DE2101234A1

DE2101234A1 -

Info

Publication number: DE2101234A1
Application number: DE19712101234
Authority: DE
Original assignee: CZERATZKI W
Current assignee: CZERATZKI W
Priority date: 1971-01-12
Filing date: 1971-01-12
Publication date: 1972-08-03

Description

Die Beschreibung a) Der Titel Der Titel für das anzumeldende Patent lautet: Saugvorrichtung für gebundenes Bodenwasser ohne Unterfangen des Bodens" b) Anwendungsgeblet Die Erfindung betrifft die Gewinnung von gebundenem Bodenwasser f-ür die chemische Untersuchung ohne Unterfangen des Bodens.The description a) The title The title for the patent to be applied for reads: suction device for bound soil water without undertaking the soil " b) Application area The invention relates to the extraction of bound soil water f-for chemical investigation without undertaking the soil.

c) Zweck Die Erfindung dient dem Zweck aus beliebigen Bodentiefen gebundenes Bodenwasser anzusaugen, das angesaugte Wasser zur Bodenoberfläche zu fördern und in einem Gefäß zu sammeln, damit es später einer chemischen Analyse unterzogen werden kann.c) Purpose The invention serves the purpose from any depth of soil sucking in bound soil water, the sucked in water to the soil surface convey and collect in a vessel for later chemical analysis can be subjected to.

Damit kann die Erfindung als Hilfsmittel bei den unterschiedlichsten Aufgaben Anwendung finden: Feststellung von Nährstoffauswaschungen aus Bodenflächen mit unterschiedlicher Bodenbearbeitung, Düngung, Bewirtschaftung, usw. Feststellung der Wanderung von löslichen Stoffen aller Art und Herkunft, die auf den Boden direkt oder indirekt aufgebracht werden1 durch den Wurzelhorizont ins Grundwasser. Untersuchung der Salzauswaschung auf Bewässerungsflächen in ariden Gebieten u.a.m. The invention can thus be used as an aid in the most varied of cases Tasks Application: Determination of nutrient leaching from soil surfaces with different tillage, fertilization, cultivation, etc. finding the migration of soluble substances of all types and origins that hit the soil directly or applied indirectly1 through the root horizon into the groundwater. investigation the leaching of salt on irrigation areas in arid areas, etc.

d) Stand der Technik FUr die Gewinnung von Sickerwaßser, das durch ein Bodenprofil von vorgegebener Tiers perkoliert ist, werden bisher Lysimeter konventioneller Bauart zum Auffangen des freien Sickerwassers sowie Unterdrucklysimeter zum Auffangen des gebundenen Sickerwassers verwendet.d) State of the art for the production of seepage water that is produced by a soil profile is percolated by a given animal until now Lysimeters of conventional design for collecting the free seepage water as well as negative pressure lysimeters used to catch the bound seepage water.

e) Kritik des Standes der Technik Nachteile der genannten Lysimeter sind: 1. Die. Notwendigkeit den Boden in vorgegebener Tiefe mit. geeigneten Vorrichtungen zu unterfangen und sein Gewicht abzustützen.e) Criticism of the prior art. Disadvantages of the lysimeters mentioned are: 1. The. Necessity with the soil at a given depth. suitable devices to undertake and support his weight.

2, Beschränkung auf relativ wenige Stichproben von Bodenprofilen infolge der großen Kosten für Bau- und Wartungsaufwand. 2, restriction to relatively few samples of soil profiles due to the high cost of construction and maintenance.

3. Notwendigkeit zur Erstellung eines Bodenschachtes zur Aufnahme der Auffanggefäße. 3. Necessity to create a floor shaft to accommodate the collecting vessels.

Aus diesen Gründen finden Lysimeter entgegen ihrer ursprünglichen Konzeption immer weniger Anwendung bei der Untersuchung von Nährstoffauswaschungen, sondern dienen heute vor allem der Quantifizierung der Kenngrößen des Bodenwasserhaushaltes. Bis vor wenigen Jahren wurde in Lysimetern nur freies Bodenwasser" aufgefange, das in Auffangkästen unterhalb der Bodensäule gesammelt wurde. For these reasons, lysimeters find contrary to their original Conception less and less used in the study of nutrient washouts, Instead, they are primarily used today to quantify the parameters of the soil water balance. Until a few years ago, only free soil water was "collected" in lysimeters was collected in collecting boxes below the soil column.

Über die Nachteile dieser Lysimeteranordnung bei Untersuchungen des Wasser- und Nährstoffhaushaltes in der ungesättigten Bodenzone existiert ein umfangreiches Schrifttum. About the disadvantages of this lysimeter arrangement in investigations of the There is an extensive water and nutrient balance in the unsaturated soil zone Literature.

f) Aufgaben der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,an Bodenstandorten,die aufgrund eines bestimmten Untersuchungszweckes ausgesucht werden»Stichproben von Sickerwasser aus vorgegebenen Tiefen mit.einem gewählten Unterdruck diskontinuierlich zu gewinnen und die Wasserproben einer von der Gewinnung unabhängigen chemischen Untersuchung zu unterziehen. Die Wassergevinnung kann bei Verwendung einer analysenneutralen, tieffrierenden Flüssigkeit zum Spülen des Apparates auch bei Frosttemperaturen erfolgen.f) Objects of the Invention The invention is based on the object Soil locations that are selected on the basis of a specific investigation purpose »Samples from seepage water specified depths with a selected negative pressure to obtain discontinuously and the water samples independent of the extraction to be subjected to chemical examination. The water collection can when using an analytically neutral, deep-freezing liquid for rinsing the apparatus as well take place at freezing temperatures.

g) Lösung aa) Beschreibung des Apparates Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Apparat gelöst, der in beiliegender Skizze dargestellt ist.g) Solution aa) Description of the apparatus The object is according to the invention solved with an apparatus, which is shown in the accompanying sketch.

Er besteht aus einer keramischen Filterkerze (1), die als Hohlzelle ausgebildet ist. Mittels dieser Kerze wird das Bodenwasser aus dem umgebenden Boden angesaugt und im Hohlraum der Kerze gesammelt. It consists of a ceramic filter candle (1), which is a hollow cell is trained. The soil water is extracted from the surrounding soil by means of this candle sucked in and collected in the cavity of the candle.

Die keramische Kerze ist an einem Ende geschlossen und am anderen Ende mit einem Saugröhrchen (2) von ca. 20 mm Länge, 8 - lo mm Außendurchmesser und 1 - 2 mm Wandstärke versehen. Der innere Durchmesser beträgt mindestens 6 mm. Auf dieses Saugröhrchen wird ein passender Kunststoff- oder Gummischlauch (3) geschoben, dessen Länge auf die Einbautiefe der Kerze abgestimmt ist. Der Schlauch - im folgenden Saugschlauch genannt - ist vakuumfest und hat deshalb einen Außendurchmesser von 11 mm, eine Wandstärke von 2mm, so daß sich ein innerer Durchmesser von 7 mm ergibt. In 50 cm über Flur ist der 8augschlauch mit einem T-Stück (4) versehen, auf dessen rechtwinkligen Schenkel ein Stück Saugschlauch (5) gezogen wird das zu einem senkrechtstehenden Schwimmerventil (6) zum Absperren von Wasser führt. The ceramic candle is closed at one end and at the other End with a suction tube (2) approx. 20 mm long, 8-10 mm outer diameter and 1 - 2 mm wall thickness. The inner diameter is at least 6 mm. A suitable plastic or rubber hose (3) is pushed onto this suction tube, the length of which is matched to the installation depth of the candle. The hose - in the following Called suction hose - is vacuum-tight and therefore has an outer diameter of 11 mm, a wall thickness of 2 mm, so that there is an inner diameter of 7 mm. The suction hose is provided with a T-piece (4) 50 cm above the floor right-angled leg a piece of suction hose (5) is pulled to a vertical Float valve (6) leads to the shut-off of water.

Jenseits dieses Ventils ist der Saugschlauch weitergeführt und über die Verbindungsstücke (7) (8) an einen Ioooecm3 großen Vakuumbehälter (9) angeschlossen. Beyond this valve, the suction hose is continued and over the connecting pieces (7) (8) are connected to a vacuum container (9) large in size.

Der gerade Schenkel des T-Stücks wird mit einem loo mm langen Saugschlauch (lo) fortgesetzt. In die öffnung dieses Saugschlauches wird ein dünnerer Schlauch (11) - im folgenden Förderschlauch bezeichnet - mit einem Außendurchmesser von 5 mm, Wandstärke 1 mm, innerer Durchmesser 3 mm eingeführt, dessen Länge so bemessen ist, daß sein unteres Ende bis zum Boden des Hohlraumes der keramischen Kerze durchgeschoben werden kann. Das obere Ende des Förderschlauches wird über eines der beiden Enden eines rechtwinkliggebogenen Röhrchens (12) mit einem Außendurchmesser von 5 mm und einem inneren Durchmesser von 3 mm geschoben, das durch einen Stopfen (13) geführt ist. Mit diesem Stopfen wird das obere Ende des Saugschlauches (lo) luftdicht verschlossen. Der rechtwinkliggebogene Schenkel des Röhrchens (12) wird mit einem Schlauch, Außendurchmesser 5 mm, Innendurchmesser 3 mm an das Röhrchen (14) angeschlossen, das durch die Bohrung des Stopfens (15) führt, der das ungeführ 350 cm3 große Auffanggefäß (16) verschließt. Der Stopfen des Auffanggefäßes besitzt eine zweite Bohrung, durch die ein rechtwinkliggebogenes Röhrchen geführt ist. Dieses Röhrchen wird mit einem Stück Schlauch (17) versehen, dessen freies Ende mit einem Glasvopsel (18) verschlossen ist.The straight leg of the T-piece is connected to a suction hose loo mm long (lo) continued. A thinner hose is inserted into the opening of this suction hose (11) - hereinafter referred to as the conveyor hose - with an outer diameter of 5 mm, wall thickness 1 mm, inner diameter 3 mm introduced, the length of which is measured is that its lower end pushed through to the bottom of the cavity of the ceramic candle can be. The top end of the delivery hose goes over one of the two ends a right-angled tube (12) with an outer diameter of 5 mm and an inner diameter of 3 mm pushed through a plug (13) is. With this stopper, the upper end of the suction hose (lo) is hermetically sealed. The right-angled leg of the tube (12) is attached to a hose, outer diameter 5 mm, inner diameter 3 mm, connected to the tube (14) that goes through the bore the stopper (15), which closes the approximately 350 cm3 collecting vessel (16). The stopper of the collecting vessel has a second hole through which a right-angled one Tube is guided. This tube is fitted with a piece of hose (17), the free end of which is closed with a glass bulb (18).

Mit Hilfe dieses Schlauches wird über das Zwischenstück (8) eine Verbindung zwischen dem Auffanggefäß und dem Vakuumbehälter zu dem Zweck geschaffen, daß die Luft aus dem Auffanggefäß abgesaugt und dementsprechend das Wasser aus der Saugkerze in das Auffanggefäß gefördert wird.With the help of this hose, a connection is established via the intermediate piece (8) created between the collecting vessel and the vacuum container for the purpose that the Air is sucked out of the collecting vessel and accordingly the water from the suction cup is conveyed into the collecting vessel.

Das Vakuumgefäß (9) ist unterdruckfest. Es faßt ca.The vacuum vessel (9) is resistant to negative pressure. It holds approx.

lOooo cm3 Inhalt und kann eine Glasflasche oder ein unterdruckfester Behälter aus einem anderen Material sein. Der Vakuumbehälter ist mit einem 3-fach durchbohrten Stopfen (19) - Durchmesser der Bohrungen 6 mm - verschlossen. Durch zwei der Bohrungen führen rechtwinkelige Röhrchen mit einem äußeren Durchmesser von 7 mm und einem inneren Durchmesser von 5 mm. Das Winkelstück (20) ist mit einem Schlauch (21) versehen, der am Verbinder (8) angeschlossen ist. Über den Verbinder (8) kann der Unterdruckbehälter (9) entweder/dem Schlauch (22) und damit mit dem Saugschlauch (3) oder mit dem Schlauch (17) und damit mit dem Auffanggefäß (16) verbunden werden (in der Skizze durch Pfeile angedeutet). Das zweite Winkelstück (23) kann mit einem Schlauch (24) an die Saugleitung einer Handvakuumpumpe angeschlossen werden, andernfalls wird der Schlauch (24) mit dem Glasstöpsel (25) verschlossen. Durch die dritte Bohrung des Stopfens (19) wird der Anschluß für ein kleines Vakuummeter (26) geführt.lOooo cm3 content and can be a glass bottle or a vacuum-tight one Container made of a different material. The vacuum container is with a 3-way pierced stopper (19) - diameter of the holes 6 mm - closed. By lead two of the holes rectangular tube with an outer Diameter of 7 mm and an inner diameter of 5 mm. The elbow (20) is provided with a hose (21) which is connected to the connector (8). Above the connector (8) can be the vacuum container (9) either / the hose (22) and with the suction hose (3) or with the hose (17) and thus with the collecting vessel (16) (indicated by arrows in the sketch). The second elbow (23) can be connected to the suction line of a hand vacuum pump with a hose (24) otherwise the hose (24) is closed with the glass stopper (25). The connection for a small vacuum gauge is made through the third hole in the plug (19) (26).

bb) Aufbau des Apparates Mit Hilfe eines Erdbohrers, dessen äußerer Durchmesser etwa 5 mm größer ist als der äußere Durchmesser der keramischen Kerze, wird ein Bohrloch bis zu der Tiefe niedergebracht, aus der das Bodenwasser abgesaugt werden soll. Mit Hilfe eines längsgeschlitzten rohrförmigen 'gEinstoßet', dessen Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Keramik und dessen Schlitz so bemessen ist, daß der Saugschlauch seitlich ins Innere des Einstoßers durchgeführt werden kann, wird die keramische Kerze in das Bohrloch eingeführt. Nach dem Einführen der keramischen Kerze wird das Bohrloch mit dem erbohrten Material verfüllt.bb) Construction of the apparatus With the help of an auger, its outer Diameter is about 5 mm larger than the outer diameter of the ceramic candle, a borehole is drilled to the depth from which the soil water is sucked shall be. With the help of a longitudinally slotted tubular 'gEinschlaget', the Diameter is smaller than the diameter of the ceramic and its slot so dimensioned is that the suction hose can be led laterally into the interior of the pusher can, the ceramic candle is inserted into the borehole. After inserting the ceramic candle, the borehole is filled with the drilled material.

Das über dem Boden befindliche Ende des Saugschlauches nebst T-StGck und Schwimmerventil wird etwa 50 cm über Flur an einem senkrechtstehenden Pfahl befestigt. The end of the suction hose located above the floor together with the T-piece and float valve is about 50 cm above the floor on a vertical pole attached.

Der Saugschlauch wird gemäß Beschreibung an das Vakuumgefäß angeschlossen, der Förderschlauch an das Auffanggefäß, cc) Bedienung des Apparates An die Schlauchverbindung (24) des Vakuumbehälters (9) wird eine Vakuumhandpumpe angeschlossen und der Vakuumbehälter auf den vorgegebenen Unterdruck evakuiert. Der Vakuummeter (26) dient zur Anzeige des Unterdrucks und zur Kontrolle der Dichtigkeit des Apparates. Ist der angelegte Unterdruck größer als die Spannung des Bodenwassers, wird Bodenwasser durch die Wandung der keramischen Kerze angesaugt und in deren Hohlraum gesammelt. Dieser Vorgang geht solange vonstatten, bis die Bodenwasserspannung als Folge des entzogenen Wassers den Arbeitsdruck des Apparates erreicht. Je nach Wasserergiebigkeit des Bodens kann der Hohlraum der Kerze innerhalb von Stunden oder erst innerhalb von Tagen gefüllt sein. The suction hose is connected to the vacuum vessel as described, the delivery hose to the collecting vessel, cc) Operation of the device A vacuum hand pump is attached to the hose connection (24) of the vacuum container (9) connected and the vacuum container evacuated to the specified negative pressure. The vacuum meter (26) is used to display the negative pressure and to check the tightness of the apparatus. If the negative pressure applied is greater than the tension of the ground water, Soil water is sucked through the wall of the ceramic candle and into it Collected cavity. This process continues until the ground water tension as a result of the withdrawn water, the working pressure of the apparatus is reached. Depending on Water yield of the soil can make the cavity of the candle within hours or only be filled within days.

Um zu vermeiden, daß bei großer Wasserergibigkeit des Bodens nach Füllung der Kerze Bodenwasser in den Vakuumbehälter gesogen wird, ist in die Saugleitung zum T-Stück ein Schwimmerventil eingebaut, das die Leitung bei Wasserfüllung absperrt. Nach Erreichen des Unterdruckes wird der Verbindungsschlauch zur Vakuumpumpe (24) mit einer Zwickschere abteklemmt, die Schlauchverbindung zur Pumpe gelöst und der Blindschlauch zum Vakuumbehälter mit dem Glas stöpsel (25) verschlossen. Der Saugvorgang läuft nunmehr ohne Aufsicht weiter,so daß von einer Person nach und nach weitere Saugstellen in Betrieb gesetzt werden können.In order to avoid that when there is high water yield of the soil Filling the candle soil water is sucked into the vacuum container is in the suction line A float valve built into the T-piece, which shuts off the line when it is filled with water. After the negative pressure has been reached, the connection hose to the vacuum pump (24) disconnected with a pair of pinching scissors, the hose connection to the pump loosened and the The blind hose to the vacuum container is closed with the glass stopper (25). The suction process runs now on without supervision, so that from one person to another Suction points can be put into operation.

Nachdem die vorgegebene Saugzeit abgelaufen ist, werden die Schläuche (21) und (22) zum Vakuumbehältermit je einer Zwickschere abgeklemmt und die Schlauchverbindung (8) zwischen den Zwickscheren gelöst. Mit einer dritten Zwickschere wird der Schlauch (17) des Auffanggefäßes (16) abgeklemmt, der GlasstOpsel (18) entfernt und der Schlauch (17) über den Verbinder (8) mit dem Schlauch (21) des Vakuumbehälters verbunden. Durch Lösen der beiden Zwickscheren an dieser Schlauchverbindung wird die Verbindung zwischen Vakuumbehälter und Auffanggefäß hergestellt. Danach wird langsam die Zwickschere des Schlauches (22) gelöst. Durch die einströmende Außenluft entsteht zwischen Saugs chlauch (3) und Förderschlauch.(11) eine positive Druckdifferenz, die das Wasser aus dem Kerzenhohlraum in das Auffanggefäß fördert. Bei genügender Größe des Auffanggefäßes (ca. 500 cm3) genügt zur Förderung des Wassers der Unterdruck im Auffanggefäß.After the specified suction time has expired, the hoses (21) and (22) to the vacuum container with a pair of pinch scissors each and the hose connection (8) loosened between the pinch scissors. Use a third pair of pinch scissors to open the hose (17) of the collecting vessel (16) clamped off, the glass stopper (18) removed and the hose (17) via the connector (8) to the hose (21) of the Vacuum container tied together. Loosen the two pinch scissors on this hose connection the connection between the vacuum container and the collecting vessel is established. After that, will slowly loosen the pinch scissors of the hose (22). By the incoming outside air there is a positive pressure difference between suction hose (3) and delivery hose (11), which conveys the water from the candle cavity into the collecting vessel. With enough The size of the collecting vessel (approx. 500 cm3) is sufficient to convey the water under the negative pressure in the collecting vessel.

Damit der Unterdruck im Vakuumbehälter erhalten bleibt, wird nach Ende des Fördervorgangs die Schlauchverbindung zwischen Auffanggefäß und Vakuumbehälter abgezwickt und getrennt. Der Schlauch (17) des Auffanggefäßes wird mit dem zugehörigen Glasstöpsel (18) verschlossen. Vom gefüllten Auffanggefäß wird der Gummistopfen (15) entfernt, das Gefäß (16) entnommen und gegen ein leeres ausgetauscht, auf welches der Gummistopfen samt Anschlüssen wieder aufgesetzt wird. Jetzt werden die Schläuche (21) und (22) über den Verbinder (8) miteinander verbunden und die Zwickscheren gelöst. Der Apparat kommt erneut unter Unterdruck und eine neue Wasserprobe kann gewonnen werden.In order to maintain the negative pressure in the vacuum container, after At the end of the pumping process, the hose connection between the collecting vessel and the vacuum container pinched off and separated. The hose (17) of the collecting vessel is connected to the associated Glass stopper (18) closed. The rubber stopper is removed from the filled collecting vessel (15) removed, the vessel (16) removed and exchanged for an empty one, onto which the rubber stopper and connections are put back on. Now are the hoses (21) and (22) connected to one another via the connector (8) and the pinch scissors solved. The apparatus comes under negative pressure again and a new water sample can be taken be won.

Claims

Yaten claims

/ 1 suction device for bound soil water, characterized in that that without undertaking a soil layer from any soil depth means of soil water Vacuum is sucked into a ceramic candle and in a collecting vessel is conveyed on the ground surface.

2. Suction device for bound soil water5, characterized in that that the delivery hose is in the cavity of the vacuum hose and up to is carried out to the bottom of the ceramic candle.

3. Suction device for bound soil water, characterized in that that the promotion of the water from the ceramic candle in a collecting vessel on the Soil surface happens by supplying atmospheric air, being at the same time negative pressure is applied to the collecting vessel.

4. Suction device for bound soil water, characterized in that that the promotion of the water from the ceramic candle in the collecting vessel at the Soil surface happens through the supply of atmospheric air and through that in the collecting vessel the vacuum, which is created by evacuating the collecting vessel via the: conveying hose, Ceramic candle cavity, suction hose and vacuum container in the collecting vessel for as long is regenerated until the candle is emptied.