DE202014007095U1

DE202014007095U1 - Wasserleckagevorrichtung für Gebäude

Info

Publication number: DE202014007095U1
Application number: DE202014007095.4U
Authority: DE
Original assignee: PIPE SYSTEMS GmbH
Current assignee: PIPE SYSTEMS GmbH
Priority date: 2014-09-05
Filing date: 2014-09-05
Publication date: 2015-12-11
Anticipated expiration: 2024-09-06
Also published as: WO2016034734A1

Abstract

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 Fluidanforderungssignals 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 • bei Empfang eines Sensorsignals von dem Sensor, welches einen Durchfluss signalisiert, über die Ansteuerung des Aktuators das Absperrventil in eine Offenstellung zu bringen.

Description

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 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 Fluidanforderungssignals den Aktuator für eine Bewegung der Absperrvorrichtung in die Offenstellung anzusteuern.
Eine Wasserleckprotektorvorrichtung dieser Bauart ist aus DE 10 2009 045 150 B3 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 Peripherieleitungen, 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 DE 10 2009 045 150 B3 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 Geschirrspülmaschine 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 Peripheriegerätes 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 höhere 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 Zerlegung 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 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 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 entsprechenden 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 Fluidleitung 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 weitergegeben. Die Steuerungseinheit kann daraufhin das zentrale Absperrventil über den Aktuator 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 Peripherieanschlussleitung 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. Ausnehmungen 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 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. 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 Zeitspanne 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 Durchströmungsrichtung 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 Richtungsempfindlichkeit 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 Rotorflügel 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 entsprechenden 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 Ausführungsform 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 Umlenkung 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 Armatur 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 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. 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 Einlassöffnung 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 detektierten 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 detektieren 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 Hausfluidleitungssystems 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 Steuerungseinheit, bei dem der Fluidbedatrf erfasst wird, indem ein Durchfluss des Fluids durch den Peripeherieanschluss mittels eines Durchflusssensors erfasst wird, der einen im Fluidstrom angeordneten Rotor aufweist.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann fortgebildet werden, indem die Rotation des 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 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.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient dazu, um ein Leitungssystem innerhalb eines 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 erfindungsgemäßen 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 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 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 Hausfluidleitungssystems 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 angeschlossen 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:
1: einen schematischen Grundriss eines Gebäudes, das mit der erfindungsgemäßen Wasserleckprotektorvorrichtung ausgerüstet ist,
2: eine perspektivische Explosionsdarstellung des Sensors gemäß 1,
3: einen Längsschnitt eines Sensors der erfindungsgemäßen Wasserleckprotektorvorrichtung,
4: eine perspektivische, längsgeschnittene Ansicht des Sensors gemäß 1,
5: eine Ansicht des Turbineneinsatzes in dem erfindungsgemäßen Sensor in perspektivischer Ansicht von der Eingangsseite,
6: eine Ansicht des Turbineneinsatzes in dem erfindungsgemäßen Sensor in perspektivischer Ansicht von der Ausgangsseite,
7: eine längsgeschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors,
8: eine längsgeschnittene Ansicht einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors,
9: eine längsgeschnittene Ansicht einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors, und
10: eine längsgeschnittene Ansicht einer fünften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors.
Bezugnehmend zunächst auf 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 11, in Strömungsrichtung hinter dieser Wasseruhr 11 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 Sicherheitsventil 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 Elektronikmodule 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, tiefpassgefiltert 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.
2–6 zeigen den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Sensors zur Durchflussmessung vor Peripheriegeräten. Der Sensor umfasst grundsätzlich ein Sensorgehäuse 110, 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 111 des Sensorgehäuses eingeschraubt werden können.
Das Sensorgehäuse definiert eine Einlassöffnung 112 und eine Auslassöffnung 114. Im Bereich der Einlassöffnung ist ein Außengewinde 113 angeordnet, im Bereich der Auslassöffnung ist ein entsprechendes Außengewinde 115 angeordnet, beide Außengewinde sind koaxial zur Mittellängsachse 100 des Sensorgehäuses 110 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 112 und dem Rotor 150, der Auslassstator 160 liegt zwischen dem Rotor 150 und der Auslassöffnung 114.
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 Umfangsrichtung 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 gegenüberliegenden 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 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 verstehen, 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 Rotoren 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 Drahtlos-Übertragungsstation verbunden sein, um Sensorsignale an eine Steuerungseinheit zu senden.
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 Auslassöffnung 214 entspricht, gelagert. Bei der Ausführungsform gemäß 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 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 tangential ausgerichtete Bohrung 216 im Sensorgehäuse 210 eingesetzt.
Die Ausführungsform gemäß 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.
8 zeigt eine dritte Ausführungsform der Erfindung, die prinzipiell übereinstimmend zu 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.
9 zeigt eine vierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sensors, die grundsätzlich übereinstimmend zu der Ausführungsform gemäß 8 ist. Hier wird wiederum ein Turbinengehäuse 470 mit darin angeordnetem drehbar gelagerten Rotor (nicht abgebildet) eingesetzt. Die Ausführungsform gemäß 8 unterscheidet sich von der Ausführungsform gemäß 7 dadurch, dass der Hallsensor bei dieser Ausführungsform in einer im Wesentlichen axial ausgerichteten Bohrung 416 im Sensorgehäuse 410 angeordnet ist.
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102009045150 B3 [0002, 0004]
WO 2013041699 A1 [0005]

Claims

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 Fluidanforderungssignals 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 • 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 sind.
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.
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.
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.
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 17, gekennzeichnet durch eines der Merkmale des Sensors der Fluidleckprotektorvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 2–12.
Verwendung eines Sensor nach Anspruch 17 oder 18 zur Detektion eines Fluidbedarfs an einem Peripheriegerät, das an eine Peripheriefluidleitung angeschlossen ist, die an eine durch ein Absperrventil abgesperrte Zentralfluidleitung angeschlossen ist.
Verwendung eines Sensors nach Anspruch 17 oder 18 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.