<Desc/Clms Page number 1>
Inrichting voor het beperken van de hoeveelheid fluidum die in een keer kan afgenomen worden.
Deze uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het beperken van de hoeveelheid fluïdum die in een keer kan afgenomen worden, welke inrichting een behuizing bevat die van een ruimte is voorzien, waarop een inlaat en een uitlaat uitgeven en waarin een binnenwerk beweegbaar is aangebracht, dat een afsluitmiddel bevat dat de uitlaat kan afsluiten maar in open stand fluidum naar deze uitlaat doorlaat.
Dergelijke inrichting wordt geplaatst in het begin van een waterverdeelnet, bijvoorbeeld in een woning of in een ander gebouw en zorgt ervoor dat de toevoer van het fluidum afgesloten wordt indien er ononderbroken een grotere dan de vooraf ingestelde hoeveelheid fluidum afgetapt wordt, bijvoorbeeld doordat een kraan niet gesloten werd of doordat een leiding gebroken is. Hierdoor blijft het verlies aan water en/of waterschade beperkt.
In een bekende inrichting bevat het binnenwerk een wieltje dat in de ruimte opgesteld is en deel uitmaakt van een watermeter en een afsluitklep die, wanneer de watermeter een groter ononderbroken verbruik meet dan een vooraf ingestelde afname de afsluitklep de inlaat doet afsluiten.
Het grote nadeel van deze inrichting is dat ze zeer ingewikkeld is, zodat ze enerzijds gevoelig is voor defecten en anderzijds duur is om te vervaardigen.
De uitvinding heeft een inrichting voor het beperken van de hoeveelheid fluidum die in een keer kan afgenomen worden
<Desc/Clms Page number 2>
als voorwerp waarbij deze en andere nadelen uitgesloten worden en die dus eenvoudig van constructie is en waarbij de toevoer van fluidum wordt afgesloten na afname van een vooraf bepaalde hoeveelheid fluidum, bijvoorbeeld 150 liter, en dit onafhankelijk van het debiet of van de leidingdruk.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de ruimte zieh uitstrekt aan weerszijden van de inlaat en het binnenwerk, enerzijds, een doorgangbeperker bevat die zieh tussen de inlaat en het afsluitmiddel bevindt en de doorgang tussen de inlaat en de uitlaat gedeeltelijk verspert zodat bij stroming van fluidum van de inlaat naar de uitlaat het binnenwerk een kracht in de stromingszin ondergaat en, anderzijds, een met de doorgangbeperker verbonden bewegingsremmer die zieh aan de andere zijde van de inlaat bevindt, ook nog wanneer het afsluitmiddel de uitlaat afsluit, en die bij verplaatsing van het binnenwerk tengevolge van voornoemd kracht slechts een beperkte doorgang biedt voor het fluidum waarin het zieh bevindt en dus weerstand tegen deze verplaatsing biedt zonder ze evenwel volledig te beletten.
Bij voorkeur strekt de ruimte zieh boven en onder de inlaat uit, terwijl de uitlaat bovenaan gelegen is en het binnenwerk op en neer verplaatsbaar is.
In deze uitvoeringsvorm zal het binnenwerk zonder bijkomende middelen door zijn eigen gewicht naar de ruststand terugkeren indien de stroming van fluidum ophoudt.
In dit laatste geval kan het fluidum dat van de ingang naar de uitgang stroomt zowel een vloeistof als een gas zijn in
<Desc/Clms Page number 3>
zoverre het fluidum in het onderste gedeelte van de ruimte waarin zieh de bewegingsremmer verplaatst vloeistof is.
Deze doorgangbeperker kan een zuiger zijn die met een speling in de ruimte aangebracht is.
De doorgangbeperker is bij voorkeur voorzien van een automatische regeling van de doorgang in functie van het fluidumafnamedebiet.
Hierdoor kan de inrichting effectief werken bij uiteenlopende afnamedebieten en zal de hoeveelheid fluidum die in één keer kan worden afgenomen zonder afsluiting van de fluidumstroom door de inrichting slechts in beperkte mate afhangen van het afnamedebiet.
Deze automatische regeling van de doorgang kan een door de stroming bedienbaar afsluitmiddel bevatten dat minstens een opening die in de zuiger aangebracht is normaal afsluit maar, wanneer het fluidumdebiet een bepaalde waarde overschrijdt, de opening opent.
De automatische regeling kan een tweede door de stroming bedienbaar afsluitmiddel bevatten dat normaal de opening volledig open laat maar, wanneer het fluidumdebiet een bepaalde waarde overschrijdt die groter is dan voornoemde waarde de opening gedeeltelijk of geheel afsluit.
De bewegingsremmer kan een tweede doorgangbeperker zijn, bij voorkeur met een grotere doorgang dan hogergenoemde doorgangbeperker, en kan dus ook door een zuiger gevormd zijn die met enige speling in de ruimte opgesteld is.
<Desc/Clms Page number 4>
Deze tweede doorgangbeperker is bij voorkeur van minstens een bijkomende doorgang voorzien en van een door de vloeistofweerstand bedienbaar afsluitmiddel daarvoor die de doorgang automatisch afsluit door verplaatsing van voornoemde doorgangbeperker naar de inlaat toe en die automatisch opent door verplaatsing in de tegengestelde zin.
De behuizing kan middelen bevatten om, wanneer het afsluitmiddel de uitlaat afsluit, een hoeveelheid fluidum uit de ruimte weg te laten, bijvoorbeeld een afsluitbare aftapopening waarvan de behuizing is voorzien.
Met het inzicht de kenmerken volgens de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een inrichting volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing maar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 schematisch een waterverdeelnet weergeeft waarin een inrichting volgens de uitvinding voor het beperken van de hoeveelheid water die in een keer kan afgenomen worden, is aangebracht ; figuur 2 op grotere schaal een verticale doorsnede weergeeft van voornoemde inrichting volgens de uitvinding uit van het waterverdeelnet van figuur 1, waarbij het binnenwerk van deze inrichting zieh in ruststand bevindt ; figuur 3 een doorsnede weergeeft, gelijkaardig aan die van figuur 1, doch waarbij het binnenwerk weergegeven is tijdens waterafname ;
figuur 4 een doorsnede weergeeft, gelijkaardig aan die van figuur 2, doch waarbij het binnenwerk op terugweg naar zijn ruststand is ;
<Desc/Clms Page number 5>
figuur 5 een doorsnede weergeeft, gelijkaardig aan die van figuren 2 en 3, doch waarbij het binnenwerk de doorgang van fluidum belet ; figuur 6 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat door F6 is aangeduid in figuur 2, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 7 een gedeelte weergeeft analoog aan dit van figuur 6, maar met betrekking tot een nog andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.
In figuur 1 is een waterverdeelnet van een gebouw weergegeven met een hoofdleiding 1 en aftakkingen 2 die eindigen op een kraan 3 of dergelijke. In de hoofdleiding 1 zijn een hoofdkraan 4, eventueel een watermeter 5 en een inrichting 6 volgens de uitvinding voor het beperken van de hoeveelheid water die in een keer kan afgenomen worden, aangebracht.
Zoals weergegeven in de figuren 2 tot 5, bevat de inrichting 6 een behuizing 7 waarin een verticale cilindervormige ruimte 8 is aangebracht en waarop, enerzijds, een inlaat 9 uitgeeft die uitmondt halverwege de hoogte van de cilindervormige ruimte 8, en, anderzijds, een uitlaat 10 op het bovenste uiteinde aansluit, en een binnenwerk 11 dat op en neer verplaatsbaar in de ruimte 8 is opgesteld.
Op de uitlaat 10 sluit een kanaal 12 aan dat zieh doorheen de behuizing 7 uitstrekt en dat eindigt dwars tegenover de inlaat 9, waardoor de inrichting 6 gemakkelijk in een bestaande hoofdleiding 1 kan ingebouwd worden.
Het binnenwerk 11 bestaat in hoofdzaak uit drie met elkaar verbonden delen, namelijk een afsluitmiddel 13 bovenaan,
<Desc/Clms Page number 6>
een tussen de inlaat 9 en de uitlaat 10 gelegen doorgangbeperker 14 en een onder de inlaat 9 gelegen bewegingsremmer 15.
Het afsluitmiddel 13 is gevormd door een ronde schijf 16 die bovenaan bekleed is met een elastisch materiaal 17 zoals kunststof, en die samenwerkt met een zitting 18 die rond de uitlaat 10 is gevormd. De diameter van de schijf 16 is voldoende klein ten opzichte van de diameter van de ruimte 8 om, bij open stand van het afsluitmiddel, een debiet door te laten dat overeenkomt met een normale waterafname.
De doorgangbeperker 14 is samengesteld uit een zuiger 19 die met een kleine speling in de ruimte 8 opgesteld is en die van twee boogvormige openingen 20 is voorzien, en uit een tweede afsluitmiddel 21 voor het afsluiten van de openingen 20.
Door de speling ontstaat er een permanente beperkte doorgang met bijvoorbeeld een breedte van 2, 2 mm rond de zuiger 19 die klein genoeg is opdat reeds bij een klein waterdebiet door de stroming een relatief grote opwaartse kracht op deze zuiger zou worden uitgeoefend.
De openingen 20 doorheen de zuiger 19 vormen tijdelijke doorgangen die opengaan wanneer de waterstroming en dus de wateropname een bepaalde waarde overschrijdt.
De zuiger 19 is door een ronde stang 22 verbonden met de schijf 16 en dit tweede afsluitmiddel 21 is een ring die deze stang 22 verschuifbaar omringt.
<Desc/Clms Page number 7>
Deze stang 22 is ook omringd door een spiraalveer 23 die met een uiteinde in voornoemd afsluitmiddel 21 verzonken is en dit laatste tegen de zuiger 19 en dus over de openingen 20 duwt.
De bewegingsremmer 15 is eveneens een doorgangbegrenzer en bestaat uit een zuiger 24 die met een speling in het onderste gedeelte van de ruimte 8 opgesteld is, welke speling een permanente doorgang vormt die wel groter is dan de beperkte doorgang die door de speling van de zuiger 19 is gevormd.
Ook de zuiger 24 is van een bijkomende opening 25 voorzien die afsluitbaar is door een afsluitmiddel 26.
Aangezien de opening 25 moet dicht zijn bij opwaartse en open zijn bij neerwaartse beweging van het binnenwerk 11, is het in dit geval de zuiger 24 die verplaatsbaar is ten opzichte van het afsluitmiddel 26.
Meer bepaald bezit de bijkomende opening 25 die centraal rond een pen 27 gelegen is die vast is, bijvoorbeeld geschroefd is, in het onderste enigszins dikker uiteinde van een stang 28 waarvan het bovenste uiteinde vast is aan de zuiger 19.
De zuiger 24 zit dus met een speling en op en neer verplaatsbaar rond de pen 27 die op haar onderste uiteinde een kop bevat waarvan de diameter groter is dan de diameter van de opening 25 en die voornoemd afsluitmiddel 26 vormt.
Het onderste uiteinde van de opening 25 kan trechtervormig zijn en rond de pen 27 kan tegen de kop een niet in de figuren weergegeven afdichtingsring aangebracht zijn.
<Desc/Clms Page number 8>
Alhoewel voornoemde opening 25 bij de hoogste stand van de zuiger 24 weliswaar niet wordt afgesloten door het afsluitmiddel 26, zou ze toch kunnen worden afgesloten door de stang 28 zelf. Vandaar dat in het uiteinde van deze stang 28, rond de pen 27 een doorgang 29 aangebracht is bestaande uit een centrale holte en daarop aansluitende radiale kanalen.
Onderaan is de behuizing 7 van een aftapopening 30 voorzien die met nagenoeg dezelfde diameter als de ruimte 8 op deze laatste uitgeeft en die door een afschroefbare stop 31 afgesloten is.
De werking van de hiervoor beschreven inrichting is als volgt : In ruststand, dit is wanneer er geen water stroomt, bevindt het binnenwerk 11 zieh in de stand weergegeven in figuur 2.
Onder invloed van zijn gewicht neemt het binnenwerk 11 zijn laagste positie in waarbij de stang 28 onder tussenkomst van de pen 27 op het onderste uiteinde van de ruimte 8 en dus op de stop 31 rust.
Door het eigen gewicht bevindt de zuiger 24 zieh in zijn laagste stand op de pen 27, waardoor dus de opening 25 gesloten is. De zuiger 19 is juist boven de inlaat 9 gelegen en het afsluitmiddel 13 is onder invloed van zijn gewicht en de spiraalveer 23 tegen de zuiger 19 gelegen waardoor de openingen 20 gesloten zijn.
Wanneer er wateropname plaatsvindt, bijvoorbeeld doordat een van de kranen 3 een weinig geopend wordt, stroomt water
<Desc/Clms Page number 9>
langs de zuiger 19 doorheen de door de speling gevormde doorgang.
De oppervlakte van deze doorgang is zeer beperkt,
EMI9.1
2 bijvoorbeeld een ruimte 8 met een doorsnede 2 van Op deze zuiger 19 wordt dus een lichte opwaartse druk uitgeoefend en het binnenwerk 11 zal zieh in zijn geheel opwaarts verplaatsen.
Deze opwaartse beweging wordt afgeremd door de bewegingsremmer 15. De zuiger 24 moet zieh immers doorheen het water in de ruimte 8 verplaatsen en water moet dus van boven de zuiger 24 tot eronder stromen, hetgeen enkel mogelijk is via de doorgang rond de zuiger 24 die door de speling gevormd is. De zuiger 24 blijft in zijn laagste stand op de pen 27 en de opening 25 blijft gesloten.
Na lange tijd, overeenkomend met een totale wateropname van ongeveer 150 liter, komt het afsluitmiddel 13 tegen haar zitting 18 waardoor de uitlaat 10 wordt afgesloten en er geen water meer doorheen de inrichting 6 kan stromen.
Wanneer de waterafname groter is, bijvoorbeeld doordat een kraan 3 verder werd geopend, zal het verschil tussen de druk in het onder de zuiger 19 gelegen gedeelte van de ruimte 8 en de druk in het erboven gelegen gedeelte van de ruimte 8 relatief groot worden zodat het afsluitmiddel 21 tegen de werking van de spiraalveer 23 in zal opgelicht worden.
Een gedeelte water kan door de openingen 20 stromen en een groter debiet wordt door het binnenwerk 11 doorgelaten. De opwaartse druk op dit binnenwerk 11 is door het openen van de openingen 20 slechts in beperkte mate toegenomen.
<Desc/Clms Page number 10>
Hoe groter het debiet waterafname, hoe hoger het afsluitmiddel 21 van de zuiger 19 gelicht wordt en hoe groter de doorgang voor het water. Bij zeer groot debiet, bijvoorbeeld 2000 l/h kan het afsluitmiddel 21 zelfs tegen het afsluitmiddel 13 aanstoten.
Door de spanning van de spiraalveer 23 te wijzigen, kan het debiet waarbij het afsluitmiddel 21 begint opgelicht te worden van de zuiger 19 ingesteld worden. Hoe hoger de spanning van de spiraalveer 23 hoe hoger het debiet moet zijn vooraleer de openingen 20 worden geopend.
In figuur 3 is het binnenwerk 11 weergegeven tijdens zijn opwaartse verplaatsing bij grote waterafname.
Bij zeer groot debiet, bijvoorbeeld bij volledig open kraan 3 of wanneer meerdere kranen open zijn, zal de opwaartse druk wel merkelijk toegenomen zijn en het binnenwerk zal sneller opwaarts bewegen en dus vlugger met het afsluitmiddel 13 de uitlaat 10 afsluiten. De opwaartse snelheid blijft beperkt door de bewegingsremmer 15 en is afhankelijk van de grootte van de speling van de zuiger 24.
Aangezien evenwel met een grotere waterafname een kortere uitloopduur overeenkomt en omgekeerd met een kleinere waterafname een langere uitloopduur overeenkomt, blijft de totale hoeveelheid water die door de inrichting 6 stroomt vooraleer ze de uitlaat 10 afsluit min of meer gelijk, en dit onafhankelijk van de waterdruk.
Door de kleine doorgang bij kleine waterafname en de grote doorgang door het openen van de openingen 20 bij grote waterafname werkt de inrichting 6 dus bij eender welke waterafname.
<Desc/Clms Page number 11>
Wanneer de waterafname wordt gestopt vooraleer het binnenwerk 11 de uitlaat 10 heeft afgesloten, zal de druk snel overal gelijk worden in de ruimte 8, waardoor het binnenwerk 11 door zijn gewicht naar zijn beginstand zal zakken.
Hierbij zal, zoals weergegeven in figuur 4, onmiddellijk ook het afsluitmiddel 21 door zijn gewicht en de spiraalveer 23 op de zuiger 19 zakken en de openingen 20 afsluiten. De weerstand die het water doorheen deze openingen 20 op het afsluitmiddel 21 uitoefent bij het dalen van het afsluitmiddel 21 is niet groot genoeg om dit laatste opgelicht te houden van de zuiger 19.
Tijdens het dalen kan water van onder de zuiger 19 via de spleet errond naar boven stromen.
Door de tegendruk van het water bij deze dalende beweging zal de zuiger 24 daarentegen wel over de pen 27 opwaarts worden geduwd, waardoor de opening 25 opengaat. Water van onder de zuiger 24 kan nu zowel doorheen de spleet rond deze zuiger 24 als doorheen de opening 25 en de erop aansluitende doorgang 29 naar boven stromen zodat de afremming van de bewegingsremmer 15 nu merkelijk kleiner is dan bij de opwaartse beweging van het binnenwerk 11.
Het dalen van het binnenwerk 11 kan dus zeer snel gebeuren. De volledige neerwaartse beweging kan bijvoorbeeld in minder dan 8 seconden plaatsvinden.
Na het. opnieuw bereiken van zijn onderste ruststand zoals weergegeven in figuur 1 kan voornoemde cyclus opnieuw beginnen.
<Desc/Clms Page number 12>
Wanneer evenwel het binnenwerk 11 door een te grote waterafname zijn hoogste stand bereikt heeft zoals weergegeven in figuur 5 en dus het afsluitmiddel 13 de uitlaat 10 afsluit, zal ook na het stoppen van de waterafname de druk aan weerszijden van dit afsluitmiddel 13 niet gelijk worden.
Het gewicht van het binnenwerk 11 is niet voldoende om dit drukverschil te compenseren en het afsluitmiddel 13 blijft op de zitting 18 geduwd.
De enige manier om dan het binnenwerk 11 naar zijn ruststand te brengen, is de hoofdkraan 4 dicht te draaien en voornoemd drukverschil weg te werken door een kleine hoeveelheid water uit de ruimte 8 weg te laten, hetgeen wordt verwezenlijkt door de stop 31 los te draaien tot er water via de aftapopening 30 lekt.
In de hiervoor beschreven uitvoeringsvorm van de inrichting 6 werd vastgesteld dat vanaf een bepaald debiet van de waterafname waarbij het binnenwerk 11 begint te stijgen, de verhouding tussen de totale hoeveelheid water op het ogenblik dat dit binnenwerk 11 de uitlaat 10 afsluit en het afnamedebiet toch niet helemaal constant is maar in functie is van het afnamedebiet een curve beschrijft.
Deze curve kan stijgen tot op het ogenblik van sluiten, maar is in sommige gevallen stijgend tot een bepaald debiet van bijvoorbeeld 1000 l/h om bij hogere debieten terug een weinig te dalen. Dit is te verklaren doordat nog vooraleer het maximum afnamedebiet wordt bereikt, het afsluitmiddel 21 zijn hoogste stand bereikt, bijvoorbeeld doordat het tegen het afsluitmiddel 13 aanbotst, en bijgevolg de openingen 20 maximaal open zijn.
<Desc/Clms Page number 13>
Dit laatste geval is interessanter aangezien de totale hoeveelheid water voor de afsluiting meer constant blijft.
Deze curve kan bijvoorbeeld verkregen worden door de spiraalveer 23 vrij zwak te maken.
Vastgesteld werd dat dan het minimum debiet van de afname waarbij het binnenwerk 11 omhoog begint te gaan dan groter wordt.
Om ook bij grotere debieten van de waterafname de totale hoeveelheid bij sluiting constanter te maken zonder dat het minimum debiet stijgt waarbij het binnenwerk 11 begint te stijgen, kan met de zuiger 19 een tweede afsluitmiddel 32 samenwerken dat tegengesteld werkt als het afsluitmiddel 21 en dat dus de openingen 20 geheel of gedeeltelijk afsluit wanneer de opwaartse waterstroming een bepaalde grens bereikt, zoals weergegeven in figuren 6 en 7.
De uitvoeringsvormen weergegeven in figuren 6 en 7 verschillen dus in hoofdzaak van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 2 tot 5 doordat onder de zuiger 19 een tweede, gelijkaardig afsluitmiddel 32 in de vorm van een ring op de stang 28 verschuifbaar aangebracht is. De diameter van deze ring is nagenoeg gelijk aan de diameter van het afsluitmiddel 21.
Tussen de zuiger 19 en deze ring is rond de stang 28 een spiraalveer 33 aangebracht die de ring van de zuiger 19 wegduwt tegen een aanslag 34 die gevormd is door een elastische ring die in een groef 35 rond de stang 28 aangebracht is.
In deze stang 28 is op een kleine afstand van de groef 35 nog minstens een tweede groef 36 aangebracht zodat de ring
<Desc/Clms Page number 14>
die de aanslag 34 vormt naar keuze ook in deze groef 36 kan worden aangebracht zodat de druk van de spiraalveer 33 kan worden gewijzigd.
Deze spiraalveer 33 kan met haar onderste uiteinde een weinig verzonken zijn in het ringvormige afsluitmiddel 32 zoals weergegeven in figuur 7.
Op analoge manier kan ook de spanning van de spiraalveer 23 worden geregeld door een ring 37 die tussen deze spiraalveer 23 en de schijf 16 rond de stang 28 is aangebracht.
De spiraalveren 23 en 33 worden zo gekozen en ingesteld dat bij toenemend waterdebiet doorheen de ruimte 8 eerst het afsluitmiddel 21 wordt opgelicht en de openingen 20 worden geopend en pas wanneer het debiet zo groot is dat deze openingen 20 voldoende open zijn, het afsluitmiddel 32 zieh tegen de werking van de spiraalveer 33 in opwaarts verplaatst.
Terwijl de opwaartse verplaatsing van het afsluitmiddel 21 vrij geleidelijk gebeurt bij toenemend debiet, is de opwaartse verplaatsing van het afsluitmiddel 32 bij een bepaald groter debiet vrij plots.
Terwijl in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 7 het afsluitmiddel 32 bij een bepaald debiet van de waterafname plots tegen de zuiger 19 aangedrukt wordt en de openingen 20 volledig afsluit, kan dit afsluitmiddel 32 in de uitvoeringsvorm weergegeven in figuur 6 de zuiger 19 niet bereiken en dus de openingen 20 niet volledig afsluiten door de aanwezigheid van een tweede aanslag 38 die in het
<Desc/Clms Page number 15>
weergegeven voorbeeld bestaat uit twee elastische ringen die rond de stang 28 zijn gespannen.
In deze laatste uitvoeringsvorm volgens figuur 6 kan de grootte van de minimum doorgang die door het afsluitmiddel 32 wordt opengelaten en dus het debiet dat bij de hoogste stand van dit afsluitmiddel 32 nog doorheen de openingen 20 kan stromen, gewijzigd worden door het aantal ringen van de aanslag 38 te wijzigen.
In een variante kan de aanslag 38 vervangen worden door een versmalling van het bovenste uiteinde van het afsluitmiddel 32 zodat dit laatste de openingen 20 niet volledig afsluit wanneer het door de waterstroming tegen de zuiger 19 wordt geduwd.
De werking van de inrichting in de uitvoeringsvormen weergegeven in de figuren 6 en 7 is analoog aan de hoger beschreven werking met dit verschil dat, vanaf een bepaald afnamedebiet dat hoger is dan het debiet waarbij het afsluitmiddel 21 de openingen 20 opent, bij verdere debietstijging de doorgang door de openingen 20 plots gedeeltelijk (figuur 6) of zelfs volledig (figuur 7) wordt gesloten waardoor de opwaartse druk op het binnenwerk 11 plots toeneemt en dit binnenwerk 11 zieh snel opwaarts verplaatst tot het afsluitmiddel 13 de uitlaat 10 afsluit.
De hiervoor beschreven inrichting is in alle uitvoeringsvormen vrij eenvoudig van constructie en bevat geen delen die aan slijtage onderhevig zijn. Ze is dus duurzaam en zeer betrouwbaar. Ze beperkt de hoeveelheid water die in eenmaal kan worden afgenomen, bijvoorbeeld tot ongeveer 150 liter, hetgeen het waterverbruik beperkt indien wordt vergeten een kraan 3 te sluiten of in het geval van
<Desc/Clms Page number 16>
leidingbreuk, defecte was- of afwasmachine, of de waterdarm die van de kraan 3 is losgeraakt enzovoort, eventuele waterschade beperkt.
De inrichting is evenwel niet enkel toepasbaar met water maar is ook bruikbaar met andere vloeistoffen of zelfs gassen.
Om een goede afremming door de bewegingsremmer 15 te verkrijgen, is het aangewezen dat deze verplaatsbaar is in een fluidum met relatief grote viscositeit. Zo kan het onderste gedeelte gevuld zijn met een vloeistof met een grotere viscositeit dan water, bijvoorbeeld olie, die niet mengbaar is met water.
Juist omwille van de kleine viscositeit van gassen is het ook met kleine doorgangen niet mogelijk grote uitlooptijden te verkrijgen.
Toch kan de inrichting voor gassen gebruikt worden indien het gedeelte van de ruimte 8 waarin de bewegingsremmer 15 zieh verplaatst met vloeistof, bijvoorbeeld olie, gevuld is. Meestal zal de inrichting een veer moeten bevatten die het binnenwerk 11 naar beneden duwt om het terug naar ruststand gaan bij het stoppen van de waterafname voldoende snel te doen verlopen.
Ook de grootte van de speling van de zuiger 19 en van de openingen 20 zal moeten worden aangepast aan het gas. Het weglaten van de druk uit de ruimte 8 nadat het afsluitmiddel 13 tegen zijn zitting 18 is aangesloten, is ook niet meer mogelijk door wat vloeistof uit de onderkant van de ruimte 8 weg te laten. Dit moet nu geschieden door het openen van een ventieltje op de gastoevoer.
<Desc/Clms Page number 17>
De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijke inrichting voor het beperken van de hoeveelheid fluidum die in een keer kan worden afgenomen kan in verschillende varianten worden verwezenlijkt zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.
<Desc / Clms Page number 1>
Device for limiting the amount of fluid that can be taken in one go.
This invention relates to a device for limiting the amount of fluid that can be taken in one go, which device comprises a housing which is provided with a space on which an inlet and an outlet issue and in which an interior is movably arranged, which contains a shut-off means which can close the outlet but allows fluid to pass through to this outlet in the open position.
Such a device is placed at the beginning of a water distribution network, for example in a home or in another building and ensures that the supply of the fluid is shut off if a continuously larger amount of fluid than the preset amount is drained, for example because a tap is not was closed or because a pipe was broken. This keeps the loss of water and / or water damage limited.
In a known device, the interior comprises a wheel which is arranged in the space and forms part of a water meter and a shut-off valve which, when the water meter measures a larger continuous consumption than a preset decrease, causes the shut-off valve to close the inlet.
The major disadvantage of this device is that it is very complicated, so that it is sensitive to defects on the one hand and expensive to manufacture on the other.
The invention has a device for limiting the amount of fluid that can be taken in one go
<Desc / Clms Page number 2>
as an object in which these and other disadvantages are excluded and which is therefore simple in construction and in which the supply of fluid is shut off after a predetermined amount of fluid, for example 150 liters, has been supplied independently of the flow rate or the line pressure.
This object is achieved according to the invention in that the space extends on either side of the inlet and the interior, on the one hand, contains a passage limiter which is situated between the inlet and the closing means and partially blocks the passage between the inlet and the outlet so that when the flow of fluid from the inlet to the outlet the interior undergoes a force in the direction of flow and, on the other hand, a movement inhibitor connected to the passage limiter which is located on the other side of the inlet, even when the closing means closes the outlet, and which is displaced when moving as a result of the aforementioned force, the inner workings provide only a limited passage for the fluid in which it is situated and thus offer resistance to this displacement without, however, completely preventing them.
Preferably, the space extends above and below the inlet, while the outlet is at the top and the interior can be moved up and down.
In this embodiment, the interior will return to its rest position by its own weight without additional means if the flow of fluid ceases.
In the latter case, the fluid flowing from the entrance to the exit can be either a liquid or a gas
<Desc / Clms Page number 3>
insofar as the fluid in the lower part of the space in which the movement inhibitor is displaced is liquid.
This passage limiter can be a piston which is arranged in the space with a clearance.
The passage limiter is preferably provided with an automatic control of the passage as a function of the fluid collection rate.
As a result, the device can operate effectively at varying collection rates and the amount of fluid that can be taken in one go without closing off the fluid flow through the device will only depend to a limited extent on the collection rate.
This automatic control of the passage may contain a flow-operated closing means which normally closes at least one opening arranged in the piston but, when the fluid flow exceeds a certain value, opens the opening.
The automatic control may comprise a second flow-operated closing means which normally leaves the opening fully open, but when the fluid flow rate exceeds a certain value that is greater than said value partially or completely closes the opening.
The movement inhibitor can be a second passage limiter, preferably with a larger passage than the above-mentioned passage limiter, and can therefore also be formed by a piston which is arranged with some play in the space.
<Desc / Clms Page number 4>
This second passage limiter is preferably provided with at least one additional passage and with a closing means operable by the liquid resistance therefor which automatically closes the passage by moving said passage limiter towards the inlet and which opens automatically by displacement in the opposite sense.
The housing may comprise means for omitting a quantity of fluid from the space when the closing means closes the outlet, for example a closable drain opening of which the housing is provided.
With the insight to better demonstrate the characteristics according to the invention, a preferred embodiment of a device according to the invention is described below as an example without any limiting character, with reference to but the accompanying drawings, in which: figure 1 schematically represents a water distribution network in which a device according to the invention for limiting the amount of water that can be taken in one go is provided; figure 2 represents on a larger scale a vertical section of the above-mentioned device according to the invention from the water distribution network of figure 1, wherein the interior of this device is in its rest position; figure 3 represents a cross-section, similar to that of figure 1, but with the inside shown during water collection;
figure 4 represents a cross-section, similar to that of figure 2, but the interior is on its way back to its rest position;
<Desc / Clms Page number 5>
figure 5 represents a cross-section, similar to that of figures 2 and 3, but with the interior blocking the passage of fluid; Figure 6 shows on a larger scale the part indicated by F6 in Figure 2, but with reference to another embodiment of the invention; figure 7 represents a part analogous to that of figure 6, but with regard to yet another embodiment of the invention.
Figure 1 shows a water distribution network of a building with a main pipe 1 and taps 2 that end with a tap 3 or the like. A main tap 4, optionally a water meter 5 and a device 6 according to the invention for limiting the amount of water that can be drawn off at once, are arranged in the main line 1.
As shown in Figs. 2 to 5, the device 6 comprises a housing 7 in which a vertical cylindrical space 8 is arranged and on which, on the one hand, an inlet 9 debouches halfway up the height of the cylindrical space 8 and, on the other hand, an outlet 10 connects to the upper end, and an interior 11 which is arranged movably up and down in the space 8.
A channel 12 connects to the outlet 10 and extends through the housing 7 and ends transversely opposite the inlet 9, whereby the device 6 can easily be built into an existing main line 1.
The inner work 11 consists essentially of three parts connected to each other, namely a closing means 13 at the top,
<Desc / Clms Page number 6>
a passage limiter 14 located between the inlet 9 and the outlet 10 and a movement inhibitor 15 located below the inlet 9.
The closing means 13 is formed by a round disc 16 which is covered at the top with an elastic material 17 such as plastic, and which cooperates with a seat 18 which is formed around the outlet 10. The diameter of the disc 16 is sufficiently small with respect to the diameter of the space 8 to allow, when the closing means is open, a flow rate corresponding to a normal water consumption.
The passage limiter 14 is composed of a piston 19 which is arranged with a small clearance in the space 8 and which is provided with two arcuate openings 20, and of a second closing means 21 for closing off the openings 20.
The clearance creates a permanently limited passage with, for example, a width of 2, 2 mm around the piston 19 which is small enough that a relatively large upward force would be exerted on this piston even with a small water flow.
The openings 20 through the piston 19 form temporary passages that open when the water flow and thus the water intake exceeds a certain value.
The piston 19 is connected to the disc 16 by a round rod 22 and this second closing means 21 is a ring which slidably surrounds this rod 22.
<Desc / Clms Page number 7>
This rod 22 is also surrounded by a coil spring 23 which is sunk into one of the aforementioned closing means 21 and pushes the latter against the piston 19 and thus over the openings 20.
The movement inhibitor 15 is also a passage limiter and consists of a piston 24 which is arranged with a clearance in the lower part of the space 8, which clearance forms a permanent passage that is larger than the limited passage through the play of the piston 19. is formed.
The piston 24 is also provided with an additional opening 25 which can be closed by a closing means 26.
Since the aperture 25 must be close to upward and open to a downward movement of the interior 11, it is in this case the piston 24 that is movable relative to the closing means 26.
In particular, the additional opening 25, which is centrally located around a pin 27 which is fixed, for example screwed, has in the lower slightly thicker end of a rod 28 whose upper end is fixed to the piston 19.
The piston 24 thus sits with a play and can be moved up and down around the pin 27 which on its lower end contains a head whose diameter is larger than the diameter of the opening 25 and which forms said closing means 26.
The lower end of the opening 25 can be funnel-shaped and a sealing ring (not shown in the figures) can be arranged around the pin 27 against the head.
<Desc / Clms Page number 8>
Although said opening 25 is not closed by the closing means 26 at the highest position of the piston 24, it could nevertheless be closed by the rod 28 itself. Hence, in the end of this rod 28, around the pin 27, a passage 29 is provided consisting of a central cavity and adjacent radial channels.
At the bottom, the housing 7 is provided with a drain opening 30 which has a substantially the same diameter as the space 8 and which is closed off by a screw-on plug 31.
The operation of the device described above is as follows: In the rest position, this being when no water flows, the interior 11 is in the position shown in Figure 2.
Under the influence of its weight, the interior 11 assumes its lowest position, the rod 28 resting on the lower end of the space 8 and thus on the stop 31, with the intervention of the pin 27.
Due to its own weight, the piston 24 is in its lowest position on the pin 27, so that the opening 25 is closed. The piston 19 is located just above the inlet 9 and the closing means 13, under the influence of its weight and the coil spring 23, lies against the piston 19, whereby the openings 20 are closed.
When water is absorbed, for example because one of the taps 3 is opened slightly, water flows
<Desc / Clms Page number 9>
along the piston 19 through the passage formed by the clearance.
The area of this passage is very limited,
EMI9.1
2, for example, a space 8 with a cross-section 2 of On this piston 19, a slight upward pressure is exerted and the interior 11 will move upwards in its entirety.
This upward movement is slowed down by the movement inhibitor 15. The piston 24 must, after all, move through the water in the space 8 and water must therefore flow from above the piston 24 to below, which is only possible via the passage around the piston 24 which passes through the play is formed. The piston 24 remains in its lowest position on the pin 27 and the opening 25 remains closed.
After a long time, corresponding to a total water intake of approximately 150 liters, the closing means 13 comes against its seat 18, whereby the outlet 10 is closed and no more water can flow through the device 6.
If the water consumption is greater, for example because a tap 3 has been opened further, the difference between the pressure in the portion of the space 8 located below the piston 19 and the pressure in the portion of the space 8 situated above it will become relatively large so that the closing means 21 against the action of the coil spring 23 will be lifted.
A portion of water can flow through the openings 20 and a larger flow rate is passed through the interior 11. The upward pressure on this inner work 11 has only increased to a limited extent by opening the openings 20.
<Desc / Clms Page number 10>
The greater the flow rate, the higher the closing means 21 is lifted from the piston 19 and the greater the passage for the water. At a very high flow rate, for example 2000 l / h, the closing means 21 can even hit the closing means 13.
By changing the tension of the coil spring 23, the flow at which the closing means 21 starts to be lifted from the piston 19 can be adjusted. The higher the tension of the coil spring 23, the higher the flow rate must be before the openings 20 are opened.
Figure 3 shows the interior 11 during its upward displacement with large water draw.
At a very high flow rate, for example with fully open tap 3 or when several taps are open, the upward pressure will be noticeably increased and the interior will move faster upward and thus close the outlet 10 more quickly with the closing means 13. The upward speed remains limited by the movement inhibitor 15 and is dependent on the size of the clearance of the piston 24.
However, since a shorter run-out time corresponds to a larger water take-off and, conversely, a shorter run-out corresponds to a longer run-out time, the total amount of water flowing through the device 6 before it closes the outlet 10 remains more or less the same, irrespective of the water pressure.
Because of the small passage with a small water draw and the large passage through the opening of the openings 20 with a large water draw, the device 6 thus works with any water draw.
<Desc / Clms Page number 11>
When the water collection is stopped before the interior 11 has shut off the outlet 10, the pressure will quickly become equal everywhere in the space 8, as a result of which the interior 11 will drop to its initial position due to its weight.
In this case, as shown in Fig. 4, the closing means 21 will immediately also drop on the piston 19 due to its weight and the coil spring 23 and close the openings 20. The resistance that the water exerts through these openings 20 on the closing means 21 when the closing means 21 drops is not large enough to keep the latter lifted off the piston 19.
During the descent, water can flow from below the piston 19 via the slit around it.
On the other hand, due to the back pressure of the water during this falling movement, the piston 24 will be pushed upwards over the pin 27, whereby the opening 25 opens. Water from beneath the piston 24 can now flow upwards through the gap around this piston 24 and through the opening 25 and the connecting passage 29, so that the deceleration of the movement inhibitor 15 is now considerably smaller than with the upward movement of the inner mechanism 11. .
The lowering of the inner work 11 can therefore happen very quickly. The complete downward movement can, for example, take place in less than 8 seconds.
After. reaching its lower rest position as shown in Figure 1, the above cycle can start again.
<Desc / Clms Page number 12>
However, if the interior 11 has reached its highest position as a result of too large a water draw, as shown in Fig. 5, and thus the closing means 13 closes the outlet 10, the pressure on either side of this closing means 13 will not become equal even after the water supply has stopped.
The weight of the interior 11 is not sufficient to compensate for this pressure difference and the closing means 13 remains pushed onto the seat 18.
The only way to then bring the interior 11 to its rest position is to close the main valve 4 and eliminate the above-mentioned pressure difference by leaving out a small amount of water from the space 8, which is achieved by unscrewing the plug 31 until water leaks through the drain opening 30.
In the above-described embodiment of the device 6, it was found that from a certain flow rate of the water withdrawal at which the interior 11 starts to rise, the ratio between the total amount of water at the moment that this interior 11 closes the outlet 10 and the collection rate does not is completely constant but describes a curve based on the decrease in flow rate.
This curve can rise up to the moment of closing, but in some cases it rises to a certain flow rate of, for example, 1000 l / h, to decrease a little again at higher flow rates. This can be explained by the fact that, before the maximum delivery rate is reached, the closing means 21 reaches its highest position, for example, because it collides with the closing means 13, and therefore the openings 20 are maximally open.
<Desc / Clms Page number 13>
The latter case is more interesting since the total amount of water for the closure remains more constant.
This curve can be obtained, for example, by making the coil spring 23 rather weak.
It was established that then the minimum flow rate of the decrease at which the interior 11 starts to rise then becomes larger.
In order to make the total quantity more constant at closure even at higher flow rates of the water draw-off without the minimum flow rate rising at which the interior 11 starts to rise, a second closing means 32 can cooperate with the piston 19 which acts in the opposite way to the closing means 21 and thus completely or partially close the openings 20 when the upward water flow reaches a certain limit, as shown in figures 6 and 7.
The embodiments shown in Figs. 6 and 7 therefore differ substantially from the embodiment according to Figs. 2 to 5 in that a second, similar closing means 32 in the form of a ring is mounted on the rod 28 for sliding under the piston 19. The diameter of this ring is almost equal to the diameter of the closing means 21.
Between the piston 19 and this ring a spiral spring 33 is arranged around the rod 28 which pushes the ring of the piston 19 against a stop 34 which is formed by an elastic ring arranged in a groove 35 around the rod 28.
At least a second groove 36 is provided in this rod 28 at a small distance from the groove 35, so that the ring
<Desc / Clms Page number 14>
which forms the stop 34 can optionally also be provided in this groove 36 so that the pressure of the coil spring 33 can be changed.
This coil spring 33 can be slightly lowered at its lower end in the annular closing means 32 as shown in Figure 7.
In an analogous manner, the tension of the coil spring 23 can also be controlled by a ring 37 arranged between this coil spring 23 and the disc 16 around the rod 28.
The coil springs 23 and 33 are selected and adjusted in such a way that with increasing water flow through the space 8 the closing means 21 is first lifted and the openings 20 are opened and only when the flow rate is so large that these openings 20 are sufficiently open, the closing means 32 are offset upwardly against the action of the coil spring 33.
While the upward movement of the shut-off means 21 occurs fairly gradually with increasing flow, the upward movement of the shut-off means 32 is fairly sudden at a certain larger flow.
While in the embodiment shown in Figure 7 the shut-off means 32 is suddenly pressed against the piston 19 at a certain flow rate of the water draw and the openings 20 completely close, this shut-off means 32 in the embodiment shown in Figure 6 cannot reach the piston 19 and thus the openings 20 do not completely close due to the presence of a second stop 38 which in the
<Desc / Clms Page number 15>
The example shown consists of two elastic rings that are tightened around the rod 28.
In this last embodiment according to Figure 6, the magnitude of the minimum passage left open by the closing means 32 and thus the flow rate that can still flow through the openings 20 at the highest position of this closing means 32 can be changed by the number of rings of the to change assessment 38.
In a variant, the stop 38 can be replaced by a narrowing of the upper end of the closing means 32 so that the latter does not completely close the openings 20 when it is pushed against the piston 19 by the water flow.
The operation of the device in the embodiments shown in Figs. 6 and 7 is analogous to the operation described above, with the difference that, from a certain decrease rate that is higher than the flow rate at which the closing means 21 opens the openings 20, with a further flow rate increase the passage through the openings 20 is suddenly closed partially (Figure 6) or even completely (Figure 7), whereby the upward pressure on the inner work 11 suddenly increases and this inner work 11 is rapidly moved upwards until the closing means 13 closes the outlet 10.
The device described above is relatively simple in construction in all embodiments and contains no parts subject to wear. It is therefore durable and very reliable. It limits the amount of water that can be taken in one go, for example to about 150 liters, which limits the water consumption if it is forgotten to close a tap 3 or in the case of
<Desc / Clms Page number 16>
pipe breakage, defective washing machine or dishwasher, or the water casing that has come loose from the tap 3, etc., limiting any water damage.
However, the device is not only applicable with water but can also be used with other liquids or even gases.
In order to obtain a good braking through the movement inhibitor 15, it is recommended that it is displaceable in a fluid with a relatively large viscosity. The lower part can thus be filled with a liquid with a greater viscosity than water, for example oil, which is immiscible with water.
Precisely because of the low viscosity of gases, it is not possible to obtain large exit times even with small passages.
The gas device can nevertheless be used if the part of the space 8 in which the movement inhibitor 15 is displaced is filled with liquid, for example oil. The device will usually have to contain a spring which pushes the inside 11 downwards in order to allow the return to the rest position to stop when the water supply is stopped sufficiently quickly.
The size of the clearance of the piston 19 and of the openings 20 will also have to be adapted to the gas. Leaving the pressure out of the space 8 after the closing means 13 has been connected to its seat 18 is also no longer possible by omitting some liquid from the bottom of the space 8. This must now be done by opening a valve on the gas supply.
<Desc / Clms Page number 17>
The invention is by no means limited to the embodiment described above and shown in the figures, but such a device for limiting the amount of fluid that can be taken off at once can be realized in various variants without departing from the scope of the invention.