DE3110735A1

DE3110735A1 - Trockenlaufschutzvorrichtung fuer abwasserpumpen, insbesondere fuer hebeanlagen

Info

Publication number: DE3110735A1
Application number: DE19813110735
Authority: DE
Inventors: Hubert 1000 Berlin Combé
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-16
Filing date: 1981-03-16
Publication date: 1982-09-23
Also published as: DE3110735C2

Description

Trockenlaufschutzvorrichtung für Abwasserpumpen, insbesondere für Hebeanlagen

Die beanspruchte Erfindung bezieht sich auf eine Trockenlaufschutzvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine solche Vorrichtung ist durch die DE-OS 291397ο bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird während des Pumpenlaufs stets Flüssigkeit durch das Entlüftungsrohr zurück in den Vorratsbehälter gefördert, was neben einer Leistungsminderung der Pumpe zu Verstopfungen im Entlüftungsrohr führen kann, denn das Entlüftungsrohr kann wegen des Rücklaufs in den Vorratsbehälter nicht mit einem so großen lichten Querschnitt versehen werden, wie zur Vermeidung von Verstopfungen notwendig wäre.

Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Trockenlaufschutzvorrichtung zu schaffen, die ohne Leistungsverlust und ohne Verstopfungsgefahr in der Entlüftungsleitung arbeitet. /

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Durch die Anordnung des Rohrbelüfters oberhalb des höchsten Wasserspiegels des Abwasserreservoirs wird erreicht, daß die durch das Absinken des Wasserspiegels beim Pumpen in das Druckrohr zwischen Pumpendruckstutzen und Rückschlagklappe gelangte Luft entweichen kann und daß das im Behälter wieder ansteigende Abwasser im Pumpengehäuse und in der Druckleitung wieder ansteigen kann, ohne zum Rohrbelüfter zu gelangen. Die Funktion des Rohrbelüfters wird deshalb von Schmutzeinflüssen nicht beeinträchtigt.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der beanspruchten Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Diese befassen sich mit der Notwendigkeit, die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 zu überwachen. Verschmutztes und mit Fäkalien und mit Feststoffen durchsetztes Abwasser verursacht gelegentlich und unberechenbar Störungen, z.B. auch im Pumpenzulauf.

Die auf dem Markt erhältlichen Elektronikbausteine ermöglichen es, vorhandene Schaltvorrichtungen in Hebeanlagen preisgünstig damit auszurüsten und mit Hilfe eines Mikroprozessors zu ergänzen, um die Überwachung des Pumpenbetriebes zu verbessern.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels und eines Schaltplanes erläutert:

Das mit Fäkalien und Feststoffen durchsetzte Abwasser gelangt über einen Zulauf 1 in einen Sammelbehälter 2. Aufgeflanscht auf dem Behälter 2 ist eine Pumpe 3 mit Motor 4. Am Druckstutzen der Pumpe 3 ist ein Bogen 5 montiert und mit dem Bogen ist eine Rückschlagklappe 6 verbunden, von wo das Schmutzwasser über eine Leitung 7 weitergeleitet wird.

Am Bogen 5 befindet sich die Entlüftungsleitung 8 mit einem lichten Durchmesser von ca. 5o mm.

Die Entlüftungsleitung 8 endet ca. 1oo mm oberhalb der Ebene 9, die durch den höchsten Wasserstand im Behälter bestimmt wird. An der höchsten Stelle der Entlüftungsleitung 8 befindet sich ein handelsüblicher Rohrbelüfter 1o, an den sich ein Verbindungsschlauch 11 anschließt, der zum Behälter 2 führt. Ferner befindet sich an der höchsten Stelle der Entlüftungsleitung 8 noch eine Druckkammer 12 mit daran angeschlossenem Übertragungsrohr 13, das einen lichten Durchmesser von ca. 2 mm hat. Das Übertragungsrohr 13 führt zu einem Dreiwegemagnetventil 14 und weiter zu einem Membranschalter 15.

Im Sammelbehälter 2 befindet sich ein Meßrohr 16, das ca. 25 mm Durchmesser hat und das unten eine Öffnung hat, die auf ca. 8o mm trichterförmig erweitert ist.

Vom Meßrohr 16 führt eine Übertragungsleitung 17 mit ca. 2 mm lichtem Durchmesser zu einem weiteren Dreiwegemagnetventil 18 und von da weiter zu einem Membranschalter 19. Beide Membranschalter 15 und 19 sind elektrisch verbunden mit einer Leiterplatte 2o mit eingebautem Mikroprozessor, die eine elektronische Kontrollvorrichtung darstellt. Auf der Leiterplatte befinden sich auch Zeitmeßeinrichtungen 21. Die Leiterplatte 2o ist ihrerseits mit den Dreiwege-

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magnetventilen 14 und 18 sowie mit dem Starkstromschaltteil 22 für den Pumpenmotor 4 verbunden und auch mit einem Kleinkompressor 23 und einer Alarmeinrichtung 24.

Wirkungsweise:

Ohne die Entlüftungsleitung 8 verbleibt bei geschlossener Rückschlagklappe beim Vollfüllen des Behälters 2 im Gehäuse der Pumpe 3 und im Bogen 5 Luft, die dazu führt, daß die Pumpe nicht fördert, was Trockenlauf bedeutet. Wenn der Behälter 2 über den Zulauf 1 mit Wasser gefüllt wird, läßt die Entlüftungsleitung 8 zu, daß sich ein Wasserspiegel sowohl in der Entlüftungsleitung 8 als auch im Behälter 2 in gleicher Höhe einstellt, und zwar bis zur Ebene 9 des höchsten Wasserstandes im Behälter 2 und daß folglich das tieferliegende Gehäuse der Pumpe 3 und der untere Teil des Bogens 5 mit Abwasser gefüllt sind.

Wenn nun durch Druckanstieg im Meßrohr 16, der sich über das Übertragungsrohr 17 und das Dreiwegemagnetventxl 18 zum Membranschalter 19 fortpflanzt, die Leiterplatte 2o und das Starkstromschaltgerät 22 den Motor 4 der Pumpe auslösen,. steigt der Wasserspiegel in der Entlüftungsleitung 8 ruckartig an.

Die oberhalb des Wasserspiegels (Ebene 9) in der Entlüftungsleitung 8 befindliche Luft versucht, mit hoher Geschwindigkeit über den Rohrbelüfter 1o zu entweichen und löst damit den Verschlußmechanismus des Rohrbelüfters aus, bevor das Schmutzwasser den Rohrbelüfter 1o erreicht hat. Der Rohrbelüfter verschmutzt somit nicht, und es entsteht beim Lauf der Pumpe 4 kein energieverzehrender Nebenstrom über die Entlüftungsleitung 8 und den Verbindungsschlauch 11.

Um die beschriebene Trockenlaufschutzvorrichtung noch sicherer zu gestalten, kann eine automatische Kontrolle der Funktionen vorgesehen werden.

Es ist zu unterscheiden zwischen geringem Zulauf auf dem Zulaufweg 1 in den Behälter 2 und großem Zulauf. Bei geringem Zulauf genügt es, wenn beim Einschalten des Motors 4 die Zeitdauer des Pumpenlaufs der Pumpe 3 mit einer Vorgabezeit verglichen wird, in der der Behälter 2 leergepumpt sein müßte.

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Dies geschieht mit Hilfe der Zeitmeßeinrichtungen 21 und der Leiterplatte 2o. Überschreitet die tatsächliche Pumpzeit die Vorgabezeit, wird die Pumpe 3 ausgeschaltet und Alarm über die Alarmvorrichtung 24 ausgelöst.

Bei starkem Zulauf kann die Vorgabezeit für den Pumpenlauf nicht festgelegt werden.

Läuft die Pumpe 3 an und liegt kein Trockenlauf vor, baut sich in der Druckkammer 12 Luftdruck auf, der sich über das Übertragungsrohr 13 und das Dreiwegemagnetventil 14 in den Membranschalter 15 fortsetzt, der die Leiterplatte 2o elektrisch informiert.

Die Leiterplatte 2o stellt in diesem Fall (starker Zulauf) nach angemessener Verzögerung fest, ob bei Pumpenlauf Druck am Membranschalter 15 angezeigt wird. Ist kein Druck vorhanden, wird der Motor 4 der Pumpe 3 abgeschaltet und die Alarmvorrichtung 24 ausgelöst.

Die Betriebssicherheit der beschriebenen Einrichtungen ist wesentlich von der einwandfreien Druckübertragung in den Übertragungsrohren 17 und 13 sowie im Meßrohr 16 abhängig. Funktionsstörungen entstehen z.B. durch Verbrauch der Luft in dem offenen Austritt des Meßrohres 16, die sich im Wasser löst, oder durch Wasserablagerungen in den Übertragungsrohren 13 und 17 oder durch Schmutzablagerungen am Austritt des Meßrohres 16 (Schmutz kann in das Übertragungsrohr 13 wegen der Druckkammer 12 nicht eintreten).

Der Kleinkompressor 23 wird deshalb über die Leiterplatte 2o mit Zeitmeßeinrichtungen 21 einmal am Tage kurzzeitig eingeschaltet, dabei wird das jeweilige Dreiwegemagnetventil 14, 18 umgeschaltet, so daß der jeweilige Membranschalter 15, 19 abgetrennt ist und nicht dem vom Kompressor 23 erzeugten Druck ausgesetzt ist. Die Luft in den Übertragungsleitungen wird somit erneuert und etwaige Wasserablagerungen in den Übertragungsrohren 13, 17 werden herausgedrückt, wobei die Kapillarwirkung aufgrund des geringen, etwa 2 mm betragenden Innendurchmessers der Übertragungsleitungen 13, 17 ausgenutzt wird.

Die elektronische Kontrollvorrichtung 2o erlaubt es, mit minimalem Schaltungsmehraufwand einen wiederholten Pumpenanlauf durchzuführen. Es besteht nämlich die Möglichkeit, daß durch den erneuten Pumpenanlauf die Störung (Verstopfung) beseitigt wird.

Wenn die Pumpe im zweiten Anlauf von allein die oben geschilderten Bedingungen (Vorgabezeit bzw. Druck in der Druckkammer 12) erfüllt, schaltet sich der Alarm 24 wieder ab, und schließlich schaltet die Leiterplatte 2o bei wiederholtem erfolglosen Anlaufversuch die Pumpe endgültig ab und hält die Störmeldung aufrecht.

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Claims

Patentansprüche

1) Trockenlaufschutzvorrichtung für eine Abwasserpumpe (3) mit einer Rückschlagklappe (6) an der Druckleitung (5,7), mit einem Entlüftungsrohr (8), das zwischen Pumpe (3) und Rückschlagklappe (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Entlüftungsrohr (8) einen so großen lichten Durchmesser aufweist, daß im Abwasser befindliche Feststoffe keine Verstopfungen in dem Entlüftungsrohr (8) verursachen können, daß das Entlüftungsrohr über den höchst möglichen Wasserstand (9) des abzupumpenden Abwasserreservoirs (2) hinwegragt und daß an dessen obersten Ende ein Rohrbelüfter (1o) angeordnet ist.

2) Trockenlaufschutzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektronische Kontrollvorrichtung (2o) vorgesehen ist.

3) Trockenlaufschutzvorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Rohrbelüfter (1o) am oberen Ende des Entlüftungsrohres (8) eine Druckkammer (12) angeordnet ist, daß ein Übertragungsrohr (13) geringen Durchmessers oben von der Druckkammer (12) abgeht, das zu einem Membranschalter (15) in einem Schaltachrank (25) führt, und daß der Membranschalter (15) mit der elektronischen Kontrollvorrichtung (2o) verbunden ist.

4) Trockenlaufschutzvorrichtung nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Kontrollvorrichtung (2o) mit Zeitmeßvorrichtungen (21) verbunden ist, die eine Vorgabezeit für die Dauer des Pumpvorgangs bis zum Leerpumpen des Abwasserreservoirs (2) mit der tatsächlichen Pumpzeit vergleichen und daß bei Überschreitung der Vorgabezeit die Pumpe (3) abschaltet und Alarm (24) ausgelöst wird.

5) Trockenlaufschutzvorrichtung nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck, den die laufende Pumpe (3) bei gefülltem Pumpgehäuse erzeugt, vom Membranschalter (15) erfaßt und der elektronischen Kontrollvorrichtung (2o) gemeldet wird, die bei fehlendem Druck die Pumpe (3) abschaltet.

6) TrockenlaufSchutzvorrichtung nach Anspruch 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß das Übertragungsrohr (13) mit einem Dreiwegemagnetventil (14) ausgerüstet ist, das mit einem Kompressor (23) verbunden ist.

7) TrockenlaufSchutzvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (2o) in bestimmten Zeitabständen das Dreiwegemagnetventil (14) umschaltet und gleichzeitig den Kompressor (23) kurzzeitig einschaltet.

8) TrockenlaufSchutzvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrollvorrichtung (2o) so ausgelegt ist, daß sie zwei und mehr als zwei Pumpen überwacht und steuert, wobei der Kompressor (23) nacheinander alle Übertragungsleitungen, auch die mit einem Meßrohr (16) verbundene Übertragungsleitung (17) nach Umschaltung des in der jeweiligen Übertragungsleitung (13, 17) eingefügten Magnetventils (14,18) beaufschlagt.

9) TrockenlaufSchutzvorrichtung nach Anspruch 3-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendurchmesser der Übertragungsleitungen ca. 2 mm beträgt.