DE1916242C - Selbsttätige Steuerung fm Pumpwerke - Google Patents

Description

auf den verzögerten Kontakt (e) einer weiteren Pumpe den Pumpenmotor (M) seines Stromkreises abschaltet.

ein Zeitrelais festgelegten Zeitspanne der Grenzkontakt noch geschlossen ist. Steigt der Druck beim Betrieb der angelaufenen Pumpe an, so daß ein oberer Grenzdruck erreicht wird, so schließt ein Oberwert-Grenzkontakt. Die laufende Pumpe wird

abgeschaltet und die Vorwahl für die Zuschaltung

einer weiteren Pumpe gelöscht. Die Kontaktgabe wird durch ein Kontaktmanometer mit Zeigerkontakt

Die Erfindung betrifft eine selbsttätige Steuerung 55 und zwei einstellbaren Grenzkontakten bewirkt, für Pumpwerke mit einem Druckbehälter und einer Diese bekannte Sieuerungsart zeichnet sich durch

oder mehreren elektromotorisch angetriebenen Krei- eine gute Anpassung an alle vorkommenden Beselpumpen, die in Abhängigkeit eines durch eine triebsverhältnisse und damit durch eine verhältnisuntere und eine obere Druckgrenze festgelegten Soll- mäßig hohe Wirtschaftlichkeit aus. Der Nachteil druckbereiches über druckabhängig betätigte Kon- 60 dieser und der anderen vorbekannten Steuerungen takte ein- und ausgeschaltet werden, wobei ein nur Hegt in einer außerhalb des Pumpwerks auftretenden unterhalb eines festgelegten Druckes wirksamer, verzögert umschaltender Kontakt vorgesehen ist, über den, bei Anordnung mehrerer Pumpen, die Einschaltung weiterer Pumpen erfolgt.

Die bekannte druckabhängige Steuerung von Pumpwerken wird bereits in mehreren Varianten aneewi'ndet. Allen diesen Ausführungen gemeinsam

Unzulänglichkeit begründet.

Der Druck des dem Pumpwerk zugeführten Wassers ist vielfach starken Schwankungen unterworfen. Da aber der im Pumpwerk erreichte Druck vom Zulaufdruck direkt abhängig ist, können Zulaufdruckschwankungen zum Versagen der bekannten Steuereinrichtungen führen. Bei einer druckabhängig

(in- und förderstromabhängig ausschaltenden Steue-,unu kommt es, da die obere Solldruckerenze nicht geregelt wird, bei überhöhtem Zulaufdruck zu Grenzgbersclireitungen des Solldruckbereiches. Die druckjbhäneige Regelung versagt dagegen bei Abfall des Zulaufdruckes, weil dann der begrenzende obere Ausschaltdruck nicht erreicht wird.

Um der Nachteil des schwankenden Zulaufdruckes ju begegnen, nahm man bisher einen arideren Nachteil \\\ Kauf: Man stabilisierte den Zulaufdruck, d. h.. man \ erachtete auf seine Ausnutzung. Durch den pumpen vorgeschaltete Druckminderer wurde der Druck auf ein konstantes Minimum reduziert. Das bedeutete aber, daß man den Druck, den man vorher

im Druckminderer abbaute, in — größeren Pum-

jien 7 nützlich aufbringen mußte.

D-T Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine selb'-uiuge Steuerung für Pumpwerke "zu schaffen. die. :.- negativen Einflüsse der Zulaufdrucksehwan-Uui! ·: ausschaltet und die Betriebssi -herhcit erhöht. Die- Aird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein bei ' uerschreiten der oberen Solldruckgrenze schließer - Kontakt und ein förderstromahhängm b_ttät'."" Kontakt mit dem Pumpenmotor in Reihe gev .iltet sind, während in einei parallel zu dem for.: ■■■ stromabhängig betätigten Kontakt verlaufender eitung ein bei Unterschreiten der unteren SoIldn. 'grenze schließender Kontakt mit nachgeschalte:, -i verzögertem Kontakt angeordnet ist. wobei üh · den geschlossenen unteren Grenzkontakt zuniiw -t eine zum Pumpenmotor führende Verbindung her -stellt ist, die nach Ablauf einer festgelegten Ze: durch Abschalten bzw. Umschalten des ver-Z(V. rten Kontaktes auf eine weitere Pumpe unterbr< hen wird.

V; der erfindungsgemäßen Steuereinrichtung werde' Ue bekannten druckabhängigen und druckför.ierstromabhängigen Steuerungen miteinander ki-ibiniert, und zwar derart, daß durch eine ODER-Wknüpfung die Regelungsart den jewel's herrschenden Betriebsverhältnissen angepaßt wird. Während die Einschaltung einer Pumpe über den bei Untersureiten der unteren Solldruckgrenze schließenden Kontakt erfolgt, wird bei Druckanstieg über die untere Grenze die Pumpe durch den bei einsetzender Förderung schießenden förderstromabhängig betätigten Kontakt in Betrieb gehalten. Durch den verzögert umschaltenden Kontakt wird, sofern der untere Grenzdruck-Kontakt nach Ablauf einer festgelegten Zeit noch geschlossen ist, eine eventrell 5c vorhandene weitere Pumpe eingeschaltet.

Durch die Parallelschaltung des förderstromabhängigen Kontaktes und des unteren Grenzdruck-Kontaktes mit nachgeschaltetem verzögertem Kontakt wird erreicht, daß die bei Unterschreiten einer festgelegten Mindestförderstromgrenze zu fällende Entscheidung, ob die Pumpe mit Wiedereinschaltbereitschaft für die Steuerung oder ohne Wiedcreinschaltbereitschaft zum. Schutz vor Trockenlauf ausgeschaltet wird, ohne Einschaltung weiterer Steuerorgane getroffen wird. Erfolgt die Abschaltung des förderstromabhängigen Kontaktes bei geschlossenem unterem Grenzdruck-Kontakt — dieser Fall läßt auf ungenügenden Zulauf schließen —, so werden die Pumpen auf G" und der Daueraktivierung des dem Grenzwert-Kontakt nachgeschalteten verzögerten Kontaktes ohne Wiedereinschaltbereitschaft ausgeschaltet. Erst das nach einer Überprüfung der Ursache für die Störung von Hand vorgenommene Umschalten der Kontakte macnt die Steuerung und damit die Pumpen wieder einsatzbereit. Bei den bekannten Steuereinrichtungen mußten für diese der Betriebssicherheit dienenden Maßnahme zusätzliche Steuereinrichtungen vorgesehen werden.

In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung werden für jede Pumpe des Pumpwerks ein förderstromabhangiger Kontakt und ein verzögert umschaltender Kontakt vorgesehen, die ebenso angeordnet sind wie bei der ersten Pumpe, wobei die verzögert umschaltenden Kontakte sämtlicher Pumpen in Reihe geschaltet sind. Bei Umschalten eines verzögerten Kontaktes wird über den verzögerten Kontakt des nächsten Stromkreises die Zuschaltung einer weiteren Pumpe bewirkt.

Um bei Erreichen des Ausschaltdruckes ein gleichzeitiges Abschalten sämtlicher im Pumpwerk angeordneter Pumpen zu vern ..den, wird weiterhin vorgesehen, daß der Kontakt z^Mr oberen Begrenzung des Solldruckbereiches bei Überschreiten der oberen Solldruckgrenze auf einen im Stromkreis der nächsten Pumpe liegenden verzögerten Kontakt umschaltet, der nach Ablauf einer festgelegten Zeit durch Abschalten bzw. Umschalten auf den verzögerten Kon takt einer weiteren Pumpe den Pumpenmotor seines Stromkreises abschaltet.

Steigt der Druck über die obere Solldruckgrenze an, so wird zunächst die erste Pumpe durch öffnen des oberen Grenzdruck-Kontaktes abgeschaltet. Über den geöffneten Kontakt wird der verzögert umschaltende Kontakt des nächsten Stromkreises aktiviert, so daß auch dieser nach Ablauf einer festgelegten Zeit öffnet, die Pumpe seines Stromkreises abschaltet und, falls eine weitere Pumpe vorhanden ist, einen weiteren verzögerten Abschaltkonnkt in Tätigkeit setzt. Auf diese Weise wird in festgelegten Zeitabständen eine Pumpe nach der anderen ausgeschaltet.

Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 das SchaUschemp einer erfindungsgemäß ausgebildeten Steuereinrichtung für eine oder mehrere Pumpen und in

F i g. 2 eine Variante dieser Steuereinrichtung mit verzögerter, nacheinander erfolgender Abschaltung der einzelnen Pumpen.

In den beiden Ausführungsbeispielen sind die Antriebsmotorer M der — nicht gezeigten — Pumpen mit je einem bei Unterschreiten einer festgelegten oberen Solldruckgrenze schließenden Kontakt P_A und einem förderstromabhängig betätigten Kontakt Q in Reihe geschaltet. In einer parallel zu dem förderstromabhängigen Kontakt Q verlaufenden Leitung ist ein bei Unterschreiten der unteren Solldruckgrenze schließender Kontakt P_E angeordnet. Dem unteren Grenzkontakt P_E ist ein verzögert umschaltender Kontakt d nachgeschaitet, der in einer ersten Schaltstellung 1-2 und 3-4 eine Verbindung zum Motor M der ersten bzw. einzigen Pumpe herstellt und in einer zweiten Stellung 1-2; 35-5 einen eventuell vorhandenen zweiten Motor M₂ einschaltet.

Während die in F i g. 1 dargestellte Schaltung vornehmlich für Anlagen mit einer Pumpe geeignet ist, empfiehlt sich die Schaltung nach Fig. 2 — wegen der zusätzlichen, der Betriebssicherheit dienenden Schaltelemente — für Pumpwerke mit mehreren Kreiselpumpen.

Bei der Ausführung nach Fig. 2 sind für jeden Pumpenmotor M ein förderstromabhängiger Kontakt Q und ein verzögerter Kontaktd vorgesehen. Die verzögerten Kontakte d sämtlicher Pumpen sind in Reihe geschaltet.

Weiterhin sind bei dieser Ausführung zusätzliche verzögert umschaltende Kontakte e vorgesehen, die in jeden, dem ersten Stromkreis folgenden Stromkreis eingeschaltet sind. Diese zwischen den Schaltstellungen 1-2 und 1-3 verzögert umschaltenden Kontaktee sind in Reihe geschaltet mit dem Pumpenmotor M und dem förderstromabhängigen Kontakt Q, nehmen also den Platz ein, den beim Stromkreis des ersten Motors Ai₁ der obere Grenzkontakt P_A innehat. Die verzögerten Kontakte e werden durch den bei Überschreiten der oberen Solldruckgrenze von der Stellung 1-2 auf die Stellung 1-3 umschaltenden oberen Grenzkontakt P_A nacheinander aktiviert.

Die Wirkungsweise der selbsttätigen Steuerung für Pumpwerke nach F ig. 1 ist folgende:

Bei Unterschreiten der unteren Solldruckgrenze wird der untere Grenzkontakt P_F geschlossen. Über diesen Kontakt P_E und den unterhalb der oberen Solldruckgrenze geschlossenen Kontakt P_A wird der verzögerte Kontakt d aktiviert. Mit Schließen des verzögerten Kontaktes (d/1-2; 3-4) wird der Pumpenmotor M mit Strom versorgt, die Pumpe beginnt mit der Förderung.

Übersteigt der Förderstrom der Pumpe einen festgelegten unteren Grenzwcri, s>ö schließt der fördcrstromabhängige Kontakt Q; die Stromversorgung des Pumpenmotors M erfolgt nun über diesen Förderstromkontakt Q und den oberen Grenzkontakt P_A. Solange der untere Grenzkontakt P_E geschlossen bleibt, ist der verzögerte Kontakt d aktiviert. Die Hysterese des unteren Grenzkontaktes P_F bewirkt eine Überschreitung der unteren Solldruckgrenze um einen bestimmten Betrag, bevor die öffnung des Kontaktes P_F erfolgt Zwischen der Solldruckgrenze und der Schältgrenze des unteren Grenzkontaktes bildet sich ein Kontrolldruckbereich. Wird dieser Kontrolldruckbereich nicht vor Ablauf der im verzögerten Kontakt d eingestellten Zeit überschritten, so schaltet der verzögerte Kontakt d auf die Stellung 3-5 um und unterbricht die über den unteren Grenzkontakt P_n zum Motor M führende Verbindung. Befindet sich eine weiten. Pumpe in dem Pumpwerk, wird diese über den unteren Grenzkontakt P_F und den umgeschalteten verzögerten Kontakt d zur Unterstützung der ersten Pumpe mit eingeschaltet, und zwar so lange, bis der Kontrolldruckbereich überschritten ist. Durch das öffnen des unteren Grenzkontaktes P_E wird dann auch der verzögerte Kontakt d in seine geöffnete Ausgangsstellung zurückgebracht.

Bei Erreichen der oberen Solldruckgrenze wird der Motor M durch öffnen des oberen Grenzkontaktes P_A ausgeschaltet. Die Pumpe stellt ihre Förderung ein, und der förderstromabhängige Kontakt Q öffnet ebenfalls. Damit wird die Pumpe erst wieder eingeschaltet, wenn die untere Solldruckgrenze unterschritten wird.

Wird während der Pumpenförderung die Mindestförderstromgrenze unterschritten, öffnet der förderstromabhängige Kontakt Q; der Motor M wird ausgeschaltet. Erfolgt die förderstromabhängige Ab-

S schaltung oberhalb des durch den unteren Grenzkontakt P_n festgelegten Kontrolldruckbereiches, wird die Pumpe, bei geöffnetem unterem Grenzkontakt P_I: und nicht aktiviertem verzögertem Kontakt d, mit Wiedereinschaltbereitschaft abgeschaltet.

ίο Ist jedoch die obere Grenze des Kontrolldruckbereiches zum Zeitpunkt der fördermengenabhängigen Abschaltung noch nicht überschritten, erfolgt auf Grund der Daueraktivierung des verzögerten Relais d eine Trockenlaufabschaltung ohne Wieder-

is einschaltbcreitschaft. Diese Maßnahme dient der Sicherheit; die Tatsache, daß nach Ablauf der durch den verzögerten Kontakt d festgelegten Zeit noch keine den förderstromabhängigen Kontakt Q ansprechende Strömung eingesetzt hat, läßt auf einen

ao die Pumpe gefährdenden ungenügenden Zulauf schließen. Erst ein Eingriff von Hand, der nach einer Beseitigung der Störung zu erfolgen hätte, macht die der Pumpeneinschaltung dienenden Kontakte P_t und d wieder einsatzbereit.

as Die in der F ig. 2 dargestellte Steuerung geht in einigen die Fortschaltung von der ersten Pumpe zu weiteren Pumpen betreffenden Funktionen übei die Wirkung der vorher beschriebenen Steuerung hinaus.

Wird innerhalb der für den verzögerten Kontakt d. des ersten Stromkreises festgesetzten Schaltzeit dei Kontrolldruckbereich nicht überschritten, bleibt lsc der untere Grenzkontakt P_E geschlossen, so erfolgt bei Weiterbestehen der Stellung 1-2 des verzögerter

Kontaktes d_x die Umschaltung von 3-4 auf 3-5. Damit wird der verzögert umschaltende Kontakt des Stromkreises der nächsten Pumpe aktiviert. Übei den in der Stellung 1-2; 3-4 befindlichen Kontakt d, wird der Motor M₂ der zweiten Pumpe mit Stroir versorgt

Die Wirkungsweise des verzögerten Kontaktes«/, und des strömungsabhängigen Kontaktes Q₂ und dai Zusammenwirken dieser beiden Steuerkontakte is die gleiche wie beim Stromkreis der ersten Pumpt

und wie bei der Steuerung nach F i g. 1.

Der an anderer Stelle als bei der Pumpwerkssteuerung der Fig. 1 angeordnete obf-e Grenzkon takt P_A übernimmt beim Gegenstand der F i g. 2 föl gende Funktionen: Durch Umschalten von der Stel lung 1-2 auf 1-3 öffnet er zum einen den Stromkreii des ersten Pumpenmotors M₁, zum anderen abe wird über ihn der verzögerte Kontakt e des näclhstei Stromkreises in Tätigkeit gesetzt, der seinerseits nacl Ablauf einer festgelegten Zeit durch Umschalten voi 1-2 auf 1-3 den Motor M₂ seines Stromkreises ab schaltet und den verzögerten Kontakte eines even tuell vorhandenen weiteren Stromkreises in Tätigkei setzt. Auf diese Weise wird eine Pumpe nach de anderen zum Stillstand gebracht; ein gleichzeitige Abschalten aller Pumpen bei Erreichen der oberei Solldruckgrenze wird vermieden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Selbsttätige Steuerung für Pumpwerke mit einem Druckbehälter und einer oder mehreren elektromotor-^h angetriebenen Kreiselpumpen, die in Abhängigkeit eines durch eine untere und eine obere Druckgrenze festgelegten Solldruckbereiches über druckabhängig betätigte Kontakte

ist die Festlegung einer im Pumpwerk aufrechtzuerhaltenden Druckgrenze, bei deren Unterschreiten die Pumpen durch einen Druckschalter eingeschaltet werden. Die Ausschaltung der Pumpen erfolgte dann vielfach bei Überschreiten einer weiteren, oberen Drucksrenze ebenfalls durch einen Druckschalter. Um dfe Schalthäufigkeit der Pumpen in dei artigen Wasserversorgungsanlagen bei möglichst kleinem Druckbehälter gering zu halten, genügte es aber nicht,

ein- und ausgeschaltet werden, wobei ein nur io die Steuerung der Pumpen lediglich durch Dmckunterhalb eines festgelegten Druckes wirksamer. schalter vornehmen zu lassen.

IJm auch bei wechselnder Wasserentnahme aus einer Pumpenanlage die Pumpenschaltzahl klein zu

halten und möglichst selten einen Druckwechsel in

verzögert umschaltender Kontakt vorgesehen ist,
über den, bei Anordnung mehrerer Pumpen, die
Einschaltung weiterer Pumpen erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei 15 der Verbrauchsfeituns; zu haben, wurde bereits eine Unterschreiten der oberen Solldruckgrenzs Steuerung für eine mit einer Pumpe bestückte Zenschließcnder K.ntakt (P₄) und ein förderstrom- trifugalpumpenanlage vorgeschlagen (deutsche Paabhängig betätigter Kontakt (Q) mit dem Pum- tentschrift 301145), bei der die Ausschaltung des penmotor (M) in Reihe geschaltet sind, während Motors nicht nur vom Druck im Druckkessel, sonin einer parallel zu dem förderstromabhängig *n dem auch von der Menge des von der Pumpe jeweils betätigten Kontakt (Q) verlaufenden Leitung ein
bei Unterschreiten der unteren Solldruckgrenze
schließender Kontakt (P_f) mit rachgeschaltetem
verzögertem Kontakt (d) angeordnet ist. wobei

geförderten bzw. des für das Versorgungsnetz entnommenen Wassers abhängig gemacht wurde. Bei genügend großer Fördermenge wurde durch einen strömungsabhängig letätigten Schalter der Motorüber den geschlossenen unteren Grenzkontakt 25 Stromkreis geschlossen gehalten, so daß die Pumpe (P,) zunächst eine zum Pumpenmotor (M) füh- auch bei Druckanstieg über die durch einen Druckschalter festgelegte obere Grenze noch weiterförderte. Bei einer weiteren bekannten Steuereinrichtung für Pumpwerke (deutsche Patentschrift 720 570) 30 wurde die Einschaltung des Pumpenmotors druckabhängig durch einen Differenzdruckschalter vorgenommen; das Ausschalten erfolgte durch eine in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit des Verbrauchswassers betätigte Schalteinrichtung und

jeweiligen Pumpe betätigter Kontakt (Q) und ein 35 einen Zeitschalter derart, daß der 7eitschalter erst in verzögert umschaltender Kontakt (d) vorgesehen Tätigkeit trat, wenn die Strömungsgeschwindigkeit sind, wobei die verzögerten Kontakte (d) samt- _unter einen eingestellten Mindestwert gesunken war. licher Pumpen in Reihe geschaltet sind. Schließlich wurde auch eine Steuerung für Pump-

3. Selbsttätige Steuerung für Pumpwerke nach werke mit mehreren Pumpen vorgeschlagen (Zeitden Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich- 40 schrift »Pumps-Pompes-Pumpen«, 1966, S. 436ff.), net, daß der Kontakt zur oberen Begrenzung des bei der beim Absinken des Druckes auf einen unteren Solldruckbereiches (P_A) bei Überschreiten der Grenzdruck ein Unterwert-Grenzkontakt die Inoberen Solldruckgrenze auf einen im Stromkreis betriebsetzung einer Pumpe bewirkt und gleichzeitig der nächsten Pumpe liegenden verzögerten Kon- die Zuschaltung einer weiteren Pumpe zu der eben takt (e) umschaltet, der nach Ablauf einer fest- 45 anlaufenden vorbereitet. Die Zuschaltung wird aber gelegten Zeit durch Abschalten bzw. Umschalten nur dann wirksam, wenn nach Ablauf einer durch

rende Verbindung hergestellt ist. die nach Ablauf einer festgelegten Zeit durch Abschalten bzw. Umschalten des ve.zögert λ Kontaktes (d) auf eine weitere Pumpe unterbrocher wird.

2. Selbsttätige Steuerung für ΐ ampwerke mit mehreren elektromotorisch angetriebenen Pumpen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Pumpe ein vom Förderstrom der