BG67239B1 - Енергийно независим логер - Google Patents
Енергийно независим логер Download PDFInfo
- Publication number
- BG67239B1 BG67239B1 BG112843A BG11284318A BG67239B1 BG 67239 B1 BG67239 B1 BG 67239B1 BG 112843 A BG112843 A BG 112843A BG 11284318 A BG11284318 A BG 11284318A BG 67239 B1 BG67239 B1 BG 67239B1
- Authority
- BG
- Bulgaria
- Prior art keywords
- alternating current
- regulator
- metal housing
- current generator
- tubular metal
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
- H02J7/14—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle
- H02J7/1415—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries for charging batteries from dynamo-electric generators driven at varying speed, e.g. on vehicle with a generator driven by a prime mover other than the motor of a vehicle
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
- E03B7/00—Water main or service pipe systems
- E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons, valves, in the pipe systems
- E03B7/071—Arrangement of safety devices in domestic pipe systems, e.g. devices for automatic shut-off
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
- E03F—SEWERS; CESSPOOLS
- E03F2201/00—Details, devices or methods not otherwise provided for
- E03F2201/20—Measuring flow in sewer systems
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04Q—SELECTING
- H04Q2209/00—Arrangements in telecontrol or telemetry systems
- H04Q2209/80—Arrangements in the sub-station, i.e. sensing device
- H04Q2209/88—Providing power supply at the sub-station
- H04Q2209/886—Providing power supply at the sub-station using energy harvesting, e.g. solar, wind or mechanical
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
- Y02A20/15—Leakage reduction or detection in water storage or distribution
Abstract
Настоящото изобретение се отнася до енергийно независим логер, който ще намери приложение в областта на водоснабдителните и канализационни системи и съоръжения, и по-специално за мониторинг на водопроводните и канализационни мрежи. Създаденият енергийно независим логер включва тръбен метален корпус (6), в който са монтирани аксиална реверсивна турбина (1), куплирана директно на ос (2) на променливотоков генератор (3). Променливотоковият генератор (3) е захванат с ребра към вътрешността на тръбния метален корпус (6), като в едно от ребрата и съответно в тръбния метален корпус (6) е осигурен отвор, през който преминават кабелите на променливотоковия генератор (3) към регулатор (4). Регулаторът (4) е свързан с акумулаторна батерия (5) за захранване на телеметрично устройство (8) с вграден 3G модем. Регулаторът (4), акумулаторната батерия (5) и телеметричното устройство (8) са поместени във втори корпус (7), присъединен към тръбния метален корпус (6). Съгласно изобретението, регулаторът (4) се състои от изправителен блок на трифазното променливо напрежение от променливотоковия генератор (3) и електронен елемент за регулиране на заряда на акумулаторната батерия (5). Създаденият логер позволява дистанционно измерване, управление и балансиране на водния цикъл. Чрез вградения 3G модем, със съответната СИМ карта и постоянното електрическо захранване, устройството (8) изпраща данни в реално време в уеб базирано приложение за визуализация и управление на данните от измерванията.
Description
Настоящото изобретение се отнася до енергийно независим логер, който ще намери приложение в областта на водоснабдителните и канализационни системи и съоръжения, и по-специално за мониторинг на водопроводните и канализационни мрежи.
Предшестващо състояние на техниката
Водоснабдяването на населените места, промишлени и селскостопански обекти се осъществява от изградена водоснабдителна система. Тя представлява съвкупност от инженерни съоръжения, които добиват, пречистват, транспортират и доставят до консуматорите необходимите водни количества. Източниците за черпене на вода са извори, подземни води, реки, язовири, езера и морска вода след обезсоляване. Природната вода, добивана от тях съдържа някои примеси, които се отстраняват преди тя да достигне до крайния потребител.
С повишаването на производствените разходи за доставка на питейна, индустриална и поливна вода до крайния потребител и нарастващото й значение като актив, модерната водоснабдителна система има нужда от по-ефективно наблюдение и управление. Течовете във водоснабдителната система са сред основните причини за огромните загуби на вода по мрежата. Освен че се губи огромно количество вода, наличието на течове в системата може да доведе и до замърсяване на водата в мрежата, да причини повреди на сгради и съоръжения и т.н. Необходимо е да извършва постоянен мониторинг на мрежата както за навременно откриване на течове и намаляване на загубите на вода, така и за регулиране на налягането и за предотвратяване на аварии в амортизираните водопроводни и канализационни мрежи.
В практиката за откриване на течове и повреди по мрежата най-често се използват акустични или корелационни уреди. Известните уреди за събиране на данни - дата логери се нуждаят от батерии и имат сложната имплементация.
Патентен документ WO 1996/022508, публикуван на 25.07.1996 г., се отнася до регистратор на данни/ логер, монтиран на колело. В документа е разкрит акустичен датчик, който се възбужда от шума, произвеждан от двигателя на превозното средство или машината и вътрешен сензор за изминато разстояние. Датчикът и сензорът са свързани с микроконтролер и са поместени заедно с батерия в кутия. По този начин е създадено устройство, способно да записва във вътрешната си памет състоянието на двигателя, изминатото разстояние и максималната скорост, развити за всеки един от програмираните периоди от време.
Патентен документ US 2017/0350100, публикуван на 07.12.2017 г., се отнася до интелигентна, изпускателна тръба за изтегляне на вода от захранващо водоснабдяване. Изпускателната тръба включва вход, с първа връзка, конфигурирана така, че да позволява свързването на тръбата за задържане с хидрант към захранващия водопровод и изход, с втори съединител, конфигуриран така, че да бъде свързан към тръбата. Дебитомер измерва обема вода, протичаща от входа към изхода, а към измервателния уред е свързан информационен регистратор за отчитане на обема на измерената вода. GPS модул определя местоположението на тръбата, когато разходомерът отчете поток на водата, а модул за безжична комуникация предава записания обем вода и съответното GPS местоположението до централен мониторинг център.
BG 67239 Bl
He е известен енергийно независим логер, който да е с автономно електрическо захранване и да осигурява мониторинг в реално време на ключови показатели във водопроводната мрежа.
Техническа същност на изобретението
Задача на изобретението е да се създаде енергийно независим логер, който да е с автономно електрическо захранване и да осигурява мониторинг в реално време на физични, химични и други показатели във водопроводната мрежа.
Задачата е решена като е създаден енергийно независим логер, който включва тръбен метален корпус, в който са монтирани аксиална реверсивна турбина, куплирана директно на ос на променливо токов генератор. Променливо токовият генератор е захванат с ребра към вътрешността на тръбния метален корпус, като в едно от ребрата и съответно в металния корпус е осигурен отвор, през който преминават кабелите на променливо токовия генератор към регулатор. Регулаторът е свързан с акумулаторна батерия за захранване на телеметрично устройство с вграден 3G модем. Регулаторът, акумулаторната батерия и телеметричното устройство са поместени във втори корпус, присъединен към тръбния метален корпус.
Съгласно изобретението регулаторът се състои от изправителен блок на трифазното променливо напрежение от променливо токовия генератор и електронен елемент за регулиране на заряда на акумулаторната батерия.
Предимство на създадения енергийно независим логер е, че специално конструираната вградена реверсивна турбина с нисък пад на налягането ще произвежда необходимото количество електрическа енергия, която да захранва комбинация от измервателни прибори за водно количество, за качество на водата, за налягане и за ниво, като в същото време благодарение на ниските загуби на напор няма да затруднява нормалната работа на водоснабдителната система. Освен това, логерът позволява дистанционно измерване, управление и балансиране на водния цикъл.
Пояснение на приложената фигура
Настоящото изобретение е илюстрирано на приложената фигура 1, която представлява принципна схема на енергийно независим логер.
Примери за изпълнение на изобретението
Създаденият енергийно независим логер, показан на фигура 1, включва тръбен метален корпус 6, в който са монтирани аксиална реверсивна турбина 1, куплирана директно на ос 2 на променливо токов генератор j. Тръбният метален корпус 6 е произведен от заварени фланци, конуси и тръбни елементи с механично обработен слот за монтаж на генератора 3. Аксиалната реверсивна турбина 1 е с ниска ефективност и преработва малка част от енергията на водния поток, като турбината 1 може да работи с воден поток и в двете посоки на тръбния корпус 6. Работните елементи на аксиалната турбина 1 са витла, захванати за главина. Външният диаметър на витлата е с 0,5-2 mm по-малък от диаметъра на тръбния метален корпус 6, в който е монтирана турбината 1. Главината на аксиално реверсивната турбина 1 е куплирана директно на оста 2 на генератора 3 и е работният орган, осигуряващ въртеливо движение за генериране на електрически ток от генератора j. Оста 2 е изработена от метал и придава въртеливото движение от турбината 1 на ротора на генератора 3. Променливо токовият генератор Зее постоянни магнити, като роторът му е капсулован, а статорът е навит. Роторът на генератора 3 лагерува на търкалящи се
BG 67239 Bl лагери, работещи във водна среда. Целта на дизайна е осигуряване на херметичност на намотките на генератора 3, без да е необходимо да се монтират уплътнения. Променливо токовият генератор з е захванат с ребра към вътрешността на тръбния метален корпус 6. като в едно от ребрата и съответно в металния корпус 6 е осигурен отвор, през който преминават кабелите на генератора 3 към регулатор 4. Кабелите от изводите на генератора 3 са херметически уплътнени.
Регулаторът 4 е свързан с акумулаторна батерия 5 за захранване на телеметрично устройство 8 с вграден 3G модем. Регулаторът 4, акумулаторната батерия 5 и телеметричното устройство 8 са поместени във втори корпус 7, присъединен към тръбния метален корпус 6. Регулаторът 4 се състои от изправителен блок на трифазното променливо напрежение от генератора 3 и електронен елемент, регулиращ заряда на акумулаторната батерия 5. осигуряваща захранване на допълнителен консуматор. Електронният елемент подава визуално информация със светодиоди за състоянието на променливо токовия генератор 3. Акумулаторната батерия 5 акумулира и отдава произвежданата от генератора 3 енергия, като осигурява непрекъснато и стабилно захранване на включените консуматори, включително и през периодите, в които няма водно течение в тръбопровода, съответно в металния тръбен корпус 6. Вторият корпус 7 е присъединен към тръбния корпус 6 и по този начин представляват заедно едно цялостно изделие. Телеметричното устройство 8 с вграден 3G модем е оборудвано с дигитални и аналогови входове и е предназначено да записва данни за различни показатели в точката на монтаж на енергийно независимия логер.
Измерваните показатели са например:
- водно количество посредством връзка с измервателно устройство - водомер, разходомер с импулсен изход;
- налягане - посредством връзка с трансмитер с изход 4-20 mA;
- качество на водата - посредством различни трансмитери с изход 4-20 mA.
Принцип на работа на създадения енергийно независим логер.
Аксиалната реверсивна турбина 1 и прилежащите към нея аксесоари за задвижване и преобразуване на кинетичната енергия на водата в електрическа, посредством максимално опростен и надежден дизайн, осигурява непрекъснато, независимо захранване на телеметричното устройство 8 и на други измервателни устройства по водопроводната мрежа, които са консуматори с мощност не повече от 25 W. Принципът на работа е подобен на принципа на Каплан или Бълб турбините във водноелектрическите централи, но се различава от тях по това, че водещият показател тук е генерирането на минимален пад на налягането. Коефициентът на полезно действие на турбината 1 умишлено е нисък, като това й позволява пълноценно да работи и при промяна на посоката на водата, а също така и в широк диапазон от водни количества.
Аксиалната реверсивна турбина 1 е куплирана на оста 2 на променливо токовия генератор □. Генераторът 3 е съставен от ротор с постоянни магнити и навит статор в метален тръбен корпус 6, който е водонепропусклив. Генераторът 3 зарежда акумулаторната батерия 5 през регулатора 4.
Телеметричното устройство 8 с вграден 3G модем е основният консуматор на произведената от аксиалната реверсивна турбина 1 енергия. Телеметричното устройство 8 събира данни от различни измервателни устройства, които също ще бъдат захранвани от акумулаторната батерия 5 чрез регулатора 4, съответно от аксиалната реверсивна турбина 1.
Благодарение на вградения 3G модем, със съответната СИМ карта и постоянното електрическо захранване, устройството 8 ще изпраща данни в реално време в уеб базирано приложение за визуализация и управление на данните от измерванията.
Claims (2)
1. Енергийно независим логер, характеризиращ се с това, че включва тръбен метален корпус (6), в който са монтирани аксиална реверсивна турбина (1), куплирана директно на ос (2) на променливо токов генератор (3), захванат с ребра към вътрешността на тръбния метален корпус (6), като в едно от ребрата и съответно в тръбния метален корпус (6) е осигурен отвор, през който преминават кабелите на променливо токовия генератор (3) към регулатор (4), при което регулаторът (4) е свързан с акумулаторна батерия (5) за захранване на телеметрично устройство (8) с вграден 3G модем, като регулаторът (4), акумулаторната батерия (5) и телеметричното устройство (8) са поместени във втори корпус (7), присъединен към тръбния метален корпус (6).
2. Енергийно независим логер съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че регулаторът (4) се състои от изправителен блок на трифазното променливо напрежение от променливо токовия генератор (3) и електронен елемент за регулиране на заряда на акумулаторната батерия (5).
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112843A BG67239B1 (bg) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Енергийно независим логер |
| PCT/BG2018/000045 WO2020107081A1 (en) | 2018-11-30 | 2018-12-10 | Self-powered data logger for water supply and sewerage systems |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BG112843A BG67239B1 (bg) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Енергийно независим логер |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BG112843A BG112843A (bg) | 2020-06-15 |
| BG67239B1 true BG67239B1 (bg) | 2021-02-15 |
Family
ID=65019224
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BG112843A BG67239B1 (bg) | 2018-11-30 | 2018-11-30 | Енергийно независим логер |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG67239B1 (bg) |
| WO (1) | WO2020107081A1 (bg) |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08122109A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-17 | Fuji Electric Co Ltd | 発電機能を付加した流体計測装置 |
| BR9500251A (pt) | 1995-01-13 | 1997-01-14 | Rodrigues Amadeu Tonussi | Multi-contador para rodas |
| KR19990085830A (ko) * | 1998-05-22 | 1999-12-15 | 김덕우 | 자가 전원공급이 가능한 원격 검침기 |
| JP2002267510A (ja) * | 2001-03-07 | 2002-09-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | テレメータ |
| US8544346B2 (en) * | 2004-07-26 | 2013-10-01 | Hydrospin Monitoring Solutions Ltd | Apparatus for transforming energy of liquid flowing in a liquid flow path |
| WO2008018836A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Agency For Science, Technology And Research | Self-powered in-pipe fluid meter and piping network comprising a plurality of such fluid meters |
| NO328834B1 (no) * | 2008-09-12 | 2010-05-25 | Fras Technology As | Fluidanalysesystem og metode for drift av et analysesystem |
| FR3024545B1 (fr) * | 2014-07-30 | 2018-05-18 | Suez Environnement | Systeme de mesure intelligent au point de livraison d'un fluide |
| NZ710837A (en) | 2014-12-17 | 2021-12-24 | Skilltech Consulting Services Pty Ltd | Intelligent standpipe |
| KR101721099B1 (ko) * | 2015-11-10 | 2017-03-30 | 주식회사 아이콘트롤스 | 자가 발전을 이용한 동파방지 및 무선 유량검침기 |
-
2018
- 2018-11-30 BG BG112843A patent/BG67239B1/bg unknown
- 2018-12-10 WO PCT/BG2018/000045 patent/WO2020107081A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG112843A (bg) | 2020-06-15 |
| WO2020107081A1 (en) | 2020-06-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2331789C2 (ru) | Турбинная установка для крупномасштабного производства водорода | |
| CN108626582B (zh) | 一种基于LoRa的自发电供热管道实时测漏装置 | |
| CN107525552A (zh) | 一种无源智能远传水表 | |
| US20100270803A1 (en) | Power supply system | |
| KR20120025474A (ko) | 수력 터빈 발전기의 출력 제어 강화방법 | |
| CN102997962A (zh) | 传输来自风能系统的电能的电缆及其监控方法 | |
| CN109268698A (zh) | 一种自发电式管路泄漏监测系统 | |
| CN103587654A (zh) | 海洋波浪能自供电循环探测生态浮标 | |
| JP2020012824A (ja) | 流動情報通信装置 | |
| BG67239B1 (bg) | Енергийно независим логер | |
| BG3120U1 (bg) | Енергийно независим логер | |
| KR102089677B1 (ko) | 양식장 방출수를 이용한 소수력 발전 시스템 및 이를 이용한 발전 방법 | |
| CN111130297A (zh) | 一种流体能量收集装置 | |
| CN105443298A (zh) | 一种远距离输水管路中的水力发电装置 | |
| CN115931064A (zh) | 一种自发电智能远传水表 | |
| CN213540608U (zh) | 一种潮汐能发电系统 | |
| CN204301790U (zh) | 自发电流量监控装置 | |
| EP3744969A1 (en) | Energy harvester, pressure reduction valve and water meter | |
| KR20110099860A (ko) | 나선형 임펠러를 이용한 유체에너지 변환장치 | |
| LU101299B1 (en) | Volume flowmeter and method for determining a volumetric flow rate | |
| CN103511169A (zh) | 一种适用于湖泊的波浪发电装置及其控制方法 | |
| CN107271765A (zh) | 一种天然气管网智能发电计量的装置及方法 | |
| CN209245731U (zh) | 一种节能环保型管路泄漏监测系统 | |
| CN209294811U (zh) | 一种利用管道运动流体自发电的智能管道监控装置 | |
| KR101171732B1 (ko) | 마이크로 하이드로 발전시스템의 운영방법 |