DE19942122A1

DE19942122A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Erfassung und Begrenzung von Leckagen in Fluidleitungssystemen

Info

Publication number: DE19942122A1
Application number: DE1999142122
Authority: DE
Inventors: Bernd Buchsteiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2001-03-15

Abstract

Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Leckagen in Fluidleitungssystemen, mit einer steuerbaren Ventilanordnung (12), die in einer Fluidleitung (10) angeordnet ist, einer Sensoranordnung (14), die bei der Ventilanordnung (12) in der Fluidleitung (10) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die die Fluidleitung (10) durchströmende Fluidmenge zu erfassen, und einer Steuerschaltung (16), die dazu eingerichtet ist, die Ventilanordnung (12) im Sinne eines Öffnens oder Schließens anzusteuern, und ein Signal der Sensoranordnung (14) in der Weise auszuwerten, daß die die Fluidleitung (10) seit einem Strömungsstillstand in der Fluidleitung (10) durchströmende Fluidmenge bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Vergleichswert die Ventilanordnung (12) im Sinne eines Schließens angesteuert wird.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Leckagen in Fluidleitungs systemen.

Der Erfindung zugrundeliegendes Problem

Das der Erfindung zugrundeliegende Problem besteht dar in, daß die Zuleitungen von Fluiden (Gas oder Wasser) in Gebäuden zwar durch Absperrventile gesichert werden kön nen, aber einem unkontrollierten Ausströmen des Fluides nicht Einhalt geboten werden kann.

Dies gilt insbesondere für kleine Leckagen, die nicht sofort bemerkt werden, sondern erst nachdem große Mengen des Fluides (langsam) ausgetreten sind.

Erfindungsgemäße Lösung

Zur Lösung dieses Problems wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung bereitgestellt, die folgendes aufweist: Eine steuerbare Ventilanordnung, die in einer Fluidleitung angeordnet ist, eine Sensoranordnung, die bei der Venti lanordnung in der Fluidleitung angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die die Fluidleitung durchströmende Fluidmenge zu erfassen, und eine Steuerschaltung, die dazu eingerichtet ist, die Ventilanordnung im Sinne eines Öffnens oder Schließens anzusteuern, und ein Si gnal der Sensoranordnung in der Weise auszuwerten, daß die die Fluidleitung seit einem Strömungsstillstand in der Fluidleitung durchströmende Fluidmenge bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Wertes die Ventilanordnung im Sinne eines Schließens angesteuert wird.

Alternativ dazu kann erfindungsgemäß die Vorrichtung auch folgendes aufweisen: Eine steuerbare Ventilanord nung, die in einer Fluidleitung angeordnet ist, eine Sensoranordnung, die bei der Ventilanordnung in der Fluidleitung angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die zu erfassen, daß die Fluidleitung von Fluid durch strömt ist, und eine Steuerschaltung, die dazu einge richtet ist, die Ventilanordnung im Sinne eines Öffnens oder Schließens anzusteuern, und ein Signal der Sen soranordnung in der Weise auszuwerten, daß die Zeitdauer bestimmt wird, während der die Fluidleitung ununterbro chen von Fluid durchströmt wurde, und diese Zeitdauer mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes die Ventil anordnung im Sinne eines Schließens angesteuert wird.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß in ei nem dichten, leckfreien Fluidleitungssystem zwischen einzelnen Fluid-Entnahmen durch Verbraucher Phasen sind, während denen kein Fluid strömt. Nur ein leckbehaftetes Fluidleitungssystem zeigt einen kontinuierlichen, von Fluid-Entnahmen durch Verbraucher unabhängigen Fluid strom.

Erfindungsgemäß wird daher erfaßt, ob an bzw. mit der Sensoranordnung Situationen erkannt werden können, wäh rend denen kein Fluid strömt. Wenn dies der Fall ist, hat das Fluidleitungssystem kein Leck. Die Erfindung nutzt dabei die Tatsache, daß zwar oftmals mehrere Ver braucher, auch gleichzeitig, größere Fluidmengen dem Fluidleitungssystem entnehmen können. Dennoch treten in einem intakten Fluidleitungssystem immer wieder Strö mungsstillstände auf.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Wertvorgabeeinrichtung vorhanden, die mit der Steu erschaltung verbunden ist, und ein Vorgeben eines Ver gleichswertes an die Steuerschaltung ermöglicht. Damit kann die Fluidmenge oder die Zeitdauer festgelegt wer den, die nach einem Strömungsstillstand durchströmen bzw. verstreichen darf, ohne daß die Ventilanordnung gesperrt wird.

Zusätzlich kann eine Alarmeinrichtung vorgesehen sein, die bei Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes ein optisches und/oder akustisches Warnsignal erzeugt.

Weiterhin kann eine Rücksetzeinrichtung vorhanden sein, die nach Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes die Steuerschaltung in der Weise zurücksetzt, daß die Ventil anordnung im Sinne eines Öffnens angesteuert wird, und ein Warnsignal beendet wird.

Eine besonders einfache Ausgestaltung der Sensoranord nungbesteht darin, die Bewegung eines Wasser- oder Gas zählers optisch, magnetisch oder dergl. zu erfassen.

Alternativ dazu kann die Sensoranordnung auch ein Strö mungsmesser sein.

Erfindungsgemäß kann die Sensoranordnung aufstromseitig oder abstromseitig zu der Ventilanordnung an der Fluid leitung angeordnet sein.

Vorzugsweise ist die Fluidleitung die Hauptzufuhrleitung für Gas oder Wasser eines Hauses, eines Stockwerkes in einem Haus, oder einer Wohnung.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise bei der Erfassung und Begrenzung von Leckagen in Fluidleitungssystemen verwendet folgende Schritte:

a) Rücksetzen der Steuerschaltung mittels der Rück setzeinrichtung, so daß die Ventilanordnung geöffnet wird und die erfaßte Zeitdauer der ununterbrochenen Fluidströmung oder die erfaßte Menge des ununterbroche nen Fluidstromes initialisiert wird,
b) Auswerten eines Signals der Sensoranordnung, um fest zustellen, ob Fluid durch die Fluidleitung strömt,
c) Falls Fluid durch die Fluidleitung strömt, Erfassen der Menge oder der Zeitdauer, seit der letzten Unterbre chung der Fluidströmung,
d) Vergleichen der Menge oder der Zeitdauer mit einem vorgegebenen Vergleichswert,
e) Schließen der Ventilanordnung und ggf. Ausgeben eines Alarmsignals, falls der Vergleichswert erreicht oder überschritten ist.

Weitere Einzelheiten, Vorteile, Merkmale oder Abwandlun gen der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert, in der die erfin dungsbemäße Vorrichtung schematisch dargestellt ist.

Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform

Die Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Leckagen in einem Fluidleitungssystem, das durch die Rohrleitung 10 angedeutet ist. Beispiels weise ist die Rohrleitung 10 die Hauptwasserleitung zur Versorgung eines Einfamilienhauses, durch die Wasser vom Wasserwerk in Richtung des Pfeiles P in das Leitungssy stem des Einfamilienhauses strömt.

In der Rohrleitung 10 ist eine steuerbare Ventilanord nung 12 in Form eines Elektromagnetventils oder dergl. angeordnet. Abstromseitig zu der steuerbaren Venti lanordnung 12 ist eine Sensoranordnung 14 in der Rohr leitung 10 angeordnet. Die Sensoranordnung 14 ist dazu eingerichtet, die die Rohrleitung 10 durchströmende Was sermenge zu erfassen. Dazu kann die Sensoranordnung 14 als Durchflußmengenmesser, als Turbinenzähler, als Norm venturidüse mit einem nachgeschalteten elektronischen Druckaufnehmer, oder in anderer Weise ausgestaltet sein.

Weiterhin weist die Vorrichtung eine Steuerschaltung 16 in Form eines Microprozessors mit entsprechender Pro grammierung auf, die dazu eingerichtet ist, die Venti lanordnung 12 über eine Ansteuerleitung 18 im Sinne ei nes Öffnens oder Schließens anzusteuern. Außerdem ist die Steuerschaltung 16 dazu eingerichtet, ein über eine Leitung 15 kommendes Signal der Sensoranordnung 12 in der Weise auszuwerten, daß die die Wasserleitung 10 seit einem Strömungsstillstand in der Wasserleitung 10 durch strömende Wassermenge bestimmt und mit einem vorgegebe nen Wert verglichen wird. Bei Erreichen des vorgegebenen Wertes steuert die Steuerschaltung 16 die Ventilanord nung 12 so an, daß diese die Rohrleitung 10 absperrt. Mit der Steuerschaltung 16 ist durch eine Leitung 19 eine Wertvorgabeeinrichtung 20 verbunden die ein (manu elles) Vorgeben eines Vergleichswertes an die Steuer schaltung 16 ermöglicht. Um den Vergleichswert besonders einfach zu ermitteln, wird mittels der Sensoranordnung 14 der im Normalbetrieb durch die Rohrleitung 10 flie ßende Fluidstrom für einen längeren Zeitraum erfaßt und das jeweilige Maximum (der Strömungsmenge pro Zeitein heit oder auch nur die maximale Strömungszeit zwischen zwei Stillständen) auf einer Anzeige 17 dargestellt. Dies ermöglicht dem Bediener eine einfache Übernahme des für die derzeitigen Betriebsverhältnisse relevanten Ver gleichswertes aus der Anzeige 17 in die Wertvorgabeein richtung 20.

Weiterhin ist durch eine Leitung 21 mit der Steuerschal tung 16 eine Alarmeinrichtung 22 verbunden, die bei Er reichen des vorgegebenen Vergleichswertes ein optisches und akustisches Warnsignal erzeugt.

Schließlich ist durch eine Leitung 23 mit der Vorrich tung eine Rücksetzeinrichtung in Form eines Tastschal ters 24 verbunden, mit dem die Steuerschaltung 16 nach Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes in der Weise zurückgesetzt werden kann, daß die Steuerschaltung 16 die Ventilanordnung 12 wieder öffnet und das optische bzw. akustische Warnsignal beendet wird.

Claims

1. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen, gekennzeichnet durch

- eine steuerbare Ventilanordnung (12), die in einer Fluidleitung (10) angeordnet ist,
- eine Sensoranordnung (14), die bei der Ventilanordnung (12) in der Fluidleitung (10) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die die Fluidleitung (10) durchströ mende Fluidmenge zu erfassen, und
- eine Steuerschaltung (16), die dazu eingerichtet ist, die Ventilanordnung (12) im Sinne eines Öffnens oder Schließens anzusteuern, und ein Signal der Sensoranord nung (14) in der Weise auszuwerten, daß die die Fluid leitung (10) seit einem Strömungsstillstand in der Fluidleitung (10) durchströmende Fluidmenge bestimmt und mit einem vorgegebenen Wert verglichen wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Vergleichswert die Ventil anordnung (12) im Sinne eines Schließens angesteuert wird.

2. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen, gekennzeichnet durch

- eine steuerbare Ventilanordnung (12), die in einer Fluidleitung (10) angeordnet ist,
- eine Sensoranordnung (14), die bei der Ventilanordnung (12) in der Fluidleitung (10) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, zu erfassen, daß die Fluidleitung (10) von Fluid durchströmt ist, und
- eine Steuerschaltung (16), die dazu eingerichtet ist, die Ventilanordnung (12) im Sinne eines Öffnens oder Schließens anzusteuern, und ein Signal der Sensoranord nung (14) in der Weise auszuwerten, daß die Zeitdauer bestimmt wird, während der die Fluidleitung ununterbro chen von Fluid durchströmt wurde, und diese Zeitdauer mit einem vorgegebenen Vergleichswert verglichen wird, und bei Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes die Ventilanordnung (12) im Sinne eines Schließens angesteu ert wird.

3. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch
eine Wertvorgabeeinrichtung (20), die mit der Steuer schaltung (16) verbunden ist, und ein Vorgeben eines Vergleichswertes an die Steuerschaltung (16) ermöglicht.

4. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Alarmeinrichtung (22), die bei Erreichen des vor gegebenen Vergleichswertes ein optisches und/oder aku stisches Warnsignal erzeugt.

5. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, gekennzeichnet durch
eine Rücksetzeinrichtung (24), die nach Erreichen des vorgegebenen Vergleichswertes die Steuerschaltung (16) in der Weise zurücksetzt, daß die Ventilanordnung im Sinne eines Öffnens angesteuert wird, und ein Warnsignal beendet wird.

6. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoranordnung (14) die Bewegung eines Gas- oder Wasserzählers in der Fluidleitung (10) optisch, magne tisch oder dergl. erfaßt.

7. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoranordnung (14) als Strömungsmesser, als Durchflußmengenmesser, als Turbinenzähler, oder als Normventuridüse mit einem nachgeschalteten elektroni schen Druckaufnehmer, ausgestaltet ist.

8. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoranordnung (14) aufstromseitig oder abstrom seitig zu der Ventilanordnung (12) an oder in der Fluid leitung (10) angeordnet ist.

9. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Sensoranordnung (14) im Normalbetrieb den durch die Rohrleitung (10) fließenden Fluidstrom für einen längeren Zeitraum erfaßt und die Steuerschaltung (16) das jeweilige Maximum der Strömungsmenge pro Zeiteinheit und/oder die maximale Strömungszeit zwischen zwei Still ständen auf einer Anzeige (17) dargestellt.

10. Vorrichtung zur Erfassung und Begrenzung von Lecka gen in Fluidleitungssystemen nach einem der vorhergehen den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Fluidleitung (10) die Hauptzufuhrleitung eines Hauses, eines Stockwerkes in einem Haus, oder einer Woh nung ist.

11. Verfahren zur Erfassung und Begrenzung von Leckagen in Fluidleitungssystemen mit einer Vorrichtung nach ei nem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch folgende Schritte: