WO2018050439A1

WO2018050439A1 - Fitting for a fluid-conducting system

Info

Publication number: WO2018050439A1
Application number: PCT/EP2017/071834
Authority: WO
Inventors: Markus Schönberger
Original assignee: FRANK plastic AG
Current assignee: Roechling Medical Waldachtal AG
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-08-31
Publication date: 2018-03-22
Anticipated expiration: 2019-03-15
Also published as: DE102016011100A1

Abstract

The present invention relates to a fitting (10) for a fluid-conducting system, having: at least one autonomous energy generation system (16) for generating energy using the fluid (F) flowing in the fluid-conducting system; and at least one sensor unit (28) for sensing and evaluating one or more sensor signals which directly or indirectly describe one or more parameters of the fluid (F) flowing in the fluid-conducting system, wherein the sensor unit (28) comprises at least one sensor and at least one sensor evaluation unit (34), the fitting (10) also has at least one recording unit (36), and the sensor unit (28) and the recording unit (36) are supplied with energy exclusively by the energy generation system (16).

Description

Armatur für ein Fluidleitungssystem Fitting for a fluid line system

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Armatur für ein Fiuidieitungssystem. The present invention relates to a fitting for a Fiuidieitungssystem.

Armaturen für Fluidleitungssysteme, insbesondere für Wasserleitungen oder dergleichen, sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Fittings for fluid line systems, in particular for water pipes or the like, are already known from the prior art.

Dabei bezeichnen Armaturen in Rohrleitungen Bauelemente insbesondere zum Absperren oder Regeln von Stoffströmen, beispielsweise von Trinkwasser oder auch In this context, fittings in piping designate components, in particular for shutting off or regulating material flows, for example drinking water or else

Fluiden in anderen Haushaltskreisläufen, Fluids in other household cycles,

Je nach Bauart verschließt ein Schließelement die an die Armatur angeschlossene Rohrleitung. Beim Wasserhahn ist dies der Ventilteller. Bei der Absperrklappe ist dies eine drehbare Klappe, beim Absperrschieber eine verschiebbare Scheibe und beimDepending on the design, a closing element closes the pipe connected to the valve. At the tap, this is the valve plate. In the case of the butterfly valve, this is a rotatable flap, in the case of a gate valve a displaceable disc and

Hahn ein drehbarer Zylinder oder Konus oder eine Kugel, die alle mit einer Bohrung versehen sein können. Tap a rotatable cylinder or cone or a ball, which can all be provided with a bore.

Aus der DE 10 2005 059 441 A1 ist bereits ein Druckminderer mit einem Überwachungsmittel bekannt. Der Druckminderer dient zum Mindern des Drucks einer Flüssigkeit in Leitungssystemen, insbesondere in Leitungssystemen der Wasserversorgung, wobei der Druckminderer von der Flüssigkeit durchflössen werden kann, mit zumindest einem Messmittel zum Erfassen von physikalischen Größen, z.B. des Drucks oder des Volumenstroms, der in den Druckminderer einfließenden Flüssigkeit und mit zumindest einem Messmittel zum Erfassen von physikalischen Größen, z.B. des Drucks oder des Volumenstroms, der aus dem Druckminderer ausfließenden Flüssigkeit, wobei der Druckminderer ein Mittel zur Überwachung aufweist, das geeignet und eingerichtet ist, zumindest eine Funktion zumindest einer der erfassten physikalischen Größen zum Feststellen eines Fehlers und/oder eine Gefahr einer Beschädigung und/oder Zerstörung des Druckminderers oder des Leitungssystems zu Verarbeiten und den Fehler und/oder die Gefahr anzuzeigen. From DE 10 2005 059 441 A1, a pressure reducer with a monitoring means is already known. The pressure reducer is used to reduce the pressure of a liquid in piping systems, in particular in piping systems of the water supply, wherein the pressure reducer can be flowed through by the liquid, with at least one measuring means for detecting physical quantities, e.g. the pressure or volume flow, the liquid flowing into the pressure reducer, and at least one measuring means for detecting physical quantities, e.g. the pressure or the volume flow of the fluid flowing out of the pressure reducer, the pressure reducer having a means for monitoring which is suitable and arranged to perform at least a function of at least one of the detected physical quantities for detecting an error and / or a risk of damage and / or destruction of the pressure reducer or piping system and indicate the fault and / or danger.

Aus der EP 0 210 523 A1 ist eine Einrichtung für Druck-, Normalkraft- und Biegungsmessungen an Rohrleitungen bekannt. Diese Einrichtung dient zum Messen des Druckes, der Normalkraft und der Biegung in einem zylindrischen Körper, insbesondere einem Rohr. Dabei ist vorgesehen, dass Dehnungsmessstreifen am Rohr in axialer und in radialer Richtung angeordnet werden. Mit den Dehnungsmessstreifen ist eine Auswertungseinheit verbunden, die an ihrem Ausgang separat Werte für Druck, Normalkraft und Biegung abgibt. From EP 0 210 523 A1 a device for pressure, normal force and bending measurements on pipes is known. This device is used to measure the pressure, the normal force and the bending in a cylindrical body, in particular a tube. It is envisaged that strain gauges on Tube are arranged in the axial and radial directions. With the strain gauges an evaluation unit is connected, which outputs at its output separately values for pressure, normal force and bending.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Armatur für ein Fluidleitungssystem der eingangs genannten Art in vorteilhafter Weise weiterzubilden, insbesondere dahingehend, dass die Energieversorgung der Armatur und der in der Armatur verbauten Sensorik und Elektronik einfacher und effizienter ausgebildet werden kann. It is the object of the present invention to further develop a valve for a fluid line system of the type mentioned in an advantageous manner, in particular to the effect that the power supply of the valve and built in the valve sensor and electronics can be made simpler and more efficient.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß, gelöst durch eine Armatur mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Danach ist vorgesehen, dass eine Armatur für ein Fluidleitungssystem mit wenigstens einem autarken Energiegewinnungssystem zur Gewinnung von Energie anhand des im Fluidleitungssystems strömenden Fluids versehen ist, wobei die Armatur wenigstens eine Sensoreinheit zur Erfassung und Auswertung eines oder mehrerer Sensorsignale aufweist, die direkt oder indirekt einen oder mehrere Parameter des im Fluidleitungssystems strömenden Fluids beschreiben, wobei die Sensoreinheit wenigstens einen Sensor und wenigstens eine Sensorauswerteeinheit umfasst, wobei die Armatur weiter wenigstens eine Aufzeichnungseinheit aufweist und wobei die Sensoreinheit und die Aufzeichnungseinheit ausschließlich durch das Energiegewinnungssystem mit Energie versorgt werden. This object is achieved by a valve with the features of claim 1. Thereafter, it is provided that a fitting for a fluid line system is provided with at least one self-sufficient energy recovery system for recovering energy from the fluid flowing in the fluid conduit system, the valve at least one sensor unit for detecting and evaluating one or more sensor signals which directly or indirectly describe one or more parameters of the fluid flowing in the fluid conduit system, wherein the sensor unit comprises at least one sensor and at least one sensor evaluation unit, wherein the armature further comprises at least one recording unit and wherein the sensor unit and the recording unit is powered solely by the energy recovery system.

Die Erfindung basiert auf dem Grundgedanken, dass das durch die Armatur strömende Fluid als Energiequelle genutzt werden kann und soll, um die Elektronik der Armatur mit Energie zu versorgen. Hierzu soll auch der Fluidstrom durch das Fluidleitungssystem im Wesentlichen ungestört bleiben. Dies wird dadurch erreicht, dass keine Turbine oder dergleichen verwendet wird. Vielmehr wird lediglich der mechanische Einfluss auf die Armatur selbst, etwa in Form von Schwingungen oder Druck verwendet, um die Energie zu erzeugen. Die Energieerzeugung erfolgt nach dem sog. Energy-Harvesting-Prinzip. Eine zusätzliche Stromversorgung der Armatur ist somit nicht notwendig, da die Energiegewinnung der Armatur bzw. für die Elektronik der Armatur autark erfolgen kann. Die Armatur selbst kann im Wesentlichen insbesondere im Hinblick auf Gehäusebestandteile oder fluidführende Bereiche teilweise oder vollständig aus Kunststoff ausgeführt sein. The invention is based on the idea that the fluid flowing through the valve can and should be used as an energy source in order to supply the electronics of the valve with energy. For this purpose, the fluid flow through the fluid conduit system should remain substantially undisturbed. This is achieved by not using a turbine or the like. Rather, only the mechanical influence on the valve itself, such as in the form of vibrations or pressure is used to generate the energy. The energy is generated according to the so-called energy harvesting principle. An additional power supply of the valve is therefore not necessary, since the power of the armature or for the electronics of the valve can be self-sufficient. The fitting itself can essentially In particular with regard to housing components or fluid-carrying areas partially or completely made of plastic.

Bei der Armatur kann es sich beispielsweise um einen Durchflussmesser oder dergleichen handeln. The valve may be, for example, a flow meter or the like.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass das Energiegewinnungssystem und die Sensoreinheit in einer gemeinsamen Sensor-Aktor-Einheit integriert sind. Die gemeinsame Sensor-Aktor- Ei n heit stellt dann im Wesentlichen die Elektronik der Armatur dar. Die Sensor-Aktor-Einheit kann dabei entsprechende Schnittstellen zur Datenübertragung bzw. Datenauslesung aufweisen, etwa durch Funk, Bluetooth oder auch durch eine Schnittstelle, beispielsweise einen Stecker für ein Kabel oder dergleichen. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass eine derartige Schnittstelle beispielsweise als USB- Schnittstelle ausgebildet wird. Furthermore, it can be provided that the energy recovery system and the sensor unit are integrated in a common sensor-actuator unit. The common sensor / actuator unit is then essentially the electronics of the fitting. The sensor / actuator unit can have corresponding interfaces for data transmission or data readout, for example by radio, Bluetooth or also by an interface, for example a plug for a cable or the like. It is conceivable in this context that such an interface is formed for example as a USB interface.

Das Energiegewinnungssystem kann wenigstens einen Dehnmessstreifen umfassen. Denkbar ist in diesem Zusammenhang, dass der Dehnmessstreifen ein Piezo- Dehnmessstreifen ist. Mittels derartiger Dehnmessstreifen wird es möglich, die durch die Armatur strömenden Fluide dahingehend zu nutzen, dass die auf die Armatur ausgeübten Schwingungen, Drücke, Dehnungen, Kräfte usw. genutzt werden können, um Strom zu erzeugen und um entsprechende Spannung zu erzeugen, die zur Energiegewinnung genutzt werden können. In diesem Zusammenhang ist auch von Vorteil, dass zur Energieversorgung der Sensoreinheit nur geringe Energiemengen erforderlich sind. The energy recovery system may include at least one strain gauge. It is conceivable in this context that the strain gauge is a piezo strain gauges. By means of such strain gauges, it becomes possible to use the fluids flowing through the valve in such a way that the vibrations, pressures, strains, forces exerted on the valve can be used to generate electricity and to generate appropriate voltage for generating energy can be used. In this context, it is also advantageous that only small amounts of energy are required to power the sensor unit.

Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Sensoreinheit ebenfalls einen Dehnmessstretfen umfasst oder durch einen Dehnmessstretfen ausgebildet ist. Auch hier kann es sich um Piezo-Dehnmessstreifen handeln. Die auf den Dehnmessstreifen einwirkenden Kräfte, Dehnungen oder Stauchungen werden in entsprechende Spannungen bzw. Ströme umgesetzt, die neben einer Energiegewinnung auch entsprechend als Sensorsignal ausgewertet werden können. Die Auswertung des Sensorsignals erfolgt durch die an den Dehnmessstreifen angeschlossene Sensorauswerteeinheit. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Armatur einen Speicherchip aufweist, der derart beschaffen und ausgebildet ist, dass er mit der Sensoreinheit in Signalverbindung steht und dass mit dem Speicherchip das oder die Sensorsignal(e) aufzeichenbar sind. Dadurch wird es beispielsweise möglich, den Druckverlauf und die Belastungen der Armatur über die Zeit aufzeichnen zu können. Beispielsweise wird es hierdurch möglich, Überbelastungen der Armatur aufdecken zu können. Dies ist insbesondere dann interessant, wenn es zu einem Versagen der Armatur kommt und dann eine Ursachenforschung im Hinblick auf das Versagen der Armatur erfolgen soll. Durch die Speicherfunktion wird es möglich, auch im Nachhinein erkennen zu können, ob die Armatur im zugelassenen Belastungsbereich betrieben wurde oder in der Vergangenheit eine Uberbelastung vorlag, die möglicherweise schadenursächlich war. In particular, it can be provided that the sensor unit also comprises a Dehnmessstretfen or is formed by a Dehnmessstretfen. Again, it may be piezometric strain gauges. The forces, strains or compressions acting on the strain gauges are converted into corresponding voltages or currents which, in addition to energy generation, can also be correspondingly evaluated as a sensor signal. The evaluation of the sensor signal is effected by the sensor evaluation unit connected to the strain gauges. In addition, it can be provided that the fitting has a memory chip which is designed and configured such that it is in signal connection with the sensor unit and that the memory chip or the sensor signal (s) are recordable. This makes it possible, for example, to be able to record the pressure profile and the loads of the valve over time. For example, this makes it possible to detect overloading of the valve. This is particularly interesting when it comes to a failure of the valve and then a cause research with regard to the failure of the valve should be done. The memory function makes it possible to detect, even after the fact, whether the valve has been operated in the approved load range or has been overloaded in the past, possibly causing damage.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Armatur eine Energiespeichereinheit aufweist, die derart beschaffen und ausgebildet ist, dass in sie die mittels des Energiegewinnungssystems gewonnene Energie zumindest teilweise einspeicherbar ist. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Akku oder eine Batterie handeln. Denkbar ist aber auch, Kondensatoren oder dergleichen zu verwenden. Hierdurch wird es möglich, gewonnene Energie, die nicht sofort abgerufen wird, für entsprechende Anwendungsfälle auch in der Zukunft weiter vorhalten zu können und einzuspeichern. Furthermore, it can be provided that the fitting has an energy storage unit, which is designed and constructed such that in it the energy obtained by means of the energy recovery system is at least partially einspeicherbar. This may be, for example, a battery or a battery. It is also conceivable to use capacitors or the like. This makes it possible, recovered energy, which is not immediately retrieved to continue to hold for corresponding applications in the future and save.

Die Armatur kann wenigstens einen Fluidkanal und wenigstens einen Elektronikraum zur Aufnahme und Unterbringung des Energiegewinnungssystems und/oder der Sensoreinheit und/oder der Aufzeichnungseinheit aufweisen, wobei der Fluidkanal und der Elektronikraum voneinander getrennt sind, z. B. durch eine Membran. Hierdurch wird eine einfache und sichere fluiddichte Trennung von Fluidkanal und Elektronikraum ermöglicht. Darüber hinaus kann die Membran auch als Signal- und Schwingungsverstärker genutzt werden, um hier beispielsweise die Sensoren anbringen zu können. The fitting may have at least one fluid channel and at least one electronics compartment for receiving and accommodating the energy recovery system and / or the sensor unit and / or the recording unit, wherein the fluid channel and the electronics compartment are separated from each other, for. B. by a membrane. As a result, a simple and secure fluid-tight separation of fluid channel and electronics compartment is made possible. In addition, the membrane can also be used as a signal and vibration amplifier to attach here, for example, the sensors can.

Im Elektronikraum kann wenigstens ein Fluidsensor angeordnet sein, mittels dessen ein Fluideintritt in den Elektronikraum detektierbar ist. Denkbar ist beispielsweise, dass ein derartiger Fluidsensor derart ausgebildet und beschaffen ist, dass er bei Kortakt mit dem Fluid, das durch die Armatur strömt, ein Alarmsignal oder Abschaltesignal generiert. Anhand dieses Signals wird erkennbar, dass die Armatur defekt ist. Anhand dieses Signals kann auch erkannt und entschieden werden, ob die Armatur aus Sicherheitsgründen gesperrt bzw. sogar der entsprechende Leitungsabschnitt des Fluidleitungssystems gesperrt werden muss. Auch die Erkennung, welche Armatur des Fluidleitungssystems getauscht werden muss, wird hierdurch vereinfacht. In the electronics compartment, at least one fluid sensor can be arranged, by means of which a fluid inlet into the electronics compartment can be detected. It is conceivable, for example, that such a fluid sensor is designed and arranged such that it at Kortakt with the fluid flowing through the valve, an alarm signal or shutdown signal generated. This signal indicates that the valve is defective. Based on this signal can also be detected and decided whether the valve locked for security reasons or even the corresponding line section of the fluid line system must be disabled. Also, the recognition of which valve of the fluid line system must be replaced, thereby simplified.

Mittels der wenigstens einen Sensoreinheit kann mittelbar und/oder unmittelbar die mechanische Belastung auf die Armatur messbar und/oder auswertbar sein. Dies ist mittels beispielsweise der Dehnmessstreifen vergleichsweise einfach möglich. By means of the at least one sensor unit can be directly and / or directly the mechanical load on the valve to be measured and / or evaluated. This is comparatively easy by means of, for example, the strain gauges.

Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass mittels der wenigstens einen Sensoreinheit mittelbar und/oder unmittelbar die mechanische Belastung für die Ein- und/oder Ausgangsdrücke vor und/oder nach der Armatur messbar und/oder auswertbar sind. Durch die Sensoren kann bei entsprechender Anordnung erkannt werden, welchen Eingangsdruck und welchen Ausgangsdruck das durch die Armatur strömende Fluid aufweist beim Durchströmen der Armatur. Entsprechend können diese Werte einfach und sicher erfasst und auch ausgewertet werden. In addition, it can be provided that the mechanical load for the input and / or output pressures before and / or after the valve can be measured and / or evaluated directly and / or directly by means of the at least one sensor unit. With the appropriate arrangement, it can be detected by the sensors which input pressure and which outlet pressure the fluid flowing through the valve has when it flows through the valve. Accordingly, these values can be easily and reliably recorded and also evaluated.

Anhand der Druckdifferenz zwischen Eingangsdruck und Ausgangsdruck kann die Durchflussmenge und/oder Durchflussgeschwindigkeit des Fluids durch die Armatur messbar und/oder auswertbar sein. Da die Strömungsquerschnitte durch die Armatur bekannt sind, lässt sich hieraus einfach und sicher beispielsweise anhand und mit der Sensorauswerteeinheit errechnen, welche Durchflussmenge des Fluids durch die Armatur geströmt ist bzw. welche Durchflussgeschwindigkeit das Fluid hat bzw. hatte. Based on the pressure difference between the inlet pressure and outlet pressure, the flow rate and / or flow rate of the fluid through the valve can be measured and / or evaluated. Since the flow cross sections are known through the fitting, it can be calculated from this easily and safely, for example, based on and with the Sensorauswerteeinheit which flow of fluid has flowed through the valve or which flow rate has the fluid or had.

Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass mittels der wenigstens einen Sensoreinheit mittelbar und/oder unmittelbar die thermische Belastung auf die Armatur messbar und/oder auswertbar ist. Furthermore, it can be provided that the thermal load on the fitting can be measured and / or evaluated indirectly and / or directly by means of the at least one sensor unit.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sollen nun anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Further details and advantages of the invention will now be explained in more detail with reference to an embodiment shown in the drawings.

Es zeigen: Show it:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Armatur; Fig. 2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßenFig. 1 shows an embodiment of a valve according to the invention; Fig. 2 shows a section through an embodiment of an inventive

Armatur; sowie fitting; such as

Fig. 3 ein Anwendungsbeispiel der in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten erfindungsgemäßen Armatur. 3 shows an application example of the fitting according to the invention shown in FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Armatur 10, die eine Fluideinlassöffnung 12 für ein Fluid F und eine Fluidauslassöffnung 14 für das Fluid F aufweist. 1 shows a schematic illustration of an exemplary embodiment of a fitting 10 according to the invention, which has a fluid inlet opening 12 for a fluid F and a fluid outlet opening 14 for the fluid F.

Die Strömungsrichtung in Fig. 1 ist mit entsprechenden Pfeilen dargestellt. The flow direction in Fig. 1 is shown with corresponding arrows.

Die Armatur 10 für das Fluidleitungssystem weist ein autarkesThe valve 10 for the fluid line system has a self-sufficient

Energiegewinnungssystem 16 und einen Energiespeicher 18 auf. Energy recovery system 16 and an energy storage 18.

Wie dies weiter in Fig. 2 gezeigt ist, ist in der Armatur 10 ein fluidführender Bereich inAs further shown in Fig. 2, in the armature 10 is a fluid-carrying area in

Form eines Fluidkanals 20 zwischen dem Fluideinlass 12 und dem Fluidauslass 14 vorgesehen. Die Elektronik der Armatur 10 ist oberhalb des Fluidkanals 20, abgetrennt durch eine Membran 22, angeordnet. Oberhalb bzw. getrennt vom Fluidkanal 20, also dem fluidführenden Bereich der Armatur 10, ist in dem Gehäuse 24 der Armatur 10 ein Elektronikraum 26 vorgesehen, in dem das Energiegewinnungssystem 16 und auch der Energiespeicher 18 angeordnet sind. Form of a fluid passage 20 between the fluid inlet 12 and the fluid outlet 14 is provided. The electronics of the fitting 10 is above the fluid channel 20, separated by a membrane 22, arranged. Above or separated from the fluid channel 20, so the fluid-carrying portion of the valve 10, an electronics compartment 26 is provided in the housing 24 of the valve 10, in which the energy recovery system 16 and the energy storage 18 are arranged.

Das Energiegewinnungssystem 16 ist weiter mit einer Sensoreinheit 28 versehen und zu einer gemeinsamen Sensor-Aktor-Einheit 30 ausgebildet. The energy recovery system 16 is further provided with a sensor unit 28 and formed into a common sensor-actuator unit 30.

Mittels Sensoreinheit 28 kann mittelbar und/oder unmittelbar die thermische Belastung auf die Armatur 10 messbar und/oder auswertbar sein. The thermal load on the fitting 10 can be measurable and / or evaluable indirectly and / or directly by means of the sensor unit 28.

Die Sensor-Aktor-Einheit 30 weist mehrere Dehnmessstreifen 32 auf, die einerseits zur Energiegewinnung und andererseits zur Sensorik dienen. The sensor-actuator unit 30 has a plurality of strain gauges 32, which serve on the one hand to generate energy and on the other hand to the sensor.

Die Sensoreinheit 28 weist neben den Dehnmessstreifen 32 als Sensoren auch eine Sensorauswerteeinheit 34, d.h. eine entsprechende Steuerungs- und Regelungslogik bzw. einen Elektronik-Controller auf. The sensor unit 28 has, in addition to the strain gauges 32 as sensors, also a sensor evaluation unit 34, i. a corresponding control and regulation logic or an electronic controller.

Darüber hinaus ist auch eine Aufzeichnungseinheit 36 im Elektronikraum 26 vorgesehen, die zur Aufzeichnung der durch die Sensoren erfassten Sensorsignale dient. Die Aufzeichnungseinheit 36 kann hierzu mit einem Speicherchip 38 versehen sein oder mit einem entsprechend in der Armatur 10 vorgesehenen Speicherchip 38 in Verbindung stehen. In addition, a recording unit 36 is provided in the electronics compartment 26, which serves to record the sensor signals detected by the sensors. The recording unit 36 can for this purpose be provided with a memory chip 38 be or with a correspondingly provided in the fitting 10 memory chip 38 in conjunction.

Die Armatur 10 weist weiter im Elektronikraum 26 ein Funkmodul 40 auf. The fitting 10 further has a radio module 40 in the electronics compartment 26.

Außerdem ist im Elektronikraum 26 ein Fluidsensor angeordnet, mittels dessen ein Fluideintritt in den Elektronikraum 28 detektierbar ist. In addition, a fluid sensor is arranged in the electronics compartment 26, by means of which a fluid inlet into the electronics compartment 28 can be detected.

Die Funktion der Armatur 10 iässt sich dabei wie folgt beschreiben: The function of the fitting 10 can be described as follows:

Mittels der Dehnmessstreifen 32 werden die auf den Anschlussstutzen der Armatur 10 dort vorherrschenden Dehnungszustände gemessen, um beispielsweise die Kennwerte für mechanische Belastung (Druckschläge), Ein- und Ausgangsdrücke vor und nach der Armatur 10, beispielsweise eines Ventils, und die Durchflussmenge durch die Druckdifferenz zu messen. By means of the strain gauges 32, the prevailing on the connecting piece of the valve 10 there are measured strain states, for example, the characteristics of mechanical stress (pressure surges), input and output pressures before and after the valve 10, for example, a valve, and the flow rate through the pressure difference measure up.

Aufgrund von steigenden oder sinkenden Drücken in Rohrleitungssystemen können radiale Dehnungen der Rohrleitungsquerschnitte entstehen. Diese Dehnung kann durch die Dehnmessstreifen 32 erfasst werden. Durch eine Dehnung oder Stauchung verändert sich auch der elektrische Widerstand der Dehnmessstreifen 32, Due to increasing or decreasing pressures in piping systems, radial expansions of the pipe sections may occur. This strain can be detected by the strain gauges 32. By stretching or compression also changes the electrical resistance of the strain gauges 32,

Dadurch verändert sich bei konstanter Versorgungsspannung auch die Stromstärke.As a result, the current strength also changes with a constant supply voltage.

Diese Veränderung der Stromstärke kann in einen Druck umgerechnet werden. Durch eine zusätzlich integrierte Speichermöglichkeit, hier durch den Speicherchip 38, können diese Daten mitgeschrieben und auch gespeichert werden. This change in current can be converted into a pressure. By an additional integrated storage option, here by the memory chip 38, this data can be written and stored.

So können beispielsweise in der Vergangenheit zurückliegende Oberbelastungen der Armatur 10 einfach detektiert werden und hierdurch auch eine Schadensursachenforschung durchgeführt werden. Thus, for example, in the past previous overhead loads of the fitting 10 can be easily detected and thereby also a cause of damage research be performed.

Die Stromversorgung der in der Armatur 10 enthaltenen Elektronik erfolgt durch das Energy-Harvesting-Prinzip. The power supply of the electronics contained in the fitting 10 is effected by the energy harvesting principle.

Beim Energy-Harvesting-Prinzip sollen durch den piezo-elektrischen Effekt die notwendige elektrische Spannung geliefert werden. Alternativ sind auch andere Energiegewinnungsmethoden, wie z. B. Energiegewinnung nach Generatorprinzip, möglich. Durch die ständigen Vibrationen in der Rohrleitung, sowie Druckschwankungen in derWith the energy-harvesting principle, the piezoelectric effect should deliver the necessary electrical voltage. Alternatively, other energy recovery methods, such. B. energy generation according to generator principle, possible. Due to the constant vibrations in the pipeline, as well as pressure fluctuations in the pipeline

Anlage, werden die Piezo-Kristalle der Dehnmessstreifen 32 einer ständigen Dehnung und Stauchung ausgesetzt und produzieren dadurch die notwendige Spannung, die für die Elektronik der Armatur 10 notwendig ist. Plant, the piezoelectric crystals of the strain gauges 32 are exposed to a constant strain and compression and thereby produce the necessary voltage, which is necessary for the electronics of the fitting 10.

Diese kann der Messsensorik zur Verfügung gestellt werden, oder aber auch mittels der Energiespeichereinheit eingespeichert werden. Wird durch das Energy- Harvesting-Prinzip mehr Energie als benötigt generiert, wird diese also zwischengespeichert, damit die Sensorik auch bei einer Abschaltung der Anlage stets mit Strom versorgt werden kann. This can be made available to the measuring sensor, or else be stored by means of the energy storage unit. If the energy harvesting principle generates more energy than required, it is stored temporarily, so that the sensor system can always be supplied with power even when the system is switched off.

So wird beispielsweise bei einem Stopp der Fluidströmung durch die Armatur 10 trotzdem noch mittels der Sensoreinheit 28 aufgezeichnet, dass eben kein Fluidstrom mehr durch die Armatur 10 erfolgt. Thus, for example, in the case of a stop of the fluid flow through the valve 10, it is still recorded by means of the sensor unit 28 that no fluid flow is being made through the valve 10.

Mithilfe des integrierten Funkmoduls 40 können die durch die Messsensorik erfassten Daten übermittelt werden. With the aid of the integrated radio module 40, the data recorded by the measuring sensor system can be transmitted.

Die Daten werden mithilfe beispielsweise eines separaten Empfängers und/oder eines Displays am Ventil abgelesen. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die Daten direkt in das Anlagenkontrollsystem zu übermitteln, damit dieses bei einer Störung, wie z.B. bei einem Druckschlag oder bei einem ungewünschten Druckanstieg/-abfall die Anlage entweder abstellt oder einen Anlagentechniker benachrichtigt. The data is read using, for example, a separate receiver and / or a display on the valve. However, it is also possible to transmit the data directly to the plant control system so that it can be monitored in the event of a malfunction, such as a malfunction. In the event of a pressure shock or an undesired increase / decrease in pressure, the system either shuts down or notifies a plant engineer.

Das integrierte Funkmodul 40 kann dabei insbesondere mit einem externen Datenterminal 42 in Verbindung stehen, wie dies in Flg. 3 gezeigt ist. The integrated radio module 40 can in particular be connected to an external data terminal 42, as shown in FIG. 3 is shown.

Die Armatur 10 weist weiter den integrierten Speicherchip 38 auf, auf dem alle prozessrelevanten Daten mitgeschrieben werden können. So kann bei einem Produktausfall schneller die Ursache für das Versagen der Armatur 10 ermittelt werden. The fitting 10 further has the integrated memory chip 38, on which all process-relevant data can be recorded. Thus, the cause of the failure of the valve 10 can be determined faster in case of product failure.

Aufgrund von Verschleißerscheinungen bei der Membran 22, die den Fluidkanal 20 vom Elektronikraum 26 trennt, kann es dazu kommen, dass diese im Laufe ihrer Einsatzzeit beschädigt und somit undicht wird. Eine Undichtheit der Membran 22 setzt jedoch die Funktion der Armatur 10 insgesamt außer Kraft. Dies kann dann zu einer Beschädigung von in der Anlage angebrachten Komponenten führen. Due to wear on the diaphragm 22, which separates the fluid channel 20 from the electronics compartment 26, it may happen that this is damaged in the course of their service life and thus leaking. However, leakage of the diaphragm 22 overrides the function of the armature 10 altogether. This can then lead to damage of attached components in the system.

Die Elektronik, die im Oberteil der Armatur 10 integriert ist, soll dies jedoch verhindern. Sobald die Kontakte des Fluidsensors oder der Fluidsensoren mit dem Fluid F in Berührung kommen, wird ein Signal abgegeben und die Anlage kann insgesamt abgeschaltet werden. The electronics, which is integrated in the upper part of the valve 10, but this should be prevented. As soon as the contacts of the fluid sensor or of the fluid sensors come into contact with the fluid F, a signal is emitted and the system can be switched off altogether.

Zudem bietet die Überwachung den Vorteil, dass ein Installateur nun genau weiß, welche der Armaturen nicht mehr funktionstüchtig ist. Ein gezielter Austausch wird hierdurch ermöglicht. In addition, the monitoring has the advantage that an installer now knows exactly which of the valves is no longer functional. A targeted exchange is thereby made possible.

Bezugszeichen 1 0 Armatur Reference numeral 1 0 fitting

1 2 Fluideinlassöffnung 1 2 fluid inlet opening

14 Fiuidauslassöffnung 14 Fiuidauslassöffnung

16 Energiegewinnungssystem 16 energy recovery system

18 Energiespeicher 18 energy storage

20 Fluidkanal 20 fluid channel

22 Membran 22 membrane

24 Gehäuse 24 housing

26 Elektronikraum 26 electronics room

28 Sensoreinheit 28 sensor unit

30 Sensor-Aktor-Einheit 30 sensor actuator unit

32 Dehnmessstreifen 32 strain gauges

34 Sensorauswerteeinheit 34 Sensor evaluation unit

36 Aufzeichnungseinheit 36 recording unit

38 Speicherchip 38 memory chip

40 Funkmodul 40 radio module

42 externes Datenterminal F Fluid 42 external data terminal F fluid

Claims

claims

1. fitting (10) for a fluid line system with at least one self-sufficient energy recovery system (16) for recovering energy based on the im

Fluid conduit system of flowing fluid (F), at least one sensor unit (28) for detecting and evaluating one or more sensor signals directly or indirectly describe one or more parameters of the fluid flowing in the fluid line system (F), wherein the sensor unit (28) at least one sensor and at least one sensor evaluation unit (34), wherein the fitting (10) further comprises at least one recording unit (36) and wherein the sensor unit (28) and the recording unit (36) are powered exclusively by the energy recovery system (16),

2. Fitting (10) according to claim 1, characterized in that the energy recovery system (16) and the Sensoretnheit (28) in a common sensor-actuator unit (30) are integrated.

3. Fitting (10) according to claim 1 or claim 2, characterized in that the energy recovery system (16) comprises at least one strain gauge (32).

4. Fitting (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor unit (28) comprises at least one strain gauge (32).

5. Fitting (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fitting (10) has a memory chip (38) which is arranged and designed so that it is in signal communication with the sensor unit (28) and that with the Memory chip (38) or the sensor signal (s) are recordable.

6. Fitting (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the valve (10) has an energy storage unit, which is designed and constructed such that in them by means of the energy recovery system (16) recovered energy is at least partially einspeicherbar.

7. fitting (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that the fitting (10) a radio module! (40) that is designed and constructed in such a way that by means of the radio module (40) the signal or signals detected by means of the sensor can be transmitted to a receiving unit separate from the fitting (10).

8. Fitting (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the fitting (10) at least one fluid channel and at least one electronics compartment (26) for receiving and housing the energy recovery system (16) and / or the sensor unit (28) and / or the recording unit (36), wherein the fluid channel (20) and the Elekträäkraum (26) by a membrane (22) are separated from each other.

9. fitting (10) according to claim 8, characterized in that in the electronics compartment (26) at least one fluid sensor is arranged, mitteis whose fluid inlet into the electronics compartment (26) is detectable.

10. Fitting (10) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of at least one sensor unit (28) indirectly and / or directly the mechanical load on the fitting (10) is measurable and / or evaluable.

1 1. Fitting (10) according to one of the preceding claims, characterized in that by means of at least one sensor unit (28) indirectly and / or directly the mechanical load the input and / or output pressures before and / or after the valve (10) measurable and / or evaluable.

12. Fitting (10) according to claim 11, characterized in that based on the pressure difference, the flow rate and / or flow rate of the fluid

(F) are measurable and / or evaluable by the fitting (10).

13. Fitting (10) according to any one of the preceding claims, characterized in that by means of at least one sensor unit (28) indirectly and / or directly the thermal load on the fitting (10) is measurable and / or evaluated.