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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum automatischen Absperren einer Flu sig- keits-Hauptleitung bei unkontrolliertem Austreten einer ein vorgebbares Ausmass überschreitenden Flüssigkeitsmenge aus einer in Bezug auf die Absperrvorrichtung stromabwärts gelegenen Seile dieser Hauptleitung oder mit dieser Hauptleitung verbundenen Leitungen oder aus Flüssigk itsEntnahmestellen, wobei in der Hauptleitung ein elektrisch betätigbares Schnellschlussventil a geordnet ist, und wobei eine elektronische Steuereinheit vorgesehen ist, die von einem die Durch ussrate in der Hauptleitung erfassenden Strömungssensor angesteuert wird, und wobei diese eie tronische Steuereinheit das Öffnen und Schliessen des elektrisch betätigbaren Schnellschlussven iles steuert.
In der US-PS-5 320 280 wird ein Druckdifferenz-Schalter beschrieben, der eine Membran nthält. Dieser Schalter misst den Luftdruck vor und nach einer eingebauten Verjüngung (Ventu i) in der Zuluftleitung zu einer Spritzpistole während des Spritzvorganges. Der Schalter steuert ein pezielles Ventil an, um eine Leerlaufleitung zurück in den Vorratsbehälter der Flüssigkeit, die mi der Spritzpistole versprüht wird, zu öffnen.
In der GB-A-2 236 576 wird ein Durchfluss-Überwachungssystem für eine Wasserleitung beschrieben. Dieses System umfasst einen in der Wasserleitung eingebauten Durchflussmengen- en- sor, ein in Serie dazu liegendes, elektrisch betätigbares Absperrventil sowie eine elektrische St ue- rung, welche dann wenn der Sensor länger als ein vorgebbares Zeitintervall lang einen Durc fluss durch die Leitung signalisiert, das Absperrventil schliesst. Der Durchflusssensor kann dabei d rch einen in geeigneter Weise umgebauten Wasserhahn gebildet sein.
In der EP-A1-811 830 wird eine Druckmess-Einrichtung beschrieben, welche einen unteren und einen oberen Gehäuseteil umfasst. Diese beiden Gehäuseteile sind dichtend miteinander ver un- den, wobei in die Oberfläche jedes Gehäuseteiles, mit welcher er am anderen Gehäuseteil an egt, jeweils eine Einbuchung eingelassen ist. Diese beiden, aneinander anschliessend liegenden Einbuchtungen sind durch eine Membran voneinander getrennt. Auf diese Membran ist ein etwa yindrischer Bauteil aufgesetzt, der in Richtung seiner Längsachse verschiebbar im oberen Gehäuseteil gelagert ist. In diesem Bauteil ist ein Magnet eingebracht.
Die erste Einbuchtung steh mit einem ersten Druckanschluss, die zweite Einbuchtung steht mit einem zweiten Druckanschkss in Verbindung Diese Druckmess-Einrichtung dient dazu, die Durchflussmenge von Wasser durch einen gasbeheizten Boiler festzustellen bzw. bei Detektion einer zu geringen Wasser-Durchflussmenge eine Absperrung der Gaszuführ zum Boiler zu bewirken. Zu diesem Zweck wird die Differenz der an zwei verschiedenen Punkten der Wasserleitung herrschenden Drücke gemessen, wozu diese beiden Punkte der Wasserleitung an die Druckanschlüsse der Druckmess-Einrichtung angeschlossen sind. Ist diese Druckdifferenz zu gering, wird die Membran von ihrer in Fig. 2 dargestellten Ste lung in Richtung oberer Gehäuseteil ausgelenkt und verschiebt dabei den mit dem Magneten vers ehe- nen Bauteil nach oben.
An den, den Bauteil umgebenden Mantel des oberen Gehäuseteiles i t ein Reed-Kontakt angebaut, der bei ausreichend weiter Verschiebung des Magneten betätigt wird Diese Betätigung des Reed-Kontaktes kann zum Verschliessen der Gas-Zufuhr-Leitung zum Boile verwendet werden.
In der EP-A2-580 298 ist eine Vorrichtung zum automatischen Absperren einer Wasser-Le tung der eingangs angeführten Art dargestellt. Der hier vorgesehene Durchfluss-Sensor besteh aus einem in der Wasserleitung angeordneten Propeller, der einen Generator antreibt. In Abhäng gkeit von der von diesem Sensor erfassten Durchflussmenge wird ein Signal an eine Steuerung ab egeben, welche bei Überschreiten einer vorgegebenen Zeitspanne ein Magnetventil ansteuert, das die überwachte Leitung schliesst. Die EP-A2-580 298 schliesst zwar nicht aus, einen in anderer Weise konstruierten Durchfluss-Sensor zu verwenden, gibt aber bezüglich einer solchen anderen kon truk- tiven Ausführung keinerlei Hinweise.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung der eingangs angeführte Art anzugeben, welche auch bei besonders geringen Flüssigkeitsmengen, die unkontrolliert au der Hauptleitung oder aus mit dieser verbundenen Leitungen oder Entnahmestelle austreten, z ver- lässig eine Absperrung der Hauptleitung vornimmt.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass der Strömungssensor ein Überdruck entil, ein Magnetventil und einen Membranschalter umfasst, die parallel zueinander geschaltet ie der Hauptleitung angeordnet sind, und dass unmittelbar vor jeder Entnahmestelle ein Strömungs. chal-
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ter angeordnet ist, der mit einem Eingang der Steuereinheit verbunden ist.
Eine derart aufgebaute Anordnung registriert jeden noch so kleinen Durchfluss einer Flüssigkeit über einen bestimmten Zeitraum, und sperrt die Zuleitung ab, wenn unkontrolliert Flüssigkeit austritt. Unkontrollierte Flüssigkeitsaustritte entstehen z. B. bei undichten Ventilen und Rohrverbindungen, Rissen in den Leitungen oder dgl.. Solche Undichtheiten können grosse Schaden anrichten, da sie oft erst sehr spät entdeckt werden.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Membranschalter gebildet ist aus einem oberen Gehäuseteil und einem dicht mit diesem verbundenen unteren Gehäu- seteil, weiche Gehäuseteiie jeweils in dem, am anderen Gehäuseteil anliegenden Bereich eine kegelstumpfförmige Vertiefung aufweisen, welche Vertiefungen fluchtend zueinander ausgerichtet sind, dass zwischen den Vertiefungen eine entlang der Berandungen der Vertiefungen eingespannte Membran angeordnet ist, auf weicher eine einen Permanentmagneten tragende Trägerplatte aufliegt, dass die Vertiefung des unteren Gehäuseteiles mit einer ersten Anschlussöffnung und die Vertiefung des oberen Gehäuseteiles mit einer zweiten Anschlussöffnung in flüssigkeitsdurchströmbarer Verbindung steht,
dass anschliessend an die Vertiefung des oberen Gehäuseteiles eine Ausnehmung vorgesehen ist, in welcher eine Rückstellfeder angeordnet ist, die die Membran in Richtung des unteren Gehäuseteiles belastet und dass im oberen Gehäuseteil benachbart zur Ausnehmung eine Bohrung eingearbeitet ist, in weicher ein Schaltelement, vorzugsweise ein Reed-Kontaktschalter, angeordnet ist.
Ein in dieser Weise konstruierter Membranschalter weist eine ganz besonders hohe Messgenauigkeit auf, womit er zuverlässig auch sehr geringe Durchflussmengen erfassen kann.
In diesem Zusammenhang kann vorgesehen sein, dass die Trägerplatte einen in Richtung unteren Gehäuseteil ragenden Führungsbolzen aufweist, der in einer im unteren Gehäuseteil festgelegten Führung verschiebbar gelagert ist.
Damit wird eine leichtgängige, verkantungsfreie Führung der Trägerplatte erreicht, was zu einer hohen Funktionszuveriässigkeit des gesamten Membranschalters führt.
Gemäss einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Überdruckventil einen mittels einer Feder gegen eine Dichtungsfläche gedrückten Dichtungskörper aufweist und dass die Federkraft der Feder in geschlossenem Zustand jener der Rück- steilfeder im Membranschalter bei in der Endlage befindlicher Membran entspricht.
Das Überdruckventil öffnet dadurch erst dann, wenn eine so grosse Flüssigkeitsmenge entnommen wird, dass sie nicht mehr über den Membranschalter allein fliessen kann.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt :
Figur 1 die erfindungsgemässe Anordnung in Blockschaltbild-artiger Darstellung, wobei Überdruckventil, Membranschalter und Magnetventils jeweils im Schnitt dargestellt sind ;
Figur 2a den Membranschalter in geschnittener Darstellung in der Ausgangsstellung (Ruhestellung) und
Figur 2b den Membranschalter in geschnittener Darstellung in der Endlage (Schaltstellung).
Die Vorrichtung zum automatischen Absperren einer Flüssigkeits-Hauptleitung 18 bei unkontrolliertem Austreten einer ein vorgebbares Ausmass überschreitenden Flüssigkeitsmenge aus einer in Bezug auf die Absperrvorrichtung stromabwärts gelegenen Stelle dieser Hauptleitung 18 oder mit dieser Hauptleitung 18 verbundenen Leitungen oder aus Flüssigkeits-Entnahmestellen 24 besteht aus einem Überdruckventil 20, einem Magnetventil 21 und einem Membranschalter 22, die durch die Leitungen Vorlauf Membranschalter 16, Rücklauf Membranschalter 14 und die Ausgleichsleitungen 15 miteinander verbunden sind (Figur 1). Überdruckventil 20, Magnetventil 21 und Membranschalter 22 bilden damit eine Parallelschaltung, die in der Hauptleitung 18 angeordnet ist.
In der Hauptleitung 18 ist in Serie zu dieser Parallelschaltung ein elektrisch betätigbares Schnellschlussventil 23 angeordnet. Desweiteren sind ein oder mehrere Strömungsschalter 25 vorgesehen, die jeweils einer definierten Entnahmestelle 24 (z. B. Wasserhahn) unmittelbar vorgeschalten sind.
Schliesslich gibt es eine elektronische Steuereinheit 26, an deren Eingänge der Membranschalter 22 und der/die Strömungsschalter 25 und an deren Ausgang das Schnellschlussventil 23 angeschlossen ist. Diese elektronische Steuereinheit 26 wird damit von einem die Durchflussrate in der Hauptleitung 18 erfassenden Strömungssensor angesteuert, welcher Strömungssensor durch die
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drei schon erwähnten Baugruppen Überdruckventil 20, Magnetventil 21 und Membranschalt r 22 gebildet ist. Die elektronische Steuereinheit 26 steuert das Öffnen und Schliessen des elektrisch betätigbaren Schnellschlussventiles 23.
Der Membranschalter 22 ist gebildet aus einem oberen Gehäuseteil1 und einem dicht mi diesem verbundenen unteren Gehäuseteil 13. Beide Gehäuseteile 1, 13 weisen jeweils in dem am anderen Gehäuseteil 1, 13 anliegenden Bereich eine kegelstumpfförmige Vertiefung 26, 27 auf, weiche Vertiefungen 26, 27 fluchtend zueinander ausgerichtet sind. Zwischen den Vertiefungen 6, 27 ist eine entlang der Berandungen der Vertiefungen 26, 27 eingespannte Membran 12 angeor inet, auf welcher eine Trägerplatte 7 aufliegt, die einen Permanentmagneten 10 trägt.
Die Vertiefung 26 des unteren Gehäuseteiles 13 steht mit einer ersten Anschlussöffnung E und die Vertiefung 27 des oberen Gehäuseteiles 1 steht mit einer zweiten Anschlussöffnung 11 in flüssigkeitsdurchströmbarer Verbindung. Anschliessend an die Vertiefung 27 des oberen Gehäuse iles 1 ist eine Ausnehmung 28 vorgesehen, in welcher eine Rückstellfeder 3 angeordnet Ist, die die Membran 12 in Richtung des unteren Gehäuseteiles 13 belastet.
Im oberen Gehäuseteil 1 ist benachbart zur Ausnehmung 28 eine Bohrung 2 eingearbeit, in welcher ein Schaltelement, vorzugsweise ein Reed-Kontaktschalter 9, angeordnet ist.
Im in den beigeschlossenen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 7 einen in Richtung unteren Gehäuseteil13 ragenden Führungsbolzen 29 auf, cer in einer im unteren Gehäuseteil 13 festgelegten Führung 6 verschiebbar gelagert ist.
Die erfindungsgemässe Anordnung funktioniert folgendermassen :
Die im Membranschalter eingebaute Membran 12 bewegt sich durch einen Ftüssigkeitsat stritt aus der Hauptleitung 18 nach dem Überdruckventil 20 von der Ausgangslage in Richtung Endlage (siehe Figur 2b). Die Membran 12 ist mit einer Trägerplatte 7 verbunden, auf der ein Betätig ngsmagnet 10 fixiert ist. Bei der Erreichung der Endlage schliesst der Betätigungsmagnet 10 ein n in der Bohrung 2 zur Aufnahme eines Schaltelements eingebauten Reed-Kontaktschalter 9. Das urch wird die Spule im Magnetventil 21 angeregt und es öffnet.
Die ausgetretene Flüssigkeit kann nun über die Ausgleichsleitungen 15 nachströmen. Während des Ausgleichsvorganges wird die Membran 12 durch die Rückstellfeder 3 in ihre Ausgang lage gedrückt und beendet den Ausgleichsvorgang durch das Öffnen des Reed-Kontaktschalters und gleichzeitigem Schliessen des Magnetventils 21. Der Reed-Kontaktschalter 9 hat gegenüber nderen Schaltelementen (z. B. Fotozellen oder dgl.) den Vorteil, dass keine durchgehende Bohruig in das Innere des Membranschaltergehäuses notwendig ist.
Die elektronische Steuereinheit 26 zeichnet die Anzahl der Ausgleichsvorgänge, aus löst durch Undichthelten, tropfende Ventile od. dgl. auf. Die Taktfrequenz der Ausgieichsvorgang e ist annähernd proportional der austretenden Flüssigkeitsmenge Wenn eine definierte Taktfrequenz, die einem vorgebbaren Ausmass an ausgetretener Flüssigkeit entspricht, überschritten wird, steuert die elektronische Steuereinheit 26 das Schnellschlussventil 23 an, welches sofort die Hauptleitung 18 sperrt.
Wenn bewusst Flüssigkeit über eine dafür vorgesehene Entnahmestelle 24 entnommen wird, aber ein definiertes Zeitlimit überschritten wurde, steuert die elektronische Steuereinheit 26 benfalls das Schnellschlussventil 23 an und schliesst die Hauptleitung 18. Eine bewusste Entnahme wird durch einen der Strömungsschalter 25, die ab einer bestimmten Durchflussmenge ein Signal an die elektronische Steuereinheit 26 senden, angezeigt.
In der Hauptleitung 18 ist ein Überdruckventil 20 eingebaut. Dieses weist einen mittels einer Feder 17 gegen eine Dichtungsfläche 30 gedrückten Dichtungskorper 31 auf.
Die Federkraft dieser Feder 17 entspricht in geschlossenem Zustand jener der Rückstellfe er 3 im Membranschalter 22 bei in der Endlage (Schaltstellung, Fig. 2b) befindlicher Membran 12 Erst wenn die Strömung der Flüssigkeit nicht durch den Ausgleichsvorgang ausgeglichen werden t : ann, strömt die Flüssigkeit durch das Überdruckventil 20. In diesem Fall schaltet der Membransc alter 22 nicht ab und die Ausgleichsleitung 15 bleibt geöffnet. Wenn nun von keinem der Strömungschalter 25 ein Durchfluss gemeldet wird, schliesst das Schnellschlussventil 23 die Hauptleitung 18.
Die Bermenflächen 4, 5 in den Gehäuseteilen 1, 13 schützen die Membran 12 vor eventuel entstehenden erhöhten Druckbelastung.