DE69120478T2

DE69120478T2 - Verfahren und Gerät zur Ortung von einem unterirdischen Rohr

Info

Publication number: DE69120478T2
Application number: DE69120478T
Authority: DE
Inventors: Lynn Byron Heitman
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-07-27
Filing date: 1991-07-26
Publication date: 1997-01-23
Anticipated expiration: 2011-07-27
Also published as: EP0468809A2; US5036497A; JPH04232890A; EP0468809A3; JP2931135B2; EP0468809B1; AU8138391A; DE69120478D1; AU636550B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Detektionssysteme zum Feststellen der Lage unterirdischer Rohre und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen der Lage unterirdischer Rohre unter Anwendung seismischer Verfahren.
Das Auffinden unterirdischer Rohre ist notwendig, da bei deren zufälliger Beschädigung hohe Kosten anfallen können. Versorgungsfirmen beschädigen z.B. oft unterirdische Rohre beim Ausheben von Gräben etc. Obwohl die meisten unterirdischen Rohre in Karten u.ä. eingezeichnet sind, ist deren Lage häufig ungenau angegeben und stimmt nicht mit der eingezeichneten Lage überein.
Ein anderes Problem, das das Auffinden eines bestimmten Rohres erschwert, ist die weitverbreitete Verwendung nichtmetallischer Rohre wie z.B. Plastik- oder PVC-Rohre. Früher wurden zur Ortung metallischer Rohre Metalidetektoren verwendet. Diese sind bei PVC-Rohren ungeeignet. Bei einem anderen Verfahren zur Ortung von Rohren wird ein am Rohr anliegender Metalidraht (z.B. aus Kupfer) mit vergraben, um die spätere Ortung des Rohres mit Metalidetektoren oder Kabelsuchgeräten zu erleichtern. Dieses Verfahren ist natürlich sehr kostenintensiv und nicht praktikabel bei Systemen, die eine große Anzahl unterirdischer Rohre verwenden, wie z.B. Sprinklersysteme. Andere Anwendungen schließen in Flüssen, Seen und im Meer befindliche Rohre ein, die dort nur unter Schwierigkeiten mit herkömmlichen Metaildetektoren erreicht können.
im Hinblick auf die obigen Nachteile besteht ein Bedarffür ein Verfahren und eine Vorrichtung zur wirtschaftlichen Ortung unterirdischer Rohre.
Aus der DE-A-2 822 197 ist es bekannt, mit Hilfe eines Lautsprechers ein akustisches Signal durch die in einem Rohr befindliche Flüssigkeit zu senden und anschließend das Rohr mit Hilfe eines Mikrophons zu lokalisieren, welches solange in Längsrichtung über die Erdoberfläche bewegt wird, bis die maximale intensität erreicht ist.
Aus der Patentzusammenfassung des japanischen Patents JP-A-60-36981 ist es ebenfalls bekannt, ein vergrabenes Rohr mit Wasser zu füllen und ein akustisches Signal durch das Wasser zu senden, um das Rohr mit Hilfe eines Ortungsmikrophons auf der Erdoberfläche zu lokalisieren.
Aus der FR-A-2 093 284 ist es ebenfalls bekannt, zwei auf der Erdoberfläche positionierte Mikrophone zu verwenden, wenn Vibrationen oder akustische Signale von verborgenen Objekten aufgenommen werden sollen.
Aus der US-A-3 979 724 ist es auch bekannt, in einem in einem Bohrloch befindlichen Rohr mit einem offenen Ende eine Schockwelle zu erzeugen und eine Anzahl seismischer Sensoren auf der Erdoberfläche zu positionieren, um seismische Wellen, die von dem offenen Ende des Rohrs ausstrahlen, als Mittel zur Ortung des offenen Endes zu verwenden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Feststellung der Lage eines unterirdischen mit Flüssigkeit gefüllten Rohres, bei dem die Flüssigkeit derart angeregt wird, daß durch die Flüssigkeit übertragene akustische Energie an das umgebende Medium abgegeben wird;
wobei wenigstens ein erster Sensor in den Erdboden in ungefährer Lage des Rohres angeordnet wird, wobei der erste Sensor die aus dem Rohr in das umgebende Medium übertragene Energie erfassen kann, und die von dem ersten Sensor aufgenommene Energie, die von dem Rohr an das umgebende Medium abgegeben wurde, erfaßt wird;
Messen der am ersten Sensor erfaßten Energie; und Bewegen des wenigstens ersten Sensors, bis mit Hilfe der erfaßten Energie festgestellt wird, daß der wenigstens erste Sensor sich an einer Stelle befindet, die die Lage des Rohres angibt;
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit dadurch angeregt wird, daß sie durch das Rohr in einer beträchtlichen volumetrischen Menge fließen kann und der Flüssigkeitsstrom in dem Rohr periodisch abrupt unterbrochen wird, um eine Reihe von Schockwellen in der Flüssigkeit zu erzeugen, wobei jede Schockwelle durch Bewegung des Rohres aufgrund des Durchlasses der Schockwelle an das umgebende Medium geführt wird, wodurch eine entsprechend resultierende seismische Welle aus dem Rohr durch das umgebende Medium übertragen wird;
und wobei der wenigstens erste Sensor einen seismischen Sensor enthält, der auf seismische Wellen anspricht.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Flüssigkeitsventil geschaffen, dessen Ausgang mit dem Inneren eines Flüssigkeitsträgermittels verbindbar ist, wobei das Ventil ein eine Kammer bildendes Gehäuse umfaßt und ferner einen Ventilsitz aufweist, der den Auslaß definiert, der mit der Kammer in Verbindung steht, wobei im Gebrauch ein Flüssigkeitsstrom durch die Kammer ausgebildet wird, wobei das Ventil weiterhin ein mit dem Ventilsitz zusammenwirkendes Ventilteil zum Schließen des Ausgangs umfaßt und das Ventilteil einen Schieber enthält, der die Kammer in einen stromaufwärtigen und einen stromabwärtigen Teil im Hinblick auf den Flüssigkeitsstrom unterteilt, wobei das Ventil ferner Federmittel umfaßt, die das Ventilteil in eine offene Position vorspannen, sowie Abstandmittel, die die Bewegung des Ventilteus in die offene Position beschränken, wobei bei der Anwendung der Differentialdruck in der Flüssigkeit zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Teilen der Kammer das Ventilteil in die geschlossene Position bewegt, um das Fließen abrupt zu unterbrechen, wonach das Ventilteil durch das Federmittel wieder zurück in die offene Position bewegt wird, um das Schließen und Öffnen des Ventils auf peridodischer Basis automatisch wieder zu beginnen.
Die vorliegende Erfindung ist in den Ansprüchen 1 und 11 dargelegt.
Weitere Ausfühmngsformen werden in den Unteransprüchen beschrieben.
Für ein besseres Verständnis der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen Bezug genommen. Es zeigen:
Fig. 1A-1D in Perspektivsicht das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Feststellung der Lage eines unterirdischen Rohres;
Fig. 2 einen Querschnitt durch ein unterirdisches Rohr und den Schallwellenausstoß an die umgebende Erde bei Plazierung des Sensors an verschiedenen Standorten;
Fig. 3 eine schematische Darstellung des Verfahrens und der Vorrichtung der Erfindung zur Feststellung der Lage eines unterirdischen Rohres;
Fig. 4 eine alternative Ausführungsform für die Verwendung bei Unterdruckrohren, wie sie z.B. bei Sprinklersystemen vorkommen;
Fig. 5 u. 6 zwei Ausführungsformen des Impulsventils;
Fig. 7 die bevorzugte Ausführungsform des Impulsventils;
Fig. 8 ein schematisches Schaubild der Detektionsschaltung;
Fig. 9 ein Blockdiagramm der Steuerung für das Impulsventil, die mit einem Pseudo-Zufallscode betrieben wird;
Fig. 10 die Schaltung für die vom seismischen Sensor im Pseudo- Zufallscode-System empfangenen Signale;
Fig. 11 das Blockdiagramm des Korrelationsbetriebs beim Pseudo- Zufalissystem;
Fig. 12 Zeitdiagramme des Pseudo-Zufallssystems; und
Fig. 13 ein Blockdiagramm für Entfemungsmessungen.
Fig. 1A zeigt das Verfahren und die Vorrichtung zur Feststellung der Lage eines unterirdischen Rohres gemäß der vorliegenden Erfindung in Perspektivsicht. Das in Fig. 1A gezeigte Beispiel zeigt eine Wasserleitung 10, die sich typischerweise 305 - 610 mm (12 - 24 Inches) unter der Erdoberfläche befindet. Die Wasserleitung 10 ist mit einem Wasserzähler 12 verbunden, der an die öffentliche Wasserversorgung angeschlossen ist, und erstreckt sich typischerweise von der Straßenbegrenzung des Grundstückes bis zum Rand des Gebäudes 14. Üblicherweise tritt das Rohr durch einen Einlaß 16 in das Gebäude 14 ein. Zusätzlich ist typischerweise ein Außenwasserhahn bzw. Wasserauslaß 18 vorhanden, welcher mit dem Wassersystem gekoppelt ist. Zur Veranschaulichung ist der Wasserauslaß 18 in Fig. 1A unmittelbar neben dem Einlaß 16 dargestellt. Tatsächlich befindet sich der Außenhahn bei den meisten Wohnsitzen nahe dem Einlaß 16 zum Haus. Trotzdem ist es (wie im folgenden beschrieben) nur nöug, einen Auslaß des Wassersystems nahe dem Ende des Rohrs 10 vorzusehen.
Am Wasserauslaß 18 ist ein Impulsventil 20 angeordnet. Ferner ist das Ventil 20 (wie weiter unten genauer beschrieben) so bedienbar, daß ein "Wasserhammer"-Effekt erzeugt wird, der bei Betrieb Hochdruckimpulse in die Wasserleitung 10 hineinschickt. Der Wasserhammer wirkt durch plötzliches Unterbrechen des Wasserflusses. Deshalb läßt das Impulsventil 20 das Wasser bzw. die Flüssigkeit im Rohr 10 mit voller Kraft fließen und unterbricht dann plötzlich den Fluß dieses Wassers. Dieser abrupte Schritt sorgt für eine sofortige Verdichtung im Rohr. Diese Verdichtung erstreckt sich vom Impulsventil 20 durch die gesamte Länge des Rohres 10, wobei der Impuls vom Ventil 20 zurück zum Wasserzähler 12 und darüber hinaus zur öffentlichen Wasserversorgung reicht. Zusätzlich macht sich der Wasserhammer-Effekt auch in dem verbleibenden Teil des Rohres auf der gegenüberliegenden Seite des Gebäudes 14 durch den Einlaß 16 bemerkbar.
Um eine Entfernungsmessung durchzuführen, wird ein Referenzsensor 19 verwendet, über den sowohl den Zeitpunkt, zu dem die Schockwelle erfaßt wird, als auch der Zeitpunkt, zu dem sie die Sensoren 24 und 26 erreicht, ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann eine Entfernungsmessung durchgeführt werden. Diese Anwendung wird im folgenden näher erläutert.
Der durch das Impulsventil 20 auf das Rohr 10 übermittelte Wasserhammer- Effekt zeigt sich durch Schockwellen 22 im Erdboden. Zwei Sensoren 24 und 26 werden ungefähr über dem Rohr 10 in den Erdboden eingeführt. Die Sensoren 24 und 26 weisen an ihren Enden zwei Sonden 28 bzw. 30 auf. Der Sensor 24 ist über eine Leitung 34 mit einem Anzeigegerät 32 verbunden. Auf ähnliche Weise ist der Detektionssensor 26 mit dem Anzeigegerät 32 über eine Leitung 36 verbunden. Die Sensoren 19, 24 und 26 enthalten Seismometer des Typs SM-4, die von Haliburton Co. hergestellt werden. Hydrophone ähnlicher Empfindlichkeit können in Wasser oder in flüssiger Umgebung verwendet werden.
Beim Betrieb ermöglichen es die Sonden 28 und 30 einem Bediener, die Sensoren 24 bzw. 26 in den Erdboden über dem Rohr 10 in einer vorbestimmten Entfernung voneinander einzuführen. Wenn durch den vom Impulsventil 20 ausgelösten Wasserhammer-Effekt ein Impuls in die Wasserleitung 10 hinabgeschickt wird, stellt das Anzeigegerät 32 die relative Stärke der Schockwelle fest. Dies gibt einen Anhaltspunkt über die relative Position der Sensoren 24 und 26 im Verhältnis zur Wasserleitung 10.
Fig. iB - 1D zeigen drei alternative Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. In Fig. iB ist die Wasserleitung beim Wasserzähler 12 unterbrochen, weil dieser entfernt wurde. Das Ventil 18 befindet sich am Einlaß zum Wasserzähler 12 des öffentlichen oder privaten Wassersystems. Das öffentliche oder private Wassersystem kann deshalb geprüft werden. In Fig. 1C ist als Flüssigkeitsleitung 10 eine öffentliche Gasleitung gezeigt. Der Gaszähler 12' wurde entfernt und das Ventil 18 wurde auf der Einlaßseite zum Gaszähler 12' angebracht. Zusätzlich wurde ein Ventil 20 an der anderen Seite angebracht. Das Ventil 20 in Fig. 1C ist durch einen Schlauch 23 mit einem Sammeltank 21 verbunden.
Fig. 1D zeigt ein ÖI/Gasrohr 25 mit einer Vielzahl von Impulsventilen 20, die in periodischen Abständen entlang seiner Länge positioniert sind, wobei die Ventile 20 durch Steuerleitungen 27 miteinander verbunden sind. Das Rohr 25 ist mit einer Offshore-Plattform 29 verbunden. Öl und Gas werden aus einer horizontal gebohrten Bohrung 31 gefördert. Die Lage des Rohrs 25 und der Bohrung 31 werden durch ein Vermessungsschiff 35 bestimmt, das einen seismischen Streamer 33 schleppt. Die Schockwellen von Pipeline 25 und Bohrung 31 werden an das sie umgebende Medium abgegeben und durch am Streamer befindliche Hydrophone empfangen.
Fig. 2 zeigt in detaillierterer Darstellung einen Querschnitt durch die Wasserleitung 10 sowie die Lage der Sensoren 24 und 26. Drei separate Standorte der Sensoren 24 und 26, "A", "B" und "C", sind gezeigt. In Position "A" sind die Sensoren 24 und 26 nebeneinander in vorbestimmter Entfernung voneinander und in einer im wesentlichen senkrechten Ebene zur Längsachse der Wasserleitung 10 plaziert. Sie sind jedoch versetzt oder an einer Seite der Längsachse der Wasserleitung 10 plaziert. Deshalb ist die Stärke des den Sensor 24 erreichenden Signais, welcher weiter von der Wasserleitung entfernt ist als Sensor 26, schwächer, als das den Sensor 26 erreichende Signal. Somit zeigt das Anzeigegerät 32 an, daß das Signal am Sensor 26 stärker ist als das Signal am Sensor 24. Daraus ist zu schließen, daß sowohl Sensor 24 als auch Sensor 26 in die vom Anzeigegerät 32 angegebene Richtung versetzt werden sollten, nämlich in Richtung des Sensors 26.
In der zweiten Position, "B", haben die Sensoren 24 und 26 wieder den gleichen vorbestimmten Abstand voneinander; sie befinden sich jedoch direkt über der Wasserleitung 10. In dieser Lage ist die Stärke des den Sensor 24 erreichenden Signals identisch mit der Stärke des den Sensor 26 erreichenden Signais. Das Anzeigegerät 32 zeigt an, daß die Signale gleichstark sind. Daraus folgt natürlich, daß sich die Wasserleitung direkt unter dem Mittelpunkt zwischen den beiden Sensoren 24 und 26 befinden muß.
In der dritten Position, "C", sind die Sensoren 24 und 26 auf der gegenüberliegenden Seite der Wasserleitung und im Vergleich zur Position "A" versetzt von ihr plaziert. In dieser Lage befindet sich Sensor 24 näher an der Wasserleitung 10 als der Sensor 26. Deshalb empfängt nun Sensor 24 ein stärkeres Signal als Sensor 26. Das Anzeigegerät 32 zeigt dies dem Bediener an, so daß er weiß, daß die Wasserleitung 10 sich in Richtung des Sensors 24 befindet.
Typischerweise schreitet der Bediener ein Rohr von dem Impulsventil 20 nach außen hin ab. Da nicht bekannt ist, in welcher Richtung sich die Wasserleitung 10 fortsetzt oder wie viele Verbindungsleitungen sie hat, ist dies eine gute Startposition. Wie weiter unten beschrieben, kann der vom Impulsventil 20 gelieferte Wasserhammer-Effekt automatisch oder von einem am Ventil 20 sitzenden Bediener manuell ausgelöst werden. Bei manueller Handhabung verschiebt ein zweiter Bediener die Sensoren 24 bzw. 26 mit den Sonden 28 bzw. 30 und weist den Bediener am Impulsventil 20 an, das Ventil zu betätigen. Wenn der für die Sensoren 24 und 26 verantwortliche Bediener an der äußeren Seite der Wasserleitung entlanggeht, kann deren Standort bestimmt werden.
Wenn die Sensoren 24 und 26 in einer Ebene parallel zur Wasserleitung 10 plaziert würden, würde dies bei der nächsten Verschiebung der Sensoren angezeigt werden, da das Signal zwar gleich bliebe, aber schwächer würde, weil die Sensoren von der Wasserleitung 10 weg bewegt wurden. Um dies zu beheben, wäre es nur nötig, die Sensoren 24 und 26 um 900 zu drehen. Obwohl die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausführungsform ein Wasserrohr verwendet, ist darauf hinzuweisen, daß die Lage jeder Art von Flüssigkeit enthaltenden Rohrs mit Hilfe eines dieses mit Schockwellen beschickenden Ventus 20 geortet werden kann. Z.B. können auch Gasleitungen geortet werden, da Erdgas flüssig ist.
Fig. 3 ist ein Diagramm der Wirkungsweise des Verfahrens und der Vorrichtung zum Orten der Wasserleitung 10. Das Impulsventil 20 wird von einem Impulssteuersystem 42 gesteuert, das, wie oben beschrieben, manuell oder mit einem elektronisch gesteuerten Ventil betrieben werden kann. In einer unten beschriebenen Ausführungsform reagiert das Ventil automatisch auf den Fluß durch seinen Auslaß
In der in Fig. 3 gezeigten Ausführungsform ist an das Anzeigegerät 32 ein Meßgerät 44 angeschlossen. Das Meßgerät 44 kann geprüft werden, um die relative Stärke der Signale zwischen Sensor 24 und 26 zu bestimmen. Der Ausschlag der Nadel nach rechts oder links zeigt das Ungleichgewicht zwischen den Signalen, die an den Sensoren 24 und 26 erhalten werden. Wie oben erläutert wurde, liegt das Ungleichgewicht dieser Signale, das die Lage des Rohres anzeigt, nämlich direkt unter dem Mittelpunkt zwischen den Sensoren 24 und 26 oder an einer bzw. der anderen Seite. Zusätzlich sind Kopfhörer 46 vorgesehen, über die der Bediener ebenfalls das Gleichgewicht zwischen den an den Sensoren 24 bzw. 26 erhaltenen Signalen feststellen kann.
Ein Verfahren zur Steuerung des Impulsventils 20 durch das Impulssteuersystem 42 ist die Verwendung einer Funkverbindung 46 zwischen einer Fernbedienung 48 und dem Impulssteuersystem 42. Die Fernbedienung 48 hat eine Antenne 50; das impulssteuersystem 42 hat ebenfalls eine Antenne 52. Die Antennen 50 und 52 stellen die Funkverbindung 46 zwischen den beiden Geräten her. Zusätzlich kann diese eine Infrarotverbindung sein. Es ist nur wichtig, irgendeine Art von Verbindung herzustellen, damit der Bediener das lmpulsventil 20 steuern kann. Dies könnte natürlich auch eine feste Kabelverbindung sein, die es dem Bediener ermöglicht, einen Impuls in die Wasserleitung 10 zu schicken und mit Hilfe des Meßgeräts 44 oder der Kopfhörer die ungefähre Lage der Wasserleitung 10 unter der Erde zu bestimmen. Ein zusätzlicher Vorteil dieser Anordnung ist, daß die Entfernung entlang des Rohrs zwischen dem ferngesteuerten Ventil und den Sensoren 24 und 26 durch Messen der verstrichenen Zeit zwischen dem Auslösen des Ventils und dem Feststellen der Ankunft des ersten Signals an den Sensoren 24 und 26 bestimmt werden kann. Die Entfernung entlang dem Rohr ergibt sich aus dem Produkt der verstrichenen Zeit und der durchschnittlichen Ausbreitungsgeschwindigkeit.
Fig. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform für die Verwendung mit Unterdruckrohren, wie z.B. bei Sprinklersystemen. Das unterirdische Rohr 50 erstreckt sich typischerweise von einem Wasserventil (nicht gezeigt), das das Rohr 50 mit der Hauptwasserleitung des Hauses bzw. der öffentlichen Wasserversorgung verbindet. Obwohl dieses (nicht gezeigte) Ventil mit Hilfe eines Elektromagneten betätigt wird, ist es typischerweise zu langsam, um einen Wasserhammer-Effekt zu erzeugen. Allerdings wird der Druck im Rohr nach der Aktivierung aufgebaut, wenn auch wegen des Gegendrucks an den Sprinklerköpfen auf niedrigerem Niveau als beim Leitungsdruck. Da die meisten Sprinkler eine bedeutende Wassermenge ausstoßen, ist der Druck typischerweise um 20 bis 30 % verringert. Es ist jedoch noch ausreichend Druck vorhanden, um den Betrieb gemäß der vorliegenden Erfindung zu ermöglichen. Ein dem lmpulsventil 20 ähnliches Impulsventil 52 wird anstelle eines Sprinklerkopfes an einem mit dem Rohr 50 verbundenen, nach oben gerichteten Rohrteil 54 befestigt. Das Impulsventil 52 ersetzt einen der Springlerköpfe. Wasser kann durch das Impulsventil 52 fließen; dann wird der Wasserfluß plötzlich unterbrochen, was eine Schockwelle in Rohr 50 auslöst. Diese wird, wie oben beschrieben, von den Sensoren 24 und 26 erfaßt.
Fig. 5 zeigt eine Ausführungsform des Impulsventils 20 für die manuelle Handhabung. Das Ventil 20 besteht aus einer Kammer 58, einem Einlaß 60 und einem Auslaß 62. Am Auslaß 62 ist ein Sitz 64 angebracht. Eine Neopren- (Warenzeichen) oder Gummiventilfläche 66 ist so um einen Punkt 68 drehbar gelagert, daß sie an dem Sitz 64 anliegen kann, um so eine Dichtung zu bilden. Zum Drehen des Ventils 66 ist ein außenliegender Hebel 70 vorgesehen. Das Ventil 66 muß innerhalb der Kammer 58 drehbar sein, damit die vom Einlaß 60 durch die Kammer 58 und durch den Auslaß 62 fließende Flüssigkeit das Ventil 66 dazu veranlaßt, durch Druck auf den Sitz 64 plötzlich zu schließen, wenn es ihr nahe kommt. Dies bewirkt den Wasserhammer-Effekt.
Fig. 6 zeigt eine alternative Ausführungsform des Impulsventils 20. Das Gehäuse 72 weist eine mit diesem verbundene, weitgehend kreisförmige Kammer 74 auf, die sphärisch geformt ist. Ein sphärisches Drehelement 76 ist mit einem Durchlaß 78 versehen.
Das Gehäuse 72 hat einen Einlaß 80 und einen Auslaß 82, wobei der Einlaß 80 in eine Seite der Kammer 74 eintritt und der Auslaß 82 aus der diametral gegenüberliegenden Seite der Kammer 74 austritt. Das sphärische Drehelement 76 kann sich innerhalb der Kammer 74 drehen, so daß der Durchlaß 78 mit dem Einlaß 80 und dem Auslaß 82 einen Durchgang bildet und so ein ununterbrochener Durchlaß entsteht, durch den Flüssigkeit ohne Unterbrechung hindurchfließen kann. Wenn das Ventil 78 geringfügig gedreht wird, hat dies eine plötzliche Unterbrechung des Flusses zur Folge.
Fig. 7 zeigt die bevorzugte Ausführungsform eines Impulsventils 20 der vorliegenden Erfindung. Das hier gezeigte Ventil arbeitet automatisch. im Gehäuse 90 befindet sich eine Bohrung 92. Das Wasser tritt durch einen Einlaß 94 in die Bohrung 92 ein. Im Inneren der Bohrung 92 befindet sich eine Halterung 96, die einen darin mittig positionierten Edelstahl-Führungsbolzen 98 hält, der sich entlang der Längsachse der Bohrung 92 erstreckt. Der Edelstahl- Führungsbolzen 98 ist weitgehend mittig in der Bohrung 92 angeordnet und erstreckt sich abwärts in Gegenrichtung des Einlasses 94.
Am diametral gegenüberliegenden Ende der Bohrung 92 vom Einlaß 94 befindet sich in der Bohrung 92 ein Auslaß, der einen mit einem Gewinde versehenen Einsatz 100 aufweist, dessen oberes Ende sich mit einem Teflon(Warenzeichen) Sitz 102 in die Bohrung erstreckt und dessen Mittelteil offen ist und als Ausgang fungiert. Das Innere des Einsatzes 100 ist mit einem Gewinde versehen und hat eine ca. 3/4 Inch (19 mm) große Gewinde-Öffnung. Ein zweiter Einsatz 104 ist durch ein Gewinde mit dem Innenteil des Einsatzes 100 derart verbunden, daß dessen äußerer Durchmesser ca. 3/4 Inch (19 mm) beträgt und der Innendurchmesser ebenfalls mit einem Gewinde versehen ist und einen Innendurchmesser von ca. 1/2 Inch (13 mm) aufweist. Ein dritter Einsatz 106 schließt mit seiner Außenfläche daran an und ist ebenfalls mit einem Gewinde versehen, das ihn mit der Innenfläche des Einsatzes 104 verbindet. Die innenfläche des Einsatzes 106 ist mit einem Gewinde von ca. 3/8 Inch (9,5 mm) Innendurchmesser versehen.
Der Durchmesser einer Feder 108 ist geringfügig größer als der Innendurchmesser des Einsatzes 106 und kleiner als der Innendurchmesser des Einsatzes 104. Die Feder 108 kann von der oberen oder einwärtsgerichteten Fläche des Einlasses 106 in die Bohrung 92 reichen. Ein Teflon-beschichtetes (Warenzeichen) Edelstahl-Sitzventil 110 läßt sich entlang der Längsachse des Führungsbolzens 98 hin- und herbewegen und ist in einer im wesentlichen senkrechten Ebene dazu angeordnet. Die untere Oberfläche des Ventus 110 liegt am oberen Ende der Feder 108 an. Eine Vielzahl von Abstandsstücken 114 ist auf dem Führungsbolzen 98 und zwischen der unteren Oberfläche des Trägers 96 und der oberen Oberfläche des Ventus angeordnet. Durch die Abstandsstücke 114 wird eine Aufwärtsbewegung des Ventus 110 verhindert. Deshalb begrenzen die Abstandsstücke 114 die Minimalentfernung zwischen dem Ventil 110 und der unteren Oberfläche des Trägers 96, wenn die Feder das Ventil 110 hochdrückt. Wenn das Ventil 110 durch differentialen Wasserdruck um das Ventil 110 heruntergedrückt wird, drückt das Ventil 110 gegen den Sitz 102, wodurch das untere Ende der Bohrung 92 abgedichtet wird.
Wenn keine Strömung durch die Bohrung 92 stattfindet, wird die Feder 108 gespannt, so daß sie nach oben drückt und das Ventil 110 öffnet, damit Wasser hindurchfließen kann. Der Wasserfluß um die Ränder des Ventus 110 verursacht jedoch einen Druckunterschied unter dem Ventil 110, wodurch das Ventil 110 sich nach unten gegen den Sitz 102 bewegt. Wenn das Ventil 110 aufliegt, drückt die Feder es wieder auf; dieser Vorgang wiederholt sich periodisch. Die Periodendauer und die Amplitude des Auslasses können eingestellt werden, indem die Spannung der Feder 108 eingestellt wird, und auch durch Angleichen der entsprechenden Anzahl der vorgesehenen Abstandsstücke 114.
Am Ventil 20 befindet sich zur Normalisierung des Wasserdrucks ein serieller Wasserregler 119. Dieser Druck wird auf ca. 40 bis 45 psi normalisiert (275,800 - 310,275 N/m²). So werden aufgrund von Veränderungen im Wasserdruck nötige Anpassungen beim Ventilbetrieb minimiert.
Fig. 8 ist eine schematische Darstellung des Anzeigegeräts 32. Das linke Seismometer 24 ist über einen Widerstand 122 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 120 verbunden. Der positive Eingang des Operationsverstärkers 120 ist über einen Widerstand 124 mit Masse verbunden. Durch einen variablen Widerstand 126 wird eine Rückkopplung erhalten; der Widerstand ist zwischen dem negativen Eingang und dem Ausgang des Operationsverstärkers 120 angeordnet. Der Ausgang des Operationsverstärkers 120 ist über einen Widerstand 128 mit dem positiven Eingang eines Operationsverstärkers 130 verbunden, dessen Ausgang mit der Anode einer Diode 132 verbunden ist. Der negative Eingang des Operationsverstärkers 130 ist über einen Widerstand 134 mit der Kathode der Diode 132 verbunden. Die Kathode der Diode 132 ist auch mit der positiven Elektrode eines Kondensators 136 verbunden, dessen andere Elektrode an Masse liegt. Der Operationsverstärker 130, die Diode 132 und der Kondensator 136 bilden deshalb einen Spitzen-Detektor. Der Ausgang des Spitzen-Detektors an der Kathode 132 ist mit dem positiven Eingang eines Einheitsverstärkers (unity gain amplifier) 140 verbunden, dessen negativer Eingang mit seinem Ausgang verbunden wird. Der Ausgang des Verstärkers 140 ist an die negative Seite eines Links/Rechts- Meßgeräts 142 angeschlossen. Eine alternative Ausführung ist in Fig. 8A gezeigt. Hier wird ein Vergleichsschaltkreis 143 verwendet, um festzustellen, welches Signal größer ist) und um Links- oder Rechts-Anzeige-Lampen oder Leuchtdioden 145 anzuschalten.
Der andere Sensor 26 ist an einen ähnlichen Stromkreis wie oben in Zusammenhang mit Sensor 24 beschrieben angeschlossen. Der Sensor 26 ist über einen Widerstand 144 mit dem negativen Eingang eines Operationsverstärkers 146 verbunden, bei dem ein Widerstand 148 zwischen Masse und dem positiven Eingang geschaltet ist, und dessen Ausgang über einen variablen Rückkopplungswiderstand 150 mit dessen negativem Eingang verbunden ist. Der Ausgang des Operationsverstärkers 146 ist über einen Widerstand 152 an den positiven Eingang eines Operationsverstärkers 154 angeschlossen, wobei dessen Ausgang an die Anode einer Diode 156 angeschlossen ist. Deren negativer Eingang ist über einen Widerstand 158 an die Kathode der Diode 156 angeschlossen. Die Kathode der Diode 156 ist ebenfalls mit einer Elektrode des Kondensators 160 verbunden, dessen andere Elektrode an Masse liegt. Die Kathode der Diode 156 ist an den positiven Eingang des Einheits-Verstärkers 162 angeschlossen, dessen Ausgang über eine variable Widerstandsreihe 166 an den positiven Eingang des Zählers 142 angeschlossen ist. Mit der Widerstandsreihe 166 wird die Empfindlichkeit der beiden Schaltungen abgeglichen
Um den Betrieb des Detektors 32 einzuleiten, ist ein einzelner impulsgeber 170 vorgesehen, dessen eine Seite an Masse liegt und dessen andere Seite mit den Kathoden zweier Dioden, 172 und 174, verbunden ist. Die Anoden der Dioden 172 und 174 sind an die Kathoden der Dioden 132 bzw. 156 angeschlossen. Dies sorgt für eine Entladung des Kondensators 136 bzw. des Kondensators 160, in nur eine Richtung.
Im Betrieb arbeiten die Operationsverstärker 120 und 146 so, daß sie Verstärkung liefern, während die Operationsverstärker 130 und 154 in Verbindung mit den Dioden 132 bzw. 156 Spitzen-Schutz liefern. Da die Spitzen- Signale von den seismischen Sensoren am Eingang des Verstärkers 120 bzw. 146 erhalten werden, wird das Signal Spitzen-geschützt und im Kondensator 136 bzw. 160 gespeichert. Die relativen Werte an den Kondensatoren 136 und 160 bestimmen den Ausschlag des Meßgeräts 142. Deshalb liefert das Meßgerät 142 eine differentielle Darstellung im Spitzen-Detektionsbetrieb.
Fig. 9 zeigt ein Diagramm eines Pseudo-Zufallsübertragungssystems zum Steuern des Ventils 20, das mit dem Rohr 10 in Reihe geschaltet ist. Das Ventil 20 wird durch den Elektromagneten 180 gesteuert, dessen Steuerinput mit dem Ausgang eines seriellen Schieberegisters 182 verbunden ist. Das serielle Schieberegister 182 ist als Johnson-Ringzähler ausgebildet, wobei die parallelen Eingänge mit einem codierten Stecker 184 verbunden sind. Für die Ansteuerung des Schieberegisters 182 ist ein Taktgeber 186 vorgesehen. Dies ist eine konventionelle Anordnung.
Fig. 10 zeigt das Detektionssystem zum Feststellen des Ausgangs der Sensoren 24 und 26 für das Pseudo-Zufallssystem. Der Ausgang des Sensors 24 ist der Eingang eines Diskriminator 188 und der Ausgang des Sensors 26 ist mit dem Eingang des Diskriminators 190 verbunden. Der Diskriminator 188 ist der Eingang zu einem Schieberegister 192, das als serielles Schieberegister mit parallelen Ausgänge ausgebildet ist, welche mit den parallelen Eingängen eines Korrelators 194 verbunden sind. Der Korrelator 194 weist auch einen Satz paralleler Eingänge auf, die mit einem mit dem codierten Stecker 184 identischen codierten Stecker 196 verbunden sind. Gleichermaßen ist der Ausgang des Diskriminators 190 mit dem seriellen Eingang eines Schieberegisters 198 verbunden, dessen parallele Ausgänge mit den parallelen Eingängen des Korrelators 200 verbunden sind. Der Korrelator 200 weist einen codierten Stecker 202 auf, der mit dem anderen Satz paralleler Eingänge verbunden ist.
Der Ausgang des Korrelators 194 ist der Eingang einer Zähler/Dekoder/Steuerschaltung 206, deren Ausgang ein Display 208 steuert. Gleichermaßen ist der Ausgang des Korrelators 200 Eingang zu einer Zähler/Dekoder/Steuerschaltung 210, deren Ausgang mit einem Display 214 verbunden ist. Die Zähler/Dekoder/Steuerschaltungen 206 und 210 können detektieren, wenn ein Pseudo-Zufallscode für einen bestimmten Zyklus vollendet wurde und der jeweilige interne Zähler dahin hochzählt Jedes inkrement zeigt an, daß die Energie ausreichend lange vorhanden war. Deshalb treten mehr Fehler auf, wenn einer der Sensoren 24 und 26 vom Rohr 10 wegbewegt wird. Jedesmal, wenn ein Fehler auftritt, gibt es keine Korrelation. Daher würde der Zähler nicht hochzählen, wenn ein Fehler auftritt. Deshalb treten nur dann keine Fehler auf und der Zähler zählt hoch, wenn ausreichende Energie vorhanden ist. Je näher sich ein Sensor am Rohr befindet, desto häufiger zählt der Zähler hoch. Wenn dies beachtet wird, kann die relative Lage der Sensoren 24 und 26 zum Rohr 10 festgestellt werden.
Fig. 11 zeigt ein detailliertes Logik-Diagramm der Korrelatoren 194 und 200. Ein Eingang SRI, der die i-te Stelle der zugehörigen Stelle des entsprechenden Schieberegisters 192 oder 198 darstellt, ist der Eingang zu einem Eingang eines Exklusiv-Oder-Gatters 216. Dessen anderer Eingang ist mit einem Signal CPi verbunden, das die i-te Position des codierten Steckers 196 bzw. 202 darstellt. Der Ausgang des Exklusiv-Oder-Gatters 216 ist über einen inverter 218 mit dem Eingang einer ersten Stufe 220 eines Schieberegisters verbunden, welches wiederum n Stufen 220 aufweist. Die n-te Stufe 220 des Schieberegisters wird an dessen parallelem Eingang über einen Inverter 226 mit den Signalen SRn und CPn geladen, die über ein Exklusiv-Oder-Gatter 224 kombiniert werden. Deshalb erhält jede der Stufen 220 des Schieberegisters einen Ausgang der Schieberegister 192 oder 198 und einen Ausgang des zugehörigen codierten Steckers 196 bzw. 202. Der Ausgang der ersten Stufe des Schieberegisters 220 und des invertierten Schiebetaktes sind die Eingänge des UND-Gatters 228, dessen Ausgang den Takteingang für einen Zähler 230 liefert. Der Zähler 230 erhält ein LADE-Signal an einem Reset Eingang. Der Zähler 230 zählt von Null bis Neunundneunzig. Dies liefert die Ausgänge an die Displays 208 und 214.
Fig. 12 zeigt Zeitdiagramme für den Betrieb eines Pseudo-Zufallssystems gemäß der vorliegenden Erfindung. Im ersten, mit "FLUSS" betitelten Zeitdiagramm sind die Unterbrechungen im Fluß durch negative Spitzen dargestellt. Im zweiten, als "DRUCK" bezeichneten Diagramm, ist zu erkennen, daß der Druck positive Spitzen erzeugt, die entsprechend den negativen Spitzen im Flußdiagramm ausgerichtet sind. Im dritten, "SIGNAL" genannten Diagramm sind die tatsächlichen Signale gezeigt, die von jedem der Sensoren empfangen werden. Es ist zu erkennen, daß eine Spitze auftritt, die mit den negativen Spitzen im Flußdiagramm auf einer Linie liegt. Diese werden diskriminiert, wie im vierten Diagramm "Diskriminator-Ausgang" gezeigt ist. Jede positive Spitze bedeutet eine logische "1" und das Nichtvorhandensein einer Spitze bedeutet eine logische "0". Der Korrelator zeigt den Diskriminator-Ausgang an, wie im Diagramm "Korrelator-Ausgang" dargestellt. Wenn der Korrelator-Ausgang über einen Grenzwert ansteigt, bedeutet dies eine positive Erkennung des diskriminierten Signals. In einer bevorzugten Ausführungsform sollte sich dies jede Sekunde wiederholen.
Fig. 13 zeigt ein Blockdiagramm des Verfahrens zur Entfemungsmessung für jedes der Systeme. Der Ausgang des Referenzsensors 19 ist mit einem Diskriminator 232 verbunden, dessen Ausgang der serielle Eingang eines Zählers 234 ist. Ein Dekoder 236 ist an die parallelen Outputs von Zähler 234 angeschlossen, wobei der Ausgang des Dekoders 236 ein Display 238 steuert. Ein zweiter Diskriminator 240 ist mit dem Ausgang des Sensors 24 verbunden. Der Diskriminator 240 ist mit dem Reset-Eingang des Zählers 234 verbunden. Der Takigeber-Eingang des Zählers 234 ist mit einem der beiden Oszillatoren verbunden. Ein erster Oszillator 242 weist ein Taktintervall auf, das den idealbedingungen für ein Plastikrohr entspricht. Ein zweiter Oszillator 244 verkörpert die idealbedingungen für ein Metallrohr. Zum Auswählen zwischen den beiden ist ein Schalter 246 vorgesehen. Deshalb zählt der Zähler 234 für jeden Impuls, der diskriminiert wird, hoch, bis er vom Diskriminator 240 auf "0" gesetzt wird. So zeigt der Zähler 234 eine durchschnittliche Zahl zwischen den verschiedenen Impulsen an. Die beiden Oszillatoren 242 und 244 zeigen die Übertragungszeiten der Impulse in das Rohr hinunter an.
Zusammengefaßt wurde hier ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Feststellen der Lage eines unterirdischen Rohres geschaffen. In einer Ausführungsform der Erfindung sind zwei Sensoren vorgesehen, die in der Nähe eines oder oberhalb eines unterirdischen, Flüssigkeit führenden Rohrs in die Erde eingeführt werden, um Vibrationen im Boden festzustellen. Ein Impulsventil wird irgendwo in Verbindung mit dem Rohr eingesetzt, um zu ermöglichen, daß aus diesem Flüssigkeit herausfließen kann. Der Strom wird periodisch plötzlich unterbrochen, so daß der auftretende Wasserhammer-Effekt eine Schockwelle in das Rohr leitet, die sich dann in das Rohr hinab fortsetzt. Die Schockwelle wird an den umgebenden Erdboden abgegeben und so durch die Sensoren erfaßt. Durch die Bestimmung der relativen Stärke zwischen den beiden Sensoren kann auch die Lage festgestellt werden. Durch Abtasten der initialbewegung an einem Referenzpunkt in der Nähe des Ventils kann die Entfernung entlang dem Rohr gemessen werden.
Obwohl die bevorzugte Ausführungsform detailliert beschrieben wurde, ist zu beachten, daß verschiedene Änderungen, Ersetzungen und Abwandlungen an dieser Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne den Schutzumfang der durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Erfindung zu verlassen.

Claims

1.Verfahren zur Feststellung der Lage eines unterirdischen mit Flüssigkeit gefüllten Rohres (10, 25, 50), bei dem die Flüssigkeit derart angeregt wird, daß durch die Flüssigkeit übertragene akustische Energie an das umgebende Medium abgegeben wird, bei dem wenigstens ein erster Sensor (24) im Boden an der allgemeinen Lage des Rohres angeordnet wird, wobei der erste Sensor die aus dem Rohr in das umgebende Medium übertragene Energie erfassen kann, und die von dem ersten Sensor aufgenommene Energie, die von dem Rohr an das umgebende Medium abgegeben wurde, erfaßt wird, wobei die von dem ersten Sensor erfaßte Energie gemessen wird, bei dem der wenigstens erste Sensor so lange bewegt wird, bis an der erfaßten Energie festgestellt wird, daß der wenigstens erste Sensor sich an einer Stelle befindet, die die Lage des Rohres angibt, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit dadurch angeregt wird, daß sie durch das Rohr in einer beträchtlichen volumetrischen Menge fließen kann und der Flüssigkeitsstrom in dem Rohr periodisch abrupt unterbrochen wird, um eine Reihe von Schockwellen in der Flüssigkeit zu erzeugen, wobei jede Schockwelle durch Bewegung des Rohres aufgrund des Durchlasses der Schockwelle an das umgebende Medium überführt wird, wodurch eine entsprechend resultierende seismische Welle (22) aus dem Rohr durch das umgebende Medium übertragen wird, und wobei der wenigstens erste Sensor einen seismischen Sensor enthält, der auf seismische Wellen anspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein einzelner seismischer Sensor verwendet wird, der den ersten Sensor bildet und das Verfahren den Schritt umfaßt, daß der erste Sensor so lange bewegt wird, bis er sich in einer Lage befindet, an dem ein Spitzenwert an seismischer Energie festgestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem identische erste und zweite seismische Sensoren (24, 26) verwendet werden, das weiter die folgenden Schritte umfaßt: Anordnen der ersten und zweiten seismischen Sensoren in einem endlichen Abstand voneinander an jeder aufeinanderfolgenden Position der Sensoren, wobei die ersten und zweiten Sensoren so betreibbar sind, daß sie die seismische Energie der seismischen Welle, die aus dem Rohr an das umgebende Medium abgegeben wird, erfassen; Feststellen der seismischen Energie, die an dem zweiten Sensor in Verbindung mit der Feststellung der seismischen Energie an dem ersten Sensor aufgenommen wird; Vergleichen der erfaßten seismischen Energie, die von den ersten und zweiten Sensoren festgestellt wurde, und Bewegen der ersten und zweiten Sensoren bis sich die ersten und zweiten Sensoren in einer Ebene befinden, die im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Rohres verläuft und bis die Lage gefunden wird, in der die erfaßten Werte der seismischen Energie an den ersten und zweiten Sensoren im wesentlichen gleich sind.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des plötzlichen Unterbrechens des Flüssigkeitsstroms in dem Rohr durch Femsteuermittel (48) gesteuert wird, die durch einen Bediener betätigt werden, der sich nahe den Sensoren befindet.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem der Schritt, daß die Flüssigkeit durch das unterirdische Rohr fließen und nachfolgend der Flüssigkeitsstrom in dem Rohr abrupt unterbrochen werden kann, auf einer periodischen Basis automatisch in der Weise arbeitet, daß eine vorgegebene Sequenz von Schockwellen auf das Rohr aufgebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem der Schritt des abrupten Unterbrechens des Flüssigkeitsstroms in dem Rohr manuell gesteuert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem der Schritt, daß die Flüssigkeit durch das unterirdische Rohr fließen kann und der Schritt, daß der Flüssigkeitsstrom abrupt unterbrochen werden kann, folgendes enthält: Anordnen und Anschließen eines Ventils (20) an ein Ende des Rohres und Einstellen des Ventus in eine normalerweise offene Stellung und Schließen des Ventus zu ausgewählten Zeiten, wobei der Schritt des Schließens des Ventus in einem abrupten Abbrechen des Flüssigkeitsstrorns durch das Ventil resultiert.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das weiter den Schritt enthält, einen Referenzsensor (19) nahe an der Stelle anzuordnen, an der der Flüssigkeitsstrom unterbrochen wird, und daß die Zeit, zu der die Schockwelle an dem Referenzsensor erfaßt wird, mit der Zeit verglichen wird, zu der die seismische Welle an dem wenigstens einen seismischen Sensor erfaßt wird, und Errechnen des Abstandes aus dem Vergleich gemäß einem vorbestimmten Algorithmus.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem der Schritt, daß der Flüssigkeitsstrom abrupt unterbrochen wird, in einer Reihe periodischer Impulse auftritt, wobei die periodischen Impulse in einer pseudo-zufälligen Abfolge auftreten, und wobei der Schritt des Erfassens der seismischen Energie, die an den ersten und zweiten Sensoren aufgenommen wird, die Schritte enthält, daß die Impulse aus dem umgebenden Medium des Rohrs diskriminiert werden und mit den aufgenommenen Impulsen der pseudozufälligen Sequenz korreliert werden.

10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Schritt des abrupten Unterbrechens des Fließens die Anordnung von Ventilen an einer Mehrzahl von Stellen entlang der Rohre und das ferngesteuerte Betätigen der Ventile beinhaltet, um das Fließen zu bestimmten Zeit abrupt zu unterbrechen.

11. Flüssigkeitsventil (20) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Ausgang mit dem Inneren eines Flüssigkeitsträgermittels verbindbar ist, wobei das Ventil einen Körper (90) enthält, der eine Kammer (92) definiert, wobei das Ventil ferner einen Ventilsitz (102) aufweist, der den Auslaß definiert, der mit der Kammer kommuniziert, wobei im Gebrauch ein Flüssigkeitsstrom durch die Kammer ausgebildet wird, wobei das Ventil weiter eine Ventilkammer (110) enthält, die mit dem VBntilsitz kooperiert, um den Auslaß zu schließen, und das Ventilteil einen Schieber (110) enthält, der die Kammer in einen stromaufwärtigen und stromabwärtigen Teil im Hinblick auf den Flüssigkeitsstrom unterteilt, wobei das Ventil weiter Federmittel (108) enthält, die das Ventilteil in eine offene Position vorspannen und Abstandmittel (114), die die Bewegung des Ventilteils in die offene Position beschränken, wobei im Gebrauch ein Differenzialdruck in der Flüssigkeit zwischen den stromaufwärtigen und stromabwärtigen Teilen der Kammer das Ventilglied in die geschlossene Position bewegt, um das Fließen abrupt zu unterbrechen, und das Ventilglied danach wieder in die offene Position durch die Feder zurückkehrt, um das Schließen und Öffnen des Ventils auf periodischer Basis automatisch wieder zu beginnen.