in dem
Trinkbrunnen freigesetzt und mit dem Wasser vermischt wird. So wird
verhindert, dass Viehfutter und Heu, das sich in unmittelbarer Nähe befinden,
nass werden, und das körperliche Wohlbefinden
der Tiere wird erhöht.
Der Lufteinlass an dem Trinkbrunnen, der einen im wesentichen zylindrischen
Bedienteil/Diffusor besitzt, befindet sich an dem oberen Rand des
Zylinders.
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Es
gibt natürlich
auch noch andere Arten von Ventilen, bei denen der Wasserdruck niedrig
ist, und überhaupt
kein Lufteinlass benötigt
wird. Ein Beispiel für
ein solches Ventil wird in dem Dokument US-A-4 561 633 gezeigt.
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Die
obige Anordnung funktioniert in der Theorie gut, doch sie hat sich
im praktischen Einsatz als problematisch erwiesen. Probleme treten
dann auf, wenn das Vieh mit Silofutter oder Silage oder einem anderen
Futter mit vergleichbarer Konsistenz und Adhäsionsvermögen gefüttert wird. Die Silage bleibt am
Maul der Kuh kleben und wenn sie trinkt, gerät diese Silage in den Brunnen
und bleibt in dem Lufteinlass hängen.
Es wird weniger Luft beigemischt oder schließlich gar keine Luft mehr beigemischt
und der Wasserdurchfluss wird eventuell auch gänzlich gestoppt. Im schlimmsten
Fall kommt es in dem Trinkbrunnen auch noch zu erhöhtem Bakterienwachstum
und daraus resultierender Geschmacksverschlechterung. Wenn sich
der Wassergeschmack verschlechtert, führt dies möglicherweise dazu, dass die
Kuh ihren Wasserkonsum einschränkt,
so dass auch die Milchproduktion sinkt. Um nun diesem Problem im
Zusammenhang mit verstopften Trinkbrunnen zu begegnen, musste bisher
eine manuelle Reinigung durchgeführt
werden. Zu diesem Zweck musste der Trinkbrunnen demontiert werden.
Das ist sowohl zeit- als auch kostenintensiv und stellt in der modernen,
rationalisierten Landwirtschaft einen großen Nachteil dar.
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PROBLEMSTRUKTUR
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Die
Zielsetzung, welche die Grundlage für die vorliegende Erfindung
bildet, besteht also darin, den Lufteinlass vor Verschmutzungen
und Schmutzstoffen, insbesondere in Form von Rückständen an Viehfutter, zu schützen.
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LÖSUNG
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Die
Zielsetzung, welche die Grundlage für die vorliegende Erfindung
bildet, wird erreicht, wenn der Trinkbrunnen, der in der Einleitung
beschrieben wurde, das typische Merkmal erhält, dass der Einlass vor Verschmutzungen
und Schmutzstoffen geschützt wird,
die mit der Luft durch den Ventilkopf angesaugt werden, wobei er
an seinem Ende in Richtung Diffusor eine umlaufende Nut besitzt,
und der Diffusor mit einem gewissen Spiel in diese Nut hinein verläuft.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER BEGLEITZEICHNUNGEN
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Die
vorliegende Erfindung wird nun unter besonderer Bezugnahme auf die
Begleitzeichnungen nachfolgend in näheren Einzelheiten beschrieben. Es
zeigen
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1 eine
gerade, teilweise abgeschnittene Seitenrissansicht eines Trinkbrunnens
gemäß der vorliegenden
Erfindung in geschlossenem Zustand ; und
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2 eine
Sicht entsprechend der von 1 des Trinkbrunnens
in geöffnetem
Zustand.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSART
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In
der nachfolgenden Spezifikation werden Begriffe verwendet wie «nach oben», «nach unten« und «zur Seite«. Diese
Bezeichnungen stimmen mit den entsprechenden Richtungen auf den
Zeichnungen überein,
welche den Trinkbrunnen wiederum in seiner normalen Ausrichtung
zeigen.
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1 zeigt
einen Trinkbrunnen oder ein Tränkebecken
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Erfindung besitzt zwei Hauptkomponenten: einen Ventilkopf 1 und
einen Diffusor 2. Der Ventilkopf 1 besitzt ein
Verbindungsstück 3 zum
Anschluss an eine Wasserleitung. Zum einfachen Anschluss besitzt
das Verbindungsstück 3 in
seinem oberen Teil Gewinde 4. Im oberen Teil befindet sich
ebenfalls eine Drossel 5, um den Wasserdurchfluss zu begrenzen.
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Je
nach gewünschter
Durchflussmenge und dem in der Wasserleitung vorhandenen Druck kann die Öffnung 6 der
Drossel unterschiedlich groß sein. Ein
Ventilgehäuse 7 befindet
sich am unteren Ende des Verbindungsstückes und ist vorzugsweise über Gewinde
angeschlossen. In einem Hohlraum 8 innerhalb des Verbindungsstückes 3 und
dem Ventilgehäuse 7 befindet
sich eine Druckfeder 9. Im oberen Bereich des Hohlraums 8 in
dem Verbindungsstück 3 stößt das obere
Ende der Druckfeder 9 gegen ein Widerlager 10 für die Feder
an. Das untere Ende der Druckfeder 9 stößt an einen Ventilteller 11 an,
der wiederum an einen Sitz 12 mit Unterlegscheibe 13 im unteren
Bereich des Hohlraumes 8 im Ventilgehäuse 7 anstößt.
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Das
untere Ende des Ventilgehäuses 7 besitzt
einen Nippel 14, der sich in den Diffusor 2 hinein erstreckt
und einen Austritt 15 umgibt.
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Eine
Betätigungsstange 16 verläuft von
dem Ventilteller nach unten durch den Diffusor 2 hindurch. Die
Betätigungsstange 16 ist
im wesentlichen als Schraube mit einem Kopf 17 konstruiert,
der sich in dem unteren Ende des Diffusors 2 befindet,
und besitzt Gewinde, die in ein Loch durch den mittleren Bereich
des Ventiltellers 11 eingreifen. Die Betätigungsstange 16 verläuft durch
den Ventilteller 11 in eine Hülse 18 mit Innengewinde,
die vorzugsweise aus einem Stück
zusammen mit dem Ventilteller 11 hergestellt wurde. Die
Hülse 18 verläuft zur
Führung
der Druckfeder 9 nach oben in die Druckfeder hinein.
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Die
Betätigungsstange 16 ist
innerhalb des Diffusors mit einer ziemlich festen Passung in einer Buchse 22 angeordnet,
die sich im unteren Bereich des Diffusors 2 befindet, und
die über
eine Anzahl radialer Stege mit der Umfangswand 23 des Diffusors verbunden
ist, so dass in Umfangsrichtung zwischen den Stegen und radial außerhalb
der Buchse 22 eine Reihe von Durchflüssen 24 gebildet werden.
Dies impliziert, dass die Betätigungsstange 16 in
radialer Richtung in Bezug auf den Diffusor nicht in besonderem
Maße bewegt
werden kann, aber dass dennoch Wasser in Längsrichtung des Diffusors vom
Diffusor-Inneren nach außen
durch die Durchflüsse 24 und
in den Bereich des Schraubenkopfes 17 fließen kann.
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In
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der eigentliche Diffusor 2 lang und rohrförmig. Er
ist vorzugsweise aus Kunststoff hergestellt, aber auch Metall ist
vorstellbar. Nach oben befindet sich am oberen Ende des Diffusors 2 ein
Eintritt für
den Wasserstrahl, der von dem Austritt 15 nach unten verläuft. Über den
Eintritt wird auch Luft in den Diffusor 2 angesaugt. Im
unteren Ende des Diffusors 2 befindet sich ein Austritt
für das
herausfließende
Wasser. Wie oben erwähnt,
befindet sich in dem Diffusor 2 eine Reihe radialer Stege,
welche die Durchflüsse 24 zwischen
sich bilden. In axialer Richtung vom unteren Ende des Diffusors 2 aus
gesehen bilden die Stege zusammen mit der Buchse 22 ein
speichenartiges Gebilde. In axialer Richtung ist die Gesamtfläche der Stege
im Verhältnis
zum Gesamtquerschnitt des Diffusors 2 eher gering. Folglich
soll der Wasserfluss durch die Stege nicht gestoppt oder reduziert
werden, sondern ein konzentrierter Strahl soll lediglich "unterbrochen" werden.
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An
der Unterseite des Ventilgehäuses 7 ist
in 1 ebenfalls eine Umfangswand 19 sichtbar,
die in axialer Richtung in radialem Abstand zu dem Nippel 14 im
wesentlichen entlang diesem Nippel 14 verläuft. Dazwischen
bilden der Nippel 14 und die Umfangswand 19 eine
ringförmige
Nut oder einen Spalt 20, in der oder in dem das obere Ende
des Diffusors 2 mit einem großzügigen Spiel angeordnet werden kann.
Bei Verwendung des Trinkbrunnens geht Luft durch diesen Spalt 20 und
wird über
einen Lufteintritt 21 nach unten in den Diffusor hineingesaugt.
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In 2 wird
der Trinkbrunnen oder das Tränkebecken
im offenen Zustand gezeigt, d.h. während der Benutzung. Im Prinzip
ist die Funktionsweise und die Verwendung des Trinkbrunnens wie
folgt. Wenn das Tier sein Maul zum Trinken in den Wassernapf hinunterneigt,
stößt es gegen
den Diffusor. Im Laufe der Zeit wird dies zu einem normalen Verhaltensmuster.
Wenn der Diffusor 2 zur Seite bewegt wird, geht auch die
Betätigungsstange 16,
die in ihm angeordnet ist, mit. Im Prinzip behält die Betätigungsstange 16 ihre
Position innerhalb des Diffusors 2 bei, da sie ohne Spiel
in Bezug auf den Diffusor angeordnet ist. Über die Betätigungsstange 16 wird
dann eine Seite des Ventiltellers 11 angehoben, während die andere
Seite gegen die Unterlegscheibe 13 gedrückt wird. Auf der Seite, auf
der der Ventilteller 11 angehoben wird, fließt das Wasser
durch. Das Wasser fließt an
dem Sitz 12 und an dem Nippel 14 vorbei und durch
den Austritt 15 und den Diffusor 2 hindurch. Um,
wie oben beschrieben, einen weniger starken Wasserstrahl zu erreichen,
wird dem Wasser Luft beigemischt.
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Die
Luftbeimischung erfolgt folgendermaßen: Wenn Wasser mit hoher
Geschwindigkeit fließt, erhält man ein
statisches Teilvakuum, da der Gesamtdruck – die Gesamtsumme aus statischem
und dynamischem Druck – konstant
ist. Wenn Wasser durch ein Rohr fließt, das neben dem Austritt
noch eine zusätzliche Öffnung oder
mehrere zusätzliche Öffnungen
aufweist, führt
das Teilvakuum dazu, dass die Umgebungsluft über die Öffnungen in das Rohr hineingesaugt
wird. Dieses Prinzip kommt bei einfachen Vakuumpumpen zum Einsatz,
die an einen Wasserhahn angeschlossen sind. Bei der vorliegenden
Erfindung besteht die Absicht jedoch nicht darin, einen Luftraum
zu entleeren, sondern die Umgebungsluft kann als Tank angesehen
werden, in dem der Druck während
der Zeit, in der der Trinkbrunnen benutzt wird, im wesentlichen
konstant ist.
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Die
Luft wird mit Hilfe des fließenden
Wassers in den Spalt 20 hineingesaugt, d.h. vorbei an der Umfangswand 10 und
dem Nippel 14 nach unten in den Diffusor 2, und
sie wird mit dem Wasser vermischt.
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Da
der Trinkbrunnen die Nut 20 besitzt, die von der Umfangswand 19 und
dem Nippel 14 gebildet wird, ist die Gefahr, dass Silage
oder anderes Tierfutter in den Lufteintritt 21 hineingerät, nicht
mehr so groß,
und die Probleme, die in der Einleitung beschrieben worden sind,
werden dadurch beseitigt. Mögliche
Rückstände von
Tierfutter bleiben in erster Linie außen an der Umfangswand 19 und
an dem Diffusor 2 hängen,
und lassen sich rasch und einfach abwischen.
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Wenn
der Trinkbrunnen aus dem einen oder anderen Grund dennoch demontiert
werden muss, wird dieser Arbeitsgang dadurch erleichtert, dass das Ventilgehäuse 7 unmittelbar über der
Umfangswand 19 mit Eingreifelementen, beispielsweise für einen Schraubenschlüssel, versehen
ist.
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BESCHREIBUNG ALTERNATIVER
AUSFÜHRUNGSARTEN
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Ein
alternatives Verfahren zur Herstellung der Nut oder des Spaltes 20 besteht
darin, am Ventilgehäuse 7 einen
beweglichen äußeren Ring
oder Stutzen zu montieren, der über
den Lufteintritt 21 in axialer Richtung und um den Trinkbrunnen
herum in Umfangsrichtung verläuft.
Der äußere Stutzen
besitzt einen oberen Abschnitt, der fest an das Ventilgehäuse 7 anschließt, während er
nach unten offen ist, und den Durchgang von Luft durch den Lufteintritt 21 ermöglicht.
Der Raum in radialer Richtung zwischen dem äußeren Stutzen und dem Nippel 14 stellt
die Nut oder den Spalt 20 dar, in dem das obere Ende des
Diffusors 2 angeordnet ist. Somit bildet der eigentliche äußere Stutzen
die Umfangswand 19.
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Der äußere Stutzen
kann aus einem anderen Werkstoff hergestellt werden als das Ventilgehäuse 7,
beispielsweise aus einer schrumpfbaren Kunststofffolie, aus einem
anderen Kunststoff oder aus einem geeigneten Metall. Natürlich kann
der Stutzen auch aus dem gleichen Werkstoff hergestellt werden wie
das Ventilgehäuse,
auch wenn sie nicht aus einem Stück
bestehen.
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Die
vorliegende Erfindung kann abgeändert werden,
ohne dass man sich dadurch aus dem Geltungsbereich der angefügten Patentansprüche entfernt.