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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Installation und/oder zum Betrieb
eines Abwassersammelschachts mit explosionsgefährdeter oder nicht explosionsgefährdeter
Atmosphäre über dem
Abwasserspiegel, wobei in das Abwasser mindestens eine Abwasserförderpumpe
eingetaucht ist, wobei die Abwasserförderpumpe in Abhängigkeit
von einem oberen Niveau des Abwasserspiegels eingeschaltet und nach
einer Förderzeit
wieder ausgeschaltet wird, und wobei zwei Druckwerte vorgegeben
und gemessen werden, die unterschiedlichen Höhen eines Abwasserspiegels
entsprechen.
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Entsprechendes
ist aus
DE 693 02
635 T2 bekannt. Für
Abwassersammelschächte
bzw. deren Betrieb müssen
Richtlinien eingehalten werden, nach denen es zu vermeiden ist,
daß mechanisch
bewegte Teile mit dem Luft-Gas-Gemisch einer explosionsgefährdeten
Atmosphäre
in Berührung
kommen. So muß es
bei dem Abfördern
von Abwasser vermieden werden, daß bewegliche Teile der Abwasserförderpumpe
durch zu starkes Absinken des Abwasserspiegels mit der explosionsgefährdeten
Atmosphäre in
Berührung
kommen. Dies bedeutet, daß die
Abwasserförderpumpe
nicht zu spät
ausgeschaltet werden darf.
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Bei
Abwassersammelschächten,
bei denen die Atmosphäre
oberhalb eines Abwasserspiegels nicht explosionsgefährdet ist,
gilt es ebenfalls zu vermeiden, daß die Abwasserförderpumpe
freigelegt wird. Ein solches Freilegen führt dazu, daß Luft angesaugt
wird, wodurch der zuverlässige
Betrieb der Abwasserförderpumpe
nicht mehr gewährleistet
ist. Es ist daher auch bei Abwassersammelschächten mit nicht explosionsgefährdeter
Atmosphäre
wünschenswert,
die Förderzeit
derart zu begrenzen, daß die
Abwasserförderpumpe
permanent im Abwasser eingetaucht bleibt. Dies kann z.B. dadurch
erreicht werden, daß man – wie in
DE 693 02 635 T2 vorgeschlagen – den Druck
in den Abwassersammelschächten
auf verschiedenen Niveaus erfaßt
und den Pumpvorgang etwa bei Unterschreiben eines Schwellenwertes
abschaltet.
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Es
besteht ferner das Problem, daß die
Vorrichtungen, die einen maximalen Abwasserspiegel im Abwassersammelschacht
erfassen und oberhalb der Abwasserförderpumpe angeordnet sind,
für eine
genaue Erfassung auch über
eine lange Betriebsdauer hinweg nicht ununterbrochen in das Abwasser
eingetaucht sein sollten.
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Um
zu erreichen, daß einerseits
nach Erreichen eines maximalen Abwasserspiegels die Erfassungsvorrichtungen
vollständig
freigegeben werden, andererseits aber ausgeschlossen wird, daß die Abwasserförderpumpe
ebenfalls freigelegt wird, ist es bei der Installation von herkömmlichen
Abwassersammelschächten
erforderlich, die optimale Förderzeit
der Abwasserförderpumpe
durch einen Installateur mit Hilfe einer Stoppuhr zu ermitteln.
Die optimale Förderdauer
ist u.a. abhängig
von dem Gegendruck, gegen den die Abwasserförderpumpe das Abwasser abfördert. Liegt
ein geringer Gegendruck an, ist die Förderzeit kürzer, bei höheren Gegendrücken erhöht sich
die Förderzeit.
Auch ein Zulauf von Abwasser bei aktivierter Pumpe beeinflußt die optimale Förderzeit.
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Das
beschriebene Vorgehen ist aus mehreren Gründen nachteilig. Zunächst muß die Förderzeit manuell
bestimmt und die Pumpe entsprechend programmiert werden. Außerdem kann
es vorkommen, daß bei
der Installation des Abwassersammelschachts ein Gegendruck von "null" bis "maximal" nicht anlegbar ist,
so daß die
Ermittlung der Förderzeit
mit einer gewissen Unsicherheit behaftet ist.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren zur Installation und/oder zum Betrieb eines Abwassersammelschachts
der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem zuverlässig und
mit geringem Aufwand eine optimale Förderzeit ermittelbar ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die
Lehre von Anspruch 1 gelöst.
Dabei sind eine Pumpensteuerung und eine Zeitmessvorrichtung vorgesehen,
wobei mit der Zeitmessvorrichtung eine Zeitdauer zwischen der Erfassung
von zwei unterschiedlichen Höhen
des Abwasserspiegels entsprechenden, vorgegebenen Druckwerten messbar
ist, wobei in Abhängigkeit
der gemessenen Zeitdauer die Förderzeit
von der Pumpensteuerung vorgebbar ist.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt die Ermittlung einer optimalen Förderzeit ohne manuellen Eingriff.
Im Prinzip wird die Zeitdauer, die notwendig ist, den Abwasserspiegel
um ein bestimmtes Maß abzusenken,
ermittelt und auf Basis dieser Zeitdauer die Förderzeit ermittelt. Der Beginn
und das Ende der genannten Zeitdauer korrespondieren mit der Erfassung
von vorgegebenen Druckwerten, die unterschiedlichen Höhen des
Abwasserspiegels entsprechen.
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Die
Förderzeit
kann bei einer Installation und/oder Wartung des Abwassersammelschachts vorgebbar
sein. Diese Förderzeit
kann für
den weiteren Betrieb des Abwassersammelschachts ohne Änderungen
beibehalten werden. Dabei kann die Förderzeit einem Vielfachen der
gemessenen Zeitdauer entsprechen.
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Besonders
vorteilhaft ist es, wenn die Förderzeit
in Abhängigkeit
von einer jeweils letzten gemessenen Zeitdauer veränderbar
ist. Dies ermöglicht es,
ohne manuellen Eingriff die Förderzeit
entsprechend einem sich ändernden,
an der Abwasserförderpumpe
anliegenden Gegendruck anpassen zu können. Dabei können aufeinander
folgende Messungen auch jeweils anteilig berücksichtigt werden.
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Die
Druckerfassung kann über
eine Staudruckglocke und/oder einen Staudruckschlauch erfolgen.
Dies hat den Vorteil, daß keine
elektrischen Bauteile mit der explosionsgefährdeten Atmosphäre in Kontakt
kommen.
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Ferner
kann die Druckerfassung über
einen Staudrucksensor, einen Differenzdrucksensor und/oder einen
Druckschalter, insb. einen Druckschalter mit Hysterese erfolgen.
Diese Sensoren oder Schalter können
der Staudruckglocke und/oder dem Staudruckschlauch nachgeschaltet
sein, wobei die Schalter oder Sensoren in einer nicht explosionsgefährdeten
Umgebung angeordnet sein sollten.
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Die
entsprechende Vorrichtung zur Druckerfassung bzw. die Schalter oder
Sensoren können elektrisch
oder über
Funk mit der Pumpensteuerung kommunizieren. Die Verwendung einer
Funk strecke hat den Vorteil, daß die
Pumpensteuerung auch an einem weiter entfernten Ort vom Abwassersammelschacht
positionierbar ist.
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Nachstehend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung anhand der Zeichnungen im einzelnen beschrieben. Es
zeigen:
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1 – eine schematische
Seitenansicht eines Abwassersammelschachts,
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2 – einen
Ausschnitt der Seitenansicht gemäß 1,
wobei die Druckerfassungsvorrichtung einen Druckschalter aufweist,
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3 – eine der 2 entsprechende
Ansicht, wobei die Druckerfassungsvorrichtung einen Differenzdrucksensor
aufweist.
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Gemäß 1 ist
ein Abwassersammelschacht 2 vorgesehen, der unterhalb einer
Abdeckung 2a angeordnet ist. Innerhalb des Abwassersammelschachts 2 kann
Abwasser 4 gesammelt werden, das einen Abwasserspiegel 6 bildet.
Der Raum 8 oberhalb des Abwasserspiegels 6 ist
explosionsgefährdet.
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Das
Abwasser 4 wird dem Abwassersammelschacht 2 durch
eine Zuleitung 10 zugeführt.
In das gesammelte Abwasser 4 taucht zumindest teilweise
eine Abwasserförderpumpe 12 ein.
Diese weist ein Spiralgehäuse 14 auf,
das immer in das Abwasser 4 eingetaucht sein sollte. Die
Pumpe 12 ist über
einen Flansch 16 in einem Verankerungsbereich 18 im
Erdboden 20 befestigt.
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Der
Pumpe 12 ist eine Ablaufleitung 22 nachgeschaltet,
wobei der in der Ablaufleitung anliegende Gegendruck variieren kann.
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Oberhalb
des Abwasserspiegels 6 innerhalb des Abwassersammelschachts 2 ist
eine Staudruckglocke 24 angeordnet, die über einen
Staudruckschlauch 26 mit einer Schalt-/Sensoreinrichtung 28 in Verbindung
steht. Die Einrichtung 28 kommuniziert mit einer Pumpensteuerung 30.
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In 2 ist
eine der Einheit 28 gemäß 1 entsprechende
Einheit 28a mit einem Hysterese behafteten Druckschalter
dargestellt.
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Die
Einheit 28a weist ein Gehäuse 28b auf, das einen
Innenraum 28c begrenzt, in dem zwei zueinander benachbart
angeordnete, gasdichte Membrane 28d und 28e vorgesehen
sind. Die Membrane 28d und 28e begrenzen einen
Membranraum 28f. Durch die Membran 28e ist ein
nachgeordneter Schalter 28g betätigbar, der über eine
Vergußmasse 28h vom
Gehäuse
der benachbarten Pumpensteuerung 30a isoliert ist.
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Der
Innenraum 28c der Einheit 28a steht über einen
Gehäusestutzen 28i mit
dem abgebrochen dargestellten Staudruckschlauch 26a in
Verbindung, der an seinem unteren Ende mit der Staudruckglocke 24a verbunden
ist.
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Im
Falle der Beschädigung
der Membran 28d kann ein explosibles Gemisch, das über den Staudruckschlauch 26a dem
Innenraum 28c zugeführt
wird, durch einen seitlich angeordneten Kanal 28j abgeleitet
werden.
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In 2 lediglich
angedeutet ist eine zweite Einheit 28k, die in ihrem Aufbau
der Einheit 28a entspricht. Mit einer solchen, zweiten
Einheit kann über eine
weitere, nicht dargestellte Staudruckglocke der Abwasserspiegel 6 erfaßt werden.
Eine solche zweite Einrichtung 28k kann aus Sicherheitsgründen vorgesehen
sein, um eine redundante Anordnung zu schaffen.
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Mit
Bezug auf 3 ist die Einheit 28 gemäß 1 als
Differenzdrucksensor 281 ausgebildet. Dieser weist ein
Gehäuse 28m auf,
das mit einer Vergußmasse 28n ausgefüllt ist.
Das Gehäuse 28m weist
einen ersten Gehäusestutzen 28o auf,
der über einen
Staudruckschlauch 26b mit einer Staudruckglocke 29b in
Verbindung steht. Das Gehäuse 28m weist
einen zweiten Gehäusestutzen 28p auf,
an dem einfacher Umgebungsdruck anliegt. Innerhalb der Vergußmasse 28n ist
ein Differenzdrucksensorelement 28q vorgesehen, das geeignet
ist, einen Differenzdruck zwischen dem am Gehäusestutzen 28p und
am. Gehäusestutzen 28o anliegenden
Druck zu erfassen. Das Differenzdrucksensorelement 28q steht über eine
nachgeschaltete Platine 28r und über elektrische Leitungen 28s mit
einer Pumpensteuerung 30b in Verbindung.
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Nachfolgend
soll die Installation und der Betrieb des Abwassersammelschachts 2 beschrieben werden.
Hierfür
sind in 1 unterschiedliche Niveaus oder
Höhen des
Abwasserspiegels 6 mit "0" bis "IV" angedeutet.
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Wenn
das Abwasser 4 ein mit "0" bezeichnetes oberes
Niveau erreicht, liegt im Staudruckschlauch 26 ein entsprechender
Druck an, der mit der Einheit 28 erfaßt werden kann. Bei Erreichen dieses obersten
Niveaus "0" wird die Pumpe 12 eingeschaltet,
so daß der
Abwasserspiegel 6 absinkt. Dabei korrespondieren die Wasserspiegelhöhen "I" und "II" mit vorgegebenen
Druckwerten. Die Zeitdauer, die zwischen der Erfassung dieser mit
Wasserspiegelhöhen "I" und "II" korrespondierenden
Druckwerte verstreicht, kann mit Hilfe einer (nicht dargestellten)
Zeitmeßvorrichtung
gemessen werden. Diese Zeitdauer beträgt beispielsweise 5 Sek. Sie
ist abhängig
von dem in der Ablaufleitung 22 anliegenden Gegendruck,
gegen den die Pumpe 12 das Abwasser 4 abfördern muß. Auf Basis
der gemessenen Zeitdauer kann nun, beispielsweise mit Hilfe eines
vorgegebenen Multiplikators, die gesamte Förderzeit bestimmt werden. Wenn
die Pumpe 12 bei Erreichen eines Wasserspiegels "III" ausgeschaltet werden
soll, müßte die
gemessene Zeitdauer mit einem Faktor "2" multipliziert
werden. Soll ein mit "IV" bezeichneter Abwasserspiegel 6 erreicht
werden, müßte die
gemessene Zeitdauer mit einem Multiplikator von "3" multipliziert
werden.
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Selbstverständlich kann
das Einschalten der Pumpe 12 auch bei Erreichen der Höhe "I" des Abwasserspiegels 6 initiiert
werden. In diesem Fall entspricht das oberste Niveau, ab dem die
Abwasserförderpumpe 12 eingeschaltet
wird, der obersten Höhe der
Höhen,
die den vorgegebenen Druckwerten entsprechen. In diesem Fall fallen
das Einschalten der Abwasserförderpumpe 12 und
der Beginn der Messung der Zeitdauer zwischen der Erfassung der
Höhen "I" und "II" des
Abwasserspiegels 6 zusammen.
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Mit
dem beschriebenen Verfahren kann der Abwassersammelschacht 2 in
Betrieb genommen werden, ohne daß ein manueller Eingriff durch
einen Installateur erforderlich ist. Besonders vorteilhaft ist es
jedoch, wenn die Förderzeit
veränderbar
ist. Dies soll im folgenden anhand eines Beispiels erläutert werden.
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Beträgt bei einer
ersten Messung zwischen den Höhen "I" und "II" des
Abwasserspiegels 6 die gemessene Zeitdauer beispielsweise
5 Sek., kann diese gemessene Zeitdauer um einen vorgegebenen Multiplikator,
beispielsweise "3" multipliziert werden, um
eine Förderzeit
von insgesamt 15 Sek. zu erhalten. Nach Ablauf dieser Förderzeit
wird die Pumpe 12 ausgeschaltet. Wenn der Abwasserspiegel 6 anschließend wieder
auf die Höhe "I" steigt, wird die Pumpe 12 eingeschaltet
und die Zeit bis zum Erreichen der Höhe "II" kann
erneut gemessen werden. Sollte die Zeitdauer dieser zweiten Messung
gleich der Zeitdauer der ersten Messung sein, ist keine Veränderung
der Förderzeit
erforderlich. Ist die Zeitdauer der zweiten Messung kürzer als
die der ersten Messung, Farm diese zweite Messung der Förderzeit direkt
zugrundegelegt werden. Beispielsweise beträgt bei der zweiten Messung
die Zeitdauer 4 Sek., so daß bei einem Multiplikator von "3" eine Förderzeit von insgesamt 12 Sek.
ermittelt werden kann. Hierdurch ist sichergestellt, daß die Staudruckglocke 24 vollständig von
Abwasser 4 freigelegt werden kann.
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Wenn
hingegen, aufgrund eines höheren Gegendrucks
in der Ablaufleitung 22, die gemessene Zeitdauer der zweiten
Messung länger
ist als die der ersten Messung, so kann die Zeitdauer der zweiten Messung
nicht ohne weiteres der Förderzeit
zugrundegelegt werden, ohne daß das
Risiko besteht, daß zu
lange abgepumpt wird, was zu einem Freilegen des Spiralgehäuses 14 der
Abwasserförderpumpe 12 führen könnte. Um
dieses Risiko zu minimieren, wird die zweite, längere Zeitdauer zunächst nur
an teilig berücksichtigt.
Bei einem beliebig wählbaren
Anteilsfaktor von beispielsweise 50% bei einer gemessenen ersten
Zeitdauer von 5 Sek. und einer gemessenen zweiten Zeitdauer von
10 Sek. würde
einer neuen Förderzeit
zunächst
nur eine Zeitdauer von 7,5 Sek. zugrundegelegt werden. Diese 7,5
Sek. werden zur Ermittlung der Förderzeit
mit dem o.g. Multiplikator multipliziert.
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Wenn
nun bei einer darauf folgenden, dritten Messung eine kürzere Zeitdauer
gemessen wird, so kann diese, wie oben beschrieben, wiederum direkt der
neuen Förderzeit
zugrundegelegt werden. Ist die Zeitdauer der dritten Messung gleich
der Zeitdauer der zweiten Messung, kann diese beibehalten werden.
Wenn die Zeitdauer der dritten Messung länger ist als die der zweiten
Messung, beispielsweise 12,5 Sek. beträgt, können die Zeitdauer der zweiten
und der dritten Messung wiederum anteilig berücksichtigt werden, was bei
einem Anteilsfaktor von jeweils 50% zu einer Förderzeit von 10 Sek. führen würde. Diese Förderzeit
wäre wiederum
mit dem vorgegebenen Multiplikator zu multiplizieren.