Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktion einer Dosierpumpe und des Lagervorrats der zu dosierenden Flüssigkeit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Membran- oder Kolbendosierpumpe und des Lagervorrates der durch sie zu dosierenden Flüssigkeit.
Insbesondere bei der Aufbereitung von Wasser für verschiedenste Zwecke werden Flüssigkeiten, wie Che mikalienlösungen in Abhängigkeit von der jeweiligen Wassermenge und/oder des Verunreinigungsgrades bzw. des durch die zugesetzte Flüssigkeit erzielten Erfolges durch Dosierpumpen zugesetzt. Dabei wird in der Regel so vorgegangen, dass von Lagerbehältern, in denen die Flüssigkeit angeliefert wird, die Flüssigkeit durch die Dosierpumpe angesaugt und dem aufzubereitenden Wasser zugegeben wird.
Nach den bisherigen Verfahren und mit den bisherigen Vorrichtungen blieb es jeweils dem Überwa- chungspersonai überlassen, den Lagervorrat zu kontrol- lieren und die Funktion der Pumpe dadurch zu überwachen, dass die von ihr angesaugte Flüssigkeit in einem Schauglas betrachtet wurde. Dies hat naturgemäss den Nachteil, dass durch Vergesslichkeit oder aber durch Ablesefehler nicht rechtzeitig auf die zur Neige gehende Lagermenge aufmerksam gemacht wird und auch nur dann eine Funktionsunterbrechung der Pumpe festgestellt wird, wenn diese im Augenblick der Betrachtung des Schauglases in Betrieb ist und der Fehler schon vorliegt.
Es ist ferner kaum möglich, die in gewissen Zeitabständen von der Pumpe dosierte Menge auch nur einigermassen genau zu erfassen, so dass über das Vorliegen etwaiger Spitzenbedarfszeiten keine Auskünfte möglich sind.
Diesen Mängeln abzuhelfen, ist Ziel der Erfindung.
Die Erfindung betrifft dementsprechend ein ein gangs genanntes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass durch den Pumpensog die Flüssigkeit aus ihrem Lagerbehälter in ein Messgefäss gesaugt wird, in welchem sie so lange zurückbehalten wird, bis sie darin einen vorbestimmten Flüssigkeitsstand erreicht hat, der bewirkt, dass die Flüssigkeit in ein der Pumpe vorgeschaltetes Vorratsgefäss entleert wird, aus welchem es die Pumpe ansaugt, wobei die Erreichung des genannten Flüssigkeitsstandes im Messgefäss oder die Entleerung der Flüssigkeit in das Vorratsgefäss zur Erzeugung eines Alarmlöschsignals ausgewertet wird, welches der Auslösung eines Alarms entgegenwirkt, welcher dann ausgelöst wird, wenn bezogen auf eine von der Hubzahl und der Hublänge der Pumpe abgeleitete theoretische Pumpenleistung keine vorbestimmte Anzahl Alarmlöschsignale auftreten.
Wenn nun durch eine Funktionsstörung der Pumpe keine Flüssigkeit von ihr angesaugt wird, so wird zwar durch den nutzlosen Lauf der Pumpe beim Erreichen des vorbestimmten theoretischen Pumpenleistung eine Alarmbereitschaft erstellt werden können, welche schliesslich zur Auslösung eines Alarms führt, weil die Alarmlöschsignale ausbleiben, die ja nur dann auftreten, wenn im Messgefäss der vorbestimmte Flüssigkeitsbestand genügend oft erreicht wurde. Dieser Stand wird bei Fehlen des Pumpensogs nie erreicht. Desgleichen würde das Fehlen von Flüssigkeit im Lagerbehälter das Erreichen des Flüssigkeitsstandes im Messgefäss verhindern, womit wiederum ein Alarm zur Auslösung käme.
Bemisst man nun das Volumen des Vorratsgefässes und die erforderliche Anzahl Alarmlösch- signale richtig, so kann bei Auslösung des Alarms noch genügend Flüssigkeit für einen kurzzeitigen Betrieb der Pumpe vorhanden sein, welche Zeit ausreichen sollte, um den Lagervorrat zu erneuern, z. B. indem man auf einen anderen Lagerbehälter umsschaltet.
Die theoretische Pumpenleistung kann ausserdem aufgezeichnet werden, sei es durch einen Zähler, sei es in Form eines Diagramms, so dass jederzeit abgelesen werden kann, welcher Bedarf an Flüssigkeit befriedigt werden sollte.
Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Unterdruckleitung in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, deren erster eine Gas ausgleichsleitung zwischen Vorratsgefäss und einem Messgefäss bildet und deren zweiter eine das Messge fäss mit dem Lagerbehälter verbindende Flüssigkeits ansaugleitung darstellt, und dass das Vorratsgefäss und das Messgefäss zusätzlich durch eine Leitung zur Ent leerung der Flüssigkeit aus dem Messgefäss in das Vorratsgefäss verbunden sind, welche Leitung so ausgebildet ist, dass sie die Flüssigkeitslentleerung erst zulässt, wenn ein vorbestimmter Flüssigkeitsstand im Messgefäss vorhanden ist, wobei elektrische Schaltmittel vorgesehen sind,
um beim Erreichen des Flüssigkeitsstandes oder bei der Flüssigkeitsentleerung ein elektrisches Signal an eine Zentrale abzugeben und Mittel in der Zentrale, um das Signal als Alarmlöschsignal auszuwerten, wobei ferner elektrische Schaltmittel bei der Pumpe vorgesehen sind, um bei jedem Pumpenhub Signale an die Zentrale zu übermitteln, und Mittel in der Zentrale, um diese Signale zur Erzeugung einer Alarmbereitschaft auszuwerten und die Alarmbereitschaft als Funktion der theoretischen Pumpenleistung mit dem Alarmlöschsignal bzw. den Alarmlöschsignalen zu vergelichen.
Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens, während
Fig. 2 einen von der Fig. 1 abweichenden Teil einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zeigt.
Die Dosierpumpe 1 ist im vorliegenden Falle als eine Membranpumpe mit Kugelventilen 1' dargestellt.
Sie wird durch den ähnlich der Pumpe 1 ausgebildeten Hydraulikmotor 16 angetrieben, der in einen mit Druckpumpe 17, Zuleitung 18, Rückleitung 19 und Druckpumpenansaugleitung 20 sowie Tank 21 aufgebauten Druckkreislauf so eingeschaltet ist, dass der Hydraulikmotor 16 durch Elektroventile 22 und 23 vom Schaltzentrum 100 aus gesteuert werden kann.
Besteht nun im Rohr R ein gewisser Bedarf an zuzudosierender Flüssigkeit, so wird im Schaitzentrum 100 ein Befehl zur Öffnung des Ventils 22 gegeben, der gleichzeitig ein Zeitglied in Bewegung setzt. Dadurch bewirkt der Motor 16, dass die Pumpe 1 über Stössel 24' entgegen der Wirkung der Feder 25 betätigt wird und Flüssigkeit in das Rohr R dosiert, wobei der Hub der Pumpe 1 und des Motors 16 durch den verstellbaren Anschlag 2 begrenzt wird. Schägt der Stösselanschlag 24 am Anschlag 2 an, so betätigt er dort gleichzeitig einen Schalter 2', welcher seinerseits über das Schaltzentrum 100 das Anhalten des Zeitgliedes, das Schliessen des Ventils 22 und das Öffnen des Ventils 23 bewirkt, so dass die Feder Z5 Pumpe 1 und Motor 16 in die durch Ruheanschlag 26 bestimmte gezeich nete Ausgangslage zurückführen kann.
Dauert der Flüssigkeitsbedarf an, so wiederholt sich dieser Vor gang. Das Zeitglied im Zentrum 100 misst dabei jeweils die Zeit, während welcher der Ausstosshubteil der Pumpe 1 stattfindet. Ist eine gewissen Anzahl voll Hüben erfolgt, welche in Zeit ausgedrückt vom Zeitglied addiert wird, so wird je nach Hublänge frühel oder später jene Zeitsumme erreicht, die ein Alarmbereitschaftssignal erzeugt. Wird dieses Alarmbereit schaftssignal nicht in noch zu beschreibender Weise gelöscht, so wird Alarm gegeben.
Bei jedem Rücklauf der Pumpe 1 unter Wirkung der Feder 25 saugt sie über Leitung 3 (Ansaugleitung) aus dem Vorratsgefäss 4 Flüssigkeit an. Der dabei im Gefäss 4 entstehende Unterdruck pflanzt sich durch das Gasausgleichsrohr 6 in das Messgefäss 7 fort, von wo er über Flüssigkeitsansaugleitung 8 auf die im Lagerbehälter 9 befindliche zu dosierende Flüssigkeit übertragen wird, die in der Folge dieses Unterdrucks und je nach Pumpenleistung in das Messgefäss 7 gelangt. So steigt die Flüssigkeit im Messgefäss 7 allmählich bis zum Niveau 15 an.
Sie füllt gleichzeitig den linken Arm des Hebers 5 und läuft nun durch diesen in das Vorratsgefäss 4 über, wobei der aus dem unteren Ende des rechten Hebearmes austretende Flüssig keitsstrahl mit der im Vorratsgefäss 4 befindlichen Flüssigkeit elektrisch leitend verbunden wird, so dass der in den Kontakten 10 und 11 endende Stromkreis geschlossen wird und dadurch ein Alarmlöschsignal an das Zentrum 100 übertragen wird. Je nach Inhalt der Gefässe 4 und 7 wird man auf eine bestimmte Pumpenleistung bezogen ein oder mehr Alarmlöschsignale erzeugen müssen, um die Alarmbereitschaft aufzuheben.
Steigt nun im Messgefäss 7 die Flüssigkeit nicht oder nicht genügend rasch bzw. genügend oft, im Verhältnis zur theoretischen Pumpenleistung auf Niveau 15, so bleibt das Alarmlöschsignal aus oder es werden nicht genügend Signale gegeben, was zur Alarmauslösung führt. Dies kann der Fall sein, wenn die Pumpe 1 z. B. wegen eines defekten Ventils 1' nicht die volle Menge oder gar keine Flüssigkeit fördert. Es kann aber auch der Fall sein, wenn der Lagerbehälter 9 leer ist und daher kein Flüssigkeitsnachschub in das Messgefäss 7 gelangen kann.
In Fig. 2 ist eine andere Variante der Vorrichtung gemäss Fig. 1 dargestellt, welche sich von jener der Fig. 1 dadurch auszeichnet, dass an die Stelle des Hebers 5 die Leitung 5' mit Magnetventil 5" tritt und die Kontakte 10 und 11 wegfallen, während Kontakte 12, 13 und 14 hinzutreten. Die Funktion bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die folgende. Die Flüssig keit steigt im Messgefäss 7 auf Niveau 15', wodurch sie zwischen Kontakten 12 und 14 einen Stromkreis schliesst, der einerseits ein Alarmlöschsignal bewirkt und andererseits über das Zentrum 100 das Magnetventil 5' äffnet, so dass die Flüssigkeit in das Vorratsgefäss 4 -entleert werden kann.
Dabei sorgt ein zwischen den Kontakten 13, 14 durch die Flüssigkeit geschlossen gehaltener Stromkreis dafür, dass das Magnetventil 5" so lange offen bleibt, bis die Flüssigkeit im Messgefäss 7 so weit abgesunken ist, dass sie den Kontakt 13 nicht mehr berührt, und der Stromkreis zwischen den Kontakten 13 und 14 unterbrochen wird, worauf das Magnetventil 5" wieder schliesst.
Während die Ausführungsform der Fig. 1 den ausserordentlichen einfachen Aufbau als besonderen Vorteil aufweist, kann sie doch dazu führen, dass der Heber 5 im Anfangsstadium kriecht und deshalb nur tropfenweise Flüssigkeit von 7 nach 4 gelangt, wodurch der Stromkreis zwischen 10 und 11 noch nicht geschlossen wird. Dies kann zu unerwünschten Ungenauigkeiten bei der Flüssigkeitszufuhr führen.
Diesen Nachteil weist die etwas aufwendigere Konstruktion nach Fig. 2 nicht auf.
Besonders bemerkenswert bei der beschriebenen Vorrichtung ist die Einfachheit des Messung der theoretischen Pumpenleistung durch das Zeitglied, welches den hubbedingten Zeitabschnitt misst, der zwischen Öffnung des Ventils 22 und Beendigung des Pumpen hubs (Betätigung des Kontaktes 2') aufzeichnet.
Dadurch wird es möglich, die Vorrichtung bezüglich Pumpenhub jederzeit zu verstellen, ohne die im Schaltzentrum 10 fest eingestellte Relation zwischen theoretischer Pumpenleistung und Alarmlöschsignal verändern zu müssen. Dies wiederum ermöglicht es, das Zentrum 100 aussenordentlich einfach aufzubauen.
Es ist ausserdem möglich, bestehende Einrichtungen, welche mit einer Pumpenanordnung, z. B. entspre chend Fig. 1, ausgestattet sind, durch Hinzunahme des Zentrums 100 und der Kombination Messgefäss/Vor- ratsgefäss auf einfachste Weise umzubauen und dadurch die bisherigen Nachteile zu beseitigen.
PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Membran- oder Kolben-Dosierpumpe und des Lagervorrats der durch sie zu dosierenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass durch den Pumpensog die Flüssigkeit aus ihrem Lagerbehälter in ein Messgefäss gesaugt wird, in welchem sie solange zurückbehalten wird, bis sie darin einen vorbestimmten Flüssigkeitsstand erreicht hat, der bewirkt, dass die Flüssigkeit in ein der Pumpe vorgeschaltetes Vorratsgefäss entleert wind, aus welchem sie die Pumpe ansaugt, wobei die Erreichung des genannten Flüssigkeitsstandes im Messgefäss oder die Entleerung der Flüssigkeit in das Vorratsgefäss zur Erzeugung eines Alarmlöschsignals ausgewertet wird, welches der Auslösung eines Alarms entgegenwirkt, der dann ausgelöst wird,
wenn bezogen auf eine von der Hubzahl und der Hublänge der Pumpe abgeleitete theoretische Pumpenleistung keine vorbestimmte Anzahl Alarmlöschsignale auftreten.
Method and device for monitoring the function of a metering pump and the storage supply of the liquid to be metered
The present invention relates to a method for monitoring the function of a diaphragm or piston metering pump and the storage supply of the liquid to be metered by it.
Particularly in the treatment of water for a wide variety of purposes, liquids such as chemical solutions are added by metering pumps depending on the amount of water and / or the degree of contamination or the success achieved by the added liquid. As a rule, the procedure is that the liquid is sucked in from storage containers in which the liquid is delivered by the metering pump and added to the water to be treated.
With the previous methods and with the previous devices, it was left to the supervisory staff to check the stock and to monitor the function of the pump by looking at the liquid sucked in by it in a sight glass. This naturally has the disadvantage that due to forgetfulness or reading errors, attention is not drawn to the running out of storage in good time and a functional interruption of the pump is only detected if it is in operation when the sight glass is viewed and the error already occurs present.
Furthermore, it is hardly possible to record the amount dosed by the pump at certain time intervals even with some degree of accuracy, so that no information is possible about the presence of any peak demand times.
The aim of the invention is to remedy these deficiencies.
The invention accordingly relates to a method mentioned above, which is characterized in that the pump suction sucks the liquid from its storage container into a measuring vessel, in which it is retained until it has reached a predetermined liquid level therein, which causes that the liquid is emptied into a storage vessel upstream of the pump, from which the pump sucks, with the achievement of the mentioned liquid level in the measuring vessel or the emptying of the liquid in the storage vessel being evaluated to generate an alarm extinguishing signal which counteracts the triggering of an alarm, which is triggered when no predetermined number of alarm clearing signals occur based on a theoretical pump output derived from the number of strokes and the stroke length of the pump.
If, due to a malfunction of the pump, no liquid is sucked in from it, the useless running of the pump when the predetermined theoretical pump output is reached can create an alarm readiness, which ultimately leads to the triggering of an alarm because the alarm clearing signals are missing, which yes only occur if the predetermined liquid level has been reached sufficiently often in the measuring vessel. This level is never reached in the absence of pump suction. Likewise, the lack of liquid in the storage container would prevent the liquid level from being reached in the measuring vessel, which in turn would trigger an alarm.
If the volume of the storage vessel and the required number of alarm clearing signals are correctly measured, there may still be enough liquid for brief operation of the pump when the alarm is triggered, which should be sufficient time to renew the storage supply, e.g. B. by switching to another storage container.
The theoretical pump performance can also be recorded, either by a counter or in the form of a diagram, so that it can be read off at any time which liquid needs to be met.
The invention also relates to a device for carrying out the method according to the invention, which is characterized in that the vacuum line is divided into two sections, the first of which forms a gas compensation line between the storage vessel and a measuring vessel and the second of which is a liquid suction line connecting the measuring vessel to the storage container represents, and that the storage vessel and the measuring vessel are additionally connected by a line for emptying the liquid from the measuring vessel into the storage vessel, which line is designed so that it only allows the liquid to be emptied when a predetermined liquid level is present in the measuring vessel, wherein electrical switching means are provided,
to emit an electrical signal to a control center when the liquid level is reached or when the liquid is emptied, and means in the control center to evaluate the signal as an alarm clearing signal, furthermore electrical switching means are provided at the pump in order to transmit signals to the control center with each pump stroke, and means in the control center to evaluate these signals to generate a readiness for alarm and to compare the readiness for alarm as a function of the theoretical pump output with the alarm clearing signal or the alarm clearing signals.
The invention will be explained in more detail below with reference to the drawing, for example.
1 shows a schematic representation of an embodiment of a device for performing the method according to the invention while
FIG. 2 shows a part of another embodiment of the device which differs from FIG. 1.
The metering pump 1 is shown in the present case as a diaphragm pump with ball valves 1 '.
It is driven by the hydraulic motor 16, designed similarly to the pump 1, which is switched on in a pressure circuit built up with a pressure pump 17, supply line 18, return line 19 and pressure pump suction line 20 and tank 21 so that the hydraulic motor 16 is activated by electrovalves 22 and 23 from the switching center 100 can be controlled.
If there is a certain need for liquid to be metered in the pipe R, a command to open the valve 22 is given in the switch center 100, which at the same time sets a timer in motion. As a result, the motor 16 has the effect that the pump 1 is actuated via the plunger 24 ′ against the action of the spring 25 and doses liquid into the pipe R, the stroke of the pump 1 and the motor 16 being limited by the adjustable stop 2. If the plunger stop 24 hits the stop 2, it simultaneously actuates a switch 2 'there, which in turn stops the timer, closes the valve 22 and opens the valve 23 via the switching center 100, so that the spring Z5 pump 1 and motor 16 can lead back to the initial position determined by rest stop 26 signed.
If the fluid requirement continues, this process is repeated. The timing element in the center 100 measures the time during which the discharge stroke part of the pump 1 takes place. If a certain number of strokes has taken place, which is added by the timer in terms of time, then, depending on the stroke length, the amount of time that generates an alert signal is reached earlier or later. If this alarm readiness signal is not deleted in a manner to be described, an alarm is given.
With each return of the pump 1 under the action of the spring 25, it sucks in liquid from the storage vessel 4 via line 3 (suction line). The resulting negative pressure in the vessel 4 is propagated through the gas equalization pipe 6 into the measuring vessel 7, from where it is transferred via the liquid suction line 8 to the liquid to be dosed in the storage container 9, which as a result of this negative pressure and depending on the pump output into the measuring vessel 7 reached. The liquid in the measuring vessel 7 gradually rises to level 15.
At the same time it fills the left arm of the lifter 5 and now overflows through it into the storage vessel 4, the liquid jet emerging from the lower end of the right lifting arm being electrically connected to the liquid in the storage vessel 4, so that the in the contacts 10 and 11 ending circuit is closed and thereby an alarm clearing signal is transmitted to the center 100. Depending on the contents of the vessels 4 and 7, one or more alarm clearing signals will have to be generated in relation to a specific pump output in order to cancel the alert.
If the liquid does not rise in the measuring vessel 7, or does not rise sufficiently quickly or sufficiently often in relation to the theoretical pump output at level 15, the alarm clearing signal remains off or insufficient signals are given, which leads to the alarm being triggered. This can be the case when the pump 1 z. B. because of a defective valve 1 'does not deliver the full amount or no liquid at all. However, it can also be the case when the storage container 9 is empty and therefore no liquid replenishment can get into the measuring vessel 7.
FIG. 2 shows another variant of the device according to FIG. 1, which is distinguished from that of FIG. 1 in that the line 5 'with solenoid valve 5 "takes the place of the lifter 5 and the contacts 10 and 11 are omitted , while contacts 12, 13 and 14 come in. The function in the embodiment of Fig. 2 is as follows: The liquid in the measuring vessel 7 rises to level 15 ', whereby it closes a circuit between contacts 12 and 14 which, on the one hand, provides an alarm signal and on the other hand the solenoid valve 5 ′ opens via the center 100 so that the liquid can be emptied into the storage vessel 4.
A circuit kept closed by the liquid between the contacts 13, 14 ensures that the solenoid valve 5 ″ remains open until the liquid in the measuring vessel 7 has sunk so far that it no longer touches the contact 13, and the circuit is interrupted between the contacts 13 and 14, whereupon the solenoid valve 5 ″ closes again.
While the embodiment of Fig. 1 has the extraordinarily simple structure as a particular advantage, it can lead to the lifter 5 creeping in the initial stage and therefore only dropwise liquid from 7 to 4, whereby the circuit between 10 and 11 is not yet closed becomes. This can lead to undesirable inaccuracies in the fluid supply.
The somewhat more complex construction according to FIG. 2 does not have this disadvantage.
Particularly noteworthy in the device described is the simplicity of the measurement of the theoretical pump output by the timer, which measures the stroke-related period of time between the opening of the valve 22 and the end of the pump stroke (actuation of the contact 2 ').
This makes it possible to adjust the device with respect to the pump stroke at any time without having to change the relationship between the theoretical pump output and the alarm clearing signal, which is fixed in the switching center 10. This in turn enables the center 100 to be constructed in an extremely simple manner.
It is also possible to use existing facilities which are equipped with a pump arrangement, e.g. B. accordingly Fig. 1, are equipped by adding the center 100 and the combination of measuring vessel / storage vessel to convert in the simplest way and thereby eliminate the previous disadvantages.
PATENT CLAIM 1
Method for monitoring the function of a diaphragm or piston metering pump and the storage supply of the liquid to be dosed by it, characterized in that the liquid is sucked out of its storage container into a measuring vessel by the pump suction, in which it is retained until it is therein has reached a predetermined liquid level, which causes the liquid to be emptied into a storage vessel connected upstream of the pump, from which it is sucked in by the pump, with the achievement of said liquid level in the measuring vessel or the emptying of the liquid in the storage vessel being evaluated to generate an alarm signal which counteracts the triggering of an alarm which is then triggered
if, based on a theoretical pump output derived from the number of strokes and the stroke length of the pump, no predetermined number of alarm clearing signals occur.