SE537995C2 - Metod och utrustning för att identifiera och begränsa en läckning i rörsystem - Google Patents

Abstract

537 99 Sammandrag Uppfinningen galler speciellt en metod och utrustning for att identifiera och forhindra en lackning i rorsystem, lackningsvakt. Lackningsvaktsystemet bestAr av allmant tillgangliga vattenrorsystemkomponenter, som har arrangerats att operera som en ny funktionell enhet speciellt for att identifiera en liten lackning som p5g5r under en langre tid, och for att forhindra en plotslig stor lackning. Lackningsvaktsystemets delar är: Eldriven avstangningsventil (3), som är spanningsfri, nar den är stangd, expansionskarl (4), volymstromsvakt (7) och regleringscentrum (11). Avstangningsventilen (3) är alltid stangd om man inte tar vatten i bruk fr5n natet. Nar man oppnar t.ex. en kran, aktiverar volymstromsvakten (7) en stromning genom expansionskarlets (4) forsta volym (6) och oppnar genom regleringscentrumet (11) avstangningsventilen (3), IA bruk av vattnet kan borja.

Description

537 99 Ovan namnda nackdelar kan undvikas och de ovan namnda malen nAs med losningen "Lackagevakt" enligt uppfinningen, som kannetecknas av vad man har definierat i kannetecknande del av pate ntkrav 1.

Losningen "Lackagevakt" enligt uppfinningen beskrivs i det foljande med hjalp av ett exempel.

I utg5ngslaget Jr vattenledningsnatets huvudventil, fordelaktigast en magnetventil, stangd. Nar man oppnar kranen uppst5r en stromning, vars storlek normalt overstiger volymstromningsvaktens gransvarde. Gransvardet kan ha reglerats t.ex. att motsvara en stromning av t.ex. 0,7 1/mm. Vid en vanlig vattenanvandningssituation ligger stromningen klart over gransvardet (normal avvattning är inom omr5det 50 — 1500 1/h [0,8 — 25 l/min]). Volymstromningsvakten (on/off) aktiverar sig och aktiverar genom regleringscentralen magnetventilen att oppna sig, sa att man kan ta vatten fran vattenledningsnatet. Nar man slutar att ta vatten slutar stromningen, volymstromningsvakten deaktiverar sig och magnetventilen stanger sig. Det forblir i expansionskarlet en vattenmangd motsvarande expansionskarlets vattenvolym (ungefar 0,5 dl) med kommunalnatets tryck 3-6 bar. Om det finns ett &kande skarvror, en droppande kran, ett overstrommande toalettkarl osv. i natet, är lackningen langsam och stromningen är generellt mindre an volymstromningsvaktens gransvarde, exempelvis 0,7 1/mm, och d5 aktiverar kopplingen sig inte och magnetventilen oppnar sig inte. Lackningens maximala storlek är expansionskarlets vattenvolyms storlek, t.ex. 0,5 dl.

Enligt forskning uppst5r den storsta delen avvattenskador som resultat av sm5 lackningar som p5g5r over en lAng tid och darfor är det av storsta betydelse att iaktta aven de minsta lackningar och det är inte avgorande viktigt att mata lackningens storlek.

I losningen "Lackagevakt" enligt uppfinningen kan man iaktta lackor av mikrostorlek under t.ex. langa franyarotider. Om expansionskarlet är tomt aven under en lang tid, veckor eller manader, forhindras vattenuttag tills felet ha r lokaliserats och kvitterats pa regleringscentralen. Om ett totalt roravbrott intraffar, stangs magnetventilen efter att ha varit oppen den satta tiden, t.ex. 5 minuter.

For ett oavbrutet vattenuttag langre an 5 minuter, t.ex. for att vattna i tradgArden eller tvatta bilen, osv. g5r man forbi lackagevakten genom att i regleringscentralen valja manuell styrning eller man valjer en tidsperiod, t.ex. 60 min, varefter de ursprungliga gransvardena kommer tillbaka automatiskt. Beskrivningen ovan berattar overgripande hur man nAr namnda mAl med systemet lackagevakt enligt uppfinningen. 3 537 99 I det foljande beskrivs uppfinningen mera i detalj i exempellosningar.

I det foljande beskriver man uppfinningen mera detaljerat med hanvisning till bifogade ritningar, dar man presenterar olika varianter av metoden enligt uppfinningen och anvandningsmojligheter.

Figur 1Diagram om en exempelkonstruktion, fastighetens bruksvattenledning med sina huvudkomponenter.

Figur 2En detalj av en exempelkonstruktion, tvarsnitt av en volymstromningsvakt frAn sidan.

Figur 3Foreg5ende volymstromningsvakt sedd fr5n ovan, i delvis genomskarning Figur 4Foregaende volymstromningsvakt sedd fran sidan.

Nedan beskrivs lackagevakten som visas i figur 1 for realisering av uppfinningen t.ex. i bostadsfastighetens vattenledning.

Det finns foljande huvuddelar i diagrammet: tilloppsvattenledning 1 t.ex. frAn ett kommunalt vattenledningsnat. Det kommunala vattenledningsnatet och bruksvattenledningen 14 Jr separerade av en ventilgrupp 2, som är utrustad med vattenmatare och avstangnings/kontrastventiler, en avstangningsventil 3 som styrs att stanga bruksvattennatet, t.ex. en eldriven magnetventil, vattenkarl 4 med varierbar volym, t.ex. membranexpansionskarl, dar en med natvatten fylld forsta volym 6 och en t.ex. med ett gasartat amne fylld andra volym 5, separeras t.ex. med hjalp av en membran i membranexpansionskarlet. Den foljande delen i bruksvattenledningen är en volymstromningsvakt 7, innefattande ett stromningsidentifieringsorgan 9 och t.ex. justering med ett justeringsorgan 8 for att optimera kansligheten, som reagerar p5 stromningen. Vidare efter volymstromningsvakten finns bruksvattenledningen 14. Informationskopplingen 10 frAn volymstromningsvakten är t.ex. elektrisk till regleringscentralen 11. Fr5n regleringscentralen g5r en informationskoppling 12 till avstangningsventilen 3 och en informationskoppling 13 till utomst5ende system eller som en signal som anger systemets tillst5nd for anvandaren.

ForegAende exempelfalls funktion är foljande: I en normal anvandningssituation är avstangningsventilen 3, som fordelaktigast är en magnetventil, spanningsfri och stangd. DA forhindras en massiv lacka frAn natet utan att extern energi, t.ex. el, behover tillforas. Normalt tryck p5 inloppsnatet är ungefar 3 — 6 bar och am bruksvattenkretsen 14 är stangd pAverkar samma tryck i hela natet. Enligt forskning orsakas den storsta delen av 4 537 99 vattenskador av smA lackningar, som har pAgAtt lange. I den just beskrivna situationen verkar natets tryck t.ex. 3 — 6 bar p5 vattenkarlets 4 forsta volym 6 och trycket verkar genom organet som separerar volymer, t.ex. membran, p5 den andra volymen 5, som komprimeras. Det komprimerbara mediet i den andra volymen 5 kan vara t.ex. gas, fordelaktiga re luft eller t.ex. kvavgas. Naturligtvis kan det komprimerbara mediet vara nAgot annat an gas, t.ex. flexibelt material eller en konstruktion. Vattenkarlet 4, t.ex. ett membranexpansionskarl, fungerar pa samma sat som en tryckackumulator i hydra uliksystem. Tryck i natet orsakar en okning av vattenvolymen, som beror p5 storleken av trycket och p5 den andra volymens 5 eller den motsvarande mekaniska konstruktionens mottryck. Om det inte finns n5gon lackning i bruksvattenledningen, h5lls trycket oforanderligt och det kommer ingen vatskestromning fr5n vattenkarlets 4 forsta volym 6, i det har exemplet vattenstromning genom volymstromningsvakten 7. Den forsta volymens 6 maximivarde har i testutrustningar som fordelaktigast varit t.ex. 0,5 dl. Naturligtvis kan detta varde variera beroende p5 proportionerna has natet som ska kontrolleras eller beroende p5 hur star lacka som har bestamts att vara skadlig maximal lackning. Vattenlinjens storsta mojliga lackning Jr vasentligen den maximala andringen av vattenkarlets 4 forsta volym 6. Med lackagevakten enligt uppfinningen kan en 15ngvarig lacka i bruksvattennatet 14, som inte lamnar spAr och som är svAr att upptacka med andra metoder, t.ex. en dropplacka, sippring genom fogar, lackning i gamla ror pga. korrosion etc., upptackas p5 foljande satt: Volymstromningsvakten 7 har dimensionerats funktionellt eller har reglerats med hjalp av justeringsorganet 8, som fungerar som regleringsorgan, till ett gransvarde t.ex. 0,8 1/mm. Om stromningen är storre an gransvardet oppnar systemet avstangningsventilen 3 och tinter en normal avvattning. Man anser avvattningen normal, nar den är 50 — 1500 l/h (0,8 — 25 1/mm). Om stromningen är mindre an det satta gransvardet for volymstromningsvakten 7, t.ex. mindre an 0,7 I/min, oppnar systemet inte avstangningsventilen 3. Om lackning fortsatter pa grund av t.ex. en droppande kran borjar vattenkarlets 4 forsta volym — i det har exemplet 0,5 dl — I5ngsamt bli tomt, i exemplet orsakat av expansionskarlets mottryck. Mottrycket bakom exemplets membran, drivtryck, blir samtidigt mindre, allteftersom lackningen fortsatter. Om lackningen kan fortsatta utan tidsbegransning, har det lackt ut max 0,5 dl vatten frAn bruksvattenkrets 14. Aven am man stanger den droppande kranen innan maximal tillaten lackning har skett, har drivtrycket hunnit komma ned vasentligt sA, att nar man tar vatten p5 nytt, kan det kvarvarande drivtrycket inte orsaka stromning, som skulle g5 over volymstromningsvaktens 7 gransvarde, t.ex. 0,7 l/h, och cI5 gr det inte 537 99 information (ON) frAn volymstromningsvakten 7 till regleringscentralen 11 och inte heller oppningsorder till den automatiskt opererande avstangningsventilen 3 genom informationskopplingen 12. Att ta vatten fr5n bruksvattenkretsen 14 Jr inte mojligt innan anvandaren har kvitterat noterad lackning p5 regleringscentralen 11. En stor lacka är mojligt bara i en situation d5 avvattning frAn bruksvattenkretsen 14 p5g5r. Regleringscentralen 11 kontrollerar tiden som avstangningsventilen 3 (t.ex. magnetventil) är oppen. Om ventilen är oavbrutet oppen langre an den satta tidsperioden, t.ex. 5 min, stangs magnetventilen, och vatten slutar att komma. Man kan valja tidsperiodens langd, s5 att det passar vart och ett systems storlek och Jr fordelaktigast, dvs. n5got annat an exemplets 5 min. Om man bestammer att ta vatten kontinuerligt over en langre period an den satta tidsperioden, kan anvandaren valja p5 regleringscentralen 11 att koppla forbi lackagevakten.

I det foljande beskrivs lackagevaktens funktion i en exempelsituation och speciellt funktionen av volymstromningsvakten 7 vid normalt vattenuttag med en mindre stromning med hanvisning till figurer 2 — 4 och figuren 1. I losningen enligt uppfinningen sker identifiering av vatskans stromning 1 direkt baserat p5 stromningen med hjalp av volymstromningsvaktens 7 stromningsidentifieringsorgan 9, utan att leda en del av stromningen till en separat shuntkanal. Volymstromningsvaktens 7 funktion Jr generellt foljande. I borjan d5 man inte avvattnar fr5n bruksvattenkretsen 14 och magnetventilen 3 Jr stangd, Jr stromningsidentifieringsorganet 9 i vilotillst5nd som visat i figur 2 och dess ovre del lutande relativt en lodrat axel 19 vinkelrat p stromningens riktning 1. VilotillstAndet har stabiliserats med ett speciellt arrangemang, foretradesvis med en vilomagnet 22, som paverkar den byre delen av volymstromningsvaktens stam 17. Stromningsidentifieringsorganets 9 nedre del av flexibelt material, t.ex. av gummi, klaff som efterbildar stromningskanalens 29 tvarsnittsform, stanger vasentligen stromningskanalen 29. Klaffen 26 ar vasentligt tunnare i omradet, som Jr nara stromningskanalens 29 sidoyta, an nara dess mitt. For att kunna notera aven en liten och I5ngsam lackning, slapper klaffen 26 och dess stam stromning 1 frAn vattenkarlet 4, t.ex. ett membranexpansionskarl, lAngsamt genom. I exempelsituationen sker forbistromningen mellan klaffens 26 flexibla randomr5des 27 yttersta kant och stromningskanalens 29 inre yta och stammen 17 och stammens 17 stodorgan 20 bildar en parallell kanal for stromning i vasentligen samma riktning som stromningen 1. Forbistromningens storlek kan regleras genom att andra stromningen mellan klaffens kant 27 och stromningskanalen 29 genom att satta stromningsidentifieringsorganet 9 i stromningens 1 riktning i en fordelaktig 6 537 99 position. Regleringen sker genom att vrida stromningsidentifieringsorganets 9 stam 17 omkring dess langdaxel och genom att [Asa stammen 17 och samtidigt klaffen 26 i en onskad position med hjalp av 15sningsorganet 19, fordelaktigast med en lAsningsmutter. Nar det sker en lackning toms vattenkarlet 4 lAngsamt pga. forbistromningen, t.ex. ett membranexpansionskarls ftirsta volym 6 med expansionsvolym, i exemplet 0,5 dl, vilken volym är samma som den maximala lackningen som kan uppsta. I fall av avvattning fungerar volymstromningsvakten 7 pa foljande satt. Volymstromningsvaktens 7 komponenter dimensioneras fordelaktigast sA, att i exempelkonstruktionen nar stromningen är over 0,7 dl/min verkar stromningen 1 p5 klaffen 26 och orsakar genom stammen 17 en motsatt kraft, som är storre an vilotillstAndsmagneten och summan av stromningsidentifieringsorganets 9 egen massas troghetskraft och friktionskraft, d5 stammen 17 lutar omkring axeln 19 och ovre delens motstycke 16, som fordelaktigast är av elektriskt ledande material, aktiverar informationskopplingen 10 till regleringscentralen 11, varifrAn det g5r en oppningsorder till avstangningsventilen 3, som foretradesvis är en magnetventil. Nar man stanger kranen sa att stromningen langsamt minskar kan man med exempelkonstruktionen minska avvattningen till stromningsvardet 0,4 dl/min, d5 stromningsidentifieringsorganet 9 vid gransvardet kommer tillbaka till vilotillstAnd och informationskopplingen for att hAlla avstangningsventilen 3 oppen bryts och denna ventil stanger sig.

Med stora stromningar nar man avvattnar, fungerar volymstromningsvaktens 7 enligt foljande. Nar stromningsidentifieringsorganet 9 har satts i sin ovan beskrivna position for att h51Ia avstangningsventilen 3 oppen, orsakar stromning 1, att klaffen bojs p5 sitt flexibla omrAde speciellt i stammens 17 och klaffens 26 modulomrade 25 fordelaktigast i riktning av stromning 1, da stromningskanalen 29 oppnar sig vasentligt till sin maximala tvarsnittsareal. Den flexibla klaffen 26 staller sig p5 grund av stromningens 1 pAverkan vasentligt anpassat till formen av stromningskanalens innersida.

Aven om man har beskrivit uppfinningen i foregAende beskrivning med hanvisning till bifogade ritningar, är det klart, att uppfinningen inte är begransad till beskrivna utforingsexempel, men den kan varieras p5 mAnga satt enligt i givna patentkrav forekommande sardrag. 7

Claims (10)

537 99 Patentkrav 1. Metod for att identifiera och begransa en lackning i rorsystem speciellt i ett vattensystem i en fastighet, vilket vattensystem omfattar: 1. en tilloppsvattenledning (1), 2. en bruksvattenkrets (14), 3. en med vattenmatare och avstangningsventil utrustad ventilgrupp (2), som separerar tilloppsvattenledningen (1) och bruksvattenkretsen (14) och d. en avstangningsventil (3) anordnad att stanga bruksvattenkretsen (14), kannetecknad darav, att metoden omfattar foljande steg: nar en volymstromningsvakt (7) upptacker att ett gransvarde for stromningen overskrids, skickas ett meddelande am overskridandet till en regleringscentral (11) via en forsta informationskoppling (10), varpa regleringscentralen styr avstangningsventilen (3) sa att den oppnas, och ovan namnda metoden fungerar i en normal situation pa foljande sat: I. efter att vatten tappats i bruksvattenkretsen (14) är bruksvattenkretsen (14) och avstangningsventilen (3) stangda och en forsta volym (6) i ett expansionskarl, vilken är avskild Iran en andra volym (5) av ett membran i expansionskarlet (4), har blivit full av vatten, som har samma tryck som tilloppsvattenledningens (1) vatten och membranet paverkas av ett tryck, som är samma som var i tilloppsvattenledningen (1) under vattenuttagandet, varvid namnda membran forskjuts sa mycket att det bildas samma tryck i den forsta volymen (6) som i den andra volymen (5), ii.nar bruksvattenkretsen (14) oppnas for att ta vatten, sjunker bruksvattenkretsens och forsta volymens (6) tryck och expansionskarlets (4) membran trycker pa grund av tryckskillnaden vatten i forsta volymen (6) genom volymstromvakten (7) sa att det satta gransvardet p5 volymstromningsvakten overskrids, varpa information am overskridandet skickas genom den forsta informationskoppling (10) till regleringscentralen (11) och regleringscentralen sander oppningsorder till avstangningsventilen (3) genom en andra informationskoppling (12), sa att avstangningsventilen (3) oppnar sig, 8 537 99 iii.nar brukvattenkretsen (14) stangs sjunker stromningen i volymstromningsvakten (7) under gransvardet och systemet informerar om detta genom den forsta informationskopplingen (10) till regleringscentralen (11), varp5 regleringscentralen stanger avstangningsventilen (3) genom den andra informationskopplingen (12), och d5 den forsta volymen (6) forblir full med vatten, som har samma tryck som vattnet i tilloppsvattenledningen (1); och att den namnda metoden funktionerar p5 foljande satt i en lackningssituation: 4. nar det finns en lacka i en stangd bruksvattenkrets (14) och dess tryck minskar, minskar ocks5 trycket p5 vattnet i forsta volymen (6) och tryckskillnaden som uppst5r mellan den forsta (6) och den andra volymen (5) orsakar det, att membranet ror sig i riktning mot den forsta volymen (6) och d5 vatten inom den forsta volymen (6) g5r genom volymstromningsvakten (7) till bruksvattenkretsen (14), d5 sjunker ocks5 trycket i den andra volymen (5), 5. nar bruksvattenkretsen (14) oppnas, är den andra volymens (5) sankta inre tryck otillrackligt for att orsaka stromning fr5n den forsta volymen (6) till volymstromningsvakten (7), varvid systemet h5lIer avstangningsventilen (3) stangd. 2. Metod enligt patentkrav 1 kannetecknad darav, att en tredje informationskoppling (13) installeras i vattenkretsen, for overforing av information frAn regleringscentralen (11) till yttre system eller en signal am systemets tillstAnd till anvandaren. 3. Metod enligt patentkrav 1 eller 2 kannetecknad darav, att ett stromningsidentifieringsorgan (9) identifierar stromningen i volymstromningsvakten (7), vilken stromning är mindre an det satta antagna vardet och information am detta skickas via den forsta informationskopplingen (10) till regleringscentralen (11), som tolkar, att det är en lackning. 4. Metod enligt patentkrav 2 kannetecknad darav, att information am stromningens variation kommuniceras till ett externt system eller som ett meddelande till anvandaren am systemets tillst5nd, via informationskopplingen (13). 9 537 99 5. Metod enligt nagot av patentkrav 1 — 4 kannetecknad darav, att maximal volymvariation i expansionskarlet forsta volym (6) är 0,5 dl, varvid den storsta mojliga lackningen i bruksvattenkretsen (14), nar den är stangd, är lika mycket, som den forsta volymen. 6. Metod enligt n5got av patentkrav 1 — kannetecknad darav, att avstangningsventilen (3) är spanningsfri, nar den är stangd. 7. Metod enligt n5got av patentkraven 1— 6, vidare omfattande steget att ett gransvarde inmatas till volymstromningsvakten (7) med hjalp av ett regleringsorgan (8) i volymstromningsvakten. 8. Utrustning for att utfora metoden enligt n5got av patentkraven 1 — 7 for att identifiera lackning i rorsystem och for att begransa lackningen speciellt i vattensystem i en fastighet, vilket vattensystem omfattar:

1. tilloppsvattenledning (1),

2. bruksvattenkrets (14),

3. en ventilgrupp (2), som bestar av vattenmatare och avstangningsventil, som separerar tilloppsvattenledningen (1) och bruksvattenkretsen (14), och

4. en styrbar avstangningsventil (3), for att stanga bruksvattenkretsen, kannetecknad darav, att den namnda utrustningen omfattar:

5. ett expansionskarl (4), anordnat i stromningsriktningen efter avstangningsventilen (3) och innefattande en forsta volym (6) och en andra volym (5) och ett elastiskt, tatt membran som separerar den forsta (6) och den andra volymen (5) fr5n varandra, och ett flexibelt material, som fyller den andra volymen (5),

6. en volymstromningsvakt (7), anordnad efter expansionskarlet (4) i stromningsriktningen, och omfattande ett stromningsidentifieringsorgan (9) och ett justeringsorgan (8), som fungerar som regleringsorgan for att satta ett gransvarde for stromningen,

7. en regleringscentral (11) for att reglera avstangningsventilens (3) funktion,

8. en forsta informationskoppling (10) for overforing av information fran volymstromningsvakten (7) till regleringscentralen (11), 537 99 i.en andra informationskoppling (12) for overforing av information frAn regleringscentralen (11) till avstangningsventilen (3).

9. Utrustning enligt patentkrav 8 kannetecknad darav, att amnet som fyller den andra volymen (5) är gas under tryck eller ett flexibelt material i solitt tillstAnd, foretradesvis luft eller kvave.

10. Utrustning enligt n5got av patentkraven 8 — 9, dar regleringscentralen (11) är anordnad att styra avstangningsventilen enligt foljande, i en situation utan lackage: nar regleringscentralen mottar information om att det satta gransvardet overskrids, skickas information om overskridandet genom den forsta informationskopplingen (10) till regleringscentralen (11) och regleringscentralen (11) sander oppningsorder till avstangningsventilen (3) genom en andra informationskoppling (12) sa att avstangningsventilen oppnar sig. 11 537 99 1/4 13