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Bei Flüssigkeitsleitungsnetzen, insbesondere bei Wasserleitungsnetzen, können beträchtliche Leckverluste auftreten, die hohe Kosten verursachen, aber nicht ohne weiteres erfassbar sind. Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zusatzeinrichtung für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Wasserleitungen, zu schaffen, mit der eine Überwachung eines Leitungsnetzes auf Leckverluste gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch ein in die Flüssigkeitsleitung einsetzbares Gehäuse, ein in dem Gehäuse untergebrachtes, durch den Flüssigkeitsstrom betätigbares Stellglied, eine dem Stellglied zugeordnete Auswerteeinrichtung und eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Signalbzw. Anzeigeeinrichtung, wobei die Auswerteeinrichtung eine Überwachungseinrichtung aufweist, durch welche nach einer vorgegebenen Zeitspanne bei ununterbrochener Arbeits- oder Ruhelage des Stellgliedes die Signal-bzw. Anzeigeeinrichtung auslösbar ist.
Die Erfindung geht grundsätzlich von der Erkenntnis aus, dass z. B. in einer Hauswasseranlage oder in andern Flüssigkeitsleitungsanlagen, innerhalb eines vorgegebenen längeren Zeitraumes, z. B. 24 h, zumindest kurzzeitig keine Flüssigkeit entnommen wird und somit keine Flüssigkeitsströmung durch die Zusatzeinrichtung stattfindet, wenn die Anlage keine Leckstellen aufweist. Treten jedoch Leckverluste auf, so dass das Stellglied über den vorgegebenen längeren Zeitraum ununterbrochen in einer bestimmten Lage, z. B. Arbeitslage, gehalten wird, wird nach Ablauf dieses längeren Zeitraumes durch die Überwachungseinrichtung automatisch die Signal- bzw. Anzeigeeinrichtung ausgelöst. Auf diese Weise können Leckverluste erfasst und deren Ursachen behoben werden, ohne dass grössere Schäden bzw. Kosten entstehen.
Eine besonders preiswerte vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse ein Ventilgehäuse und das Stellglied ein in diesem Gehäuse untergebrachter Ventilkörper ist, der mit einem Ende einer Ventilstange verbunden ist, die durch mindestens eine Stopfbüchse des Gehäuses nach aussen ragt, wobei das andere Ende der Ventilstange mit einem Betätigungsglied versehen ist, das einem Schalter einer elektronischen oder elektrischen Überwachungsvorrichtung zugeordnet ist.
Besonders vorteilhaft ist es hiebei, wenn der Ventilkörper durch eine Feder in seine Schliesslage gegen den Ventilsitz gedrückt wird.
Eine äusserst raumsparende und zuverlässige Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die die Ventilstange umgebende Feder mit ihrem einen Ende auf dem Ventilkörper und mit ihrem andern Ende auf der Stopfbüchse abgestützt ist.
Besonders günstig ist es, wenn das Betätigungsglied eine auf die Ventilstange aufgesetzte Stellscheibe ist, deren Lage auf der Ventilstange zur Festlegung der zulässigen Mindestdurchflussmenge, vorzugsweise mittels einer Stellschraube, einstellbar ist.
Eine Befestigungsmöglichkeit für ein Gehäuse der Auswerteeinrichtung ergibt sich dadurch, dass die Stopfbüchse an ihrem äusseren Ende ein Gewinde aufweist, durch welches mittels Kontermutter das Gehäuse für die Auswerteeinrichtung befestigbar ist.
Eine zuverlässige Abdichtung der Stellgliedlagerung und ein sicherer Schutz der Auswerteeinrichtung vor Flüssigkeit ergibt sich dadurch, dass die Stopfbüchse an ihrem äusseren Ende eine Bohrungserweiterung aufweist, an deren Oberseite eine erste und an deren Unterseite eine zweite Stopfbüchsendichtung angebracht ist.
Die Zuverlässigkeit der Abdichtung kann noch erhöht und eine Beschädigung der Dichtung kann leicht festgestellt werden, wenn in der Seitenwand der Bohrungserweiterung zwischen den beiden Dichtungen eine Radialbohrung für den Austritt von Leckflüssigkeit vorgesehen ist.
Die Abdichtung der Stellgliedlagerung kann noch weiter verbessert werden, wenn in der Bohrungserweiterung zur Bildung der beiden Stopfbüchsendichtungen ein Dichtungskörper vorgesehen ist, der eine Axialbohrung zum Durchtritt der Ventilstange aufweist, wobei der Spalt zwischen Dichtungskörper und Ventilstange an zwei Dichtungsstellen durch an der Innenseite der Axialbohrung angebrachte O-Ringe abgedichtet ist.
Eine besonders gute Führung des Ventilkörpers im Ventilgehäuse wird dadurch gewährleistet, dass der Ventilkörper an seiner Unterseite mit sich in Axial- und in Umfangsrichtung erstreckenden Führungsfortsätzen versehen ist.
Besonders günstig ist es hiebei, wenn an der Unterseite des Ventilkörpers vier gleichmässig verteilte Führungsfortsätze angeordnet sind.
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Eine besonders für Hauswasseranlagen geeignete Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper in seiner Schliesslage mit dem Ventilsitz einen Spalt bildet, so dass zulässige Leckflüssigkeitsmengen entweichen können.
Eine vorzugsweise Ausführungsform einer bei der erfindungsgemässen Einrichtung verwendeten elektronischen Schaltung ist dadurch gekennzeichnet, dass als Überwachungseinrichtung ein bistabiles Schaltelement vorgesehen ist, an dessen ersten Eingang der Ausgang eines vom Stellglied betätigten Schalters, insbesondere Mikroschalters, und an dessen andern Eingang der Ausgang eines rückstellbaren Zählers angeschlossen ist, dessen Setzeingang mit dem Ausgang eines Impulsgenerators und dessen Rückstelleingang mit dem ersten Ausgang des bistabilen Schaltelementes verbunden ist, dessen zweiter Ausgang an die Anzeigeeinrichtung angeschlossen ist.
Hiebei wird eine beträchtliche Energieersparnis dadurch erreicht, dass die Anzeigeeinrichtung nur durch zusätzliche Betätigung eines Prüfschalters einschaltbar ist.
Eine Überprüfung der Betriebssicherheit der erfindungsgemässen Einrichtung wird dadurch ermöglicht, dass, insbesondere bei batteriebetriebener Überwachungseinrichtung, eine Einrichtung zur Spannungskontrolle, z. B. eine durch einen Schalter einschaltbare Anzeigelampe, vorgesehen ist.
Eine andere vorzugsweise Ausführungsform der Erfindung, mit der eine besonders differenzierte Durchflussüberwachung möglich ist, ist dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied ein Flügelrad od. dgl. ist, das mit einem Generator gekoppelt ist, bei dessen Ruhelage die Signal- bzw. Anzeigeeinrichtung auslösbar ist.
Die Erfindung soll nun an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden ; in diesen zeigen Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch den mechanischen Teil einer vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung und Fig. 2 das Blockschaltbild einer vorzugsweisen Ausführungsform einer mit der mechanischen Einrichtung nach Fig. 1 zusammenwirkenden Elektronik.
Die erfindungsgemässe Zusatzeinrichtung für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Wasserleitungen, besitzt ein in die (nicht dargestellte) Flüssigkeitsleitung einsetzbares Gehäuse--G1--, ein in dem Gehäuse untergebrachtes, durch den Flüssigkeitsstrom betätigbares Stellglied --1, 2, 3--, eine dem Stellglied zugeordnete Auswerteeinrichtung und eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Signal-bzw.
Anzeigeeinrichtung --AE--, wobei die Auswerteeinrichtung eine Überwachungseinrichtung aufweist, durch welche nach einer vorgegebenen Zeitspanne bei ununterbrochener Arbeits- oder Ruhelage des Stellgliedes die Signal- bzw. Anzeigeeinrichtung auslösbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist das Gehäuse --G1-- ein Ventilgehäuse und das Stellglied ein in diesem Gehäuse untergebrachter Ventilkörper --1--, der mit einem Ende einer Ventilstange --2-- verbunden ist, die durch mindestens eine Stopfbüchse-Sl- des Gehäuses--G1--nach aussen ragt, wobei das andere Ende der Ventilstange --2-- mit einem Betätigungsglied --3-- versehen ist, das einem Schalter --4-- einer elektronischen oder elektrischen Überwachungsvorrichtung zugeordnet ist.
Der Ventilkörper --1-- wird durch eine Feder --6-- in seine Schliesslage gegen den Ventilsitz --VS-- gedrückt. Dabei ist die die Ventilstange --2-- umgebende Feder - mit ihrem einen Ende auf dem Ventilkörper --1-- und mit ihrem andern Ende auf der Stopfbüchse - abgestützt. Das Betätigungsglied ist eine auf die Ventilstange --2-- aufgesetzte Stellscheibe --3--. deren Lage auf der Ventilstange --2-- zur Festlegung der zulässigen Mindestdurchflussmenge mittels einer Stellschraube --7-- einstellbar ist. Die Stopfbüchse --S1-- weist an ihrem äusseren Ende ein Gewinde - auf, durch welches mittels Kontermutter --8-- ein Gehäuse --9-- für die Auswerteeinrichtung befestigbar ist.
Die Stopfbüchse-Sl-hat an ihrem äusseren Ende eine Bohrungserweiterung --10--, an deren Oberseite eine erste --11-- und an deren Unterseite eine zweite --12-- Stopfbüchsendichtung angebracht ist. In der Seitenwand der Bohrungserweiterung --10-- zwischen den beiden Dichtungen --11 und 12-- ist eine Radialbohrung --13-- für den Austritt von Leckflüssigkeit vorgesehen. In der Bohrungserweiterung --10-- ist zur Bildung der beiden Stopfbüchsendichtungen ein Dichtungskörper - vorgesehen, der eine Axialbohrung --14-- zum Durchtritt der Ventilstange --2-- aufweist, wobei der Spalt zwischen Dichtungskörper --5-- und Ventilstange --2-- an zwei Dichtungsstellen durch an der Innenseite der Axialbohrung --14-- angebrachte O-Ringe --15 und 16-- abgedichtet ist.
Der Ventilkörper - ist an seiner Unterseite mit sich in axialer und in Umfangsrichtung erstreckenden Führungsfortsätzen --17-- Versehen. Im vorliegenden Fall sind an der Unterseite des Ventilkörpers-l-vier gleichmässig verteilte Führungsfortsätze --17-- angeordnet, wovon in den Zeichnungen nur zwei ersichtlich sind. Der Ventilkörper-l-bildet in seiner Schliesslage mit dem Ventilsitz einen Spalt, so dass zulässige Leckflüssigkeitsmengen entweichen können.
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Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schaltschema ist als Überwachungseinrichtung ein bistabiles Schaltelement --1-- vorgesehen, an dessen ersten Eingang--El-der Ausgang-AM-eines vom Stellglied --1, 2, 3-- betätigten Schalters, insbesondere Mikroschalters-MS--, und an dessen andern Eingang --E2-- der Ausgang --AZ-- eines rückstellbaren Zählers --RZ-- angeschlossen ist, dessen Setzeingang --S-- mit dem Ausgang --JA-- eines Impulsgenerators --JG-- und dessen Rückstelleingang - mit dem ersten Ausgang --A1-- des bistabilen Schaltelementes --1-- verbunden ist, dessen zweiter Ausgang --A2-- an die Anzeigeeinrichtung --AE-- angeschlossen ist.
Die Anzeigeeinrichtung --AE-- ist nur durch zusätzliche Betätigung eines Prüfschalters-18- (Fig. l) einschaltbar. Bei batteriebetriebener Überwachungseinrichtung ist eine Einrichtung zur Spannungskontrolle, z. B. eine durch einen nicht dargestellten weiteren Schalter oder mit dem Prüfschalter --18-- einschaltbare Anzeigelampe --28-- (Fig. l), vorgesehen.
Bei einer prinzipiell andern Ausführungsform der Erfindung ist das Stellglied ein Flügelrad od. dgl., das mit einem Generator gekoppelt ist, bei dessen Ruhelage die Signal- bzw. Anzeigeeinrichtung auslösbar ist. Diese Ausführungsform ist in den Zeichnungen nicht dargestellt.
Der in den Zeichnungen dargestellte Wasserwächter hat die Aufgabe, den Durchfluss in Wasserleitungsanlagen zu überwachen.
Bei ständig ununterbrochenem Durchfluss, was bei üblichen Hauswasserinstallationen nur dann entsteht, wenn Rohrgebrechen, undichte Spülanlagen, Wasserhähne usw. vorhanden sind, löst das Gerät ein Lichtsignal aus.
Der Wasserwächter besteht aus einem handelsüblichen Ventilgehäuse mit Anschlussgewinde, einem in
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Der Oberteil ist mit einem Gewinde versehen, mit dem mittels Kontraring --8-- ein elektronisches Gerät --9-- mit Elektronikteil --E-- und mit Batteriegehäuse --B-- angeschraubt wird. In dem Gerät ist der Ventilsteuerungsstift bzw. die Ventilstange --2-- eingeführt, der bzw. die über eine Vorrichtung einen Schalter --4-- betätigt. Für den Spritzwasserschutz der Elektronik ist zwischen den beiden Stopfbüchsendichtungen eine Radialbohrung --13-- vorgesehen, die bei Undichtwerden das Leckwasser austreten lässt. Auch in dem Dichtungskörper --5-- kann eine Radialbohrung --20-- vorgesehen sein.
Funktion des Wasserwächters : Der Fliessdruck, der bei Wasserentnahme nach dem Gerät entsteht, hebt das Ventil-l-und in seiner Fortsetzung den Steuerungsstift --2-- auf und schaltet im Elektronikgehäuse einen Mikroschalter-4 bzw. MS-- ein.
Durch den Mikroschalter --MS-- wird über elektronische Bauteile nach einer einstellbaren Zeit (in der Regel 24 h) ein Lichtsignal ausgelöst, aus dem ersichtlich ist, dass ein ständiger Durchfluss stattgefunden hat.
Wird der Mikroschalter ausgeschaltet (bei Ruhedruck, d. h. wenn kein Durchfluss stattfindet, Gegendruckfeder --6-- schliesst Ventil --1-- und betätigt über die Ventilstange --2-- den Mikroschalter --4--), geht die gespeicherte Zeit auf Null und wird erst bei neuerlichem Durchfluss eingeschaltet.
Durch Anheben des Ventils-l-mit der Ventilstange-2- (fixierbar mit Stellschraube --7--) ist es möglich, jede gewünschte Wassermenge ununterbrochen durchfliessen zu lassen, ohne ein Lichtsignal auszulösen.
Das Gerät kann sowohl mit Batterie als auch mit 220 V Wechselstrom betrieben werden. Zur Kontrolle der Batteriespannung ist eine eigene Kontrollanzeige vorgesehen.
Der Einsatz des Gerätes ist für den Wohnungsbau vorgesehen, kann aber überall als Durchflusswächter eingesetzt werden, auch für andere Flüssigkeiten.
Nun soll das Blockschaltbild nach Fig. 2 erklärt werden. Die gesamte Schaltung ist mit ihren Klemmen - Kl, K2 und K3-- an ein Stromversorgungsnetz angeschlossen. Der Impulsgenerator --IG-- gibt in bestimmten regelmässigen Zeitabständen Impulse ab, die dem Setzeingang --S-- eines rückstellbaren Zählers - zugeführt werden. Der Zähler --RZ-- ist auf den erwähnten längeren Zeitraum, z. B. 24 h, oder auf einen andern längeren Zeitraum einstellbar.
Nach Ablauf dieses Zeitraumes gibt der Zähler --RZ--, vorausgesetzt, dass der Mikroschalter --MS bzw. 4-- nicht betätigt wurde, an seinem Ausgang --AZ-- ein Signal ab, welches das bistabile Schaltelement --1-- über seinen Eingang --E2-- so schaltet, dass an seinem Ausgang --A2-- ein Alarmsignal auftritt, das einer Anzeigeeinrichtung --AE-- zugeführt wird.
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Wird jedoch der Mikroschalter --MS-- während der vorgegebenen längeren Zeitspanne einmal betätigt, so wird der Zähler-RZ-- vorzeitig auf Null zurückgestellt und beginnt von neuem zu zählen, es wird also kein Alarmsignal ausgelöst.
In diesem Fall gibt der Mikroschalter --MS-- über seinen Ausgang-AM-an den Eingang-El-des bistabilen Schaltelementes --1-- einen Impuls ab, durch den das bistabile Schaltelement-I-über seinen Ausgang-AI-einen Rückstellimpuls an den Rückstelleingang-R-- des Zählers-RZ-abgibt.
Die im Wasserwächter befindliche Überwachungselektronik prüft also ununterbrochen das Wasserrohrsystem und die Entnahmestellen wie Wasserhähne, WC-Spülungen usw. des Hauses. Wird ein einmal eingestellter Minimalverbrauch innerhalb von z. B. 24 h nicht unterschritten, so schaltet der Wasserwächter auf Alarm und speichert diese Information bis zur nächsten Überprüfung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zusatzeinrichtung für Flüssigkeitsleitungen, insbesondere Wasserleitungen, gekend-
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zugeordnete Auswerteeinrichtung und eine mit der Auswerteeinrichtung verbundene Signal-bzw. Anzeigeeinrichtung (AE), wobei die Auswerteeinrichtung eine Überwachungseinrichtung aufweist, durch welche nach einer vorgegebenen Zeitspanne bei ununterbrochener Arbeits- oder Ruhelage des Stellgliedes die Signal- bzw. Anzeigeeinrichtung auslösbar ist.
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