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Einrichtung zur automatischen Steuerung von elektromotorisch angetriebenen
Pumpenaggregaten, besonders von Tiefbrunnenpumpen
Gegenstand der Erfindung ist eine Einrichtung zur automatischen Steuerung von elektromotorisch angetriebenen Pumpenaggregaten, besonders von Tiefbrunnenpumpen, abhängig von der Höhe des Wasserspiegels im Brunnen, deren Zweck es ist, die Pumpe vor der Trockenarbeit zu schützen, d. h., sie vor der Vernichtung zu bewahren.
Die bisher bekannten verschiedenartigen Geräte und Einrichtungen, die auf mechanischer, elektrischer oder elektronischer Grundlage wirken und zur automatischen Steuerung von Pumpen in Abhängigkeit von der Höhe des Wasserspiegels bestimmt sind, weisen Baumasse auf, die deren Anwendung in Tiefbrunnen unmöglich machen, oder sind komplizierter Konstruktion, die unzuverlässig und für die Praxis zu kostspielig sind.
Die zu diesem Zwecke unter anderen angewandten bekannten Einrichtungen neuester Konstruktion sind zum Betriebe mit Gleich-oder Wechselniederspannungen bestimmt und erfordern die Anwendung kostspieliger elektrischer Einrichtungen in Form von die Spannung senkenden Transformatoren sowie Verstärkersystemen, und überdies erfordern sie ein qualifiziertes Bedienungspersonal.
Eines dieser Geräte weist elektrische Fühler auf, die sich im wesentlichen aus je einem perforierten Gehäuse und einer innerhalb des Gehäuses angebrachten Elektrode aufbauen. Bei diesem Gerät sind die Elektroden in Form von flachen Metallstreifen ausgebildet, die sich in einer zum Wasserspiegel normalen Ebene erstrecken. Daraus ergibt sich der Nachteil, dass bei Steigen bzw. Fallen des Flüssigkeitsspiegels der elektrische Kontakt nur zögernd hergestellt wird.
Diese Mängel weist die Einrichtung gemäss der Erfindung, die vornehmlich zum automatischen Steuern der Tiefbrunnenpumpen bestimmt ist, nicht auf.
Diese Einrichtung bildet eine erfolgreiche Sicherung von Pumpen vor Leerarbeit bei ungenügendem Wasserzufluss von der Saugseite her und steuert automatisch die Pumpen dort, wo die Möglichkeit einer Änderung der Höhe des Wasserspiegels besteht.
Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist zur Anwendung sowohl in Tiefbrunnen als auch in gewöhnlichen Brunnen vorgesehen, in denen die Möglichkeit besteht, dass sich der Wasserspiegel aus geologichen Gründen, wie z. B. Senkung des Niveaus der Grundwässer oder infolge der Verringerung der Leistungsfähigkeit der Quelle oder infolge der Verunreinigung des Filters, im Brunnen senkt.
Ausserdem kann die erfindungsgemässe Einrichtung bei jeglicher Art Abpumpvorrichtungen, in Wasserbarrieren von Tagbau- und gewöhnlichen Bergwerken Anwendung finden, wo nur eine geringe Änderung der Höhe des Wasserspiegels zulässig ist und der Wasserzufluss zum Brunnen verschieden ist.
Gemäss der Erfindung ist eine Einrichtung zur automatischen Steuerung von elektromotorisch angetriebenen Pumpenaggregaten, besonders von Tiefbrunnenpumpen, mit einem Ein-und/oder einem Ausschaltfühler, bestehend aus je einer in einem Gehäuse mit Durchtrittsöffnungen angeordneten Elektrode, die durch den sich hebenden bzw. senkenden Flüssigkeitsspiegel Steuerstromkreise schliessen bzw. öff-
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nen, dadurch gekennzeichnet, dass der amunteren Gehäuseabschnitt angebrachten Elektrodeeine obere
Elektrode mit flacher Arbeitsfläche gegenüberliegt, die beim Ausschaltfühler mit einem eine scharfe
Kante bildenden, vorstehenden Randflansch ausgestattet ist.
Die Anwendung der gegenständlichen Einrichtung zur automatischen Steuerung der Arbeit von Pum- penaggregaten, besonders von Tiefbrunnenpumpen, ist in den anliegenden Zeichnungen in zwei Ausfüh- rungsform beispielsweise dargestellt, indenendieFig. 1 schematisch eine Einrichtung mit zwei Fühlern darstellt, die Fig. 2 eine Abart der Einrichtung mit einem Fühler, Fig. 3 den Längsschnitt des Fühlers,
Fig. 4 die Einschaltelektrode und Fig. 5 die Ausschaltelektrode.
Die Einrichtung gemäss Fig. lenthält zwei Fühler lund 2, die in den Spulenkreis 5 des Ankers des Schützes 6 geschaltet sind. Die Fühler 1 und 2 schliessen den elektrischen Kreis der Spule 5 des Schützes 6 nach dem Eintauchen derselben ins Wasser. Kontaktflüssigkeit in den Fühlern 1 und 2 ist das Wasser. Der Ausschaltfühler 1 ist über dem Saugstutzen 3 der Tiefbrunnenpumpe 7 (bei ändern Pumpe über dem Saugkorb) in einer Höhe angebracht, bei der der momentane Wasserspiegel 4 die normale Arbeit der Pumpe 7 gewährleistet. Der Fühler unterbricht den Zufluss der elektrischen Energie zum Pumpenmotor 8, sobald der sich senkende Wasserspiegel 4 das Auftauchen des Fühlers 1 aus dem Wasser bewirkt.
Der Einschaltfühler 2 ist in einer solchen Höhe über dem Saugstutzen 3 der Tiefbrunnenpumpe 7 angebracht, dass wenn der momentane Wasserspiegel 4 diese erreicht, die Inbetriebsetzung der Pumpe 7 wieder erfolgt.
Eine Abart der Einrichtung ist in Fig. 2 dargestellt. Fig. 2 veranschaulicht das elektrische System mit einem Ausschaltfühler 1, der über dem Saugstutzen 3 in einer Höhe angebracht ist, bei der der momentane Wasserspiegel. 4 noch die störungslose Arbeit der Pumpe garantiert. Durchentsprechenden Anschluss an die Hilfskontakt des Schützes 6 kann die gleichzeitige Inbetriebsetzung des Lichtsignals 9 oder des akustischen Signals 10 erfolgen, das von der Unterbrechung der Arbeit der Pumpe 7 informiert. Die Wiederinbetriebsetzung der Pumpe 7 geschieht durch die Bedienung.
Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt des Fühlers. Der Fühler besteht aus zwei Elektroden 12 und 14, die mittels einer Zentriereinlage 13 und der Isolationsmasse 17 voneinander isoliert sind. Das Gehäuse 11 des Fühlers ist von einem Stahlrohr gebildet, das Öffnungen 18 besitzt, die den freien Durchfluss der Kontaktflüssigkeit zu den Elektroden gestattet. Der Fühler ist mittels einer Klammer 16 an einer Zweiaderleitung 15 aufgehängt.
DerEinschaltfühler 2 unterscheidet sich vom Ausschaltfühler l (Fig. l und 2) durch die Gestalt der Elektrode 12. Die Elektrode 12 des Einschaltfühlers 2 (Fig. 4) besitzt die Form einer Walze mit flacher Basis, die zu der Achse der Walze senkrecht gelegen ist.
Die Elektrode 12 des Ausschaltfühlers l besitzt die Form einer Walze mit zur Achse der Walze senkrechter Basis (Fig. 5) und einen eine scharfe Kante bildenden Randflansch.
Beim Einschalten der Einrichtung wird die Einschaltelektrode gemäss Fig. 4 infolge ihrer flachen Oberfläche, die zum Wasserspiegel parallel ist, sogleich ganz befeuchtet, was ein Schliessen des elektrischen Stromkreises und die Aufgabe der vollen Spannung auf die Spule 5 des Schützes 6 bewirkt.
Beim Abschalten der Einrichtung bewirkt die scharfe Kante der Ausschaltelektrode gemäss Fig. 5 ein Verschieben des Gleichgewichtes zwischen der Kohäsionskraft und der Adhäsion des Wassers an die Elektrode 12, von der flachen Basis der Walze auf deren profilierte scharfe Kante. Sobald das energetische Gleichgewicht auf der Kante der Elektrode 12 wieder hergestellt ist, liegt das Wasser noch an deren flachen Oberfläche an, da die profilierte Schneide eine Schale bildet, die das Herausfliessen des Wassers verhindert. Die Gleichgewichtsstörung bewirkt durch den sich senkenden Wasserspiegel 4 an der Kante der Elektrode 12 ein momentanes und vollständiges Herausfliessen des Wassers unter dem profilierten Teil der Elektrode 12 und dessen Losreissen auf dem ganzen Umfang, wodurch der
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folgt.