WO2016034734A1 - Leckageschutzvorrichtung für sanitärinstallationen - Google Patents

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WO2016034734A1
WO2016034734A1 PCT/EP2015/070333 EP2015070333W WO2016034734A1 WO 2016034734 A1 WO2016034734 A1 WO 2016034734A1 EP 2015070333 W EP2015070333 W EP 2015070333W WO 2016034734 A1 WO2016034734 A1 WO 2016034734A1
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sensor
rotor
flow
shut
fluid
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PCT/EP2015/070333
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Pipe Systems Gmbh
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03B—INSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00—Water main or service pipe systems
    • E03B7/07—Arrangement of devices, e.g. filters, flow controls, measuring devices, siphons, valves, in the pipe systems
    • E03B7/071—Arrangement of safety devices in domestic pipe systems, e.g. devices for automatic shut-off
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A20/00—Water conservation; Efficient water supply; Efficient water use
    • Y02A20/15—Leakage reduction or detection in water storage or distribution

Definitions

  • the invention relates to a fluid leak protector device comprising a shut-off valve arranged in a central supply line with inlet and outlet ports, a valve channel interconnecting inlet and outlet ports, and a shut-off device which opens the valve port in an open position for passage of a medium from inlet to outlet ports releases and locks in a closed position, an actuator, which is mechanically coupled to the shut-off device and designed to move the position of the shut-off device from the open to the closed position and back, a control unit which is signal-technically connected to the actuator and formed to drive the actuator for movement to the open and closed positions, a sensor that is signal connected to the control unit and configured to detect a fluid request of a peripheral device and a fluid request signal to the controller to transmit unit, wherein the control unit is designed to control the actuator for movement of the shut-off device in the open position upon receipt of the fluid request signal.
  • a water leak protector device of this type is known from DE102009045150B3.
  • the so-known water leak protector device serves to avoid water leaks and water damage caused thereby in buildings. It works on the principle that the central water supply is basically shut off by means of the shut-off valve and only in case of need, that is, when from one of the peripheral gen, which are connected to the central water pipe via a corresponding distributor, water is to be removed, this central closure is opened in the central water pipe.
  • the central shut-off valve can therefore be actuated via an actuator, for example by means of an electromechanical actuation, and can therefore be correspondingly activated via the control unit.
  • motion sensors which are installed in the respective rooms in which a peripheral water line opens.
  • These motion detectors can detect the presence of a person who enter, for example, a bathroom, a toilet, or a kitchen and are signal technically coupled to the control unit to signal this entering a room with peripheral water collection point.
  • the control unit may then open the shut-off valve in the central water line due to such a signal.
  • a disadvantage of this solution is that in general, even if the person entering the room has not started the washing machine or dishwasher, an opening of the central shut-off valve will be initiated over a longer period of time, which in turn unnecessarily increases the risk of water leakage. In addition, a significant programming effort is required. Finally, even when the consumer, like a dishwashing machine, is in a kitchen that also has normal water taps, and is also frequently stepped on, the central shut-off valve is opened for much longer periods than would actually be required.
  • the Aquastopp valves are not easily accessible on some water-consuming appliances, so the installation of the sensor is complex and may require a partial disassembly of the peripheral equipment.
  • some peripheral devices are not equipped with an aquastop valve or a functionally similar valve, so detection of an opening operation as a signal for requesting water from such devices is not possible.
  • the invention has for its object to provide a fluid leakage protection device which overcomes the aforementioned disadvantages of the prior art and allows reliable integration of water consuming peripherals.
  • the sensor comprises: a sensor fitting with inlet and outlet openings and a sensor housing which connects the inlet and outlet openings and defines an axial flow direction, a rotor having wing portions and a magnetic north and south pole, which is rotatably mounted within the sensor housing, a sensor attached to the sensor magnetic field sensor for detecting a flow of a medium through the valve by detecting the rotor rotation, wherein the control unit is adapted to receive upon receipt of a Sensor signal from the sensor, which signals a flow to bring the shut-off valve in an open position on the actuation of the actuator.
  • the fluid leakage protection device according to the invention can be used to the water supply network
  • gas instead of water as the fluid, gas can also be used as the fluid and in this way the gas-line network of a building can be secured with the fluid-leakage protection device according to the invention.
  • the fluid leakage protection device comprises a sensor which is designed as a fitting with rotor arranged therein.
  • the rotor is disposed between an inlet and outlet and rotatably supported, in such a way that when flowing through the valve, from the inlet to the outlet opening of the rotor is rotated.
  • the rotor has a magnetic north and south pole, in particular wings of the rotor can be magnetized or the rotor can be connected to a corresponding magnet, the north and south poles also rotate about the axis of rotation of the rotor at rotor rotation and thereby the Rotation of the rotor by means of a magnetic field sensor from outside the flow channel allows.
  • the principle according to the invention is based on the practical knowledge that, although theoretically at the moment in which a peripheral device requests fluid such as water and for this purpose opens an internal valve, the shut-off valve in the central fluid line is closed, although no fluid can flow
  • a short minimum flow occurs as soon as a peripheral shut-off valve is opened in a pipeline network having a centrally closed shut-off valve. This short-term, low flow can be detected by the sensor according to the invention with rotor due to its high sensitivity.
  • the rotation of the rotor which possibly comprises only a few revolutions or may even comprise only an incomplete revolution, is detected by the magnetic field sensor and transmitted as a low flow within the sensor fitting as a sensor signal to the control unit.
  • the control unit can then open the central shut-off valve via the actuator and thereby enable the operation of the peripheral device with fluid removal.
  • the fluid flows through the sensor fitting when the sensor fitting is arranged in the connecting line of the peripheral device to the peripheral fluid line.
  • the sensor fitting can also be arranged as a bypass to the peripheral connection line of the peripheral device and, due to its high sensitivity, also regularly detects the short-term flow that occurs when the valve of the peripheral device is opened.
  • the magnetic field sensor of the sensor designed according to the invention is attached to the sensor fitting. This attachment can take place by means of fastening means outside on the sensor housing, or can in axial or radial bores, or Ausne carried out in the sensor housing. Basically, it should be understood that the magnetic field sensor of such a type should be arranged that it detects the magnetic north and south pole of the rotor and thus can detect the rotation of the rotor.
  • the control unit is designed to bring the shut-off valve into a closed position upon receipt of a sensor signal from the sensor, which signals no flow, via the actuation of the actuator, wherein the control unit is preferably designed. that after a sensor signal from the sensor, which signals no flow, it brings the shut-off valve into a closed position via the actuation of the actuator.
  • the closing of the central shut-off valve can take place after a predetermined period of time has elapsed.
  • a predetermined period of time can be preprogrammed individually into the control unit for each sensor or peripheral connection to which a sensor according to the invention is arranged.
  • the programs or removal cycles of a peripheral device can be taken into account and it can be avoided that the closing operation of the shut-off valve is triggered, although the peripheral device is still in operation and again requests water in a short time sequence.
  • the closing of the shut-off valve can also take place immediately after no more water flows to the peripheral device, since upon renewed request the sensor would reliably detect this requirement and would cause a reopening of the shut-off valve.
  • the rotor is rotatably mounted about an axially aligned axis, which is aligned parallel to the flow direction of the sensor housing.
  • the fluid leak protector device can be further developed by an inlet stator with inlet stator vanes positioned between rotor and inlet opening, wherein the rotor vanes and the inlet stator vanes are separated from one another have different orientation with respect to the direction of flow.
  • an inlet stator is to be understood as a flow-conducting element arranged statically in the region of the inlet opening or in the region behind the inlet opening; in particular, this element can also have a plurality of individual flow-conducting elements. These flow-conducting elements, ie the inlet stator blades, are differently oriented according to the invention than the rotor blades.
  • the fluid leak protector device can be developed by means of an outlet stator with outlet stator vanes positioned between the rotor and the outlet opening, wherein the rotor vanes and the outlet stator vanes have a matching orientation with respect to the throughflow direction.
  • an outlet stator can basically be designed in the same way as an inlet stator, that is to say have one or more fluid-conducting elements.
  • the outlet stator lies in the outlet opening or in the flow direction in front of the outlet opening and according to the invention has a matching orientation to the rotor.
  • the sensor according to the invention has a directional sensitivity and generates a sensor signal only when a fluid flows through the fitting in a certain direction, ie from the inlet to the outlet opening however, if the sensor is flowed through in a direction reverse thereto.
  • the fitting according to the invention is used in a drinking water network and the central shut-off valve also serves to prevent unwanted return of water into the central supply line.
  • the central shut-off valve must not be opened just when a reverse flow through the sensor occurs.
  • the rotor blades are aligned axially straight and the inlet stator blades have a relative to the axial direction inclined wing portion, in particular curved or axially are aligned obliquely.
  • a fluid flowing through the inlet opening is deflected by the inlet stator of such type that a flow direction in the axial and in the circumferential direction is generated from the purely axially directed flow, ie a flow with a vortex about the longitudinal axis of the valve corresponding flow component.
  • This flow conducted in this way, meets, according to the invention, a rotor with rotor blades aligned axially straight, and triggers a rotation of this rotor with high sensitivity.
  • this embodiment can be further developed by the Auslassstator pursuel are aligned axially straight.
  • Particularly advantageous in this embodiment is the axial straight alignment of the rotor vanes, which does not trigger a rotation of the rotor even with a conventional fluid flow which enters backwards through the outlet opening, due to the typically purely axial flow direction.
  • this can be ensured by the exhaust stator is also designed with straight wings and thus causes an alignment of such a backward flow exactly parallel to the rotor blades.
  • tangential or radial direction components of the flow caused by line curvatures in the area behind the outlet opening can be eliminated and reliably achieved that the rotor does not rotate in such a reverse flow.
  • the rotor blades have a wing portion inclined relative to the axial direction, in particular curved or axially obliquely aligned and that the inlet stator blades are aligned axially straight.
  • This embodiment is a reversal of the aforementioned preferred orientation principle and operates on the same principle by directing a fluid flowing into the fitting through the inlet port through the inlet stator of such type as to cause rotation of the rotor in which the inlet stator blades are oriented differently the rotor blades.
  • the inlet stator blades are aligned axially straight in this embodiment, so cause no deflection of a flowing in a straight axial direction fluid.
  • the rotor has an inclined or domed wing or vane portion, such that such axially straight flow causes rotor rotation.
  • the outlet stator blades have a wing section which is inclined relative to the axial direction, in particular curved or axially obliquely aligned.
  • the outlet stator is designed in such a way that it passes through the outlet opening into the armature. for incoming fluid, ie a backward flow, of such a kind that it does not cause rotation of the rotor.
  • the fluid leakage protection device can be formed by a non-return valve disposed between the rotor and the inlet opening, which blocks a return flow of fluid from the outlet opening to the inlet opening and releases a flow of fluid from the inlet to the outlet opening.
  • a non-return valve may be formed in a known manner, for example as a spring-loaded valve that is opened only by a flow in a predetermined direction against the spring force and otherwise closed or by other types of such directionally locking valves, or check valves.
  • the integration of such a non-return valve in the sensor according to the invention provides a functional advantage by allowing a flow through the sensor only in a predetermined direction, namely from the inlet to the outlet, and thus only when such a flow, the sensor emits a flow signal, because the rotor turns.
  • a flow directed backwards from the outlet to the inlet opening can not occur in the sensor fitting, so that triggering of the sensor and consequently an opening of the shut-off valve due to such a backward flow can not occur.
  • the fluid leak protector device is developed by a particle filter arranged between rotor and inlet opening.
  • Such a particle filter which may be designed, for example, as a close-meshed screen, but possibly also as a magnetic separator, is particularly preferred for a longer trouble-free operation of the sensor according to the invention.
  • a particle filter is advantageous, since this can be a disturbance of operation by addition of such particles to the north or south pole of the sensor can be prevented.
  • the fluid leakage protection device can be further developed by a rotor housing on which the rotor is rotatably mounted and which is mounted in the sensor housing.
  • a rotor housing allows pre-assembly of the rotor assembly or turbine according to the invention and the integration of such a preassembled precision mechanical unit in a robust sensor housing, to thereby construct the sensor according to the invention.
  • a fluid leakage protection device for securing a riser in a building against leakage, comprising a control unit with an alarm signal device for optical, acoustic or electronically transmitted alarm signaling, which is characterized by a sensor installed in the riser of the building, the signal technology with the Control unit is connected and adapted to detect a return current through the riser and to send remindstromwarnsignal to the control unit, wherein the control unit is adapted to output on receipt of the remindstromwarnsignals an audible, visual and / or electronically transmitted warning signal, and the sensor comprises: a sensor fitting with inlet and outlet ports and a sensor housing connecting inlet and outlet ports defining an axial flow direction, a rotor having vanes and a magnetis Chem north and south pole, which is rotatably mounted within the sensor housing, a mounted on the sensor armature magnetic field sensor for detecting a flow of a medium through the valve by detecting the rotor rotation, the sensor is installed in such a way in the rise
  • a riser can be monitored reliably by the previously described sensor is reversed, that is connected to the inlet opening at the upper portion of the riser and the outlet opening to the lower portion of the riser.
  • the sensor can be arranged directly in the riser or in the bypass to the riser. If a leak occurs in the lower section of the riser, the sensor flows from top to bottom, ie from the inlet to the outlet line, causing the rotor to rotate. This can be interpreted as a reliable signal for a leak. A warning signal can be generated from the leakage thus detected.
  • one or more automatically activatable shut-off valves in the riser can be closed or a shut-off valve arranged in the central water line can be closed in order to prevent water damage in the building.
  • the fluid leakage protection device can also be used to protect other line sections in a building by the sensor in this line section or - seen in the regular flow direction - downstream of the hedged line section is inserted into the line and thus by a leakage in the Line section can detect conditional return current.
  • the water leak protector device may be further developed by developing the sensor according to the previously described developments.
  • the water leak protector device may be formed by disposing a shut-off valve in the riser section which is coupled to an actuator for actuator-actuated opening and closure of the shut-off valve and signal connected to the control unit, wherein the control unit is configured to operate upon receipt of a Sensor signal from the sensor, which signals a return flow through the sensor to control the actuator to close the shut-off valve.
  • a check valve By such a check valve, a further leakage of water from the leak can be prevented.
  • the shut-off valve is arranged as close as possible to the leakage point.
  • the shut-off valve must be located downstream of the leak to prevent backflow and leakage of water through the leak. For this reason, it is advantageous if a plurality of such shut-off valves are provided spaced apart from each other in longer riser or when securing longer line sections.
  • the control unit is designed to receive a signal from the sensor in the riser section Return current detects activating the actuator of the shut-off valve in the central supply line so that the shut-off valve in the central supply line is closed if it is open and kept closed, if it is closed.
  • a leak in a riser or a line section in the direction of flow before a riser lead due to the gravitational pressure conditions to water leakage and water damage even if the shut-off valve is closed in the central supply line. This water damage is amplified when a water supply from the central supply line takes place.
  • a further aspect of the invention is a method for securing a domestic fluid line system against leaks, comprising the steps of shutting off a central supply line by means of an actuator-operated shut-off valve arranged therein, detecting a fluid requirement at a peripeheria connection by means of a sensor, transmitting a fluid request signal from the sensor to one Control unit, activating the actuator of the shut-off valve for opening the shut-off valve by means of the control unit.
  • the Fluidbedatrf is detected by a flow of the fluid is detected by the Peripeheriean gleich by means of a flow sensor having a rotor arranged in the fluid flow.
  • the method according to the invention can be developed by the rotation of the rotor by means of detection of magnetic pulses from a magnetic north and south pole, which are formed on the rotor.
  • the inventive method can be developed by upstream of the rotor in the flow direction, an inlet stator is arranged, which directs a flowing in the flow direction flow such that the rotor is rotated by the guided Stroit) tion, and preferably downstream of the rotor in the flow direction an outlet stator is arranged which directs a flow flowing counter to the flow direction in such a way that the rotor is not rotated by the guided flow.
  • the method according to the invention serves to protect a line system within a building against leaks, which may be, in particular, a water pipe system, but it is also possible to secure a gas pipe system in a housing with the method according to the invention.
  • the method according to the invention works according to the principle which was explained above in connection with the fluid leakage protection device.
  • the process according to the invention and the further developments of this process reference is made to the above explanations, the advantages, functions and embodiments of the water-leak protector device according to the invention.
  • a further aspect of the invention is a method for securing a riser of a domestic fluid duct system against leaks, with the steps of detecting a
  • an undesirable leakage of water from a riser of a building or parts thereof, which are above an occurred leak detected be signaled by a warning signal and, if necessary, be prevented by blocking measures in the riser.
  • the signal can also do this be used to close a arranged in the central water line shut-off valve and prevent further water leakage.
  • the method can be developed as described above, wherein the flow direction corresponds to the return flow direction through the riser.
  • the method is also suitable for securing horizontally extending line sections within a building, in particular when connecting vertical line sections to such line sections.
  • the method can be developed by, upon detection of a return flow by means of a control unit, an actuator of a shut-off valve in the riser or the line section is activated to close the shut-off valve.
  • the actuator of the shut-off valve in the central supply line is driven to close the shut-off valve if it is open and to hold the closed state, if it is closed.
  • a further aspect of the invention is a sensor for detecting a water request signal, comprising a sensor fitting with inlet and outlet openings and a sensor housing which connects inlet and outlet openings and defines an axial flow direction, a rotor with wing sections and a magnetic north and south pole, rotatably mounted within the sensor housing, a magnetic field sensor mounted on the sensor armature for detecting a flow of a medium through the armature by means of rotor rotation detection, an inlet stator positioned between the rotor and inlet opening with inlet stator vanes, the rotor blades and the inlet stator vanes being mutually different in orientation have on the flow direction.
  • the sensor can be further developed by one of the features of the sensor of the previously discussed fluid leakage protection device.
  • Another aspect of the invention is the use of such a sensor for detecting a fluid requirement on a peripheral device attached to a peripeherifluid line. connected to a shut off by a shut-off central fluid line.
  • another aspect of the invention is a use of such a sensor for detecting a return flow in a riser of a building by the sensor is connected in a riser or as a bypass to a riser and the inlet opening of the sensor to a lying above the sensor portion of the riser is connected and the outlet opening of the sensor is connected to a portion of the riser lying below the sensor and the sensor is connected to a warning device, which receives a return warning signal upon detection of a return current from the upper section to the lower section by the sensor and an acoustic, outputs an optical or electronically transmitted warning signal.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of a building equipped with the water leak protection device according to the invention
  • FIG. 2 an exploded perspective view of the sensor according to FIG. 1,
  • Figure 3 a longitudinal section of a sensor of the invention
  • FIG. 4 shows a perspective, longitudinally sectioned view of the sensor according to FIG.
  • FIG. 5 shows a view of the turbine insert in the sensor according to the invention in a perspective view from the input side
  • FIG. 6 shows a view of the turbine insert in the sensor according to the invention in a perspective view from the outlet side
  • FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a second embodiment of the sensor according to the invention.
  • FIG. 8 is a longitudinal sectional view of a third embodiment of the sensor according to the invention.
  • FIG. 9 a longitudinally sectioned view of a fourth embodiment of the sensor according to the invention.
  • FIG. 10 shows a longitudinally sectioned view of a fifth embodiment of the sensor according to the invention.
  • a building 1 comprising a utility room 10 having a connection to the public water main network. This connection first opens into a water clock 1 1, in the flow direction behind this water meter 1 1, a safety valve 12 is arranged.
  • a control electronics unit 13 is arranged in the utility room, which communicates wirelessly with a plurality of motion detectors explained below.
  • the control unit 13 is wired to an actuator 12a, which can actuate the safety valve from an open to a closed position and vice versa.
  • the building further comprises a bathroom 20, a nursery 30, a guest bathroom 40, a bedroom 50, a living room 60 and a kitchen 70.
  • a motion detector 21, 41, 71 arranged in the respective area of the outgoing from a corridor 80 entrance doors in the bathroom 20, the guest WC 40 and the Kitchen 70 is each a motion detector 21, 41, 71 arranged. This motion detector detects the entry of a person into the respective room and the presence of a person in the respective room.
  • Each motion detector 21, 41, 71 communicates wirelessly with the control electronics unit 13 in the utility room and reports the entry or presence of a person in the respective monitored space. When such a message is received by the control electronics unit 13, it actuates the actuator 12a to open the safety valve 12.
  • control electronics unit is programmed such that when receiving a presence signal from the motion detectors 21 and 41 keeps the safety valve open as long as the person stays in the respective room and closes the safety valve immediately when the motion detector no presence of a person in the bathroom 20 or guest WC 40 more reports.
  • the control unit When the presence of a person in the kitchen 70 is reported by the motion detector 71, the control unit continues to inquire wirelessly communicating electrical nikmodule 72, 73 from which signal the operation of a dishwasher and a washing machine. If the run of one or both devices is reported by these electronic modules 72, 73 to the control electronics unit, the control electronics unit keeps the safety valve open for the duration of this run and closes it only after the device has finished its flushing or washing process.
  • an aquastop valve which is inserted into the water supply line to the sink or washing machine, is scanned by means of a sensor.
  • the sensor comprises a magnetic field sensor, which detects an actuation of the electromagnet of the aqua-stop valve and transmits it as a signal by means of a radio transmission to the control unit.
  • the signal is amplified, low-pass filtered and rectified to a control signal, in order to achieve a control of the shut-off valve.
  • a refrigerator 80 is still present, which is connected to the domestic water network and takes for an ice cube production and to provide cooled drinking water at intervals water from the domestic water network.
  • the refrigerator 80 is connected to the domestic water network via a peripheral connection line.
  • a flow sensor 81 is used in this peripheral connection line.
  • FIGS. 2-6 show the basic structure of a sensor according to the invention for measuring flow in front of peripheral devices.
  • the sensor comprises a sensor housing 110 to which a magnetic field sensor, here embodied as a Hall sensor 120, is attached.
  • the attachment of the Hall sensor 120 by means of two screws 121, 122 which can be screwed into two threaded holes in a planar peripheral surface 1 1 1 of the sensor housing.
  • the sensor housing defines an inlet opening 1 12 and an outlet opening 1 14.
  • an external thread 1 13 is arranged, in the region of the outlet opening a corresponding external thread 1 15 is arranged, both external threads are coaxial with the central longitudinal axis 100 of the sensor housing 1 10 and serve in order to be able to connect the sensor housing in a fluid-tight manner to a water line or a water fitting.
  • a turbine insert is arranged, which consists in principle of three components.
  • the turbine insert 130 comprises an inlet stator 140, a rotor 150 and an outlet stator 160.
  • the rotor is rotatably supported by means of two bearing pins 151, 152 in corresponding bearing receptacles in the inlet stator housing and in the outlet stator housing.
  • This rotatable bearing is coaxial with the Axis 100 is formed.
  • the longitudinal axis 100 also corresponds to the direction of flow through the sensor housing.
  • the rotor 150 is disposed between the inlet stator 140 and the outlet stator 160.
  • the inlet stator therefore lies between the inlet opening 12 and the rotor 150; the outlet stator 160 is located between the rotor 150 and the outlet opening 14.
  • the inlet stator has a total of five inlet stator blades 140a-e.
  • Each inlet stator vane 140a-e has a first axially straight wing portion 141a followed by a wing portion 142a following flush therewith.
  • This second wing portion 142a is disposed axially obliquely in a sense of skew to the axial orientation in such a manner that the second wing portion 142a has a circumferentially oriented directional component.
  • the rotor 150 has a total of four rotor blades 150a-d.
  • the rotor blades are aligned axially straight.
  • the inlet stator is fixedly connected to a turbine housing 170 by each inlet stator wing is fixedly connected to the inner wall of the turbine housing 170 at the outer periphery. At their radially inward end, the inlet stator vanes are connected to a cylindrical tube section 145, which serves as a bearing receiver for the bearing pin 151 of the rotor 150.
  • the rotor is mounted rotatably about the longitudinal axis 100 in the pipe section 145 of the inlet stator housing by means of the bearing pin 151; at the opposite end, the rotor 150 is rotatably mounted by means of the bearing pin 152 in a tube section 165 of the outlet stator matching this mirror-symmetrically.
  • the rotor has a very easy-to-rotate, rotatable bearing which is set to rotate only briefly for flow from the inlet opening through the inlet stator.
  • the exhaust stator 160 has four exhaust stator vanes 160a-d which are axially straight. The outlet stator blades therefore lie in the direction of flow in the same direction as the rotor blades 150a-d.
  • the Auslassstator selfish are, as well as the inlet stator blades, fixedly connected at its outer end to the turbine housing 170 and on its radially inwardly directed end fixedly connected to the pipe section 165 which receives the bearing pin 152 of the rotor.
  • the rotor 150 is made of a ferromagnetic material and magnetized such that the opposed rotor blades 150a and 150c both form a north pole and the opposing blades 150b and 150d both form a south pole.
  • a north and a south pole are guided past the Hall sensor 120 upon rotation of the rotor and detected a total of four poles per revolution.
  • This allows a sensitive detection of the rotation of the rotor and possibly also the rotational speed of the rotor.
  • it is to be stiffened hen that also a different number of rotor blades can be formed and / or another type of training and arrangement of north and south pole.
  • a rotor with only two opposing rotor blades can be used, one of which forms a north pole and the other a south pole.
  • three-bladed rotors can be used, with two of these Rotöls ren then form the north and south poles.
  • the Hall sensor 120 is connected by means of sensor cables 123 to a control unit, if necessary the sensor 120 can also be connected by means of the sensor cable 123 to a wireless transmission station in order to send sensor signals to a control unit 20.
  • FIG. 7 shows a second embodiment of the sensor according to the invention.
  • a rotor 250 in a turbine housing 270 is rotatable about a longitudinal axis 200, that of the flow direction of a sensor housing 210 with an inlet opening 212 and an output
  • 25 opening 214 corresponds to stored.
  • a backflow preventer 280 is disposed between the inlet port 212 and the rotor 250 in the flow path. This backflow preventer is designed as a spring-loaded check valve and leaves water only in the direction of flow from the inlet opening 212
  • the rotor 250 is formed with domed or axially obliquely oriented rotor blades and is rotated by water flowing through the rotor housing 210. This rotation is, as in the first embodiment, detected by a Hall sensor, detects the magnetic north and south pole running rotor blades of the rotor.
  • the Hall sensor is in one
  • the embodiment according to FIG. 7 furthermore has a particle filter 290 which is arranged in the region of the inlet opening, that is to say upstream of the backflow preventer 280.
  • This particulate filter 290 serves to retain particles and to prevent such particles from attaching to the rotor and hindering its function.
  • Figure 8 shows a third embodiment of the invention, which is constructed in principle coincident to Figure 7.
  • a rotor 350 is rotatably mounted in a plastic housing 370, the plastic housing 370 is firmly anchored in the sensor housing 310.
  • FIG. 9 shows a fourth embodiment of the sensor according to the invention, which is fundamentally identical to the embodiment according to FIG.
  • a turbine housing 470 is inserted therein with rotatably mounted rotor (not shown).
  • the embodiment according to FIG. 8 differs from the embodiment according to FIG. 7 in that the Hall sensor in this embodiment is arranged in a substantially axially aligned bore 416 in the sensor housing 410.
  • FIG. 10 shows a fifth embodiment of the sensor according to the invention.
  • the entire unit of the rotor and the Hall sensor is formed as a plastic member 570 and the Hall sensor 520 is integrated in this plastic member.
  • the plastic component 570 has an inlet-side external thread 571 and an outlet-side external thread 572, which serve to be connected to inlet-side and outlet-side valve sections in order to be able to connect the sensor housing to inlet- or outlet-side pipes or fittings.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fluidleckprotektorvorrichtung, umfassend ein zentrales Absperrventil, einen Aktuator, der mechanisch mit der dem Absperrventil gekoppelt ist, um das Absperrventil zu schließen und zu öffnen, eine Steuereinheit, die signaltechnisch mit dem Aktuator verbunden und ausgebildet ist, um den Aktuator anzusteuern, einen Sensor, der signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden und ausgebildet ist, um eine Fluidanforderung eines Peripheriegerätes zu erfassen und ein Fluidanforderungssignal an die Steuerungseinheit zu übermitteln, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt des Fluidanforderungssignals den Aktuator für eine Bewegung der Absperrvorrichtung in die Offenstellung anzusteuern. Erfindungsgemäß umfasst der Sensor einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist, sowie einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung.

Description

LECKAGESCHUTZVORRICHTUNG FÜR SANITÄRINSTALLATIONEN
Die Erfindung betrifft eine Fluidleckprotektorvorrichtung, umfassend ein in einer Zentralzufuhrleitung angeordnetes Absperrventil mit Einlass- und Auslassöffnung, einem Ventilkanal, der Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und einer Absperrvorrichtung, welche den Ventilkanal in einer Offenstellung für den Durchtritt eines Mediums von Einlass- zu der Auslassöffnung freigibt und in einer Schließstellung sperrt, einen Aktua- tor, der mechanisch mit der Absperrvorrichtung gekoppelt und ausgebildet ist, die Position der Absperrvorrichtung von der Offen- in die Schließstellung und zurück zu bewegen, eine Steuereinheit, die signaltechnisch mit dem Aktuator verbunden und ausgebildet ist, um den Aktuator für eine Bewegung in die Offen- und die Schließstellung anzusteuern, einen Sensor, der signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden und ausgebildet ist, um eine Fluidanforderung eines Peripheriegerätes zu erfassen und ein Fluidanforde- rungssignal an die Steuerungseinheit zu übermitteln, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt des Fluidanforderungssignals den Aktuator für eine Bewegung der Absperrvorrichtung in die Offenstellung anzusteuern. Eine Wasserleckprotektorvorrichtung dieser Bauart ist aus DE102009045150B3 bekannt. Die so vorbekannte Wasserleckprotektorvorrichtung dient dazu, Wasserleckagen und dadurch verursachte Wasserschäden in Gebäuden zu vermeiden. Sie arbeitet dabei nach dem Prinzip, dass die zentrale Wasserzufuhr grundsätzlich mittels des Absperrventils abgesperrt ist und nur im Bedarfsfalle, also dann, wenn aus einer der Peripherieleitun- gen, die an die zentrale Wasserleitung über einen entsprechenden Verteiler angeschlossen sind, Wasser abgenommen werden soll, dieser zentrale Verschluss in der Zentralwasserleitung geöffnet wird. Das zentrale Absperrventil ist daher über einen Aktuator betätigbar, beispielsweise mittels einer elektromechanischen Betätigung und kann daher über die Steuerungseinheit entsprechend angesteuert werden.
Der Bedarfsfall wird dabei gemäß dem Stand der Technik durch Bewegungssensoren erfasst, die in den jeweiligen Räumen, in denen eine Peripheriewasserleitung mündet, installiert sind. Diese Bewegungsmelder können die Anwesenheit einer Person erfassen, die also beispielsweise ein Badezimmer, eine Toilette, oder eine Küche betreten und sind signaltechnisch mit der Steuerungseinheit gekoppelt, um dieses Betreten eines Raumes mit peripherer Wasserabnahmestelle zu signalisieren. Die Steuerungseinheit kann dann aufgrund eines solchen Signals das Absperrventil in der Zentralwasserleitung öffnen.
Grundsätzlich kann mit einer solchen Wasserleckprotektorvorrichtung eine hohe Sicherheit gegen Wasserleckagen erreicht werden. Grundsätzlich problematisch ist hierbei jedoch, dass an die Zentralwasserleitung nicht ausschließlich solche Peripheriewasserleitungen angeschlossen sind, die an einer Wasserentnahmestelle enden, die durch eine Person bedient wird und nur bei Anwesenheit einer Person folglich eine Wasserentnahme ausführen. Stattdessen kann beispielsweise bei Waschmaschinen oder Spülmaschinen auch eine Wasserentnahme aus der Peripheriewasserleitung notwendig sein, wenn keine Person im Raum anwesend ist. Aus DE102009045150B3 ist es hierzu bekannt, in bestimmten Räumen erst nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitraumes, nach Betreten des Raumes durch eine Person, das zentrale Absperrventil wieder zu schließen. Hiermit soll die Wasseranforderung durch eine Waschmaschine oder Spülmaschine, die in einem solchen Raum steht, zufriedenstellend ermöglicht werden. Nachteilig an dieser Lösung ist jedoch, dass generell, also auch dann, wenn die den Raum betretende Person die Waschmaschine oder Spülmaschine gar nicht angestellt hat, eine Öffnung des zentralen Absperrventils über einen längeren Zeitraum veranlasst wird, was die Gefahr von Wasserleckagen wiederum unnötig erhöht. Zudem ist ein erheblicher Programmieraufwand erforderlich. Schließlich ist gerade dann, wenn der Verbraucher wie eine Geschirrspül- maschine sich in einer Küche befindet, die auch normale Wasserentnahmestellen aufweist, und zudem häufig betreten wird, das zentrale Absperrventil über deutlich längere Zeiträume geöffnet, als dies tatsächlich erforderlich wäre.
Aus WO 2013041699A1 ist ein demgegenüber verbessertes System vorbekannt. Bei diesem System wird ein Sensor verwendet, der an ein Aquastoppventil eines Peripherie- gerätes angekoppelt werden kann und die Auslösung dieses Aquastoppventils erfassen kann. Die Fortbildung ermöglicht es, eine konkrete Sensormeldung zu erzeugen, wenn ein wasserverbrauchendes Peripheriegerät Wasser aus einer Peripheriewasserleitung anfordert, in dem das Öffnen des Aquastoppventils dieses Peripheriegeräts detektiert wird. Grundsätzlich kann mit der so fortgebildeten Aqualeckprotektorrrichtung eine höhe- re Sicherheit gegen Wasserschäden erreicht werden und hierbei auch Peripheriegeräte wie Geschirrspülmaschinen oder Waschmaschinen mit in das System in zufriedenstellender Weise einbezogen werden. Das System ist jedoch noch verbesserungsfähig. So sind bei einigen wasserverbrauchenden Geräten die Aquastoppventile nicht leicht zugänglich, sodass die Installation des Sensors aufwendig ist und ggf. eine teilweise Zerle- gung des Peripheriegeräts notwendig macht. Darüber hinaus sind einige Peripheriegeräte nicht mit einem Aquastoppventil oder einem funktionell gleichartigen Ventil ausgerüstet, sodass die Detektion eines Öffnungsvorgangs als Signal für die Anforderung von Wasser bei solchen Geräten nicht möglich ist. Insbesondere bei inzwischen größerer Verbreitung erlangten Kühlschränken mit Eiswürfelproduktion oder bei Luftbefeuchtern, die an das Leitungsnetz angeschlossen werden, besteht Bedarf für eine verbesserte Ansteuerung des zentralen Absperrventils, um die Wasserzufuhr zu solchen Peripheriegeräten sicherzustellen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fluidleckprotektorvorrichtung bereitzustellen, welche die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik überwindet und eine zuverlässige Integration von wasserverbrauchenden Peripheriegeräten ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem eine Fluidleckprotektorvorrichtung der eingangs beschriebenen Bauweise solcher Art fortgebildet wird, dass dass der Sensor umfasst: eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durch- Strömungsrichtung definiert, einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist, einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches einen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Offenstellung zu bringen.
Mit der erfindungsgemäßen, fortgebildeten Fluidleckprotektorvorrichtung wird auf diese Weise eine sichere Detektion einer Fluidanforderung durch ein Peripheriegerät ermöglicht. Dabei ist grundsätzlich zu verstehen, dass die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung dazu eingesetzt werden kann, um das Wasserleitungsnetz eines Gebäudes abzusichern, ebenso kann jedoch anstelle von Wasser als Fluid auch Gas als Fluid verwendet werden und auf diese Weise mit der erfindungsgemäßen Fluidleckprotektorvorrichtung das Gasleitungsnetz eines Gebäudes abgesichert werden.
Die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung umfasst einen Sensor, der als Armatur mit darin angeordnetem Rotor ausgebildet ist. Der Rotor ist zwischen einer Ein- und Auslassöffnung angeordnet und drehbar gelagert, und zwar solcher Art, dass bei Durchströmung der Armatur, von der Ein- zur Auslassöffnung der Rotor in Drehung versetzt wird. Der Rotor weist einen magnetischen Nord- und Südpol auf, insbesondere können Flügel des Rotors magnetisiert sein oder der Rotor kann mit einem entsprechen- den Magneten verbunden sein, wobei der Nord- und Südpol sich bei Rotordrehung ebenfalls um die Drehachse des Rotors drehen und hierdurch die Rotation des Rotors mittels eines Magnetfeldsensors von außerhalb des Strömungskanals ermöglicht.
Das erfindungsgemäße Prinzip beruht dabei auf der praktischen Erkenntnis, dass zwar theoretisch in dem Moment, in dem ein Peripheriegerät Fluid wie beispielsweise Wasser anfordert und hierzu ein internes Ventil öffnet, das Absperrventil in der zentralen Fluidlei- tung jedoch geschlossen ist, zwar kein Fluid strömen kann, praktisch aber aufgrund von Elastizitäten im Leitungsnetz und geringen Kompressionseffekten oder Druckausgleichseffekten eine kurze minimale Strömung auftritt, sobald ein peripheres Absperrventil in einem Leitungsnetz geöffnet wird, das ein zentral geschlossenes Absperrventil aufweist. Diese kurzzeitige, geringe Strömung kann durch den erfindungsgemäßen Sensor mit Rotor aufgrund dessen hoher Sensibilität erfasst werden. Die Drehung des Rotors, die ggf. nur einige wenige Umdrehungen umfasst oder auch nur eine unvollständige Umdrehung umfassen kann, wird durch den Magnetfeldsensor detektiert und als geringe Strömung innerhalb der Sensorarmatur als Sensorsignal an die Steuerungseinheit weiterge- geben. Die Steuerungseinheit kann daraufhin das zentrale Absperrventil über den Aktua- tor öffnen und hierdurch den Betrieb des Peripheriegeräts mit Fluidentnahme ermöglichen. Das Fluid strömt hierbei durch die Sensorarmatur hindurch, wenn die Sensorarmatur in der Anschlussleitung des Peripheriegeräts an die Peripheriefluidleitung angeordnet ist. Grundsätzlich kann die Sensorarmatur auch als Bypass zu der Peripherieanschluss- leitung des Peripheriegeräts angeordnet werden und erfasst hierbei regelmäßig aufgrund ihrer hohen Empfindlichkeit auch die kurzzeitige Strömung, die bei Öffnen des Ventils des Peripheriegeräts auftritt.
Der Magnetfeldsensor des erfindungsgemäß ausgebildeten Sensors ist an der Sensorarmatur befestigt. Diese Befestigung kann mittels Befestigungsmitteln außerhalb am Sensorgehäuse erfolgen, oder kann in axialen oder radialen Bohrungen, bzw. Ausneh- mungen im Sensorgehäuse erfolgen. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass der Magnetfeldsensor solcher Art angeordnet sein soll, dass er den magnetischen Nord- und Südpol des Rotors erfasst und folglich die Drehung des Rotors erfassen kann.
Gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuerungs- einheit ausgebildet ist, um bei Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches keinen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Schließstellung zu bringen, wobei vorzugsweise die Steuerungseinheit ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte Zeitspanne nach Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches keinen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Schließstellung bringt.Mit dieser Fortbildung wird erreicht, dass das zentrale Absperrventil wieder geschlossen werden kann, insbesondere nachdem es aufgrund eines Signals des erfindungsgemäßen Sensors geöffnet wurde. Die Steuerungseinheit kann dementsprechend dazu ausgebildet sein, um den Schließvorgang nur in Abhängigkeit eines vorangegangenen Öffnungsvorgangs aufgrund des Signals des Sensors durchzuführen. Insbesondere kann dabei das Schließen des zentralen Absperrventils nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne erfolgen. Eine solche vorbestimmte Zeitspanne kann individuell in die Steuerungseinheit vorprogrammiert sein für jeden Sensor, bzw. jeden Peripherieanschluss, an dem ein erfindungsgemäßer Sensor angeordnet ist. Durch eine solche individuelle Vorprogrammierung der vorbestimmten Zeit- spanne können die Programme bzw. Entnahmezyklen eines Peripheriegeräts berücksichtigt werden und es kann vermieden werden, dass der Schließvorgang des Absperrventils ausgelöst wird, obwohl das Peripheriegerät noch in Betrieb ist und in kurzer zeitlicher Abfolge erneut Wasser anfordert. Grundsätzlich kann das Schließen des Absperrventils aber auch unmittelbar erfolgen, nachdem kein Wasser mehr zu dem Peripheriegerät fließt, da bei erneuter Anforderung der Sensor zuverlässig diese Anforderung detektieren würde und eine erneute Öffnung des Absperrventils veranlassen würde.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Rotor um eine axial ausgerichtete Achse, die parallel zur Durchströmungsrichtung des Sensorgehäuses ausgerichtet ist, drehbar gelagert ist. Durch eine solche Anordnung des Rotors mit einer axial, also in Strömungsrichtung durch die Armatur ausgerichteten Rotationsachse, wird eine besonders hohe Empfindlichkeit des Rotors gegenüber Strömungen erzielt und es können auch sehr kurze und sehr geringe Strömungen detektiert werden.
Weiterhin kann die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung fortgebildet werden durch einen zwischen Rotor und Einlassöffnung positionierten Einlassstator mit Einlassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Einlasstatorflügel eine voneinander verschiedene Ausrichtung in Bezug auf die Durchströmungsrichtung aufweisen. Ein solcher Einlassstator ist als ein statisch im Bereich der Einlassöffnung oder im Bereich hinter der Einlassöffnung angeordnetes strömungsleitendes Element zu verstehen, insbesondere kann dieses Element auch mehrere strömungsleitende Einzelelemente aufweisen. Diese strömungsleitenden Elemente, also die Einlassstatorflügel, sind erfindungsgemäß anders ausgerichtet als die Rotorflügel. Hierdurch wird erreicht, dass ein durch die Einlassöffnung strömendes Fluid durch den Einlassstator in einer Richtung gelenkt wird, die verschieden ist von der Ausrichtung der Rotorflügel. Dies bewirkt ein direktes Ansprechen des Rotors auf eine geringe Strömung durch die Einlassöffnung und erhöht die Empfindlichkeit des erfindungsgemäßen Sensors.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung fortgebildet werden durch einen zwischen Rotor und Auslassöffnung positionierten Auslassstator mit Auslassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Auslasstatorflügel eine übereinstimmende Ausrichtung in Bezug auf die Durch- Strömungsrichtung aufweisen. Ein solcher Auslassstator kann grundsätzlich in gleicher Weise ausgeführt sein wie ein Einlassstator, also einen oder mehrere fluidleitende Elemente aufweisen. Der Auslassstator liegt dabei in der Auslassöffnung oder in Strömungsrichtung vor der Auslassöffnung und weist erfindungsgemäß eine übereinstimmende Ausrichtung zum Rotor auf. Hierdurch wird erreicht, dass eine Strömung eines Fluids, die rückwärts durch die Auslassöffnung in die erfindungsgemäße Armatur eintritt, durch den Auslassstator in solcher Weise geleitet wird, dass die Fluidrichtung übereinstimmend zu der Ausrichtung der Rotorflügel ist. Eine solche rückwärtsgerichtete Strömung löst daher keine Bewegung des Rotors aus. Durch die Bereitstellung eines solchen Auslassstators kann daher erreicht werden, dass der erfindungsgemäße Sensor eine Richtungsempfind- lichkeit hat und nur dann ein Sensorsignal erzeugt, wenn ein Fluid in einer bestimmten Richtung, also von der Einlass- zur Auslassöffnung, durch die Armatur hindurch strömt, nicht jedoch, wenn der Sensor in einer hierzu umgekehrten Richtung durchströmt wird. Eine solche Funktion ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die erfindungsgemäße Armatur in einem Trinkwasserleitungsnetz eingesetzt wird und das zentrale Absperrventil auch dazu dient, um einen unerwünschten Rückstrom von Wasser in die zentrale Versorgungsleitung verhindern soll. In diesem Fall darf das zentrale Absperrventil gerade dann, wenn eine rückwärtsgerichtete Durchströmung des Sensors auftritt, nicht geöffnet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotorflü- gel axial gerade ausgerichtet sind und die Einlasstatorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräggestellten Flügelabschnitt aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind. Bei dieser Fortbildung wird ein durch die Einlassöffnung strömendes Fluid durch den Einlassstator solcher Art umgelenkt, dass aus der rein axial gerichteten Strömung eine Strömungsrichtung in axialer und in Umfangsrichtung erzeugt wird, also eine Strömung mit einem Wirbel um die Längsachse der Armatur entsprechen- den Strömungskomponente. Diese, solcher Art geleitete Strömung, trifft erfindungsgemäß auf einen Rotor mit axial gerade ausgerichteten Rotorflügeln und löst eine Rotation dieses Rotors mit hoher Empfindlichkeit aus.
Dabei kann diese Ausführungsform weiter fortgebildet werden, indem die Auslassstatorflügel axial gerade ausgerichtet sind. Besonders vorteilhaft an dieser Aus- führungsform ist die axial gerade Ausrichtung der Rotorflügel, die bereits bei einer üblichen Fluidströmung, die rückwärts durch die Auslassöffnung eintritt, keine Rotation des Rotors auslöst, aufgrund der typischerweise rein axialen Strömungsrichtung. Insbesondere kann dies sichergestellt werden, indem der Auslassstator ebenfalls mit geraden Flügeln ausgeführt ist und folglich eine Ausrichtung einer solchen rückwärts gerichteten Strömung exakt parallel zu den Rotorflügeln bewirkt. Hierdurch können auch durch Leitungskrümmungen im Bereich hinter der Auslassöffnung hervorgerufene tangentiale oder radiale Richtungskomponenten der Strömung eliminiert werden und zuverlässig erreicht werden, dass der Rotor sich bei einer solchen Rückwärtsdurchströmung nicht dreht. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Rotorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräg gestellten Flügelabschnitt aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind und das die Einlassstatorflügel axial gerade ausgerichtet sind. Diese Ausführungsform stellt eine Umkehrung des vorgenannten bevorzugten Ausrichtungsprinzips dar und arbeitet nach demselben Prinzip, indem ein durch die Einlassöffnung in die Armatur hineinströmendes Fluid durch den Einlassstator solcher Art gelenkt wird, dass es eine Rotation des Rotors bewirkt, in dem die Einlassstatorflügel anders ausgerichtet sind als die Rotorflügel. Die Einlassstatorflügel sind bei dieser Ausführungsform axial gerade ausgerichtet, bewirken also keine Umlen- kung eines in gerader axialer Richtung einströmenden Fluids. Der Rotor weist einen schräggestellten oder gewölbten Flügel oder Flügelabschnitt auf, sodass eine solche axial gerade ausgerichtete Strömung eine Rotordrehung bewirkt.
Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass die Auslassstatorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräg gestellten Flügelabschnitte aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind. Gemäß dieser Ausführungsform ist der Auslassstator solcher Art ausgebildet, dass er ein durch die Auslassöffnung in die Arma- tur einströmendes Fluid, also eine rückwärtsgerichtete Strömung, solcher Art ausrichtet, dass sie keine Rotation des Rotors bewirkt.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung fortgebildet werden durch einen zwischen Rotor und Ein- lassöffnung angeordneten Rückflussverhinderer, der einen Rückstrom von Fluid von der Auslassöffnung zur Ein lassöffnung sperrt und einen Strom von Fluid von der Einlass- zur Auslassöffnung freigibt. Ein solcher Rückflussverhinderer kann in bekannter Weise ausgebildet sein, beispielsweise als federbelastetes Ventil, dass nur durch eine Strömung in einer vorbestimmten Richtung gegen die Federkraft geöffnet wird und ansonsten geschlossen ist oder durch andere Bauformen von solchen richtungsabhängig sperrenden Ventilen, bzw. Rückschlagventilen. Die Integration eines solchen Rückflussverhinderers in den erfindungsgemäßen Sensor bewirkt einen funktionellen Vorteil, indem eine Durchströmung des Sensors nur in einer vorbestimmten Richtung, nämlich von der Einlass- zur Auslassöffnung, ermöglicht wird und auch nur bei einer solchen Durchströmung folglich der Sensor ein Strömungssignal aussendet, weil der Rotor sich dreht. Eine hierzu entgegengesetzte, rückwärts von der Auslass- zur Einlassöffnung gerichtete Strömung, kann in der Sensorarmatur demgegenüber nicht auftreten, sodass ein Auslösen des Sensors und folglich eine Öffnung des Absperrventils aufgrund einer solchen rückwärts gerichteten Strömung nicht auftreten kann. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird die Fluidleckprotektorvorrichtung fortgebildet durch einen zwischen Rotor und Einlassöffnung angeordneten Partikelfilter. Ein solcher Partikelfilter, der beispielsweise als engmaschiges Sieb, ggf. aber auch als Magnetabscheider ausgeführt sein kann, ist insbesondere für einen längeren störungsfreien Betrieb des erfindungsgemäßen Sensors bevorzugt. Gerade dann, wenn durch den Sensor ein Fluid geleitet wird, welches magnetisierbare oder magnetische oder eisenhaltige Partikel enthält, ist ein solcher Partikelfilter vorteilhaft, da hierdurch eine Störung des Betriebs durch Anlagerung solcher Partikel an den Nord- oder Südpol des Sensors verhindert werden kann.
Schließlich kann die erfindungsgemäße Fluidleckprotektorvorrichtung fortgebildet werden durch ein Rotorgehäuse, an dem der Rotor drehbar gelagert ist und das in dem Sensorgehäuse befestigt ist. Ein solches Rotorgehäuse ermöglicht eine Vormontage der erfindungsgemäßen Rotoranordnung bzw. Turbine und die Integration einer solchen vormontierten feinmechanischen Einheit in ein robustes Sensorgehäuse, um hierdurch den erfindungsgemäßen Sensor aufzubauen. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Fluidleckprotektorvorrichtung zum Absichern einer Steigleitung in einem Gebäude gegen Leckage, umfassend eine Steuerungseinheit mit einer Alarmsignaleinrichtung zur optischen, akustischen oder elektronisch übermittelten Alarmsignalisierung, welche sich auszeichnet durch einen in der Steigleitung des Gebäudes installierten Sensor, der signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden und ausgebildet ist, um einen Rückstrom durch die Steigleitung zu erfassen und Rückstromwarnsignal an die Steuerungseinheit zu senden, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt des Rückstromwarnsignals ein akustisches, optisches und/oder elektronisch übermitteltes Warnsignal auszugeben, und der Sensor umfasst: eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durchströmungsrichtung definiert, einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist, einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung, wobei der Sensor solcherart in die Steigleitung eingebaut ist, dass die Durchströmung von der Einlass- zu der Auslassöffnung einem vertikal abwärts gerichteten Rückstrom durch die Steigleitung entspricht.
Mit der so ausgebildeten Fluidleckprotektorvorrichtung kann zuverlässig eine Steigleitung überwacht werden, indem der zuvor erläuterte Sensor umgekehrt, d.h. mit der Einlassöff- nung an den oberen Abschnitt der Steigleitung und der Auslassöffnung an den unteren Abschnitt der Steigleitung angeschlossen wird. Der Sensor kann dabei direkt in die Steigleitung oder im Bypass zur Steigleitung angeordnet sein. Tritt eine Leckage im unteren Abschnitt der Steigleitung ein, so wird der Sensor von oben nach unten, also von der Einlass- zur Auslassleitung durchströmt und hierdurch der Rotor in Drehung versetzt. Dies kann als zuverlässiges Signal für eine Leckage gedeutet werden. Aus der so detek- tierten Leckage kann ein Warnsignal generiert werden. Gegebenfalls können ein oder mehrere automatisch aktivierbare Absperrventile in der Steigleitung geschlossen werden oder ein in der Zentralwasserleitung angeordnetes Absperrventil geschlossen werden, um einen Wasserschaden im Gebäude zu verhindern. Grundsätzlich ist zu verstehen, dass die Fluidleckprotektorvorrichtung auch zur Absicherung sonstiger Leitungsabschnitte in einem Gebäude eingesetzt werden kann, indem der sensor in diesen Leitungsabschnitt oder - in regulärer Strömungsrichtung betrachtet - stromabwärts von dem abzusichernden Leitungsabschnitt in die Leitung eingesetzt wird und daurch einen durch Leckage in dem Leitungsabschnitt bedingten Rückstrom detek- tieren kann. Die Wasserleckprotektorvorrichtung kann fortgebildet werden, indem der Sensor gemäß den zuvor beschriebenen Fortbildungen fortgebildet wird.
Weiterhin kann die Wasserleckprotektorvorrichtung fortgebildet werden, indem ein Absperrventil in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt angeordnet ist, welches mit einem Aktuator zur aktuatorbetätigten Öffnung und Schließung des Absperrventils gekoppelt und signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt eines Sensorsignals von dem Sensor, das einen Rückstrom durch den Sensor signalisiert, den Aktuator zum Schließen des Absperrventils anzusteuern. Durch ein solches Absperrventil kann ein weiterer Austritt von Wasser aus dem leck verhindert werden. Dabei ist es grundsätzlich ideal, wenn das Absperrventil möglichst dicht zur Leckagestelle angeordent ist. Das Absperrventil muss in Strömungsrichtung hinter der Leckage angeordnet sein, um den Rückstrom und damit den Austritt von wasser durch das Leck zu verhindern. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, wenn in längeren Steigleitung oder bei Absicherung längerer Leitungsabschnitte mehrere solche Absperrventile beabstandet zueinander vorgesehen werden.
Wird die Wasserleckprotektorvorrichtung zur Absicherung von Steigleitungen und Leitungsabschnitten kombiniert mit der zuvor beschriebenen Fluidleckprotektorvorrichtung mit Absperrventil in der Zentralzufuhrleitung, so ist es vorteilhaft, wenn die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt eines Signals von dem Sensor in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt, welches einen Rückstrom detektiert, den Aktuator des Absperrventils in der Zentralzufuhrleitung so anzusteuern, dass das Absperrventils in der Zentralzufuhrleitung geschlossen wird falls es offen ist und geschlossen gehalten wird, falls es geschlossen ist. Grundsätzlich kann ein Leck in einer Steigleitung oder einem Leitungsabschnitt in Strömungsrichtung vor einer Steigleitung aufgrund der gravitätischen Druckverhältnisse zu Wasseraustritt und Wasserschäden führen, auch wenn das Absperrventil in der Zentralzufuhrleitung geschlossen ist. Diese Wasserschäden werden verstärkt, wenn eine Wasserzufuhr aus der zentralzufuhrleitung erfolgt. Daher ist es bevorzugt, das zentrale Absperrventil automatisch zu schließen, bzw. geschlossen zu halten, solange eine solche Leckage vorliegt. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Absicherung eines Hausfluidlei- tungssystems gegen Leckagen, mit den Schritten Absperren einer Zentralzufuhrleitung mittels eines darin angeordneten aktuator-betätigten Absperrventils, Erfassen eines Fluidbedarfes an einem Peripeherieanschluss mittels eines Sensors, Übertragung eines Fluidanforderungssignals von dem Sensor zu einer Steuerungseinheit, Ansteuern des Aktuators des Absperrventils zum Öffnen des Absperrventils mittels der Steuerungsein- heit, bei dem der Fluidbedatrf erfasst wird, indem ein Durchfluss des Fluids durch den Peripeherieanschluss mittels eines Durchflusssensors erfasst wird, der einen im Fluid- strom angeordneten Rotor aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Rotation des 5 Rotors mittels Erfassung von Magnetimpulsen von einem magnetischem Nord- und Südpol erfolgt, die an dem Rotor ausgebildet sind.
Weiterhin kann das erfindungsgemäße Verfahren fortgebildet werden, indem dem Rotor in Strömungsrichtung vorgelagert ein Einlassstator angeordnet ist, der eine in Strömungsrichtung fließende Strömung solcherart leitet, dass der Rotor durch die geleitete Stroit) mung in Rotation versetzt wird, und dass vorzugsweise dem Rotor in Strömungsrichtung nachgelagert ein Auslassstator angeordnet ist, der eine entgegen der Strömungsrichtung fließende Strömung solcherart leitet, dass der Rotor durch die geleitete Strömung nicht in Rotation versetzt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, um ein Leitungssystem innerhalb eines 15 Gebäudes abzusichern gegen Leckagen, dabei kann es sich insbesondere um ein Wasserleitungssystem handeln, ebenso gut kann aber auch ein Gasleitungssystem in einem Gehäuse mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gesichert werden. Das erfindungsgemäße Verfahren arbeitet hierbei nach dem Prinzip, welches voranstehend im Zusammenhang mit der Fluidleckprotektorvorrichtung erläutert wurde. Hinsichtlich des erfin- 20 dungsgemäßen Verfahrens und der Fortbildungen zu diesem Verfahren wird Bezug genommen auf die voranstehenden Erläuterungen, der Vorteile, Funktionen und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Wasserleckprotektorvorrichtung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zur Absicherung einer Steigleitung eines Hausfluidleitungssystems gegen Leckagen, mit den Schritten Erfassen eines
25 Rückstroms in der Steigleitung mittels eines Sensors, Übertragung eines Rückstromwarnsignals von dem Sensor zu einer Steuerungseinheit, Ausgeben eines akustischen, optischen oder elektronisch übermittelten Warnsignals von der Steuerungseinheit, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Durchflusssensor ausgebildet ist und der Rückstrom erfasst wird, indem ein Durchfluss des Fluids durch den Durchflusssensors
30 anahnd einer Drehung eines im Fluidstrom angeordneten Rotors erfasst wird.
Mit diesem Verfahren kann ein unerwünschtes Auslaufen von Wasser aus einer Steigleitung eines Gebäudes oder aus Teilen davon, die oberhalb einer aufgetretenen Leckage liegen, erfasst, durch ein Warnsignal signalisiert werden und gegebenfalls durch Absperrmaßnahmen in der Steigleitung verhindert werden. Das Signal kann auch dazu genutzt werden, um ein in der Zentralwasserleitung angeordnetes Absperrventil zu schließen und weiteren Wasseraustritt zu verhindern.
Das Verfahren kann fortgebildet werden wir zuvor beschrieben, wobei die Strömungsrichtung der Rückstromrichtung durch die Steigleitung entspricht.
Grundsätzlich eignet sich das verfahren auch zur Absicherung von horizontal verlaufenden Leitungsabschnitten innerhalb eines gebäudes, insbesondere wenn sich an solche Leitungsabschnitte vertikale Leitungsabschnitte anschließen.
Das Verfahren kann fortgebildet werden, indem bei Erfassen eines Rückstroms mittels einer Steuerungseinheit ein Aktuator eines Absperrventils in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt angesteuert wird zum Schließen des Absperrventils.
Wenn das verfahren mit dem zuvor beschrieben Verfahren zur Absicherung eines Haus- fluidleitungssystems gegen Leckagen mit dem Schritt Absperren einer Zentralzufuhrleitung mittels eines darin angeordneten aktuator-betätigten Absperrventils kombiniert wird, so ist es bevorzugt, dass bei Erfassen eines Rückstroms mittels einer Steuerungseinheit der Aktuator des Absperrventils in der Zentralzufiuhrleitung angesteuert wird zum Schließen des Absperrventils falls es offen ist und zum Halten des Geschlossen-Zustandes, falls es geschlossen ist.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Sensor zur Detektion eines Wasseranforderungssignals, umfassend eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durchströmungsrichtung definiert, einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist, einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung, einen zwischen Rotor und Einlassöffnung positionierten Einlassstator mit Einlassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Einlasstatorflügel eine voneinander verschiedene Ausrichtung in Bezug auf die Durchströmungsrichtung aufweisen.
Der Sensor kann fortgebildet werden durch eines der Merkmale des Sensors der zuvor erläuterten Fluidleckprotektorvorrichtung.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist die Verwendung eines solchen Sensors zur Detektion eines Fluidbedarfs an einem Peripheriegerät, das an eine Peripeherifluidleitung ange- schlössen ist, die an eine durch eine Absperrventil abgesperrte Zentralfluidleitung angeschlossen.
Schließlich ist ein weiterer Aspekt der Erfindung eine Verwendung eines solchen Sensors zur Detektion eines Rückstroms in einer Steigleitung eines Gebäudes, indem der Sensor in eine Steigleitung oder als Bypass zu einer Steigleitung angeschlossen wird und die Einlassöffnung des Sensors an einen oberhalb des Sensors liegenden Abschnitt der Steigleitung angeschlossen ist und die Auslassöffnung des Sensors an einen unterhalb des sensors liegenden Abschnitt der Steigleitung angeschlossen ist und der Sensor mit einer warneinrichtung verbunden ist, die bei Detektion eines Rückstroms von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt durch den Sensor ein Rückstromwarnsignal erhält und ein akustisches, optisches oder elektronisch übermitteltes Warnsignal ausgibt.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
Figur 1 : einen schematischen Grundriss eines Gebäudes, das mit der erfindungsgemäßen Wasserleckprotektorvorrichtung ausgerüstet ist,
Figur 2: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Sensors gemäß Figur 1 ,
Figur 3: einen Längsschnitt eines Sensors der erfindungsgemäßen
Wasserleckprotektorvorrichtung,
Figur 4: eine perspektivische, längsgeschnittene Ansicht des Sensors gemäß Figur
1 ,
Figur 5: eine Ansicht des Turbineneinsatzes in dem erfindungsgemäßen Sensor in perspektivischer Ansicht von der Eingangsseite,
Figur 6: eine Ansicht des Turbineneinsatzes in dem erfindungsgemäßen Sensor in perspektivischer Ansicht von der Ausgangsseite,
Figur 7: eine längsgeschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors,
Figur 8: eine längsgeschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors, Figur 9: eine längsgeschnittene Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfin- dungsgemäßen Sensors, und
Figur 10: eine längsgeschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors. Bezugnehmend zunächst auf Figur 1 ist in dem dargestellten Grundriss ein Gebäude 1 gezeigt, welches einen Hauswirtschaftsraum 10 umfasst, welcher einen Anschluss an das öffentliche Wasserleitungsnetzwerk aufweist. Dieser Anschluss mündet zunächst in einer Wasseruhr 1 1 , in Strömungsrichtung hinter dieser Wasseruhr 1 1 ist ein Sicherheitsventil 12 angeordnet. Ebenfalls ist in dem Hauswirtschaftsraum eine Steuerungselektronikeinheit 13 angeordnet, die drahtlos mit mehreren, nachfolgend erläuterten Bewegungsmeldern kommuniziert. Die Steuerungseinheit 13 ist drahtgebunden mit einem Aktuator 12a gekoppelt, der das Sicherheitsventil aus einer geöffneten in eine geschlossene Stellung und umgekehrt betätigen kann. Das Gebäude umfasst weiterhin ein Bad 20, ein Kinderzimmer 30, ein Gäste WC 40, einen Schlafraum 50, einen Wohnraum 60 und eine Küche 70. Im jeweiligen Bereich der von einem Flur 80 ausgehenden Eingangstüren in das Bad 20, das Gäste WC 40 und die Küche 70 ist jeweils ein Bewegungsmelder 21 , 41 , 71 angeordnet. Dieser Bewegungsmelder erfasst das Eintreten einer Person in den jeweiligen Raum und die Anwesenheit einer Person in dem jeweiligen Raum.
Jeder Bewegungsmelder 21 , 41 , 71 kommuniziert drahtlos mit der Steuerungselektronikeinheit 13 im Hauswirtschaftsraum und meldet das Betreten bzw. die Anwesenheit einer Person in dem jeweils überwachten Raum. Wird eine solche Meldung von der Steuerungselektronikeinheit 13 empfangen, so betätigt diese den Aktuator 12a, um das Sicher- heitsventil 12 zu öffnen.
Dabei ist die Steuerungselektronikeinheit solcher Art programmiert, dass sie bei Empfang eines Anwesenheitssignals von den Bewegungsmeldern 21 und 41 das Sicherheitsventil solange geöffnet hält, wie sich die Person in dem jeweiligen Raum aufhält und das Sicherheitsventil umgehend schließt, sobald der Bewegungsmelder keine Anwesenheit einer Person im Bad 20 bzw. Gäste WC 40 mehr meldet.
Wird die Anwesenheit einer Person in der Küche 70 durch den Bewegungsmelder 71 gemeldet, so fragt die Steuerungseinheit weiterhin drahtlos kommunizierende Elektro- nikmodule 72, 73 ab, welche die Betätigung einer Spülmaschine und einer Waschmaschine signalisieren. Wird durch diese Elektronikmodule 72, 73 an die Steuerungselektronikeinheit der Lauf einer oder beider Geräte gemeldet, so hält die Steuerungselektronikeinheit das Sicherheitsventil für die Dauer dieses Laufs offen und schließt es erst, nachdem das Gerät seinen Spül- bzw. Waschvorgang beendet hat. Alternativ oder zusätzlich zur direkten Abfrage der Elektronikmodule 72, 73 wird ein Aquastopventil, welches in die Wasserzuleitung zu der Spüle oder Waschmaschine eingesetzt ist, mittels eines Sensors abgetastet. Der Sensor umfasst einen Magentfeldsensor, der eine Betätigung des Elektromagneten des Aquastopventils detektiert und als Signal mittels einer Funkübertragung an die Steuerungseinheit übermittelt. Das Signal wird verstärkt, tief- passgefiltert und zu einem Steuersignal gleichgerichtet, um daraus eine Ansteuerung des Absperrventils zu erreichen.
In der Küche 70 ist weiterhin ein Kühlschrank 80 vorhanden, der an das Hauswassernetz angeschlossen ist und für eine Eiswürfelproduktion sowie zur Bereitstellung gekühlten Trinkwassers in zeitlichen Abständen Wasser aus dem Hauswassernetz entnimmt. Der Kühlschrank 80 ist über eine periphere Anschlussleitung an das Hauswassernetz angeschlossen. In diese periphere Anschlussleitung ist ein Durchflusssensor 81 eingesetzt.
Figuren 2-6 zeigen den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Sensors zur Durchflussmessung vor Peripheriegeräten. Der Sensor umfasst grundsätzlich ein Sensorge- häuse 1 10, an dem ein Magnetfeldsensor, hier ausführt als Hallsensor 120 befestigt ist. Die Befestigung des Hallsensors 120 erfolgt mittels zweier Schrauben 121 , 122, die in zwei Gewindebohrungen in einer planen Umfangsfläche 1 1 1 des Sensorgehäuses eingeschraubt werden können.
Das Sensorgehäuse definiert eine Einlassöffnung 1 12 und eine Auslassöffnung 1 14. Im Bereich der Einlassöffnung ist ein Außengewinde 1 13 angeordnet, im Bereich der Auslassöffnung ist ein entsprechendes Außengewinde 1 15 angeordnet, beide Außengewinde sind koaxial zur Mittellängsachse 100 des Sensorgehäuses 1 10 und dienen dazu, um das Sensorgehäuse fluiddicht an eine Wasserleitung oder eine Wasserarmatur anschließen zu können. In dem Sensorgehäuse ist ein Turbineneinsatz angeordnet, der im Prinzip aus drei Bauelementen besteht. Der Turbineneinsatz 130 umfasst einen Einlassstator 140, einen Rotor 150 und einen Auslassstator 160. Der Rotor ist mittels zweier Lagerungszapfen 151 , 152 in entsprechenden Lageraufnahmen im Einlassstatorgehäuse und im Auslassstatorgehäuse drehbar gelagert. Diese drehbare Lagerung ist koaxial um die Achse 100 ausgebildet. Die Längsachse 100 entspricht auch der Durchströmungsrichtung durch das Sensorgehäuse.
Der Rotor 150 ist zwischen Einlassstator 140 und Auslassstator 160 angeordnet. Der Einlassstator liegt daher zwischen der Einlassöffnung 1 12 und dem Rotor 150, der Auslassstator 160 liegt zwischen dem Rotor 150 und der Auslassöffnung 1 14.
Der Einlassstator weist insgesamt fünf Einlassstatorflügel 140a-e auf. Jeder Einlassstatorflügel 140a-e weist einen zunächst axial gerade ausgerichteten Flügelabschnitt 141a auf, der von einem hieran bündig anschließenden Flügelabschnitt 142a gefolgt wird. Dieser zweite Flügelabschnitt 142a ist axial schräg angeordnet in einem Sinne von einer Schrägstellung zur Axialausrichtung in solcher Weise, dass der zweite Flügelabschnitt 142a eine in Umfangsrichtung ausgerichtete Richtungskomponente aufweist. Durch diese Ausrichtung der Einlassstatorflügel 140a-e wird Wasser, welches durch die Einlassöffnung eintritt und in einer axial ausgerichteten Strömung von der Einlassöffnung auf den Einlassstator trifft, solcherart umgelenkt, dass eine in Umfangs- richtung gerichtete Strömungskomponente hinter dem Einlassstator vorliegt.
Der Rotor 150 weist insgesamt vier Rotorflügel 150a-d auf. Die Rotorflügel sind axial gerade ausgerichtet.
Der Einlassstator ist fest mit einem Turbinengehäuse 170 verbunden, indem jeder Einlassstatorflügel am Außenumfang fest mit der Innenwand des Turbinengehäuses 170 verbunden ist. An ihrem radial einwärts gelegenen Ende sind die Einlassstatorflügel mit einem zylindrischen Rohrabschnitt 145 verbunden, der als Lageraufnahme für den Lagerungszapfen 151 des Rotors 150 dient.
Der Rotor ist mittels des Lagerungszapfens 151 in dem Rohrabschnitt 145 des Einlassstatorgehäuses drehbar um die Längsachse 100 gelagert, am hierzu gegenüber- liegenden Ende ist der Rotor 150 mittels des Lagerungszapfens 152 in einem hierzu spiegelsymmetrisch übereinstimmenden Rohrabschnitt 165 des Auslassstators drehbar gelagert. Der Rotor weist hierdurch eine sehr leichtgängige drehbare Lagerung auf nur kurzzeitig auftretende Strömung von der Einlassöffnung durch den Einlassstator in Rotation versetzt. Der Auslassstator 160 weist vier Auslasstatorflügel 160a-d auf, die axial gerade ausgerichtet sind. Die Auslassstatorflügel liegen daher in Strömungsrichtung gleichsinnig zu den Rotorflügeln 150a-d. Die Auslassstatorflügel sind, ebenso wie die Einlassstatorflügel, an ihrem außenliegenden Ende fest mit dem Turbinengehäuse 170 verbunden und an ihrem radial einwärts gerichteten Ende fest mit dem Rohrabschnitt 165 verbunden, welcher den Lagerzapfen 152 des Rotors aufnimmt.
Der Rotor 150 ist aus einem ferromagnetischen Werkstoff hergestellt und solcherart magnetisiert, dass die einander gegenüberliegenden Rotorflügel 150a und 150c beide 5 einen Nordpol und die einander gegenüberliegenden Flügel 150b und 150d beide einen Südpol ausbilden. Hierdurch werden bei Drehung des Rotors wechselweise ein Nord- und ein Südpol an dem Hallsensor 120 vorbeigeführt und insgesamt vier Pole je Umdrehung erfasst. Dies ermöglicht eine sensible Erfassung der Drehung des Rotors und gegebenenfalls auch der Drehgeschwindigkeit des Rotors. Grundsätzlich ist zu versteif) hen, dass auch eine andere Anzahl an Rotorflügeln ausgebildet sein kann und/oder auch eine andere Art der Ausbildung und Anordnung von Nord- und Südpol. So kann beispielsweise ein Rotor mit nur zwei einander gegenüberliegenden Rotorflügeln eingesetzt werden, von denen einer einen Nord- und der andere einen Südpol ausbildet. Ebenso können beispielsweise dreiflügelige Rotoren eingesetzt werden, wobei zwei dieser Rotöls ren dann den Nord- und Südpol bilden.
Dieser magnetische Nord- und Südpol kann durch den Hallsensor 120 erfasst werden. Der Hallsensor 120 ist mittels Sensorkabeln 123 mit einer Steuerungseinheit verbunden, gegebenenfalls kann der Sensor 120 mittels der Sensorkabel 123 auch mit einer Draht- los-Ü bertrag ungsstation verbunden sein, um Sensorsignale an eine Steuerungseinheit zu 20 senden.
Figur 7 zeigt eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors. Bei dieser zweiten Ausführungsform ist, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, ein Rotor 250 in einem Turbinengehäuse 270 drehbar um eine Längsachse 200, die der durch Strömungsrichtung eines Sensorgehäuses 210 mit einer Einlassöffnung 212 und einer Aus-
25 lassöffnung 214 entspricht, gelagert. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 ist jedoch weder ein Einlassstator noch ein Auslassstator vorgesehen. Stattdessen ist ein Rückflussverhinderer 280 zwischen der Einlassöffnung 212 und dem Rotor 250 im Strömungsweg angeordnet. Dieser Rückflussverhinderer ist als federbelastetes Rückschlagventil ausgeführt und lässt Wasser lediglich in Flussrichtung von der Einlassöffnung 212
30 zur Auslassöffnung 214 hindurch. Der Rotor 250 ist mit gewölbten oder axial schräg ausgerichteten Rotorblättern ausgeführt und wird durch Wasser, welches durch das Rotorgehäuse 210 hindurch strömt, in Rotation versetzt. Diese Rotation wird, ebenso wie bei der ersten Ausführungsform, durch einen Hallsensor detektiert, der als magnetischer Nord- und Südpol ausgeführte Rotorblätter des Rotors erfasst. Der Hallsensor ist in eine
35 tangential ausgerichtete Bohrung 216 im Sensorgehäuse 210 eingesetzt. Die Ausführungsform gemäß Figur 7 weist weiterhin einen Partikelfilter 290 auf, der im Bereich der Einlassöffnung, also stromaufwärts vom Rückflussverhinderer 280, angeordnet ist. Dieser Partikelfilter 290 dient dazu, um Partikel zurückzuhalten und um zu verhindern, dass solche Partikel sich an dem Rotor anlagern und dessen Funktion behindern.
Figur 8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die prinzipiell übereinstimmend zu Figur 7 aufgebaut ist. Bei dieser Ausführungsform ist ein Rotor 350 in einem Kunststoffgehäuse 370 drehbar gelagert, das Kunststoffgehäuse 370 ist in dem Sensorgehäuse 310 fest verankert.
Figur 9 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors, die grundsätzlich übereinstimmend zu der Ausführungsform gemäß Figur 8 ist. Hier wird wiederum ein Turbinengehäuse 470 mit darin angeordnetem drehbar gelagerten Rotor (nicht abgebildet) eingesetzt. Die Ausführungsform gemäß Figur 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß Figur 7 dadurch, dass der Hallsensor bei dieser Ausführungsform in einer im Wesentlichen axial ausgerichteten Bohrung 416 im Sensorgehäuse 410 angeordnet ist.
Figur 10 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors. Bei dieser fünften Ausführungsform ist die gesamte Einheit des Rotors und des Hallsensors als ein Kunststoffbauteil 570 ausgebildet und der Hallsensor 520 ist in dieses Kunststoffbauteil integriert. Das Kunststoffbauteil 570 weist ein einlassseitiges Außengewinde 571 und ein auslassseitiges Außengewinde 572 auf, die dazu dienen, mit einlassseitigen beziehungsweise auslassseitigen Armaturabschnitten verbunden werden, um das Sensorgehäuse an einlass- beziehungsweise auslassseitige Rohre oder Armaturen anschließen zu können.

Claims

ANSPRÜCHE
Fluidleckprotektorvorrichtung, umfassend
- Ein in einer Zentralzufuhrleitung angeordnetes Absperrventil mit Einlass- und Auslassöffnung, einem Ventilkanal, der Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und einer Absperrvorrichtung, welche den Ventilkanal in einer Offenstellung für den Durchtritt eines Mediums von Einlass- zu der Auslassöffnung freigibt und in einer Schließstellung sperrt,
- Einen Aktuator, der mechanisch mit der Absperrvorrichtung gekoppelt und ausgebildet ist, die Position der Absperrvorrichtung von der Offen- in die Schließstellung und zurück zu bewegen,
- Eine Steuereinheit, die signaltechnisch mit dem Aktuator verbunden und ausgebildet ist, um den Aktuator für eine Bewegung in die Offen- und die Schließstellung anzusteuern,
- Einen Sensor, der signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden und ausgebildet ist, um eine Fluidanforderung eines Peripheriegerätes zu erfassen und ein Fluidanforderungssignal an die Steuerungseinheit zu übermitteln,
- Wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt des Fluidanforde- rungssignals den Aktuator für eine Bewegung der Absperrvorrichtung in die Offenstellung anzusteuern,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor umfasst:
- eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durchströmungsrichtung definiert,
- einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist,
- einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung,
- Wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um
o bei Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches einen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Offenstellung zu bringen.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches keinen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Schließstellung zu bringen,
wobei vorzugsweise die Steuerungseinheit ausgebildet ist, dass sie eine vorbestimmte Zeitspanne nach Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches keinen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Schließstellung bringt.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor um eine axial ausgerichtete Achse, die parallel zur Durchströmungsrichtung des Sensorgehäuses ausgerichtet ist, drehbar gelagert ist.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen Rotor und Einlassöffnung positionierten Einlassstator mit Einlassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Einlasstatorflügel eine voneinander verschiedene Ausrichtung in Bezug auf die Durchströmungsrichtung aufweisen.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen zwischen Rotor und Auslassöffnung positionierten Auslassstator mit Auslassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Auslasstatorflügel eine übereinstimmende Ausrichtung in Bezug auf die Durchströmungsrichtung aufweisen.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel axial gerade ausgerichtet sind und die Einlasstatorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräggestellten Flügelabschnitt aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach den Ansprüchen 4-6,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassstatorflügel axial gerade ausgerichtet sind.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Rotorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräg gestellten Flügelabschnitt aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind und das die Einlassstatorflügel axial gerade ausgerichtet
9. Fluidleckprotektorvorrichtung nach den Ansprüchen 4, 5 und 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Auslassstatorflügel einen gegenüber der axialen Richtung schräg gestellten Flügelabschnitte aufweisen, insbesondere gewölbt oder axial schräg ausgerichtet sind.
10. Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen zwischen Rotor und Einlassöffnung angeordneten Rückflussverhinderer, der einen Rückstrom von Fluid von der Auslassöffnung zur Einlassöffnung sperrt und einen Strom von Fluid von der Einlass- zur Auslassöffnung freigibt.
1 1. Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch einen zwischen Rotor und Einlassöffnung angeordneten Partikelfilter. .
Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch ein Rotorgehäuse, an dem der Rotor drehbar gelagert ist und das in dem Sensorgehäuse befestigt ist.
Fluidleckprotektorvorrichtung zum Absichern einer Steigleitung oder eines Leitungsabschnitts in einem Gebäude gegen Leckage, umfassend
- Eine Steuerungseinheit mit einer Alarmsignaleinrichtung zur optischen, akustischen oder elektronisch übermittelten Alarmsignalisierung,
gekennzeichnet durch
- einen in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt des Gebäudes installierten Sensor, der signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden und ausgebildet ist, um einen Rückstrom durch die Steigleitung bzw. den Leitungsabschnitt zu erfassen und Rückstromwarnsignal an die Steuerungseinheit zu senden,
- wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt des Rückstromwarnsignals ein akustisches, optisches und/oder elektronisch übermitteltes Warnsignal auszugeben,
und der Sensor umfasst: eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durchströmungsrichtung definiert,
einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist,
einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung,
wobei der Sensor solcherart in die Steigleitung eingebaut ist, dass die Durchströmung von der Einlass- zu der Auslassöffnung einem vertikal abwärts gerichteten Rückstrom durch die Steigleitung entspricht.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 13,
gekennzeichnet durch eines der Merkmale des Sensors der Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 2-12.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 13 oder 14,
gekennzeichnet durch ein Absperrventil in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt, welches mit einem Aktuator zur aktuatorbetätigten Öffnung und Schließung des Absperrventils gekoppelt und signaltechnisch mit der Steuerungseinheit verbunden ist, wobei die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt eines Sensorsignals von dem Sensor, das einen Rückstrom durch den Sensor signalisiert, den Aktuator zum Schließen des Absperrventils anzusteuern.
Fluidleckprotektorvorrichtung nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 13 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinheit ausgebildet ist, um bei Erhalt eines Signals von dem Sensor in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt, welches einen Rückstrom detektiert, den Aktuator des Absperrventils in der Zentralzufuhrleitung so anzusteuern, dass das Absperrventils in der Zentralzufuhrleitung geschlossen wird falls es offen ist und geschlossen gehalten wird, falls es geschlossen ist.
Verfahren zur Absicherung eines Hausfluidleitungssystems gegen Leckagen, mit den Schritten
- Absperren einer Zentralzufuhrleitung mittels eines darin angeordneten aktuatorbetätigten Absperrventils, - Erfassen eines Fluidbedarfes an einem Peripeherieanschluss mittels eines Sensors,
- Übertragung eines Fluidanforderungssignals von dem Sensor zu einer Steuerungseinheit,
- Ansteuern des Aktuators des Absperrventils zum Öffnen des Absperrventils mittels der Steuerungseinheit,
- dadurch gekennzeichnet, dass der Fluidbedatrf erfasst wird, indem ein Durch- fluss des Fluids durch den Peripeherieanschluss mittels eines Durchflusssensors erfasst wird, der einen im Fluidstrom angeordneten Rotor aufweist.
Verfahren nach Anspruch 17
dadurch gekennzeichnet, dass
- Die Rotation des Rotors mittels Erfassung von Magnetimpulsen von eir magnetischem Nord- und Südpol erfolgt, die an dem Rotor ausgebildet sind.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18
dadurch gekennzeichnet, dass
- dem Rotor in Strömungsrichtung vorgelagert ein Einlassstator angeordnet ist, der eine in Strömungsrichtung fließende Strömung solcherart leitet, dass der Rotor durch die geleitete Strömung in Rotation versetzt wird, und dass vorzugsweise
- dem Rotor in Strömungsrichtung nachgelagert ein Auslassstator angeordnet ist, der eine entgegen der Strömungsrichtung fließende Strömung solcherart leitet, dass der Rotor durch die geleitete Strömung nicht in Rotation versetzt wird.
Verfahren zur Absicherung einer Steigleitung oder eines Leitungsabschnittes eines Hausfluidleitungssystems gegen Leckagen, mit den Schritten
- Erfassen eines Rückstroms in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt mittels eines Sensors,
- Übertragung eines Rückstromwarnsignals von dem Sensor zu einer Steuerungseinheit,
- Ausgeben eines akustischen, optischen oder elektronisch übermittelten Warnsignals von der Steuerungseinheit,
dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor als Durchflusssensor ausgebildet ist und der Rückstrom erfasst wird, indem ein Durchfluss des Fluids durch den Durchflusssensors anhand einer Drehung eines im Fluidstrom angeordneten Rotors erfasst wird.
21. Verfahren nach Anspruch 20
dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren fortgebildet ist nach Anspruch 16 oder 17, wobei die Strömungsrichtung der Rückstrom richtung durch die Steigleitung entspricht. 22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21
dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen eines Rückstroms mittels einer Steuerungseinheit ein Aktuator eines Absperrventils in der Steigleitung bzw. dem Leitungsabschnitt angesteuert wird zum Schließen des Absperrventils.
Verfahren nach Anspruch 17 und einem der Ansprüche 20 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, dass bei Erfassen eines Rückstroms mittels einer Steuerungseinheit der Aktuator des Absperrventils in der Zentralzufiuhrleitung angesteuert wird zum Schließen des Absperrventils falls es offen ist und zum Halten des Geschlossen-Zustandes, falls es geschlossen ist.
Sensor zur Detektion eines Wasseranforderungssignals, umfassend:
- eine Sensorarmatur mit Einlass- und Auslassöffnung und einem Sensorgehäuse, das Einlass- und Auslassöffnung miteinander verbindet und eine axiale Durchströmungsrichtung definiert,
- einen Rotor mit Flügelpartien und einem magnetischem Nord- und Südpol, der innerhalb des Sensorgehäuses drehbar gelagert ist,
- einen an der Sensorarmatur befestigten Magnetfeldsensor zur Erfassung eines Durchflusses eines Mediums durch die Armatur mittels Detektion der Rotordrehung,
- einen zwischen Rotor und Einlassöffnung positionierten Einlassstator mit Einlassstatorflügeln, wobei die Rotorflügel und die Einlasstatorflügel eine voneinander verschiedene Ausrichtung in Bezug auf die Durchströmungsrichtung aufweisen.
Sensor nach Anspruch 24,
gekennzeichnet durch eines der Merkmale des Sensors Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 2-12. 26. Verwendung eines Sensor nach Anspruch 24 oder 25 zur Detektion eines Fluidbe- darfs an einem Peripheriegerät, das an eine Peripheriefluidleitung angeschlossen ist, die an eine durch ein Absperrventil abgesperrte Zentralfluidleitung angeschlossen ist.
Verwendung eines Sensors nach Anspruch 24 oder 25 zur Detektion eines Rückstroms in einer Steigleitung eines Gebäudes, indem der Sensor in eine Steigleitung oder als Bypass zu einer Steigleitung angeschlossen wird und die Einlassöffnung des Sensors an einen oberhalb des Sensors liegenden Abschnitt der Steigleitung angeschlossen ist und die Auslassöffnung des Sensors an einen unterhalb des Sensors liegenden Abschnitt der Steigleitung angeschlossen ist und der Sensor mit einer Warneinrichtung verbunden ist, die bei Detektion eines Rückstroms von dem oberen Abschnitt zu dem unteren Abschnitt durch den Sensor ein Rückstromwarnsignal erhält und ein akustisches, optisches oder elektronisch übermitteltes Warnsignal ausgibt. .
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