CN102644317B - 废水提升装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种废水提升装置，其具有容器(2)、泵和设置在该容器(2)中的液位传感器(14)，其中，液位传感器(14)具有设置在容器(2)中的封闭的薄膜壳体(20)，该薄膜壳体在壳体壁上具有可运动的薄膜(22)，其中，薄膜(22)在薄膜壳体(20)内部与至少一个用于接通和关闭泵的传感器或开关(44)相耦合。

Description

废水提升装置

技术领域

本发明涉及一种废水提升装置，其具有容器、泵和设置在该容器中的液位传感器。

背景技术

废水提升装置用于将位于排污管道下方液位水平上的废水提升或抽取到排污管道的液位水平之上。在此公知的是：废水提升装置具有容器，待抽取的废水流入容器中。在容器上或在容器中设置至少一个泵机组，用以将废水从容器中抽吸到需要的高度的液位水平上。为了能够根据需要接通和关闭至少一个泵，在容器上或容器中设置液位传感器，用以检测容器内部的水位，并根据水位接通和关闭泵。

这种废水提升装置的问题在于：废水中所携带的污物会对液位传感器的功能造成损害。

发明内容

因此，本发明的目的在于提出一种改进的废水提升装置，该装置具有改进的具有更大的功能安全性的液位传感器。

本发明的目的通过一种废水提升装置得以实现，该废水提升装置具有容器、泵和设置在该容器中的液位传感器，其中，液位传感器具有设置在容器中的封闭的薄膜壳体，该薄膜壳体在壳体壁上具有可运动的薄膜，其中，薄膜在薄膜壳体内部与至少一个用于接通和关闭泵的传感器或开关相耦合。

如已知的废水提升装置那样，根据本发明的废水提升装置也具有容器，该容器配备有至少一个输入口。在该输入口上可以连接输入侧废水管道，待提升的废水通过该输入管道流入容器中。在容器上或容器中设置至少一个泵，用于将废水从容器中抽出并送到更高的液位水平上。为了能够根据容器中的水位接通和关闭泵，在容器中设置液位传感器。将该液位传感器设计为：当到达预定的水位时接通泵，并在低于该水位或达到预定的第二、较低的水位时关闭泵。

根据本发明，优选液位传感器具有完全封闭地设置在容器中的薄膜壳体该薄膜壳体在其壳体壁上具有可运动的薄膜。该薄膜构成实际的传感元件。将薄膜壳体和薄膜设置为：使薄膜至少在到达使泵应该被接通的水位时会浸入到容器中的水中。由于薄膜壳体通过薄膜排出一部分液体或废水，因此废水从外部在薄膜壳体上并进而在薄膜上施加压力，这种压力会导致可运动的薄膜运动或变形。在薄膜壳体的内部，薄膜与至少一个用于接通和关闭泵的传感器或开关相耦合。由此薄膜的运动或变形被传递到至少一个开关上，使薄膜的运动或变形引发开关的开关过程。替代地还可以设置传感器，该传感器检测薄膜的变形或运动，然后在必要时通过中间接入的控制装置(用于分析传感器信号)接通和关闭泵。

以这种方式实现的液位传感器具有以下优点：实际的传感器或开关组件设置在薄膜壳体的内部，薄膜壳体相对于其中存在废水的容器内部是完全封闭的。因此传感器和开关在薄膜壳体的内部与废水不接触。由此将保护这些组件不受污物和湿气的损害。特别是保护电子组件不接触水和湿气。还可以针对废水和污物保护开关的可运动的机械部件。废水仅接触到壳体壁和可运动薄膜的外侧面。但是这些外侧面是光滑的表面，其针对污物是不敏感的。而且位于外侧面上的污物通常不会对表面的可运动性造成伤害。因此总体来说提供了操作可靠、坚固耐用并具有更高运行安全性的液位传感器。

优选将薄膜设置在薄膜壳体的底侧。由此可使其第一个浸入水中，并受到由废水和水挤压作用所施加的压力，从而产生可探测的薄膜运动或变形。

根据一种优选的实施方式，将薄膜可松脱地、优选通过卡口连接器(Bajonettkupplung)与薄膜壳体相连接。因此可以通过移除薄膜打开薄膜壳体，以便例如在薄膜壳体的内部进行修理或维护工作。此外，例如当薄膜受到伤害或者由于老化而损害到其运动性时，可以容易地对薄膜进行更换。在此优选使薄膜密封地与薄膜壳体的其余的壳体壁贴靠在一起。为此可以设置单独的密封元件，使其贴靠在薄膜和环绕的壳体壁之间。但是，还可以根据所用薄膜的材料将薄膜本身作为密封件使用。还可以直接在周围的壳体壁上设置合适的密封件。

如上所述，具有薄膜的薄膜壳体设置在容器的内部，并将其适当地构造为：在废水提升装置运行时，使薄膜在容器中垂直位于最大水位之下。在此，容器中的最大水位是指在正常运行中作为最大水位出现并且需要接通泵的水位。但是还可以考虑将具有薄膜的薄膜壳体设计并设置为，使薄膜即使在尚不需要接通泵的较低水位时就浸入水中。随着水位的进一步上升，施加在薄膜壳体和薄膜外侧的压力也随之升高，从而使薄膜开始或更强烈地变形，在该更强烈的运动或变形时才触发薄膜壳体内部的开关或传感器，以接通泵。

在一种优选的实施方式中，在薄膜壳体内部设置操作元件，使其能够将薄膜的运动传递到开关上。这种操作元件可以是机械部件，其将薄膜的运动传递到例如开关触点上。例如，可以在薄膜壳体内部在薄膜和开关之间设置至少一个用于传递运动的杠杆或杠杆系统。

根据另一种优选的实施方式，在薄膜或与薄膜运动耦合的部件上设置至少一个用于一个或多个重力元件的插口。这样，借助于这些重力元件可以调整应该执行开关的开关过程的液位。如果薄膜从薄膜壳体的内侧承受到由一个或多个重力元件引起的重力，则需要相应地升高从外部作用于薄膜上的力，以使薄膜变形或运动。也就是说，为了使薄膜运动并由此实现开关过程，需要从外部作用于薄膜上更大的力，并因此而需要更高的水平面。

根据另一种优选的实施方式，将薄膜和与其运动耦合的部件构造为，使它们在水中承受浮力。通过在薄膜或与薄膜运动耦合的部件上设置重力元件，可以使与浮力相反的重力作用于薄膜上，因此，为了使薄膜运动并由此引发开关过程，需要更大的浮力，也就是说，需要更大的作用于薄膜上的水压力。

为此设置至少一个重力元件，并将其可松脱地固定在插口上。通过可选择地设置该重力元件，可以由此改变开关应该接通泵的开关阈值或容器中的水位。必要时还可以设置多个或重量各异的重力元件，以便有选择地安装在插口上。

优选薄膜壳体在其上端部与传感器壳体相连接，开关或传感器设置在该传感器壳体中。在此，还可以将开关或实际用于检测薄膜运动的传感器附加地再次封装在传感器壳体中。也就是说，传感器壳体可以例如通过封闭的壁与薄膜壳体分离。从设置在薄膜壳体中的可运动部件或薄膜向位于传感器壳体内部的开关或传感器的运动传递可以通过位于传感器壳体壁上的开口进行，在此，可以优选为该开口配置密封件。替代地还可以通过封闭的传感器壳体实现运动传递或运动检测。如下所述，这可以例如通过磁场进行。

优选将薄膜壳体可松脱地、进一步优选通过卡口连接器与传感器壳体相连接，在此，必要时可以在薄膜壳体和传感器壳体之间设置密封件。必要时该密封件可以与薄膜壳体或传感器壳体一体化制成。这种可松脱的连接能够使以维护和修理为目的的装配和拆卸变得更加容易。

进一步优选薄膜壳体在其上端部被传感器壳体封闭。由此在薄膜壳体中形成封闭的气体容积，用于在薄膜壳体浸入水中时挤压水。由于薄膜壳体在顶部由传感器壳体封闭，可以有效地阻止水渗入薄膜壳体的内部。渗入的水会损害或阻断传感器的功能。例如当容器全负荷运行(Volllaufen)时，例如在泵发生故障的情况下会担忧出现这种渗入。

特别优选将传感器壳体构造为相对于薄膜壳体是封闭的，并且在传感器壳体中的传感器或开关和薄膜或与薄膜运动耦合地设置在薄膜壳体中的操作元件之间设置磁耦合。这种实施方式使得能够将传感器壳体相对于薄膜壳体全封闭地构成，特别是借助于传感器壳体的封闭的壁。磁耦合使得能够穿过封闭的壁探测薄膜的运动或变形。为此，可以在薄膜或与薄膜运动耦合的部件上设置第一磁铁，其位置在薄膜运动时可以变化。磁铁的这种位置变化可以利用传感器，例如位于传感器壳体内部的簧片触点，穿过传感器壳体的壁来检测，只要将磁铁或磁传感器，也就是例如簧片触点，设置在传感器壳体壁的附近。因此，将磁铁和检测磁场的传感器设置为，使磁场至少在应进行开关过程时能影响传感器。替代设置在传感器壳体内部的用于检测磁场的传感器，还可以在传感器壳体内部设置至少一个第二磁铁，其可以通过第一磁铁移动。这样，该第二磁铁就可以直接或间接地通过其他的可运动的部件与传感器壳体内部的开关或传感器耦合。由此，第二磁铁可以通过其运动来操纵开关或开关触点，通过该开关或开关触点来接通或关闭泵。在此，这种开关或开关触点可以直接接通或关闭泵，或者可以在中间接入控制装置，用以检测开关信号并对泵进行相应的控制。

特别优选将整个液位传感器设计成安装在容器开口中的结构单元。这可以使安装更加简单，因为可以将预组装的液位传感器安装在容器开口中。另外还可以更容易地将整个液位传感器从容器中移出，以进行维护和修理。这样，使得液位传感器不占用开口，从而使得能够进入容器内部，例如在那里开展其他的修理或维护工作。优选在液位传感器和环绕的容器壁之间设置密封件，从而可以在装入传感器时密封地封闭开口。由此可以阻止在容器完全地全负荷运行时，水从开口流出。

进一步优选将传感器壳体固定在容器的开口中或开口上。还可以将传感器壳体与围绕开口的容器壁旋在一起。替代地也可以考虑使用卡口连接器。特别优选在围绕开口的容器壁上设置螺纹，传感器壳体通过对应的螺纹旋入其中。

附图说明

下面根据附图对本发明做进一步的说明。其中：

图1示出了根据本发明的废水提升装置的分解图，

图2示出了如图1所示的废水提升装置的液位传感器的透视图，

图3示出了沿图4中的线III-III穿过图2所示的液位传感器的纵向截面图，

图4示出了如图2和图3所示的液位传感器在打开传感器壳体的情况下的俯视图，

图5示出了沿图4中的线V-V穿过如图2到图4所示的液位传感器的截面图。

其中，附图标记说明如下：

2  容器

4  输入口

6  泵

7  排放管道

8  排放接口

10 上部

12 开口

14  液位传感器

16  传感器壳体

18  密封件

20  薄膜壳体

22  薄膜

24  止动环

26  膨胀件

28  密封环

30  操作杆

32  片状扩展部分

34  套筒

36  内部空间

38  壁

42  永磁铁

44  电动开关

46  臂

48  摆动轴

50  叉边

52，54  永磁铁

56  水位

58  插口

60  重力元件

62  定位钩

X   垂直方向。

具体实施方式

根据本发明的废水提升装置具有容器2，该容器优选由合成材料制成。容器2在至少一个壁上具有至少一个输入口4，输入侧的废水管道可以连接在该输入口上，废水通过该废水管道流入容器2的内部。此外，在容器2中设置泵6。泵6用于将废水从容器2中经过设置在容器中的排放管道7和设置在容器2中的排放接口8抽到连接在排放接口8上的压力管道或排水管道中。在容器2的顶部10上设置开口12，液位传感器14设置在该开口中。下面将借助图2-图5对液位传感器14进行进一步的说明。液位传感器14在其上端部具有传感器壳体16，该传感器壳体插入开口12中。密封件18密封地贴靠在开口12的壁上。管状的薄膜壳体20从传感器壳体16开始沿垂直方向X向下伸展。薄膜壳体20在其开放的下端部上由可运动或可变形的薄膜22封闭。薄膜22例如可以由弹性材料制成，其通过止动环24固定在管状薄膜壳体20的下端部上。止动环24在外周上环绕薄膜壳体20，并通过卡口连接器可松脱地固定在薄膜壳体20上。通过从薄膜壳体20上摘除止动环24，可以将薄膜22从薄膜壳体20上移除。薄膜22形状配合地固定在薄膜壳体20和止动环24之间或夹紧在其间。在此，薄膜22与其外周的膨胀件(Verdickung)26一起同时构成密封件，从而使薄膜22在下面密封地封闭薄膜壳体。

薄膜壳体20在顶部由传感器壳体16封闭。传感器壳体16插入薄膜壳体20的上轴向端部。在传感器壳体16和薄膜壳体20之间设置用于密封的密封环28。通过这种方式在薄膜壳体20的内部限定了封闭的气体或空气体积。

在薄膜壳体20的内部设置沿垂直方向延伸的操作杆30，该操作杆在其下端部具有片状的扩展部32，其平面地贴靠在薄膜22的内侧面上。在此使片状扩展部32松散地贴靠在薄膜22上就足够了。替代地还可以考虑使它们彼此固定连接，例如彼此粘在一起。

操作杆30的上端部插入在传感器壳体16中垂直延伸的套筒34中。套筒34相对于传感器壳体16完全封闭并构成传感器壳体16的壁的一部分，从而通过套筒的壁使套筒34的内部空间相对于传感器壳体16的内部空间36密封。在此，在该实施例中，套筒34与传感器壳体16的壁38一体化地制成，壁38构成传感器壳体16的底面，其将薄膜壳体20的端面密封。

操作杆30在其伸入套筒34中的上端部上支承永磁铁42。永磁铁42可以随操作杆30沿垂直方向X在套筒34中运动。

在传感器壳体16的内部设置电开关44。电开关44通过可围绕摆动轴48在水平面上摆动的叉形臂46来操纵。该叉形臂的两个叉边(Schenkel)50不是相互平行地伸展，而是彼此之间成锐角地伸展。这两个叉边50每个都支承一个永磁铁：一个叉边50支承永磁铁52，另一个叉边50支承永磁铁54。因此，将具有叉边(Schenkel)50的臂46构造为可围绕摆动轴48摆动的，并在如图4和图5示出的永磁铁52的静止位置上位于套筒34的外壁上。在第二摆动位置上，永磁铁52与套筒34分离，并且第二永磁铁54位于套筒34的相对的外侧面上。

操作杆30可以与其永磁铁一起在套筒34中运动，因此当操作杆30向上垂直移动时，其永磁铁42将在永磁铁52和54之间运动。在此将永磁铁54设置为，使其南磁极朝向永磁铁42的北磁极。永磁铁52正好相反地设置：其南磁极朝向永磁铁42的南磁极。这使得当永磁铁42通过操作杆30沿垂直方向向上的运动而在永磁铁52和54之间移动时，永磁铁54被吸附在永磁铁42上，同时永磁铁52与永磁铁42相互排斥。这导致叉形臂46围绕摆动轴48摆动，并由此操纵电开关44。当永磁铁42沿垂直方向再次向下从永磁铁52和54之间的空隙中移动出来时，臂46例如通过在此未示出的弹簧的回复力再次移动回到如图4和图5所示的起始位置，由此使开关44再次回移到其第一开关位置。对开关44的操纵可用于接通和关闭泵。优选将电开关44的全部电组件都设置在传感器壳体16的内部，并将传感器壳体16构造为全封闭的，因为必须确保没有可移动的元件从传感器壳体中出来。运动传递磁性地穿过传感器壳体16的壁、也就是穿过套筒34的壁发生。

所示出的液位传感器的工作原理如下：将液位传感器设置在容器2中，使其下端部，也就是使薄膜22至少位于高水位56以下，从而使薄膜22浸入水中。在此，薄膜壳体20和薄膜22在浸入的区域中排挤水，使得产生垂直向上作用于薄膜22上的压力。该压力导致薄膜22沿垂直方向X向上运动，并因此使操作杆30垂直向上移动，从而使永磁铁42在永磁铁52和54之间运动，并导致如上所述的开关过程。当水位56下降时，从外面作用于薄膜22上的压力再次降低，薄膜22通过薄膜壳体20中的内部压力和操作杆30的重力再次向下运动，从而使永磁铁42再次垂直向下从永磁铁52和54之间的空隙中移出。

为了能够调整压力并由此调整水位56(在该水位上通过薄膜22的运动引发开关过程)，在操作杆30的下端部上在片状扩展部32的上方设置插口58，重力元件60可以设置在该插口上。重力元件60被构造为环状的，其能够从上面被推到操作杆30上并通过定位钩62固定在插口58中。例如，可以将重力元件60设计为环状金属片。由重力元件60产生的重力反作用于从下面作用于薄膜22上的水压力。通过这种方式，可以通过调整重力来调整压力，其中，薄膜22随操作杆30一起向上移动。通过这种方式可以设定开关阈值或水位56，泵在水位56时被接通，其中，永磁铁42在永磁铁52和54之间运动。

Claims (14)

1.一种废水提升装置，具有容器(2)、泵和设置在该容器(2)中的液位传感器(14)，其中，所述液位传感器(14)具有设置在所述容器(2)中的封闭的薄膜壳体(20)，该薄膜壳体在壳体壁上具有可运动的薄膜(22)，以及其中，所述薄膜(22)在所述薄膜壳体(20)内部与至少一个用于接通和关闭所述泵的传感器或开关(44)相耦合，其特征在于，所述薄膜壳体(20)在其上端部与传感器壳体(16)相连接，所述开关(44)或所述传感器设置在该传感器壳体中，其中，所述传感器壳体(16)构造为相对于所述薄膜壳体(20)是封闭的，并且在所述传感器壳体(16)中的所述传感器或开关(44)和所述薄膜(22)或与所述薄膜(22)运动耦合地设置在所述薄膜壳体(20)中的操作元件(30)之间设置磁性耦合器。

2.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜(22)设置在所述薄膜壳体(20)的底侧上。

3.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜(22)可松脱地与所述薄膜壳体(20)相连接。

4.如权利要求3所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜(22)可松脱地通过卡口连接器与所述薄膜壳体(20)相连接。

5.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，将所述薄膜壳体(20)和所述薄膜(22)设置在所述容器(2)的内部并设计为：在所述废水提升装置运行时，所述薄膜(22)垂直位于所述容器(2)中的最大水位(56)以下。

6.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，在所述薄膜壳体(20)的内部设置操作元件(30)，该操作元件(30)将所述薄膜(22)的运动传递到所述开关(44)上。

7.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，在所述薄膜(22)或与所述薄膜(22)运动耦合的操作元件(30)上设置至少一个用于一个或多个重力元件(60)的插口(58)。

8.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，将所述薄膜(22)和与所述薄膜(22)运动耦合的操作元件(30)构造为，使它们在水中经受浮力。

9.如权利要求7所述的废水提升装置，其特征在于，设置至少一个重力元件(60)，使其可松脱地固定在所述插口(58)上。

10.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜壳体(20)可松脱地与所述传感器壳体(16)相连接。

11.如权利要求10所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜壳体(20)可松脱地通过卡口连接器与所述传感器壳体(16)相连接。

12.如权利要求1、10或11所述的废水提升装置，其特征在于，所述薄膜壳体(20)在其上端部由所述传感器壳体(16)封闭。

13.如权利要求1所述的废水提升装置，其特征在于，将所述液位传感器(14)构造为设置在所述容器(2)开口(12)中的结构单元。

14.如权利要求13所述的废水提升装置，其特征在于，所述传感器壳体(16)固定在所述容器(2)的开口(12)中或固定在该开口上。