TARIFNAME BIR ULTRASONIK DEBI ÖLÇÜM ve AÇMA KAPAMA SISTEMI Teknik Alan Bu bulus, sehir su dagitim hatlarinda sulama hidrantlarina takilan, sulama tesisatlarinda kullanilan ve/veya kullanilacak suyun miktarinin belirlenmesi, kontrol edilmesi ve boru hatti üzerinde meydana gelen su kaçaklarinin miktarinin tespit edilmesi islemlerini saglayan bir ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sistemi ile ilgilidir. Teknigin Bilinen Durumu Günümüzde kullanilan uygulamalarda sehir dagitim sebekelerinde yer alan borulardaki yetersiz koruma, borularin yerel sartlara uyumsuzlugu, sebeke yükünün artmasi, sebekenin yetersiz ve hatali isletilmesi, boru kalitesi ve çapi ve bunun gibi faktörlerden kaynakli boru hattinda patlama veya sizintilar olusabilmektedir. Meydana gelen su kayiplari ancak su zemin üzerine çiktiginda görülebilmekte ya da sebekedeki basincin düsmesi sonucu gelen abone sikayetleri üzerine tespit edilebilmektedir. Ancak, çogu zaman su kaçaklari yeryüzüne çikamadigindan su idareleri tarafindan tespit edilmesi oldukça güç olmaktadir. Günümüzde sehir sebekelerinde normal kayip kaçak orani %10-15 olmasina karsin, yipranmis sistemlerde ise %60-70 civarinda kayiplar meydana gelmektedir. Dünya geneline bakildiginda su kayip kaçak miktari %50inin üzerinde bir orandadir. Bu oranin artmasi ise, giderek artan küresel isinmanin bir sonucu olan su kitIiginin daha da hizli artmasina neden oldugundan ciddi bir sorun teskil etmektedir. Ayrica, su kaçaklarinin zamanla artmasi, kullanilan suya ek olarak su kayiplari için de fazladan pompaj enerjisi ve kimyasallar (aritmada kullanilacak) gerektirmektedir. Bu durum ise kullanilan suyun gerçek maliyetinin daha da artmasi ile sonuçlanmaktadir. Mevcut teknikte, sayaç ve vananin montaji civatalar vasitasiyla gerçeklestirilerek hem sayaç hem de vana için ayri ayri kalip olusturulmaktadir. Montajda kullanilmak üzere ayri kalip olusturulmasi ve civata ve bunun gibi bilesenlere duyulan ihtiyaçlar da maliyetin artmasini önemli oranda etkilemektedir. Bununla birlikte sayaç ve vananin montaj islemleri için personel de önemli ölçüde zaman harcamaktadir. Ayrica teknigin bilinen durumunda su kayiplarinin ölçülmesinde en etkili yöntemde; boru hatti üzerine yerlestirilen iki adet su sayacinin debi okumasi arasinda bir fark olusup olusmadigina bakilmaktadir. Fark olusmasi durumunda, su sayaçlari arasinda su kaçagi durumunun oldugu tespit edilmekte, sayaçlar arasindaki tüketim farkina bakilarak su kaçaginin miktari ölçülmektedir. Bu asamada yine mevcut teknikte kullanilan klasik debi sayaçlari mekanik ölçme ekipmanina sahip olmaktadir. Mekanik ölçme ekipmanina sahip su sayaçlari ise su içinde bulunan yabanci partiküller ve kireç sebebiyle ölçüm yeteneklerini kaybedebilmekte veya ölçüm hassasiyetlerini yitirmektedirler. Bu durumun olusmamasi için mekanik sayaç girisinde pislik tutucu kullanilmasi gerekmekte ancak her sayaç için bir adet pislik tutucunun kullanilmasi maliyetin önemli oranda artmasina neden olmaktadir. Mevcut sistemdeki kullanilan vanalar selenoid vana mantiginda çalismakta, sadece aç- kapa islemi yapabilmekte ve suyun debisini kisma özelligi bulunmaktadir. Bu durumda ihtiyaç sahibi kisilerin suya erisimi engellenmektedir. Mevcut sistemdeki vanalarin diyaframli çalismasi nedeniyle vana içerindeki suyun kapatma esnasinda ters basinç yaratmasini önlemek için disari atilarak vana aç-kapa islemi yapilmasi su kayiplarina neden olmaktadir. Sebekeden veya cazibesi ile gelen suyun sayaç çikisindaki basinçlari takip edilmemekte, yüksek basinç olusmasi durumunda sayaçtaki mevcut olan vana pozisyonu basinç verisine göre hareket edememektedir. Bu durum sebeke, damla sulama borularina zarar vermekte ve kayip kaçaklara neden olabilmektedir. Teknigin bilinen durumunda yer alan TR2019/16933 numarali faydali model basvuru dokümaninda, kompozit gövdeli ultrasonik su sayacindan bahsedilmektedir. Ilgili basvuru dokümaninda açiklanan su sayaci, farkli donanimsal özelliklere sahiptir. Sonuç olarak, yukarida anlatilan ihtiyaçlari karsilayacak çözümlerin konu hakkindaki yetersizligi nedeniyle ilgili teknik alanda bir gelistirme yapilmasi gerekli kilinmistir. Bulusun Kisa Açiklamasi Mevcut bulus, sehir su dagitim hatlarinda sulama hidrantlarina takilan ve sulama tesisatlarinda kullanilan ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sistemi ile ilgilidir. Bu bulusun amaci, kullanilacak suyun miktarinin belirlenmesi, kontrol edilmesi ve boru hatti üzerinde meydana gelen su kaçaklarinin miktarinin tespit edilmesi islemlerinin saglanmasidir. Yukarida belirtilen ve detayli anlatimdan çikabilecek tüm amaçlari yerine getirebilmek üzere bulus ile ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sistemi elde edilmekte ve böylece sehir su dagitim sebekelerinde boru hatti üzerinde gerçeklesebilecek sizinti, patlama ve bunun gibi olaylarda meydana gelen su kaçaginin yeri ve miktari tespit edilebilmektedir. Bulusta yer alan ultrasonik su sayaci ve vana ünitesinin tek bir gövde (yekpare) içerisinde yer almasi ile montaj bilesenleri azaltilarak montaj kolayligi saglanmakta ve daha saglam, rijit bir yapi elde edilmektedir. Ayni zamanda tek bir kalip haline geIinmesi sayesinde ayri ayri montaj gerekmemekte ve böylece kalip, isçilik ve üretim maliyetlerinin de düsmesi saglanmaktadir. Personelin bu is için ayirdigi zamandan tasarruf edilmekte ve üretim kolayligi saglanmaktadir. Bu bulusun amaci, sehir su dagitim hatlarinda sulama hidrantlarina takilan, sulama tesisatlarinda kullanilan ve/veya kullanilacak suyun miktarinin belirlenmesi, kontrol edilmesi ve boru hatti üzerinde meydana gelen su kaçaklarinin miktarinin tespit edilmesi islemlerini saglayan bir ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sisteminin ortaya koyulmasidir. Bulusun yapisal ve karakteristik özellikleri ve tüm avantajlari asagida verilen sekiller ve bu sekillere atiflar yapilmak suretiyle yazilan detayli açiklama sayesinde daha net olarak anlasilacaktir ve bu nedenle degerlendirmenin de bu sekiller ve detayli açiklama göz önüne alinarak yapilmasi gerekmektedir. Bulusun Anlasilmasina Yardimci Olacak Sekiller Sekil 1, bulusa konu olan sistemin üstten kesit gösterimidir. Sekil 2, bulusa konu olan sistemin yandan gösterimidir. Sekil 3, bulusa konu olan sistemin perspektif gösterimidir. Parça Referanslarinin Açiklamasi 1. Ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sistemi 2. Basinç sensörü 3. Kelebek vana 4. Enkoder . Gövde 6. Ultrasonik su sayaci 7. Vana ünitesi 8. Kablo koruma kapagi 9. Disk . Sizdirmazlik elemani Bulusun Detayli Açiklamasi Bu detayli açiklamada, bulusa konu olan ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sisteminin (1) tercih edilen yapilanmalari, sadece konunun daha iyi anlasilmasina yönelik olarak açiklanmaktadir. Bu bulus, sehir su dagitim hatlarinda sulama hidrantlarina takilan, sulama tesisatlarinda kullanilan ve/veya kullanilacak suyun miktarinin belirlenmesi, kontrol edilmesi ve boru hatti üzerinde meydana gelen su kaçaklarinin miktarinin tespit edilmesi islemlerini saglayan bir ultrasonik debi ölçüm ve açma-kapama sistemi (1) ile ilgilidir. Sekil 1*de kesit gösterimi sunulan bulus konusu sistem (1); ..o hizli ve ani basinç degisimlerini algilayan ve yüksek veya alçak basincin tesisat borularinda yarattigi hasarlari önlemek için kullanilan basinç sensörü (2), ..o su akisinin ayarlanmasini saglayan, kapali pozisyondayken akisin geçis alanini kapatan, açik pozisyondayken ise akisa izin veren, çeyrek dönüs ile hizli açma ve kapatma saglayan kelebek vana (3), ..o kelebek vananin (3) pozisyonunun algilanmasi için kelebek vananin (3) elektronik devresine yerlestirilen enkoder (4), ..o bütünlesik yapida olan ve akis borusunu yataklayan gövde (5), ..o bütünlesik gövdenin (5) üzerinde konumlandirilmis olan, ultrasonik ölçüm prensibine sahip olan ve ölçüm haznesinde en az iki adet transdüser bulunan ultrasonik su sayaci (6), ..o bütünlesik gövdenin (5) bir kismina konumlandirilan, suyun açilip kapanmasini saglayan ve bünyesinde kelebek vanayi (3) barindiran vana ünitesi (7), kablonun disina entegre edilerek mühür vazifesi gören ve kablonun disaridan müdahalelere karsi korunmasini saglayan kablo koruma kapagi (8), v düsey eksen üzerinde yerlestirilmis miI etrafinda dönen ve kelebek vananin (3) kapama elemani olan, kendi ekseni etrafinda dönmek suretiyle tam boru kesitini açip kapatabilen disk (9) ve ..o sizdirmazlik ve yalitim saglamak için kullanilan, vana ünitesi (7) ile akis borusu arasindaki flansta conta görevi yapan, gövde (5) içini kaplayan elastik veya plastik sizdirmazlik elemani (10), içermektedir. Sistem (1); sahip oldugu yekpare gövde (5) üzerinde yer alan ultrasonik su sayaci (6) ve vana ünitesi (7) yapilanmasi sayesinde, sehir su dagitim sebekelerinde boru hatti üzerinde gerçeklesebilecek sizinti, patlama ve bunun gibi olaylarda meydana gelen su kaçaginin yeri ve miktarini tespit edebilmektedir. Sistemde (1) ultrasonik su sayaci (6) ve vana ünitesinin (7) tek bir gövde (5) üzerinde yer almasi ile montaj bilesenleri azaltirak montaj kolayligi saglanmakta ve daha saglam, rijit bir yapi elde edilmektedir (Sekil 2). Ayni zamanda sistem (1), tek bir kalip haline gelmesi sayesinde, ayri ayri montaja ihtiyaç duymamakta ve böylece kalip, isçilik ve üretim maliyetlerinin de düsmesini saglamaktadir. Personelin bu is için ayirdigi zamandan tasarruf edilmekte ve üretim kolayligi saglanmaktadir. Sistemde (1) kullanilan vana ünitesinin (7) üst bölgesi korozyona karsi dirençli kompozit plastik malzemeden yapilmistir. Böylece daha hafif, maliyet olarak daha düsük, üretimi ve kullanimi daha kolay, korozyon direnci, yorulma dayanimi ve asinma direnci yüksek, rijit bir sistem (1) elde edilmistir. Sistemde (1), su akisini açmayi ve kesmeyi saglayan kelebek vanaya (3) sahip oldugundan, ultrasonik sensörlerin okudugu tüketim degerlerini kiyaslayabilmektedir. Bu sayede iki açma-kesme tip sistem (1) arasindaki su kaçak miktari tespit edilebilmekte ve bakim amaçli izolasyon saglanabilmektedir. Sistemde (1) ölçümleri yapabilmek için ultrasonik su sayaci (6) kullanilmaktadir. Ultrasonik su sayaci (6), mekanik sayaçlardan farkli olarak birer adet pislik tutucu ve ilave pompaj kullanimina ihtiyaç duymamaktadir. Böylece, maliyetlerde ciddi oranda düsüs gerçeklesmektedir. Sistemde (1) kelebek vananin (3) elektronik devresine yerlestirilen enkoder (4) sayesinde motorize kelebek vananin (3) konumu ayarlanabilmektedir. Bu sayede suyun debisinin ayarlanabilmesi saglanmaktadir. Kelebek vana (3), açma ve kapama islemini yapabilmek için suyun tahliye edilmesine ihtiyaç duymamaktadir. Kelebek vana (3) sahip oldugu düsük basinç kaybi sayesinde kolay açilip kapanmakta, iyi sizdirmazlik saglamakta ve daha hafif bir yapida olmasi nedeniyle az yer kaplamaktadir. Kelebek vana (3) kendinden contali olup ilave contaya ihtiyaç duymamaktadi r. Ultrasonik su sayacinin (6) üzerine takilmis olan basinç sensörü (2) sayesinde basinç izlenebilmekte, düsük ve yüksek basinçlarda vana ünitesinin (7) kontrolü ve basinç degisikliklerinin verebilecegi hasarin minimize edilmesi saglanmaktadir. Ayni zamanda basinç sensörünün (2) elde ettigi basinç degerleri, kelebek vananin (3) elektronik devresi vasitasiyla, uzak haberlesme teknolojisi ile takip merkezlerine iletilebilmektedir. Sistem (1), basinç sensörü (2) eklenebilmesine uygun bir yapida üretilmektedir. Gerek duyulmasi halinde, abonenin veya kurumun istegine/talebine bagli olarak, ultrasonik su sayacinin (6) alt bölümünde yer alan yuvaya basinç sensörü (2) yerlestirilebilmekte ve bu sayede ultrasonik su sayacinin (6) içerisinden geçen suyun basinç degeri ölçülebilmektedir. Sistem (1), istege bagli olarak basinç sensörlü (2) veya basinç sensörsüz (2) olarak üretilebilmekte, iki çesit kullanima da uygun bir yapi sunmaktadir. Sistemde (1) kelebek vanaya (3) sahip bir açma-kesme tip vana ünitesi (7) bulunmaktadir. Su akisi nedeniyle, gövde (5) üzerinde konumlandirilmis en az iki adet ultrasonik sensörlerin gönderdigi ultrason dalgalarda gidis sürelerinde farkliliklar olusmaktadir. Su akisinin artmasi ile aradaki süre farki da açilmaktadir. Ultrasonik su sayaci (6), ultrasonik sensörlerin gönderdigi ultrason dalgalarin gidis-gelis sürelerini su akis debisi ile iliskilendirilerek, su debisi verisini elde etmektedir. Belirli periyotlar ile elde edilen debi, su tüketim degerleri, basinç verileri, kelebek vana (3) konumu, vana ünitesinin (7) elektronik devresinde yer alan haberlesme protokolü araciligiyla merkezi sisteme gönderilmektedir. Bu gönderim isleminde GPRS, LoRa, RF ve bunun gibi pek çok protokol kullanilabilmektedir. Vana ünitesinde (7) yer alan elektronik devre, elde edilen debi degerlerinin arasinda tüketim farkliliklari olmasi halinde okuma yapan personeli uyarmakta ve kaçak tespiti saglamaktadir. Elektronik devre, tespit edilen kaçaklari, ilgili veri merkezindeki uzaktan haberlesme birimlerine aktarmaktadir. Gerek görüldügü takdirde, uzaktan haberlesme birimlerinden gelen kelebek vanayi (3) kapat komutu sonrasinda, elektronik devre kelebek vanayi (3) kapatarak tamir süresince su akisinin kesilmesini saglamaktadir. Düsey eksen üzerinde yerlestirilmis mil etrafinda dönen disk (9), kelebek vananin (3) kapama elemani olmaktadir. Ilgili disk (9), monte edilmis halde kendi ekseni etrafinda dönmek suretiyle tam boru kesitini açip kapatabilen bir yapi olusturmaktadir. Sizdirmazlik, metal klape ile gövde (5) içini kaplayan elastik veya plastik sizdirmazlik elemani (10) vasitasiyla saglanmaktadir (Sekil 3). Sizdirmazlik elemani (10), ayni zamanda vana ünitesi (7) ile boru arasindaki flansta conta görevini de yapmaktadir. Düsey eksendeki mil, kelebekli vananin (6) üstüne yerlestirilen redüktorlü motor, pil, elektronik devre ve enkoder (4) ile sürülmektedir. Kelebek vananin (3) disk (9) pozisyonu ise elektronik olarak sürülmekte ve manuel tahrike ihtiyaç duyulmamaktadir. Ultrasonik su sayaci (6) ile vana ünitesi (7) arasindaki iletisimi saglayan kablonun, disaridan müdahalelere karsi korunmasini saglamak için bir kablo koruma kapagi (8) bulunmaktadir. Kablo koruma kapagi (8), kablonun disina entegre edilerek, mühür vazifesi görmektedir. Basinç sensörü (2), ultrasonik su sayacinin (6) kutusunun alt/taban kisminda yer alan yuvaya yerlestirilmektedir. Istege bagli olarak kullanilan bu basinç sensörü (2) ile yüksek ve alçak basinç degisimleri kontrol altina alinabilmektedir. TR TR TR TR TR