DE1653686B1

DE1653686B1 - Control device for an underwater pump

Info

Publication number: DE1653686B1
Application number: DE19671653686
Authority: DE
Inventors: Mitsuo Inoue
Original assignee: CDM Co Ltd
Current assignee: CDM Co Ltd
Priority date: 1967-03-03
Filing date: 1967-03-03
Publication date: 1970-08-27

Description

Die Erfindung betrifft eine wasserstandsabhängige Steuervorrichtung für eine tragbare Unterwasserpumpe. The invention relates to a water level-dependent control device for a portable underwater pump.

Aus der USA.-Patentschrift 2424657 ist bereits eine derartige Steuervorrichtung für eine Unterwasserpumpe mit einem in einem flüssigkeitsdichten Gehäuse angeordneten Elektromotor, einem mit diesem über eine flüssigkeitsdicht durch die Unterwand des Gehäuses geführte Antriebswelle verbundenen Pumpenteil und an der Außenwand des Gehäuses angeordneten Kontaktelektroden bekannt, bei welcher durch Eintauchen der Elektroden ein Sekundärstromkreis zur Betätigung eines Schalters im Motorstromkreis geschlossen wird. Bei der bekannten Konstruktion sind die Kontaktelektroden in einem allseitig geschlossenen Gehäuse mit einer engen unteren Eintrittsöffnung und einer weiteren oberen Eintrittsöffnung angeordnet, so daß das Ein- und Ausströmen von Flüssigkeit im Gehäuse durch die Drosselwirkung der engen unteren Öffnung so weit verlangsamt wird, daß der an den Kontaktelektroden erfolgende Schaltvorgang gegenüber der Wasserstandsveränderung außerhalb des Gehäuses hinreichend verzögert ist. Hierdurch wird zwar der bei anderen bekannten Konstruktionen bestehende Nachteil eines bei jedem Abreißen und Wiederherstellen der Flüssigkeitsbrücke zwischen den Elektroden erfolgenden, mit starkem Verschleiß verbundenen Hin- und Herschaltens vermieden, jedoch hat sich die vorgeschlagene Anordnung der Kontaktelektroden in einem Gehäuse mit enger unterer Eintrittsöffnung in der Praxis nicht bewährt, da sich die untere Öffnung leicht mit Schmutzpartikelchen zusetzt, wodurch die Schaltfähigkeit der Steuervorrichtung zunichte gemacht wird und die Pumpe durch Trockenlaufen zerstört werden kann.From the USA. Patent specification 2424657 is already such a control device for an underwater pump with a in a liquid-tight housing arranged electric motor, one with this via a liquid-tight through the lower wall of the Housing guided drive shaft connected pump part and arranged on the outer wall of the housing Contact electrodes are known in which a secondary circuit is created by immersing the electrodes to operate a switch in the motor circuit is closed. With the known construction are the contact electrodes in a housing that is closed on all sides with a narrow lower inlet opening and a further upper inlet opening arranged so that the inflow and outflow of liquid in the housing is slowed down so far by the throttling effect of the narrow lower opening that the switching process taking place at the contact electrodes with respect to the change in water level is sufficiently delayed outside the housing. This is the one known from others Constructions existing disadvantage of each time the liquid bridge between the electrodes is torn off and re-established, with Avoided switching back and forth associated with severe wear, but the proposed Arrangement of the contact electrodes in a housing with a narrow lower inlet opening in the Not proven in practice, as the lower opening is easily clogged with dirt particles, which causes the The switching ability of the control device is destroyed and the pump is destroyed by running dry can be.

Da die tragbaren Unterwasserpumpen in der Praxis je nach der Untergrundbeschaffenheit vielfach mehr oder weniger stark geneigt stehen und arbeiten müssen, sind von Quecksilberschaltern betätigte Steuervorrichtungen der in den deutschen Patentschriften 376 190 und 479 258 beschriebenen Art für die vorliegende Aufgabe nicht brauchbar. Um ein Leerlaufen der Pumpe bei entsprechend abgesunkenem Wasserspiegel zu vermeiden, wurde ferner die Benutzung von Schwimmerschaltern vorgeschlagen, welche die Stromzufuhr abschalten, wenn der Wasserspiegel unter einen vorbestimmten Wert absinkt. Da Unterwasserpumpen jedoch häufig in stark verschmutzten Gewässern eingesetzt werden, sind derartige Schwimmerschalter nicht hinreichend zuverlässig, da die Bewegung des Schwimmers durch Fremdkörper, Schmutzteilchen usw. beeinträchtigt werden kann. Darüber hinaus haben schwimmergesteuerte Schaltvorrichtungen einen nicht unerheblichen Platzbedarf und sind den bei Unterwasserpumpen in der Praxis auftretenden rauhen Arbeitsbedingungen nicht gewachsen. Since the portable underwater pumps in practice many more, depending on the nature of the subsoil control devices operated by mercury switches of the type described in German patents 376 190 and 479 258 for the present Task not usable. About emptying the pump when the water level has dropped accordingly to avoid, the use of float switches has also been proposed, which the Switch off the power supply when the water level falls below a predetermined value. Because underwater pumps but are often used in heavily polluted waters, are such Float switch is not sufficiently reliable because the movement of the float is caused by foreign objects, Dirt particles, etc. can be adversely affected. They also have float-controlled switching devices take up a not inconsiderable amount of space and are the same as for submersible pumps in practice not able to cope with the rough working conditions.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, eine wasserstandsabhängige Steuervorrichtung für tragbare Unterwasserpumpen zu schaffen, welche die vorstehend genannten Nachteile vermeidet, nur geringen Platz benötigt und auch unter rauhen Arbeitsbedingungen und bei schrägstehender Pumpe zuverlässig und störungsfrei arbeitet.The object of the invention is now to provide a water level-dependent control device for portable underwater pumps to create, which avoids the disadvantages mentioned above, only small space required and reliable and even under rough working conditions and with an inclined pump works trouble-free.

Gegenstand der Erfindung ist dementsprechend eine wasserstandsabhängige Steuervorrichtung für eine tragbare Unterwasserpumpe mit einem in einem flüssigkeitsdichten Gehäuse angeordneten Elektromotor, einem mit diesem über eine flüssigkeitsdicht durch die Unterwand des Gehäuses geführte Antriebswelle verbundenen Pumpenteil und an der Außenwand des Gehäuses angeordneten Kontaktelektroden, bei deren Eintauchen ein Sekundärstromkreis zur Betätigung eines Schalters im Motorstromkreis geschlossen wird, gekennzeichnet durch einen zum Antriebsmotor parallel in den MotorstromkreisThe invention accordingly provides a water level-dependent control device for a portable underwater pump with an electric motor arranged in a liquid-tight housing, a drive shaft guided with this via a liquid-tight through the lower wall of the housing connected pump part and contact electrodes arranged on the outer wall of the housing, when they are immersed, a secondary circuit for actuating a switch in the motor circuit is closed, characterized by a parallel to the drive motor in the motor circuit

ίο geschalteten Transformator, eine zu dessen Primärseite parallelgeschaltete Folge eines relaisgesteuerten Schalters und eines Schaltrelais, eine von einer Sekundärklemme des Transformators zur Außenwand des Gehäuses führende Erdleitung, eine Verbindungleitung von der anderen Sekundärklemme über einen Gleichrichter zu einer an der Unterseite des Gehäuses angeordneten unteren Elektrode und einer an der oberen Seitenwand des Gehäuses angeordneten oberen Elektrode, ein mit der Ausgangsseite des Gleichrichters verbundenes Schaltrelais zur Betätigung des Schalters und einen vom Schaltkreis betätigten, sowohl den Motorstromkreis als auch die Verbindung zwischen dem Gleichrichter und der unteren Elektrode schließenden Doppelschalter.ίο switched transformer, one to its primary side parallel-connected sequence of a relay-controlled switch and a switching relay, one of a Secondary terminal of the transformer to the outer wall of the housing leading earth line, a connection line from the other secondary terminal via a rectifier to one at the bottom of the housing arranged lower electrode and one arranged on the upper side wall of the housing upper electrode, a switching relay connected to the output side of the rectifier for Actuation of the switch and one actuated by the circuit, both the motor circuit and the connection between the rectifier and the lower electrode closing double switch.

Die Steuervorrichtung ist zweckmäßig in einem besonderen flüssigkeitsdichten Gehäuse oberhalb des Antriebsmotors angeordnet und durch einen wasserdicht schließenden Deckel zugänglich. Nach einer Ausführungsform kann das Gehäuse zweckmäßig aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere Metall, bestehen, wobei die Erdung der Steuervorrichtung mit dem Gehäuse verbunden ist und die Elektroden isoliert durch das Gehäuse hindurch nach außen geführt sind. Nach einer anderen Ausführungsform kann das Gehäuse auch aus einem elektrisch nicht leitenden Material, beispielsweise Kunststoff, bestehen, wobei die Erdung der Steuervorrichtung zweckmäßig mit zwei zusätzlichen Elektroden verbunden ist, die in der Nähe der oberen und der unteren Elektrode aus dem Gehäuse herausragen. Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an Hand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt
Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch eineUnterwasserpumpe, The control device is expediently arranged in a special liquid-tight housing above the drive motor and is accessible through a cover that closes in a watertight manner. According to one embodiment, the housing can expediently consist of an electrically conductive material, in particular metal, the grounding of the control device being connected to the housing and the electrodes being guided to the outside through the housing in an insulated manner. According to another embodiment, the housing can also consist of an electrically non-conductive material, for example plastic, wherein the grounding of the control device is expediently connected to two additional electrodes which protrude from the housing in the vicinity of the upper and lower electrodes. In the following, a preferred embodiment of the invention is explained further with reference to the drawings. It shows
Fig. 1 is a vertical section through an underwater pump,

F i g. 2 ein schematisches Schaltbild der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung der Pumpe gemäß F i g. 1 undF i g. FIG. 2 shows a schematic circuit diagram of the control device according to the invention for the pump according to FIG F i g. 1 and

F i g. 3 a bis 3 c Ansichten der Pumpen gemäß F i g. 1 bei verschiedenen Wasserständen.F i g. 3 a to 3 c are views of the pumps according to FIG. 1 at different water levels.

Die in F i g. 1 dargestellte Unterwasserpumpe besitzt einen in einem Gehäuse 1 angeordneten Motor M mit einem Stator 2 und einem Rotor 3. Die Rotorwelle 6 ist durch eine Wellendichtung 10 nach außen geführt und trägt das darauf fest montierte Rad 5 der Pumpe P, das in einem mit einem Ausstoßrohr 12 verbundenen Pumpengehäuse 4 umläuft. Am Kopf des Gehäuses 1 befindet sich ein mit einem Handgriff 8 versehener Deckel, unter dem die Steuervorrichtung 9 wasserdicht eingeschlossen ist. Durch den Deckel ist eine Stromzuführung 11 wasserdicht hindurchgeführt. Eine obere Elektrode U ist durch die Seitenwand und eine untere Elektrode L durch die Unterwand des Gehäuses 1 jeweils wasserdicht und elektrisch isoliert hindurchgeführt. Die Steuervorrichtung 9 ist ferner über eine Erdleitung mit einer Erdung E verbunden, die in F i g. 1 aus dem elektrisch leitenden Gehäuse besteht.The in F i g. 1 has a motor M arranged in a housing 1 with a stator 2 and a rotor 3. The rotor shaft 6 is guided to the outside through a shaft seal 10 and carries the fixedly mounted wheel 5 of the pump P, which is in a with an ejection tube 12 connected pump housing 4 rotates. On the head of the housing 1 there is a cover provided with a handle 8, under which the control device 9 is enclosed in a watertight manner. A power supply 11 is passed through the cover in a watertight manner. An upper electrode U is passed through the side wall and a lower electrode L is passed through the lower wall of the housing 1 in a waterproof and electrically insulated manner. The control device 9 is also connected via a ground line to a ground E , which is shown in FIG. 1 consists of the electrically conductive housing.

Wie F i g. 2 zeigt, weist die automatische Steuervorrichtung 9 einen zum Antriebsmotor M parallel in den Motorstromkreis geschalteten Transformator T auf. Parallel zu dessen Primärseite ist ein relaisgesteuerter Schalter S₁ und ein Schaltrelais RC, in Reihe geschaltet. Die Sekundärklemme b des Transformators T ist über eine Erdleitung mit der Erdung E verbunden, während die andere Sekundärklemme α mit der Klemme a' eines Gleichrichters verbunden ist, an dessen unterer Klemme b' Verbindungsleitungen zur oberen Elektrode U und zur unteren Elektrode L angeschlossen sind. Zur Abgabeseite des Gleichrichters R sind ein Schaltrelais RC₁ und ein Kondensator C parallelgeschaltet. Das Schaltrelais ^C₁ dient zur Betätigung des Schalters S₁. Ein im Motorstromkreis angeordneter Schalter 5., ist mit einem in der Verbindungsleitung zwischen der unteren Elektrode L und dem Gleichrichter R angeordneten Schalter S₂' zu einem gemeinsam betätigten Doppelschalter verbunden, der bei Erregung des Schaltrelais RC, in seine Schließstellung bewegt wird. Das Schaltrelais RC₁ wird erregt, wenn der Schalter S₁ durch das erregte Schaltrelais AC₁ geschlossen wird. Die Sekundärklemme b des Transformators T ist bei geschlossenem Schalters./ durch einen Stromkreis mit der unteren Elektrode L und außerdem unabhängig vom Schalters.,' mit der oberen Elektrode U verbunden.Like F i g. 2 shows, the automatic control device 9 has a transformer T connected in parallel to the drive motor M in the motor circuit. A relay-controlled switch S ₁ and a switching relay RC are connected in series parallel to its primary side. The secondary terminal b of the transformer T is connected to the earth E via an earth line, while the other secondary terminal α is connected to the terminal a 'of a rectifier, to whose lower terminal b' connecting lines to the upper electrode U and to the lower electrode L are connected. A switching relay RC ₁ and a capacitor C are connected in parallel to the output side of the rectifier R. The switching relay ^ C ₁ is used to operate the switch S ₁ . A switch 5, arranged in the motor circuit, is connected to a switch S ₂ 'arranged in the connection line between the lower electrode L and the rectifier R to form a jointly actuated double switch which is moved into its closed position when the switching relay RC is energized. The switching relay RC ₁ is energized when the switch S _{1 is closed} by the energized switching relay AC ₁ . When the switch./ is closed, the secondary terminal b of the transformer T is connected to the lower electrode L by an electrical circuit and also independently of the switch., 'To the upper electrode U.

Wenn eine mit der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung ausgerüstete Unterwasserpumpe in der in F i g. 3 a dargestellten Weise so in Wasser eingetaucht wird, daß sich die obere Elektrode U und die untere Elektrode L unterhalb des Wasserspiegels W.L. befinden, sind beide Elektroden durch das leitende Wasser mit der Erdung £ verbunden, so daß der Sekundärstromkreis des Transformators T geschlossen ist und das Schaltrelais RC₁ erregt wird. Hierdurch wird der Schalter S₁ geschlossen, so daß das Schaltrelais RC, ebenfalls erregt wird und eine Schließung des Dop'pelschalters S.₂-S.,' bewirkt. Hierdurch wird der Motorstromkreis geschlossen und der Antriebsmotor M angetrieben, so daß die Pumpe P mit dem Abpumpen des Wassers beginnt. Da bei dieser Stellung des Schalters S₂' die Verbindung zwischen der unteren Elektrode L und dem Gleichrich- 4-5 teri? geschlossen ist, bleibt der Sekundärstrom des Transformators bei dem in F i g. 3 b dargestellten Abfallen des Wasserspiegels unter die obere Elektrode U geschlossen, so daß die Pumpe P so lange weiterarbeitet, wie die untere Elektrode L durch das Wasser leitend mit der Erdung E verbunden ist. Sobald der Wasserspiegel gemäß F i g. 3 c unter die untere Elektrode L abgefallen ist, wird deren Verbindung mit der Erdung E und damit der Sekundärstrom des Transformators T unterbrochen. Da nunmehr das Schaltrelais RC₁ nicht mehr erregt wird.If an underwater pump equipped with the control device according to the invention is in the form shown in FIG. 3a is immersed in water in such a way that the upper electrode U and the lower electrode L are below the water level WL , both electrodes are connected to the ground £ through the conductive water, so that the secondary circuit of the transformer T is closed and the switching relay RC _{1 is} energized. As a result, the switch S _{1 is} closed, so that the switching relay RC, is also energized and causes the double switch S. ₂ -S., ' To close. This closes the motor circuit and drives the drive motor M so that the pump P begins to pump out the water. Since in this position of the switch S ₂ 'the connection between the lower electrode L and the rectifier 4-5 teri? is closed, the secondary current of the transformer remains at that in FIG. 3 b, the drop in the water level below the upper electrode U is closed, so that the pump P continues to work as long as the lower electrode L is conductively connected to the ground E through the water. As soon as the water level according to FIG. 3 c has fallen below the lower electrode L, its connection to the ground E and thus the secondary current of the transformer T is interrupted. Since now the switching relay RC _{1 is} no longer energized.

öffnet sich der Schalter S₁, so daß auch die Erregung des Schaltrelais RC, unterbrochen wird. Hierdurch wird der Doppelschalter S₂-S.,' geöffnet und der Antriebsmotor M ausgeschalfet. Da in dieser Stellung durch den geöffneten Schalters/ die Verbindung zwischen der unteren Elektrode L und dem Gleichrichter R unterbrochen ist, beginnt der Antriebsmotor erst wieder zu arbeiten, wenn der Wasserspiegel die Höhe der oberen Elektrode U erreicht hat.the switch S ₁ opens, so that the excitation of the switching relay RC is interrupted. As a result, the double switch S ₂ -S., ' Is opened and the drive motor M switched off. Since in this position the open switch / interrupts the connection between the lower electrode L and the rectifier R , the drive motor only begins to work again when the water level has reached the level of the upper electrode U.

Die erfindungsgemäße Steuervorrichtung bewirkt, daß die Unterwasserpumpe einerseits bei einem Ansteigen des Wasserspiegels über die obere Elektrode U automatisch in Gang gesetzt und andererseits bei einem Abfallen des Wasserspiegels unter die untere Elektrode L automatisch ausgeschaltet wird. Auf diese Weise wird auch bei stark schrägstehender Pumpe ein Leerlauf sicher vermieden. Durch Einbau der erfindungsgemäßen Steuervorrichtung wird eine besonders kompakte und robuste Unterwasserpumpe erhalten, die auch unter den üblichen rauhen Praxisbedingungen zuverlässig arbeitet, solange noch eine Höhendifferenz zwischen der oberen Elektrode TJ und der unteren Elektrode L besteht.The control device according to the invention has the effect that the underwater pump is automatically started on the one hand when the water level rises above the upper electrode U and on the other hand is automatically switched off when the water level falls below the lower electrode L. In this way, idling is reliably avoided even when the pump is at a steep incline. By installing the control device according to the invention, a particularly compact and robust underwater pump is obtained, which works reliably even under the usual rough practical conditions, as long as there is still a height difference between the upper electrode TJ and the lower electrode L.

Claims

Claim:

Water level-dependent control device for a portable underwater pump with an electric motor arranged in a liquid-tight housing, a pump part connected to this via a drive shaft guided through the lower wall of the housing in a liquid-tight manner, and contact electrodes arranged on the outer wall of the housing, when they are immersed, a secondary circuit for actuating a switch in the motor circuit is closed, characterized by a transformer (T) connected in parallel to the drive motor (M) in the motor circuit, a sequence of a relay-controlled switch (S ₁ ) and a switching relay (RC ₂ ) connected in parallel to its primary side, one of a secondary terminal (b) of the Transformer (T) to the outer wall of the housing (1) leading earth line, a connecting line from the other secondary terminal (ä) via a rectifier (R) to a lower electrode (L) arranged on the underside of the housing (1) and one on the upper one Side wall of the housing (1) arranged upper electrode (U), a switching relay (.RC ₁ ) connected to the output side of the rectifier (R) for actuating the switch (S ₁ ) and one operated by the switching relay (RC _n ) , both the motor circuit as also the connection between the rectifier (R) and the lower electrode (L) closing double switch (S. ,, S., ').

1 sheet of drawings