FI74544B - Foerfarande och system foer indikering av laeckage i roersystem. - Google Patents

Description

74544 1 Menetelmä ja järjestelmä putkljärjestelmän epätiiviyden ilmaisemiseksi Förfarande och system för indikering av lackage i rörsystem 5

Keksinnön kohteena on menetelmä epätiiviyden ilmaisemiseksi putkijärjes-10 telmässä, joka on yhteydessä kulutettavan paineenalaisen juoksevan aineen jakelulähteeseen ja jossa on ainakin yksi valinnaisesti käytettävissä oleva juoksevan aineen tyhjennyspaikka, mainitun menetelmän käsittäessä sen, että 15 a) ilmaistaan virtausilmaisimen avulla ainakin putkljärjestelmän yhdessä kohdassa juoksevan aineen virtaus, joka ylittää ennalta määrätyn ensimmäisen arvon, b) johdetaan mainitulta vlrtausllmalsimelta ohjausyksikölle ensimmäinen 20 ilmaisusignaali, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen mainitun ensimmäisen arvon on havainnoitu vlrtausilmaisimella, ja c) johdetaan ensimmäinen hätäslgnaall mainitulta ohjausyksiköltä hälytys-yksikköön ja/tai sulkuventtiilille hälytyksen antamiseksi ja mainitun 25 putklsysteemin sulkemiseksi, vastaavasti, kun mainitun ensimmäisen ilmaisuslgnaalln kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn ensimmäisen aikavälin.

Keksinnön kohteena on myös epätiiviyden havainnointijärjestelmä epätiiviy-30 den ilmaisemiseksi putkisysteemissä, joka on yhteydessä kulutettavan paineenalaisen juoksevan aineen jakelulähteeseen ja johon kuuluu ainakin yksi valinnaisesti käytettävissä oleva juoksevan aineen tyhjennyspaikka, mainitun ilmaisujärjestelmän käsittäessä 35 a) virtauksen ilmaisimen, joka on järjestetty putkljärjestelmään ylävirtaan juoksevan aineen tyhjennyspaikkaan tai kuhunkin juoksevan aineen tyhjennyspaikkaan nähden ja johon kuuluu ensimmäisen signaalin tuottavat 2 74544 1 välineet tuottaen ensimmäisen ilmaisusignaalin, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen ennalta määrätyn ensimmäisen arvon on havainnoitu virtausilmaisimella, 5 b) ohjausyksikön, joka on sähköisesti liitetty virtausilmaisimeen niin, että vastaanotettaessa mainittu ensimmäinen ilmaisusignaali siltä, on mainittu ohjausyksikkö sovitettu tuottamaan ensimmäinen hälytyssignaali, kun ensimmäisen ilmaisusignaalin kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn ensimmäisen aikavälin, ja 10 c) hätävälineet käsittäen hälytysyksikön ja/tai sulkuventtiilin sijaiten jakelulähteen ja juoksevan aineen tyhjennyspaikan tai kunkin juoksevan aineen tyhjennyspaikan välillä mainittujen hätävälineiden ollessa sähköisesti liitetyt mainittuun ohjausyksikköön ja ollessa saatettavissa toimin-15 taan ensimmäisellä hälytyssignaalilla.

Patenttivaatimuksissa nesteestä ja kaasusta on käytetty yhteistä nimitystä juokseva aine.

20 Epätiiviys sellaisessa putkijärjestelmässä ei yksistään merkitse putkijärjestelmässä kuljetettavan nesteen menetystä, vaan ulosvalunut neste voi myös aiheuttaa hyvin laajoja ympäristövahinkoja, esim. kosteusvahinkoja, räjähdysvahinkoja tai syöpymisvahinkoja. Vahingon tai vahinkolaajuuden vaaran rajoittamiseksi on siksi olennainen merki-25 tys sillä, että mahdollinen epätiiviys putkijärjetelmässä löydetään niin nopeasti kuin mahdollista, niin että voidaan suorittaa välttämättömät toimenpiteet putkijärjestelmän tiivistämiseksi.

Kun putkijärjestelmä kokonaan tai osittain on pantu piiloon, kuten 30 normaalisti on asianlaita esim. asuin- ja omakotitaloissa, on lähes mahdotonta löytää jopa suurehkoa epätiiviyttä riittävän alkaisin vahinkovaikutusten välttämiseksi. Jopa silloinkin, kun putkijärjestelmä on suoraan luoksepäästävissä tarkastusta varten, voi - erityisesti kun on kysymys kaasuakuljettavasta putkijärjestelmästä - olla 35 vaikeaa havaita pienehköjä epätiiviyksiä, ja ajanjaksoina, kun paikalla ei ole henkilöitä, esim. yöllä tai viikonloppuina, eivät myöskään suuret epätiiviydet tule todetuiksi.

3 74544 1 On tunnettua lisätä hajuaineita putkijärjestelmässä olevaan kaasumaiseen kulutusainevirtaan, jotta helpotetaan putkijärjestelmän epätiiviyden havaitsemista. Edellytys sille, että putkijärjestelmän epätiiviys voidaan havaita tällä tavalla, on kuitenkin se, että 5 paikalla on jatkuvasti henkilöitä, jotka voivat valvoa putkijärjes-telmää, ja käytännössä on tämä useimmissa tapauksissa mahdotonta.

Keksinnöllä on aikaansaatu johdanto-osassa mainitun tyyppinen menetelmä, joka mahdollistaa putkijärjestelmän mahdollisten epätliviyk-10 sien nopean ja tehokkaan toteamisen ja mahdollisimman nopean toimenpiteisiin ryhtymisen, mitä tulee vahinkovaikutuksen välttämiseen tai vähentämiseen.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, että 15 d) ilmaistaan edelleen virtausilmaisimen välinein juoksevan aineen virtaus, joka ylittää ennalta määrätyn toisen arvon, joka on olennaisesti suurempi kuin mainittu ensimmäinen arvo, 20 e) johdetaan mainitulta virtausilmaisimelta ohjausyksikölle toinen ilmai-susignaali, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen mainitun toisen arvon on havainnoitu mainitulla virtausilmaisimella, ja f) käytetään mainittua ohjausyksikköä niin, että johdetaan toinen hätä-25 signaali mainitulle hälytysyksikö]le ja/tai sulkuventtiilille, kun mainitun toisen ilmaisusignaalin kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn toisen aikavälin, joka on olennaisesti lyhempi kuin mainittu ensimmäinen väli.

30 Esitetyn tyyppisessä putkijärjestelmässä voi esiintyä pienehköjä neste-virtauksia, vaikka laskukohdat ovat suljetut ja vaikka järjestelmässä ei ole epätiiviyksiä. Sellaisiin virtauksiin voivat olla syynä vaihtelut jakelulähteen paineessa yhdistettynä valvotun putkijärjestelmän elastisuuteen ja putkijärjestelmän tai sen osien lämpötilavaihtelui-35 hin. Lisäksi voi esim. vedenjakelulaitoksissa olla kysymys siitä, että halutaan sallia tietty pienehkö epätiiviys laskukohdissa. Se maksimaalinen nestevirtaus, jonka seurauksena mainituista olosuhteista ja 4 74544 1 ilman laskukohdissa tapahtuvaa valumista voi esiintyä putkijärjes- telmässä, voidaan valita nestevirtauksen mainittuun ennaltamäärättyyn arvoon. Kun todellinen nestevirtaus putkijärjestelmässä ylittää tämän arvon, voidaan päätellä, että joko suoritetaan nesteen juoksu-5 tusta laskukohdissa tai että putkijärjestelmässä on ei-sallittu epä- tiiviys. Vuorokauden tiettyinä aikoina, esim. yöllä, voi todennäköisyys sille, että suoritetaan juoksutusta laskukohdissa, olla erittäin pieni, minkä vuoksi täytyy voida lähteä siltä, että on kysymys vuodosta putkijärjestelmässä, kun todellinen nestevirtaus sellai-10 sena ajankohtana ylittää mainitun, ennaltamäärätyn arvon. Useimmissa tapauksissa on nestevalutus laskukohdissa suhteellisen lyhytaikainen, ja koemateriaalin perusteella voidaan määrätä maksimaalinen valutus-kesto, jota normaalisti ei ylitetä. Tässä tapauksessa, kun virtaus-ilmaisin yhtenäisenä ajanjaksona, joka ylittää nestevalutuksen 15 mainitun maksimaalisen kestoajan, ilmaisee tilavuusvirran tai virtausnopeuden, joka ylittää ennaltamäärätyn arvon, voidaan todeta, että suurella todennäköisyydellä on kysymys järjestelmän epätiiviydestä. Lisäksi voidaan ilmaistaessa virtaus, jonka intensiteetti ylittää sen, josta voi olla kysymys valutettaessa samanaikaisesti suurimmasta 20 mahdollisesta laskukohtamäärästä, välittömästi todeta, että erittäin suurella todennäköisyydellä putkijärjestelmässä on murtuma. Lopuksi voi todetun virtauksen sallittavuuden mainittu arviointi perustua tietoihin laskukohtien tilasta. Jos esimerkiksi valutetaan vain yhdestä laskukohdasta, ja todetun virtauksen intensiteetti olennal-25 sesti ylittää sen virtauksen, joka voi johtua tästä valutukseeta, voidaan päätellä, että on kysymys järjestelmässä olevasta murtumasta. Varminta on kuitenkin, että arviointi suoritetaan ajankohtana, jolloin on tieto siitä, että kaikki laskukohdat ovat suljettuina. Jos tässä tilanteessa todetaan virtaus, joka ylittää mainitun ennaltamäärätyn 20 arvon, voidaan päätellä, että on kysymys järjestelmän epätiiviydestä.

On selvää, että mitä tahansa edellä mainittujen arviolntllaskelmien yhdistelmää voidaan käyttää. Kun todetun virtauksen arvioidaan olevan ei-sallittu, joten voidaan olettaa olevan epätiiviyttä tai murtuma, laitetaan hälytyslaite toimintaan, esim. valo- tai äänlmerkkl, niin 22 että se kutsuu paikalle henkilöitä, jotka voivat suorittaa tarpeelliset jatkotoimenpiteet, ja/tai katkaistaan putkijärjestelmän yhteys nestelähteeseen, niin että vahinko estetään tai sitä pienennetään.

Il 74544 1 Useimmissa tapauksissa on nesteenpoisjohtaminen edellä esitetyn tyyppisestä putkijärjestelmästä, esim. vedenvalutus vedenjakelu-johdoista tai kaasunvalutue kaasunjakelujohdoista omakotitaloissa, hyvin lyhytaikainen, mikä merkitsee, että kukin valutusajänjakso 5 käsittää tavallisesti hyvin pienen murto-osan vuorokaudesta. Sellaisissa tapauksissa on mahdollista arvioida todetun virtauksen olevan ei-sallittu, eli sen oletetaan johtuvan putkijärjestelmässä olevasta epätiiviydestä, kun virtauksen kesto ylittää ennaltamäärätyn ajanjakson, mikä ylittää normaalisti maksimaalisen yhtenäisen nesteen-10 valutusajan keston. Siinä tapauksessa, kun suoritetaan nesteenlasku, minkä kesto ylittää tämän maksimaalisen laskuajan, esim. kun kastellaan ruohokenttää, voidaan mahdollisesti laittaa valvontajärjestelmä pois toiminnasta annetuksi ajanjaksoksi, jotta vältetään väärä hälytys.

15 Kuten edellä on mainittu, on varmin menetelmä mahdollisen epätiivlyden toteamiseksi se, että arvioidaan nestevlrtauksen sallittavuus silloin, kun tieto siitä, että kaikki laskukohdat ovat suljettuina. Niissä tapauksissa, missä laskukohtia käytetään ahkerasti, on pelättävissä, ettei pitkiin aikoihin esiinny mitään ajankohtaa, jolloin kaikki laskukohdat 20 olisivat suljettuina, minkä vuoksi ei voida edellämainitulla tavalla suorittaa tyydyttävää tavallista ilmaisua mahdollisesti esiintyvistä epätiiviyksistä. Jotta mahdollistetaan sellaisen ilmaisun suoritus tietyin määrätyin väliajoin, pidetään parempana, että ennaltamäärät-tyinä ajankohtina tai ennaltamäärätyin väliajoin suoritetaan kaikkien 25 laskukohtien lyhytaikainen sulkeminen, ja että todettu virtaus, joka tämän sulkemisen aikana ylittää ennaltamäärätyn arvon, arvioidaan ei-sallituksi.

Keksinnön mukaiselle järjestelmälle on tunnusomaista se, että virtauksen 30 ilmaisimeen kuuluu ainakin yhdet toisen signaalin tuottavat lisävälineet tuottaen toisen ilmaisusignaalin, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen ennalta määrätyn toisen arvon, joka on olennaisesti korkeampi kuin ensimmäinen arvo, on havainnoitu virtausllmaisimella, ja että ohjausyksikkö on sovitettu tuottamaan toisen hälytyssignaalin saattaen toimin-35 taan hätävälineet, kun mainitun toisen ilmaisusignaalin kesto on keskeytymättä ylittänyt toisen aikavälin joka on olennaisesti lyhyempi kuin ensimmäinen väli.

6 74544 1 Tämä ohjauslaite, joka voi olla elektroninen, hydraulinen, pneumaattinen tai mekaaninen, voi olla järjestetty arvioimaan vlrtausllmalsimesta tai -ilmaisimista tulevia ilmalsuslgnaaleja yhden tai useamman edellämainitun kriteerin perusteella tai näistä kriteereistä yhden tai useam-5 man muodostaman yhdistelmän perusteella. Laite voi esimerkiksi käsittää putkijärjestelmän yksittäisiin laskukohtlin asennetut sulkuventtiilit, ja ohjauslaite voi olla järjestetty ennaltamäärättynä ajankohtana tai ennaltamäärätyin ajanvälein lyhytaikaisesti sulkemaan nämä venttiilit samanaikaisesti. Kun kaikki laskupaikat siten ovat suljetut, ja jos 10 virtaus kyseisessä kohdassa ylittää mainitun ennaltamäärätyn arvon, joka voi johtua jakelulähteen paineen vaihteluista siinä putkijohto-järjestelmässä, johon virtausilmaisin on lisätty, tulee venttiilielin tai mäntä takaisinsiirtoelimen vaikutusta vastaan olevassa suunnassa siirretyksi kappaleen matkaa poispäin vasteestaan tai istukastaan, 15 joka matka on riippuvainen virtausintenslteetistä. Sovittamalla takaisinsiirtoelimen takaisinsilrtovolma ja männän ulkokehän ja sylinterin sisäseinämän välinen välitila sekä männänasentollmaisimlen sijoitus voidaan aikaansaada, että jakelulähteen painevaihtelulsta, putkijärjestelmän elastisuudesta ja putkijärjestelmän lämpötlla-20 vaihteluista johtuvat putkijärjestelmän nestevirtaukset aikaansaavat vain sen, että mäntä tai venttiilielin nousee istukastaan, mutta ei liiku täysin ensimmäiseen männänasentoilmaisimeen asti. Vasta sitten, kun on kysymys pienehköstä epätiiviydestä putkijärjestelmässä tai putki-järjestelmästä tapahtuvasta juoksutuksesta pienehköllä nopeudella, 25 liikkuu mäntä tai venttiilielin sellaisen matkan poispäin Istukasta, että se tulee sijaitsemaan kahden männänasentoilmaisimen välissä, ja kun on kysymys putkijärjestelmästä tapahtuvasta voimakkaasta juoksutuksesta tai tässä olevasta säännöllisestä murtumasta, liikkuu mäntä tai venttiilielin toiseen männänasentoilmaisimeen asti tai 30 sen ohi sylinterin siihen kohtaan, missä on suurempi aukkoplnta-ala. Virtausilmaisin voi mahdollisesti olla mitoitettu siten, että nesteen normaali juoksutus laskukohdista el sinänsä ole riittävä liikuttamaan mäntää täysin toiseen paikanilmaieimeen asti. Tässä tapauksessa voi ohjauslaite olla järjestetty heti katkaisemaan yhteyden nestelähtee-35 seen, kun vastaanotetaan signaali tästä toisesta asentoilmaislmesta, kun sellainen signaali on merkki vakavasta murtumasta putkijärjestel-raässä. Mikäli virtausilmaisin on mitoitettu siten, että myös normaali

II

7 74544 1 juoksutus voi aiheuttaa sen, että mäntä liikkuu toiseen asentoilmai-simeen asti, voi ohjauslaite olla järjestetty arvioimaan siten todetun virtausintensiteetin sallittavuutta yhden tai useamman edellä mainitun kriteerin perusteella. Ohjauslaite voi vastaavalla tavalla olla järjes-5 tetty näiden kriteerien perusteella arvioimaan sen virtauksen sallittavuutta, mikä todetaan siten, että ohjauslaite vastaanottaa signaalin ensimmäisestä männänasentoilmaisimesta, joka on lähinnä männän istukkaa. Koska mahdollinen epätiiviys, joka aiheuttaa vain sen, että mäntä liikkuu ensimmäiseen asentoilmaisimeen asti, on luonteeltaan vähemmän 10 vakavaa kuin putkimurtuma, joka todetaan siten, että ohjauslaite vastaanottaa signaalin toisesta asentoilmaisimesta, voi myös olla riittävää poistaa epätiiviyttä suorittamalla vähemmän tehokkaan tyyppisiä toimenpiteitä, kuten esim. ääni- tai valosignaalin toimiessa. Samoin voi olla sopivaa arvioida nestevirtauksen sallittavuutta, joka 15 virtaus aiheuttaa vain signaalin aikaansaamisen ensimmäisestä asento-ilmaisimesta, vähemmän ankarilla kriteereillä esimerkiksi suuremmalla maksimaalisella virtauskestävyydellä, kuin arvioitaessa sellaisen virtauksen sallittavuutta, joka antaa aiheen signaalin toisesta asentoilmaisimesta.

20

Jotta vähennetään putkijärjestelmän niitä virtauksia, jotka johtuvat nestelähteen painevaihtelulsta yhdessä putkijärjestelmän elastisuuden kanssa, ja putkijärjestelmän lämpötilavaihteluista, voi virtausilmaisln olla järjestetty toimimaan vastaventtiillnä, joka estää nestevirtauksen 25 putkijärjestelmässä nestelähteen suuntaan.

Seuraavassa kuvauksessa on ilmaisuja "tilavuusvirtaus", "virtausintensiteetti" ja "virtausnopeus" käytetty lähinnä synonyymeinä, samalla kun ajatellaan viitattavan annettuun, mutta mielivaltaiseen putkijärjestel-30 mään, jolla on määrätty, mutta mielivaltainen poikkileikkauspinta.

Keksintöä kuvataan seuraavassa lähemmin viittaamalla oheiseen piirustukseen.

35 Kuvio 1 esittää kaavioilisesti putkijärjestelmää ja keksinnön mukaisen laitteen suoritusmuotoa epätiiviyksien ilmaisemiseksi tässä putkijärjestelmässä.

74544 1 Kuvio 2 esittää sivulta nähtynä ja osittain leikattuna kuviossa 1 esitettyyn laitteeseen kuuluvaa vlrtausilmalslmen suoritusmuotoa.

Kuvio 3 esittää sivulta nähtynä ja osittain leikattuna sisäänvirtaus-5 päätä kuviossa 2 esitetystä ilmaisimesta, jolloin osat ovat siinä asennossa, jonka ne voivat ottaa, kun neste virtaa ilmaisimen läpi.

Kuvio 4 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa 1V-IV pitkin.

10 Kuvio 5 esittää leikkausta kuvion 2 linjaa V-V pitkin.

Kuvio 6 esittää sivulta nähtynä ja osittain leikattuna muutettua suoritusmuotoa kuvioissa 2-5 esitetyn ilmaisimen sisäänvirtauspäätä.

15 Kuviossa 1 on kuvattu putkijärjestelmä, johon jakelulähteestä S

syötetään käyttönestettä, eli nestettä tai kaasua, esim. vettä tai talouskaasua. Putkijärjestelmä, joka voi esimerkiksi muodostua omakotitalossa tai asuntokiinteistössä olevista vesi- tai kaasu-jakelujohdoista, käsittää jakelulähteeseen S liitetyn pääjohdon 10, 20 j oka on varustettu sulkuventtiilillä 11, ja putkijärjestelmässä on joukko haarajohtoja 12, jotka kuviossa 1 on merkitty katkoviivoin, ja joista kukin voi johtaa omaan nesteenlaskupaikkaansa 13. Pääjohtoon on lopuksi asennettu virtausilmaisin, jota kokonaisuudessaan on merkitty viitenumerolla 14, ja jota yksityiskohtaisemmin kuvataan seuraavassa 25 viittaamalla kuvioihin 2-6. Laite käsittää lisäksi elektronisen ohjauslaitteen, jota kokonaisuudessaan on merkitty viitenumerolla 15, ja joka niiden signaalien perusteella, jotka johtimien 16 ja 17 kautta vastaanotetaan virtausllmalsimesta, arvioi, onko epätiiviyttä putkijärjestelmässä 10,12, kuten lähemmin selitetään seuraavassa.

30 Kun sellainen epätilviys todetaan, lähetetään ohjauslaitteesta johdon 18 kautta sulkusignaali sulkuventtllliin 11, niin että yhteys nestelähteeseen S katkaistaan, ja/tal hälytyslaite 19, joka voi olla valo- tai äänisignaali, laitetaan toimintaan johdon 20 kautta. Kuten lähemmin selitetään seuraavassa, voi myös haarajohtöihin 12 olla 35 järjestetty sulkuventtiillt 21, jotka mahdollisesti myös voivat palvella juoksutusventtiileinä tai hanoina laskupaikoissa 13. Ohjauslaite 15 on silloin yhdistetty näihin venttiileihin 21 johtojen 22

II

9 74544 1 ja 23 kautta, ja ohjauslaite 15 voi joko olla järjestetty annettuina ajankohtina lähettämään sulkuslgnaaleja venttiileihin 21, tai jokaiseen venttiileistä 21 voi olla järjestetty tunnustelija 21a, joka lähettää signaaleja ohjauslaitteeseen 15, niin että tämä voi todeta, milloin 5 kaikki sulkuventtiilit 21 haarajohdoissa 12 sijaitsevat niiden suljetussa tilassa.

Kuvioissa 2-5 esitetyssä virtausilmaislmessa on pesä 24, jolla toisessa päässään on ulkopuolisella kierteellä 25 varustettu tulonysä 10 26, ja jolla vastakkaisessa päässään on sisäpuolisella kierteellä varustettu poistoaukko 28. Tulonysä 26 ja poistoaukko 28 on yhdistetty toisiinsa aksiaalisen porauksen 29 avulla, jonka sisälle on siirtyvästi järjestetty mäntä eli venttiilielin 30, joka jousella 31 painetaan rengasmaista istukkaa vasten, joka kuvioissa 2 ja 3 15 esitetyllä tavalla voi olla muodostettu jousirenkaasta 32, jonka radiaalisesti ulompi osa on pistetty porauksen 29 seinämään muodostettuun uraan. Polstoaukkoa 28 kohti oleva jousen 31 pää ympäröi holkklmaista jousiohjainta 33, jonka aksiaalinen siirtyminen poisto-aukon 28 suuntaan estetään jousirenkaan 34 avulla, joka jousirenkaan 20 32 tapaan on pistetty rengasmaiseen uraan.

Aksiaalisen porauksen 29 aukkopinta-alaa on pesän 24 poistoaukkoon 28 rajoittuvaan päähän suurennettu pienehköjen aksiaalisten porausten muodostaman renkaan avulla, jotka poraukset ympäröivät keskeistä 25 porausta 29 ja ovat yhteydessä tähän koko aksiaaliselta pituudelta, katso erityisesti kuvio 5. Männällä 30 on porrasmainen poikkileikkaus, jolloin päällä 30a, joka on lähempänä istukkaa tai jousirengasta 32, on läpimitta, joka on hieman pienempi kuin jousta 31 lähempänä olevan mäntäpään 30b läpimitta. Kun mäntäoean 30b läpimitta vastaa suunnilleen 30 keskeisen porauksen 29 läpimittaa, jossa porauksessa mäntä 30 voi siirtyä, rajoittuu porauksen 29 seinämän ja mäntäpään 30a väliin rengasmainen välitila 36. Lähinnä tulonysää 26 olevaan pesän 24 osaan on keskenään aksiaalisen välimatkan päähän toisistaan asennettu kaksi ilmaisinta tai tunnustelijaa 37 ja 38 männän 30 aksiaalisen asennon 35 ilmaisemiseksi porauksessa 29. Nämä ilmaisimet voivat esimerkiksi olla muodoltaan magneettisia tunnustelijoita, kuten Hall-efektiin perustuvia sondeja tai releitä, ja tässä tapauksessa voi mäntään olla 10 74544 ^ asennettu kestomagneetti 39, joka kuvioissa 2-4 esitetyllä tavalla voi olla järjestetty radiaaliseen poraukseen.

Kuvioissa 2-5 esitetty virtausilmaisin toimii seuraavalla tavalla.

5

Kun ei virtaa nestettä virtausllmaislmen 14 läpi, sijaitsee mäntä tai venttilllelin 30 kuviossa 2 esitetyssä asennossa, jossa pienennetyllä läpimitalla varustettu männänpää 30a on jousirengasta 32 vasten, ja jossa männänpään 30b kehäplnta pääasiassa tiivistävästi 10 tarttuu keskeistä porausta 29 ympäröivään seinämään, missä tätä eivät läpäise pienehköt aksiaaliset poraukset 35. Männän 30 tässä asennossa on magneetti 39 samassa radlaallsessa tasossa kuin asento-ilmaisin 37, niin että tämä saatetaan toimintaan ja se antaa signaalin ja siten ilmaisee, että ei ole kysymys nestevlrtauksesta virtaus- 15 ilmaisimen aksiaalisen porauksen 29 läpi, mikä merkitsee sitä, ettei tapahdu nestejuoksutusta laskukohdissa 13 eikä tapahdu nesteen ulosvirtausta tai ulosvalumlsta epätiiviyksien kautta siinä putkijär-jestelmässä 10,12, johon virtausilmaisin 14 on asennettu.

20 Kun tapahtuu nesteenjuokeutusta yhdessä tai useammassa laskukohdassa 13, ja/tai kun on kysymys nesteen ulosvirtauksesta putkljärjestelmän epätiiviyden läpi, niin siten männän 30 yli syntyvä paineputous aiheuttaa sen, että tämä liikkuu oikealle kuviossa 2 sitä voimaa vasten, jonka jousi 31 aikaansaa. Mäntä 30 liikkuu siten kuviossa 3 esitettyyn asen- 25 toon, jossa välitila 36, joka rajoittuu mäntäosan 30a ja porauksen 29 seinämän väliin, on suorassa yhteydessä porausten 35 kanssa. Neste voi virrata tulonysästä 26 rengasmaisen välitilan 36 ja porausten 35 kautta poistoaukkoon 28. Kuviossa 3 esitetyssä asennossa sijaitsee magneetti 39 samassa radlaallsessa tasossa kuin asentoilmaisin 38, joka 30 siten laitetaan toimintaan ja lähettää signaalin, mikä ilmoittaa, että mäntä sijaitsee asennossa, jossa nestevalumlsen tai putkljärjestelmän epätiiviyden seurauksena jatkuu hillitty nesteen ulosvirtaus putki-järjestelmästä.

oc 03 Kun tulee kysymykseen erittäin suuri paineputous männän 30 yli seurauksena siitä, että kaikki tai olennainen osa laskupaikoista 13 on auki samanaikaisesti, ja/tal seurauksena murtumasta putkljärjestelmässä, 74544 1 liikkuu mäntä 30 kokonaan keskeisen porauksen 29 sen osan sisään, joka on ympäröity pienehköillä porauksilla 35, jolloin muodostuu suora yhteys vlrtausilmaisimen tuloaukon ja porausten 35 välille. Kumpikaan asemanilmalsimieta 37 ja 38 ei silloin anna signaalia, 5 mikä ilmoittaa, että on kysymys voimakkaasta nestevirtauksesta putkij ärj estelmässä.

On selvää, että mäntä 30 voitaisiin jakaa vielä useampiin aksiaalisiin osiin, joilla on erilainen läpimitta, ja voitaisiin käyttää 10 vastaavan suurta määrää asemanilmaisimia, jolloin tulisi mahdolliseksi saada vielä yksityiskohtaisempia ilmoituksia virtausilmaisimen läpi tapahtuvan nestevirtauksen intensiteetistä.

Koska aikaisemmin mainitulla tavalla muun muassa seurauksena jakelu-15 lähteen painevaihteluista, putkijärjestelmän seinämien elastisuudesta, termisistä muutoksista, jne. voi olla kysymys pienehköistä neste-virtauksista virtausilmaisimen läpi, ilman että tapahtuu nesteen-juoksutusta, ja ilman että on kysymys putkijärjestelmän epätiiviyk-sistä, voidaan mäntäosan 30b ja keskeisen porauksen 29 seinämän 20 välille valmistaa pienehkö, kontrolloitu epätiiviys, joka estää sen, että ilmaisin reagoisi sellaisiin pienehköihin virtauksiin.

Ilmaisimen herkkyyttä sellaisiin virtauksiin, jotka eivät johdu neste-virtauksesta putkijärjestelmässä, voidaan pienentää muotoilemalla männän 25 30 rengasmaista Istukkaa, Joka on esitetty kuviossa 6. Istukka muodos tetaan tässä jouslrenkaan 32 sijasta vasterenkaasta 40, jonka sieäpäähän on asennettu tiivistysrengas 41, esim. 0-renkaan muodossa, joka on tiivistävästi männän 30 päätypintaa vasten, kun mäntä on kuviossa 2 esitetyssä lepoasennossa. Tämä merkitsee, että mäntä toimii vaste-30 venttiilinä, joka estää nestevirtauksen suunnassa laskupaikoista 13 ja nestejakelulähdettä S kohti.

Kuviossa 1 esitetty elektroninen ohjauslaite 15 sisältää mikrotietokoneen 42, joka johtojen 16 ja 17 kautta voi vastaanottaa signaaleja 35 männänasentoilmaisimista 37 ja 38, ja joka ohjausvaiheen 43 kautta voi ohjata sulkuventtiiliä 11 ja/tai hälytyslaitetta 19. Tietokone 42 voi lisäksi ohjausvaiheen 44 kautta ohjata sulkuventtiilejä 21 12 745 4 4 1 tai mahdollisesti tunnustella näiden asentoa (avoin tai suljettu) tunnustelijoiden 21a avulla. Ohjauslaite 15 sisältää sen lisäksi tietokoneeseen 42 liitetyn vahvistlnyksikön 45, jossa on Joukko ilmalsulamppuja 46, jotka palvelevat järjestelmän käyttötilan, kuten 5 esim. virtausilmalsimen 14 läpi kulkevan nestevlrtauksen intensiteetin ilmaisemista. Ohjauslaite 15 sisältää lisäksi käsikäyttöisen koskettimen 47, jonka avulla ohjauslaitteen hälytystoiminta voidaan keskeyttää ennaltamäärätyksl ajanjaksoksi, esim. 12 tunniksi, tai ajanjaksoksi, joka on säädetty ajansäätölaltteen 48 avulla.

10

Niiden signaalien perusteella, jotka mikrotietokone 42 vastaanottaa virtausilmaisimessa 14 olevista paikanilmaisimista 37 ja 38, ratkaisee tietokone etukäteen määrättyjen kriteerien perusteella, onko virtaus-ilmaisimen 14 läpi tapahtuvan tietyn intensiteetin omaavan, todetun 15 nestevlrtauksen katsottava olevan ei-sallittu, eli johtuvan putki-systeemissä olevasta epätiiviydestä tai murtumasta, ja vahvistetussa tapauksessa annetaan ohjauevaiheen 43 ja hälytyslaitteen 19 kautta signaali ja/tal nestevlrtaus nesteenjakelulähteestä S keskeytetään sulkemalla sulkuventtiili 11. Virtauksen sallittavuuden arviointi 20 voi esimerkiksi perustua siihen, ylittääkö virtauksen kesto ennalta-määrätyn ajanjakson, joka vastaa laskukohdissa 13 tapahtuvaa maksimaalista nesteenjuoksutusaikaa. Tässä tapauksessa käynnistää mikrotietokone 42 ajanmittauksen, niin pian kuin se vastaanottaa signaalin asemanilmalsimesta 38, eli kun virtausilmaisimessa 14 oleva mäntä 30 25 sijaitsee kuviossa 3 esitetyssä asennossa. Kun ja jos signaali aseman-ilmaisimesta 38 lakkaa, ja sen sijaan vastaanotetaan signaali ilmaisimesta 37, mikä vastaa sitä, että nestevlrtaus on lakannut, keskeyttää tietokone ajanmittauksen. Se ajanjakso, jona sallitaan nestevlrtaus, ilman että laukaistaan hälytys tai suoritetaan nestesyötön keskeytys, 30 voidaan myös säätää ajansäätöyksikön 48 avulla.

Tietokone 42 on edullisesti järjestetty sallimaan nestevlrtauksen virtausilmalsimen 14 läpi lyhyen ajanjakson, kun virtausintensl-teetti on suuri, eli kun magneetti 39 on liikkunut oikealle aseman-35 ilmaisimesta 38, jonka kohdalla se sijaitsee kuviossa 3 esitetyssä asennossa.

Il 13 745 4 4 1 Tietokone 42 voi sen sijaan tai lisäksi olla järjestetty tiettyinä ennaltamäärättyinä ajankohtina ohjausvaiheen 44 kautta sulkemaan kaikki venttiilit 21 hyvin lyhytaikaisesti ja siten tekemään mahdottomaksi nesteenjuoksutus laskukohdlssa 13. Kun vlrtausilmalein 14 toteaa 5 nestevirtauksen, silloin kun nämä venttiilit 21 ovat suljettuina, kytkee tietokone hälytyksen 42. Sulkuventtiilit 21 voivat mahdollisesti olla tavalliset laskuventtiilit tai -hanat ja nämä voivat aikaisemmin mainitulla tavalla sen lisäksi olla varustetut tunnustelijoilla 21a, jotka antavat tietokoneeseen signaalin, joka esittää, 10 milloin venttiilit ovat suljettuina. Tietokone voi silloin olla järjestetty suorittamaan .epätiiviystutkimuksen, kun kaikki venttiilit 21 ovat suljettuina samanaikaisesti.

Joskus suoritetaan nesteenjuoksutusta yhdestä tai useammasta lasku-15 kohdasta 13 ajanjakson, mikä ylittää sen ajanjakson, jonka normaaleissa oloissa voidaan katsoa olevan maksimaalisen. Kun putkijärjestelmä muodostaa osan vedenjakelulaltoksesta, voi sellaisia tilanteita esim. esiintyä kasvienkastelussa, autonpesussa, jne. Jotta estetään sellaisissa tapauksissa tietokonetta 42 laukaisemasta hälytystä, 20 voidaan etukäteen sellaista pitkäaikaista nesteenjuoksutusta varten käyttää kosketinta 47 ja siten estää hälytystoiminta pitkähköksi, ennaltamäärätyksi ajanjaksoksi, esim, 12 tunniksi.

On selvää, että keksinnön puitteissa voidaan suorittaa erilaisia 25 muutoksia piirustuksessa esitettyihin suoritusmuotoihin. Esimerkiksi virtausilmaisimen 14 ei tarvitse olla järjestetty ilmaisemaan erilaisia virtausintensiteettejä, vaan sen tarvitsee ainoastaan voida todeta, onko virtausta vai el. Tämä koskee erityisesti sitä tapausta, kun tietokone on Järjestetty suorittamaan epätiiviysarvioinnit, kun 30 on saatu varmuus, että kalkki laskukohdat ovat suljetut.

35

Claims (3)

74544 14 1 Patenttivaatimukset 1. Menetelmä epätiiviyden ilmaisemiseksi putkijärjestelmässä (10,12), joka on yhteydessä kulutettavan paineenalalsen juoksevan aineen jakelu-5 lähteeseen (S) ja jossa on ainakin yksi valinnaisesti käytettävissä oleva juoksevan aineen tyhjennyepaikka (13), mainitun menetelmän käsittäessä sen, että a) ilmaistaan virtausllmaisimen (14) avulla ainakin putkijärjestelmän 10 yhdessä kohdassa juoksevan aineen virtaus, joka ylittää ennalta määrätyn ensimmäisen arvon, b) johdetaan mainitulta virtausilmaisimelta (14) ohjausyksikölle (15) ensimmäinen ilmaisusignaali, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen maini- 15 tun ensimmäisen arvon on havainnoitu virtausllmaisimella, ja c) johdetaan ensimmäinen hätäslgnaall mainitulta ohjausyksiköltä (15) hälytysykslkköön ja/tai sulkuventtiilille hälytyksen antamiseksi ja mainitun putklsysteemln sulkemiseksi, vastaavasti, kun mainitun 20 ensimmäisen llmaisusignaalln kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn ensimmäisen aikavälin, tunnettu siitä, että d) ilmaistaan edelleen virtausllmaisimen (14) välinein juoksevan aineen virtaus, joka ylittää ennalta määrätyn toisen arvon, joka on 25 olennaisesti suurempi kuin mainittu ensimmäinen arvo, e) johdetaan mainitulta virtausilmaisimelta (14) ohjausyksikölle (15) toinen ilmaisusignaali, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen mainitun toisen arvon on havainnoitu mainitulla virtausllmaisimella, ja 30 f) käytetään mainittua ohjausyksikköä (15) niin, että johdetaan toinen hätäslgnaall mainitulle hälytysyksikölle ja/tai sulkuventtiilille, kun mainitun toisen llmaisusignaalln kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn toisen aikavälin, joka on olennaisesti lyhempi kuin mainittu 35 ensimmäinen väli. 15 74544 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siltä, että toinen ennaltamäärätty arvo ylittää sen virtausarvon, jolla kaik-ki putkisysteemin juoksevan aineen tyhjennyspaikat (13) ovat täysin auki. 5 3. Epätiiviyden havainnointijärjestelmä epätiiviyden ilmaisemiseksi putki-systeemissä (10,12), joka on yhteydessä kulutettavan paineenalalsen juoksevan aineen jakelulähteeseen (S) ja Johon kuuluu ainakin yksi valinnaisesti käytettävissä oleva juoksevan aineen tyhjennyspaikka (13), mainitun 10 ilmaisujärjestelmän käsittäessä a) virtauksen ilmaisimen (14), joka on järjestetty putkijärjestelmään ylävirtaan juoksevan aineen tyhjennyspaikkaan (13) tai kuhunkin juoksevan aineen tyhjennyspaikkaan (13) nähden ja johon kuuluu ensimmäisen signaalin 15 tuottavat välineet (37,39) tuottaen ensimmäisen ilmaisusignaalin, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen ennalta määrätyn ensimmäisen arvon on havainnoitu vlrtausilmalsimella, b) ohjausyksikön (15), joka on sähköisesti liitetty virtausilmaisimeen 20 (14) niin, että vastaanotettaessa mainittu ensimmäinen ilmalsusignaali siltä, on mainittu ohjausyksikkö sovitettu tuottamaan ensimmäinen hälytys-signaali, kun ensimmäisen ilmaisusignaalin kesto on keskeytymättä ylittänyt ennalta määrätyn ensimmäisen aikavälin, ja 25 c) hätävälineet (11,19) käsittäen hälytysyksikön (19) ja/tai sulkuvent- tiilin (11) sijaiten jakelulähteen (S) ja juoksevan aineen tyhjennyspaikan (13) tai kunkin juoksevan aineen tyhjennyspaikan (13) välillä mainittujen hätävällneiden (11,19) ollessa sähköisesti liitetyt mainittuun ohjausyksikköön (15) ja ollessa saatettavissa toimintaan ensimmäisellä hälytyssignaa-30 lilla, t u n n e t t u siltä, että virtauksen ilmaisimeen (14) kuuluu ainakin yhdet toisen signaalin tuottavat lisävälineet (38,39) tuottaen toisen ilmaisusignaalin, kun juoksevan aineen virtaus ylittäen ennalta määrätyn toisen arvon, joka on olennaisesti korkeampi kuin ensimmäinen arvo, on havainnoitu vlrtausilmalsimella, ja että ohjausyksikkö (15) on 35 sovitettu tuottamaan toisen hälytyssignaalin saattaen toimintaan hätä-välineet (11,19), kun mainitun toisen ilmaisusignaalin kesto on kes- 16 74544 1 keytymättä ylittänyt toisen aikavälin joka on olennaisesti lyhyempi kuin ensimmäinen väli. 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, 5 että mainittu vlrtausilmaisin (14) käsittää venttiiliosan tai männän (30), joka on liukuvasti sovitettu sylinterin (29) sisälle ja joka on esijännitetty palautusosalla (31) suunnassa, joka on vastakkainen juoksevan aineen virtauksen normaalille suunnalle putkisysteemln (10,12) sisällä ja kosketuksiin vasteen tai istukan (32) kanssa, joka on muodos-10 tettu sylinterin sisälle; ensimmäisen männän aseman ilmaisimen (37) ilmaisten sen, milloin mainittu mäntä on ensimmäisessä asemassa Istukassa ja toisen männän aseman ilmaisimen (38) ilmaisten sen, milloin mäntä (30) on liikkunut istukasta (32) toiseen asemaan, jossa sylinteriaukon poikki-leikkausala ylittää vastaavan ensimmäisessä asemassa. 15 5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että mäntään (30) kuuluu aksiaaliset lohkot (30a,30b), joilla on eri halkaisijat tai poikkileikkauspinta-alat. 6. Patenttivaatimuksen 4 tai 5 mukainen järjestelmä, tunnettu siitä, että vlrtausilmaisin (14) on järjestetty toimimaan takaisku-venttiilinä estäen juoksevan aineen virtauksen pukltjärjestelmässä virtaus-lähdettä (S) kohti olevassa suunnassa. 25 30 II 35 17 745 44 Ί Patentkrav

1. Sätt för uppsparning/avkänning av ett läckage i ett ledningssystem (10,12) vilket system star i förbindelse raed en tillförselkälla (S) 5 för ett trycksatt fluidum som skall konsumeras och som har Itmlnstone en valbart aktiverbar fluidnmavtappning (13), vilket sätt omfattar a) medelst en flödesavkännare (14) avkänning vid Itmlnstone ett ställe i ledningssystemet huruvida ett fluidumflöde överskrider ett förut- 10 bestämt första värde, b) frln nämnda flödesavkännar (14) överföring av en första avkännings-signal tili en styranordning (15), dl ett fluidumflöde som överskrider det första värdet har upptäckts av flödesavkännaren, och 15 c) överföring av en första alarmsignal frän styrenheten (15) tili en alarmanordning och/eller tili en avstängningsventil för att ge ett alarm och att stänga av ledningssystemet, respektive, da den första avkänningssignalens varaktighet oavbrutet har överskridit en första 20 förutbestämd tidsperiod, kännetecknat av, d) vidare medelst don i flödesavkännaren (14) avkänning av ett fluidumflöde som överskrider ett förutbestämt andra värde, som är avsevärt större Mn det första värdet, 25 e) överföring av en andra avkänningssignal frln flödesdetektorn (14) tili styranordningen (15) dl ett fluidumflöde som överskrider det andra värdet har avkänts av flödesavkännaren, och 30 f) aktivering av styranordningen (15), för att överföra en andra alarmsignal tili alarmanordningen och/eller avstängningsventilen, dl den andra avkänningssignalens varaktighet oavbruten har överskridit en förutbestämd tidsperiod, som är avsevärt kortare än den första tidsperloden. 35 18 745 4 4 1

2. Sätt enligt patentkrav 1, kännetecknat av att det andra förutbeetämda värdet överskrider flödesvärdet dä alla fluidum-avtappningarna (13) 1 lednlngsaystemet är fullständlgt öppnade. 5

3. Läckageavkännings/uppspärningssystem för avkänning av ett läckage i ett ledningssystem (10,12), vllket system star 1 förbindelse med en tillförselkälla (S) med ett trycksatt fluidum som skall konsumeras och som omfattar ätminstone en valbart manövrerbar fluidumavtappning (13), vilket avkänningssystem omfattar 10 a) en flödesavkännare (14) anordnad 1 ledningssystemet uppströms den eller varje fluidumavtappning (13) och som omfattar ett första signal-alstrande don (37,39) för alstring av en första avkänningssignal, da ett fluidumflöde som överskrider ett första förutbestämt värde har avkänts 15 av flödesdetektorn, b) en styranordning (15) som är elektrlskt ansluten tili flödes-avkännaren (14) för att emotta den första avkänningssignalen därifrän, varvid styranordningen är avsedd att alstra en första alarmslgnal, dä 20 varaktigheten i en första avkänningssignal oavbrutet har överskridit en första förutbestämd tidsperiod, och c) nödfallsdon (11,19) som omfattar en alarmanordning (19) och/eller en avstängningsventil (11) som är belägen mellan tillförselkällan 25 (S) och den eller varje fluidavtappning (13), varvid nöddonen (11,19) är elektriskt anslutna tili styranordningen (15) och är manövrerbara medelst den första alarmsignalen, kännetecknat av att flödesavkännaren (14) omfattar ätminstone ett ytterligare andra signalalstrande don (38,39) för alstring av en andra avkännings- 30 signal, da ett fluidumflöde överskrider ett förutbestämt andra värde, som är avsevärt större än det första värdet, har avkänts av flödesavkännaren, och av att styranordningen (15) är anspassad att alstra en andra alarmslgnal för manövrerlng av nödfalls-donen (11,19) dä varaktigheten hos den andra avkänningesignalen 35 oavbruten har överskridit en andra tidsperiod som är avsevärt kortare än den första tidsperioden. Il