DE3329181C2

DE3329181C2 -

Info

Publication number: DE3329181C2
Application number: DE19833329181
Authority: DE
Inventors: Franz 6730 Neustadt De Seng
Original assignee: KSB AG
Current assignee: KSB SE and Co KGaA
Priority date: 1983-08-12
Filing date: 1983-08-12
Publication date: 1989-06-01
Also published as: DE3329181A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steuerung eines Pumpwerkes mit mehreren, über eine gemeinsame Rohrleitung in einen Behälter fördernden Pumpen, wobei der Zufluß zum Behälter über mehrere, bei verschiedenen Wasserständen ansprechende Schwimmerventile erfolgt und wobei eine selbsttätige Ab- oder Zuschaltung der einzelnen Pumpen in Abhängigkeit der von einem Durchflußmengenmeßgerät gemessenen, durch die Betätigung der Schwimmerventile verursachten Änderung des Volumenstromes vorgenommen wird.The invention relates to a method and a device to control a pumping station with several, via one common pipeline in pumps that convey the containers, the inflow to the container over several, at different Appropriate float valves are made and an automatic disconnection or activation of the individual Pumps as a function of a flow meter measured, by operating the float valves caused change in the volume flow is made.

Pumpwerke, die einer Wasserversorgung mit sich verändernden Abnahmemengen dienen, bedürfen einer Anpassung an den mehr oder minder schwankenden Verbrauch. So ist es unter anderem bekannt und üblich, mehrere durch Druckschalter oder Kontakt manometer gesteuerte Pumpen bei steigendem Verbrauch nacheinander einzuschalten und gleichzeitig laufen zu lassen. Bei sinkender Abnahmemenge werden die Pumpen dann wieder nacheinander abgeschaltet (DE-B Koller, "Die Pumpwerksarten", Seite 88-106, Springer-Verlag, 1953).Pumping stations that have a changing water supply Purchase quantities serve, need an adjustment to the more or less fluctuating consumption. So it is among other things known and common, several by pressure switch or contact manometer-controlled pumps with increasing consumption turn on one after the other and let it run at the same time. When the purchase quantity drops, the pumps will be back switched off one after the other (DE-B Koller, "Die Pumpwerkearten", Pages 88-106, Springer-Verlag, 1953).

Die Einrichtung eines Reservoirs für das gefördete Wasser bietet die Möglichkeit, sämtliche Pumpen des Pumpwerks zeitweise abzuschalten und den vorhandenen Verbrauch zunächst aus diesem Reservoir zu bedienen. Andererseits können die Pumpen, unabhängig von einem momentan geringen Verbrauch, gleichzeitig für die Füllung eines weitgehend entleerten Behälters arbeiten. Die Steuerung des Pumpwerks, d. h. die Zu- oder Abschaltung der einzelnen Pumpen, erfolgt dabei in Abhängigkeit vom Wasserstand im Behälter. Dies kann in bekannter Weise durch Doppelkontakte mit unterschiedlichen Zu- und Abschaltpunkten geschehen, wobei als Niveaugeräte Druck- oder Pegelmeßgeräte eingesetzt werden (DE-Z Brunnenbau, Bau von Wasserwerken, Rohrleitungsbau, 1978, Heft 6, Seite 197-204). The establishment of a reservoir for the pumped water offers the possibility of all pumps of the pumping station temporarily switch off and the existing consumption first to operate from this reservoir. On the other hand, they can Pumps, regardless of the current low consumption, largely empty for filling one at the same time Container work. The control of the pumping station, i. H. the The individual pumps are switched on or off in Depends on the water level in the tank. This can be done in a known way Way through double contacts with different feed and Switch-off points happen, being pressure or as level devices Level meters are used (DE-Z well construction, construction of Wasserwerke, Rohrleitungsbau, 1978, Issue 6, pages 197-204).

Ein seit langem übliches Steuerorgan für Speisepumpen von Wasserbehältern ist der Schwimmerschalter. Im Laufe der Entwicklung wurde dieser in vielen unterschiedlichen Gestaltungen ausgeführt, wobei sowohl der Schwimmer als auch der von ihm betätigte Schalter immer wieder abgewandelt wurden. Durch die DE-PS 4 14 024 ist eine Ausführung bekannt, bei der zwei durch eine Stange miteinander verbundene Schwimmer in den jeweils dem Minimal- und dem Maximalwasser stand entsprechenden Höhen angeordnet sind. Die Bewegung der Schwimmer wird über einen Hebelarm auf die Stange eines in einer Hülse geführten Kolbens übertragen. Durch den Kolben wird mit fortschreitender Bewegung eine von zwei innerhalb der Hülse abgestützten Federn gespannt. Bei Erreichen einer vorgegebenen Spannung wird dann durch das Ausrasten einer bis dahin in der Hülse gehalterten Klinke ein mit der Hülse verbundener elektrischer Schalter für den Pumpenmotor ruckartig betätigt.A control unit for feed pumps from Water tank is the float switch. During the This was developed in many different ways Designs carried out, with both the float and also changed the switch operated by him again and again were. From DE-PS 4 14 024 an embodiment is known where the two are connected by a rod Swimmers in the minimum and maximum water respectively stand corresponding heights are arranged. The movement the float is attached to the rod of a lever transferred in a sleeve guided piston. By the As the movement progresses, the piston becomes one of two springs supported within the sleeve. When reached a predetermined voltage is then released by disengaging a pawl previously held in the sleeve with the Sleeve connected electrical switch for the pump motor jerked.

Bei Behältern, die über längere Rohrleitungen mit Wasser gefüllt werden, muß bei Anwendung der bisher geschilderten Technik das Schaltsignal über Kabel oder per Funk zur Pumpstation gesendet werden. Hierfür ist die Bereitstellung von elektrischer Energie beim Behälter und die Installation einer aufwendigen Kabelleitung bzw. eines den atmosphärischen Einflüssen ausgesetzten Funksystems notwendig.For tanks that have longer pipelines with water must be filled when using the previously described Technology the switching signal via cable or by radio Pump station will be sent. This is the provision of electrical energy in the container and installation a complex cable line or one the atmospheric Radio system exposed to influences necessary.

Vor allem in unwegsamen Gebieten bevorzugt man eine von der Übermittlung von Signalen unabhängige Steuerung der Pumpstation. Eine solche Steuerung bedient sich eines im Behälter bzw. Reservoir angeordneten Schwimmerventils, das bei Erreichen des vorgegebenen Füllstandes den Zulauf sperrt, wodurch der Druck am Pumpendruckstutzen auf die Nullförderhöhe ansteigt. Über Durchflußmesser oder Kontaktmanometer wird daraufhin die Förderpumpe abgeschaltet (DE-Z Bohrtechnik - Brunnenbau-Rohrleitungsbau, 1962, Heft 12, Seite 595-597). Especially in rough areas you prefer one of the Transmission of signals independent control of the Pumping station. Such a control uses one in Container or reservoir arranged float valve, the blocks the inlet when the specified fill level is reached, which causes the pressure at the pump discharge nozzle to reach zero head increases. Via flow meter or contact manometer the feed pump is then switched off (DE-Z Bohrtechnik - Brunnenbau-Rohrleitungsbau, 1962, volume 12, pages 595-597).

Um eine bessere Anpassung an einen stark schwankenden Verbrauch zu erreichen, werden oft für die Füllung eines Behälters mehrere Pumpen eingesetzt, die bei hohem Verbrauch bzw. weitgehend entleertem Behälter zunächst gleichzeitig fördern und erst bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsstandes zum Teil abgeschaltet werden. Diese Abschaltung, die einen reduzierten Volumenstrom und verringerte Rohrreibungsverluste zur Folge hat, kann beispielsweise bei Einsatz mehrerer Schwimmerventile in Schritten nacheinander erfolgen:To better adapt to fluctuating consumption To achieve this, there are often several for filling one container Pumps used with high consumption or largely First empty the empty container at the same time and only at Partially reaching a certain fluid level be switched off. This shutdown that reduced one Volume flow and reduced pipe friction losses, can be used, for example, when using multiple float valves Steps take place one after the other:

Wird ein vorgegebener erster Pegel erreicht, schließt das erste Schwimmerventil. Der Volumenstrom muß nun durch die um ein Ventil reduzierte Anzahl von Ventilen ausströmen. Dadurch erhöht sich der Austrittsverlust um Δ H und verringert sich der Volumenstrom um Δ Q. Ein analoger Vorgang findet bei weiteren vorgegebenen Pegeln statt. Die Mengenänderung Δ Q wird von einem Durchflußmengenmeßgerät in der Pumpstation registriert und als Schaltimpuls verwertet.When a predetermined first level is reached, the first float valve closes. The volume flow must now flow out through the number of valves reduced by one valve. As a result, the leakage loss increases by Δ H and the volume flow decreases by Δ Q. An analogous process takes place at further predetermined levels. The rate change Δ Q is registered by a Durchflußmengenmeßgerät in the pumping station and utilized as a switching pulse.

Der Nachteil der geschilderten Steuerung liegt darin, daß die handelsüblichen Mengenmeßgeräte nicht mit ausreichender Genauigkeit und Sicherheit auf die hier gegebenen, vergleichsweise geringen Volumenstromänderungen ansprechen.The disadvantage of the control described is that the commercially available quantity measuring devices with insufficient Accuracy and security on the given here, comparatively respond to small changes in volume flow.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung eines Pumpwerkes der eingangs genannten Art zu schaffen, welches die bei Erreichen vorgegebener Flüssigkeitsstände beabsichtigte Zu- oder Abschaltung von einzelnen Pumpen zuverlässig bewirkt. The invention has for its object a method for Control of a pumping station of the type mentioned create which the when reaching predetermined liquid levels intended switching on or off of individual pumps reliably causes.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei Erreichen eines vorgegebenen Flüssigkeitsstandes im Behälter nicht nur das auf diesen Flüssigkeitsstand eingestellte Schwimmer ventil, sondern für mindestens einen zur Messung des veränderten Volumenstromes ausreichenden Zeitraum auch das Schwimmerventil betätigt wird, das auf den in Richtung der momentanen Änderung des Flüssigkeitsstandes folgenden Flüssigkeitsstand eingestellt ist.The task is solved in that when reached a predetermined liquid level in the container is not only the float adjusted to this level valve, but for at least one for measuring the changed volume flow sufficient period also that Float valve is operated on the towards the instantaneous change in fluid level following Liquid level is set.

Es wird außerdem eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschlagen, die gekennzeichnet ist durch Hilfsschwimmer, die ein höheres Gewicht und einen höheren Auftrieb haben als die ihnen zugeordneten Schwimmer der Schwimmerventile und von denen jeweils einer dem Schwimmer eines Schwimmerventiles zugeordnet ist, wobei ein solcher Hilfsschwimmer mit dem ihm zugeordneten Schwimmer über einen Mitnehmer zeitweise derart verbunden ist, daß dieser Schwimmer gleichzeitig mit dem in Richtung der momentanen Änderung des Flüssigkeitsstandes vor ihm gelegenen Schwimmer das zu ihm gehörige Schwimmerventil betätigt und daß der Schwimmer frühestens nach einem zur Messung des veränderten Volumenstromes ausreichenden Zeitraum von dem Mitnehmer wieder freigegeben wird.It also becomes a convenient device for performing proposed by this method, which is characterized by Auxiliary swimmers who have a higher weight and a higher Have a buoyancy than their assigned swimmers Float valves and one of which is the float is assigned to a float valve, one such Auxiliary swimmer with the swimmer assigned to him over one Driver is temporarily connected in such a way that this float at the same time as in the direction of the current change of Fluid level in front of him the swimmer to him proper float valve actuated and that the float at the earliest after one to measure the changed volume flow sufficient time released by the driver becomes.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird die Erfindung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inThe invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment explained. The drawing shows in

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines Pumpwerkes und in den Fig. 1 shows the basic structure of a pumping station and in the

Fig. 2 bis 4 eine Darstellung der bei der erfindungsgemäßen Steuerung bei steigendem und sinkendem Flüssigkeitspegel ablaufenden Vorgänge. FIGS. 2 to 4 is an illustration of the processes involved in the inventive control at rising and sinking liquid level operations.

Das in der Fig. 1 skizzierte Pumpwerk ist mit drei Kreisel pumpen 1, 2 und 3 ausgestattet, die über eine gemeinsame Rohrleitung 4 Wasser in einen Behälter 5 fördern. Der Austritt des Wassers in den Behälter 5 erfolgt über Schwimmerventile 6, 7 und 8, die von Schwimmern 9, 10 und 11 betätigt werden. Mit Hilfe eines Durchflußmessers 12 sollen Mengenänderungen registriert und als Schaltimpuls für die Zu- oder Abschaltung der einzelnen Kreiselpumpen 1 bis 3 verwertet werden. The pumping station outlined in FIG. 1 is equipped with three centrifugal pumps 1, 2 and 3 , which convey 4 water into a container 5 via a common pipeline. The water exits into the container 5 via float valves 6, 7 and 8 , which are actuated by floats 9, 10 and 11 . With the aid of a flow meter 12 , changes in quantity are to be registered and used as switching impulses for switching the individual centrifugal pumps 1 to 3 on or off.

Bei der in der Fig. 2 dargestellten Ausführung der Erfindung sind zwei Schwimmerventile 13 und 14 dargestellt, die von Schwimmern 15 und 16 betätigt werden. Die Schwimmerventile 13 und 14 stellen die beiden ersten von mehreren im Behälter 5 angeordneten Schwimmerventilen dar.In the embodiment of the invention shown in FIG. 2, two float valves 13 and 14 are shown, which are actuated by floats 15 and 16 . The float valves 13 and 14 represent the first two of several float valves arranged in the container 5 .

Neben den den Schwimmerventilen 13 und 14 zugeordneten Schwimmern 15 und 16 ist noch ein weiterer Schwimmer, ein Hilfsschwimmer 17 vorgesehen, der über einen Mitnehmer 18 zeitweilig auf den Schwimmer 16 einwirkt.In addition to the floats 15 and 16 assigned to the float valves 13 and 14 , a further float, an auxiliary float 17, is provided which temporarily acts on the float 16 via a driver 18 .

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Pegel I sind sämtliche Schwimmerventile des Pumpwerkes geöffnet, so daß alle Pumpen in den Behälter 5 fördern. Bei Erreichen des Pegels II wird das Schwimmerventil 13 durch den Schwimmer 15 geschlossen. Gleichzeitig schließt der über den Mitnehmer 18 vom Hilfsschwimmer 17 angehobene Schwimmer 16 das Schwimmerventil 14. Hierdurch wird die Verlusthöhe Δ H wesentlich erhöht, weil das Wasser jetzt um die um zwei reduzierte Anzahl an Schwimmerventilen ausströmt. Das Mengenmeßgerät des Pumpwerkes erfaßt den wesentlich verringerten Volumenstrom und gibt den Schaltimpuls zur Abschaltung der ersten Kreiselpumpe.At level I shown in the drawing, all float valves of the pumping station are open, so that all pumps deliver into container 5 . When level II is reached, the float valve 13 is closed by the float 15 . At the same time, the float 16 raised by the auxiliary float 17 via the driver 18 closes the float valve 14 . This significantly increases the loss height Δ H because the water now flows out by two fewer float valves. The quantity measuring device of the pumping station detects the substantially reduced volume flow and gives the switching impulse for switching off the first centrifugal pump.

Der Wasserstand im Behälter 5 ist nun auf den Pegel III angestiegen. Der durch eine Feder 19 belastete Mitnehmer 18 hat den Schwimmer 16 passiert, der Schwimmer 18 fällt zurück und öffnet das Schwimmerventil 14, um es bei Erreichen des Pegels IV wieder zu schließen.The water level in container 5 has now risen to level III. The driver 18 loaded by a spring 19 has passed the float 16 , the float 18 falls back and opens the float valve 14 in order to close it again when level IV is reached.

Bei sinkendem Wasserspiegel läuft der umgekehrte Vorgang ab. Ein Hilfsschwimmer 20 drückt über einen Mitnehmer 21 den eingetauchten Schwimmer 15 tiefer unter den Wasserspiegel. Die Schwimmer sind dabei untereinander so abgestimmt, daß die Schwimmer 16 und 15 die ihnen zugeordneten Schwimmerventile 14 und 13 gleichzeitig öffnen. Das hierbei entstehende positive Δ Q am Durchflußmesser veranlaßt die Zuschaltung einer weiteren Pumpe. Bei fortgesetztem Absinken des Wasserstandes gibt der Mitnehmer 21 den Schwimmer 15 frei, so daß das Schwimmerventil 13 wieder geschlossen wird.When the water level drops, the reverse process takes place. An auxiliary float 20 presses the immersed float 15 deeper below the water level via a driver 21 . The floats are coordinated with each other so that the floats 16 and 15 open the float valves 14 and 13 assigned to them at the same time. The resulting positive Δ Q on the flow meter causes another pump to be switched on. If the water level continues to drop, the driver 21 releases the float 15 so that the float valve 13 is closed again.

Gewicht und Auftrieb von Schwimmern und Hilfsschwimmern sowie die Einraststrecke der Mitnehmer sind so bemessen, daß der Schwimmer eines Schwimmerventils von dem ihm zugeordneten Hilfsschwimmer mit der für eine Messung des Volumenstromes ausreichenden Dauer angehoben oder unter den Flüssigkeitsspiegel abgesenkt wird. Das bedeutet unter anderem, daß ein Hilfsschwimmer ein höheres Gewicht und einen höheren Auftrieb haben muß als der ihm zugeordnete Schwimmer eines Schwimmerventiles.Weight and buoyancy of swimmers and auxiliary swimmers as well the catch distance of the drivers are dimensioned so that the Float of a float valve from that assigned to it Auxiliary float for measuring the volume flow raised for a sufficient period of time or below the liquid level is lowered. That means, among other things, that an auxiliary swimmer must have a higher weight and a higher buoyancy than that a float valve associated with it.

Claims

1. A method for controlling a pumping station with a plurality of pumps conveying via a common pipeline into a container, the inflow to the container taking place via several float valves which respond to different liquid levels, and wherein the individual pumps are switched off or on automatically as a function of one Flow meter measured, caused by the actuation of the float change in the volume flow is carried out, characterized in that when a predetermined liquid level in the container ( 5 ) is reached not only the float valve set to this liquid level ( 13 or 14 ), but for at least one for measurement of the changed volume flow for a sufficient period of time, the float valve ( 14 or 13 ) is actuated, which is set to the liquid level following in the direction of the current change in the liquid level.

2. Device for controlling a pumping station with a plurality of pumps conveying via a common pipeline into a container for carrying out the method according to claim 1, wherein the inflow to the container takes place via a plurality of float valves which respond to different liquid levels and wherein the pump is switched off or on independently individual pumps depending on the measured by a flow meter, caused by the actuation of the float change in the volume flow is carried out, characterized by auxiliary floats ( 17 and 20 ), which have a higher weight and a higher buoyancy than the floats of the float valves assigned to them and by each of which is assigned to the float ( 15 or 16 ) of a float valve ( 13 or 14 ), such an auxiliary float ( 17 or 20 ) with the float ( 15 or 16 ) assigned to it via a driver ( 18 or 21 ) is temporarily connected in such a way that this float ( 15 or 16 ) simultaneously with the float ( 16 or 15 ) located in front of him in the direction of the current change in the liquid level actuates the float valve ( 13 or 14 ) belonging to him and that the float ( 15 or 16 ) at the earliest after a period of time sufficient for measuring the changed volume flow is released again by the driver ( 18 or 21 ).