DE7235582U

DE7235582U - Device for measuring differential pressures in water and wastewater purification systems, preferably in dam-generating devices with an upper and lower water side

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Publication number: DE7235582U
Application number: DE7235582U
Authority: DE
Original assignee: GEIGER H MASCHINENFABRIK
Current assignee: GEIGER H MASCHINENFABRIK
Priority date: 1972-09-27
Publication date: 1975-07-31

Description

Beschreibungdescription

Erfindungsgegenstand ist eine Vorrichtung zum Messen von Differenzdrücken in Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen, vorzugsweise bei stauerzeugenden Einrichtungen mit einer Ober- und TJntemaBSerseite.The subject of the invention is a device for measuring Differential pressures in water and wastewater treatment plants, preferably in dam-generating facilities with a Top and bottom side.

Derartige Vorrichtungen werden vorzugsweise zur automatischen Steuerung von stauerzeugenden Vorrichtungen benutzt. Hierzu gehören automatische Rechenanlagen und Siebanlagen. Das Wasser durchströmt die Maschine und die Sohmutzstoffe werden von der Maschine aus dem Wasser entfernt. Die Schmutzstoffe belegen einen feil der freien Durohströmungsflache, so daß allein durch diese Quersohnittsveränderung der Stau hervorgerufen wird. Andererseits ist der Stuu aber auch für die Aufrechterhaltung des Strömungsvorgangs durch die Maschine hindurch notwendig.Such devices are preferably used for automatic Control of jam-generating devices used. This includes automatic computing systems and screening systems. The water flows through the machine and the raw materials are removed from the water by the machine. The contaminants occupy one for the free Durohströmungsflache, so that alone the traffic jam is caused by this transverse change. On the other hand, the Stuu is also for maintenance the flow process through the machine is necessary.

Vom Einsatzgebiet her i«uß eine Vorrichtung zum Messen dieses Staus außerordentlich robust und einfach sein. Die unterechiedlichöten Verschmutzungen im Wasser gehören zu den Normalhedingungen und dürfen keinerlei Betriebs störungen verursaohen. Die Verschmutzungen bestehen entweder aus groben, von Wasser mitgeführten Stoffen, wie Fasern, Laub,In terms of the area of application, a device for measuring this is required Traffic jams can be extremely robust and simple. The differences between the two Soiling in the water is part of the normal conditions and must not cause any malfunctions cause. The soiling consists of either coarse substances carried along by water, such as fibers, leaves,

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Sand uew. ₉ oder aus gelösten Stoffen.Sand etc. ₉ or from dissolved substances.

Tn der waLaaerw und Atm*ss*rt#Ghnik wurden bisher die im folgenden beschriebenen Gattungen von Meßvorriehtungen eingesetzt, deren Naohteile hier ebenfalls genannt sind. In the waLaaerw and Atm * ss * rt # Ghnik, the types of measuring devices described below have been used so far, the sewing parts of which are also mentioned here.

Die schwimmergesteuerten Meßvorriohtungen hatten im Ober» und Unterwasser Jeweils einen Schwimmersohaoht, so daß die mit mechaiiisohen Mitteln verbundenen Schwimmer eine Messung der Wasserhöhen im Ober- und Unterwasser b:w, des Staus zuließen. Die sohwiramergesteuerte Meßvorriohtung erwies sich bei iiunehiäenaer Verschmutzung dee Wassers als urigafiliHflt. Willi (Ή A Rnlilri imtiflyhflBBgiintran /^iiY»/»Vi ιΙΊβ finVitmi + rjo-l-Affa The float-controlled measuring devices each had a swimmer's head in the upper and lower water, so that the swimmers, connected by mechanical means, allowed a measurement of the water levels in the upper and lower water b: w, of the congestion. The so-wiramer-controlled measuring device proved to be extremely filiFlt in the event of unhealthy pollution of the water . Willi (Ή A Rnlilri imtifl yhflBBgiintran / ^ iiY »/» Vi ιΙΊβ finVitmi + rjo-l-Affa

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beeinträchtigt wurden. Siebvorriohtungen vor den Schwimmer-Schächten könnten ktiine Abhilfe schaffen, weil diese selbst durch die Treibstoffe verlegt wurden. Außerdem stellten die Schwimmerschächte ein aus hygienischen Gründen nicht zufriedenstellendes Totwasser dar.were affected. Sieve devices in front of the float shafts could provide some remedy because these were misplaced by the fuels themselves. In addition, the Float shafts represent dead water which is unsatisfactory for hygienic reasons.

Im deutschen Gebrauchsmuster 1 878 990 wurde ein Differenzdruckmesser beschrieben, welcher an einem Verbindungsstutzen zwischen Ober- und Unterwasser aufgeflanscht war und welcher mit zwei Membranen gegenüber Ober- und Unterwasser eine Druck- und Meßkammer bildet. Die Auslenkung der beiden über einen Druckstab miteinander verbundenen Membranen wurde gemessen und der Meßwert elektrisch nach außen geführt. Die MembranenIn the German utility model 1 878 990 was a differential pressure meter described which one was flanged to a connection piece between the upper and lower water and which forms a pressure and measuring chamber with two membranes opposite the upper and lower water. The deflection of the two over one Diaphragms connected to one another by a compression rod were measured and the measured value was electrically passed to the outside. The membranes

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unterlagen jeweils der Druokbeanspruohung des Wasserdruoks aus der Ober- und Unterwasserselte gegenüber der Druok- und Meflkanmer. Da die Auslenkung der beiden Membranen duroh den genannten Druokatab gleich groß war, wurde die mit dem geringeren Druok belastete Membrane zusätzlich auch nooh elastisch beanspruoht. Da die Membranen auoh ständig aggresiveη Angriffen ausgesetzt sind und duroh das schwankende Druokspiel ständig meohanisoh beansprucht wurden, waren dlece Meßvorriohtungen für den Dauerbetrieb nicht befriedigend. Ein einfaoher Auetauθoh der ganzen Vorrichtung im Falle einer Membranzerstörung war kompliziert. Der duroh den Austausch entstandest freie Durchfluß zwischen Ober- und Unterwasser saute zusätzlich abgesohlebert werden.were each subject to the pressure of the water pressure from the upper and lower water tent opposite the Druok and Meflkanmer. Since the deflection of the two membranes duroh the called Druokatab was the same size, the membrane loaded with the lower Druok also became nooh elastically stressed. Since the membranes are also constantly exposed to aggressive attacks and duroh the fluctuating Druokspiel were constantly claimed meohanisoh were dlece Measuring devices for continuous operation not satisfactory. A Einfaoher Auetauθoh the whole device in the case of a Membrane destruction was complicated. The exchange resulted in free flow between the upper and lower water saute must also be drained away.

So haben sioh in der letzten Zeit sogenannte pneumatische Druckmeßvorrichtungen eingeführt. Sie arbeiten auf dem Prinzip des Lufteinperlverfahrens-. Bei einem unten offenen, in das Wasser eingetauchten und mit Druckluft beaufsohlagten Bohr stellt sioh bei geeigneter Wahl der Druckbeaufsohlagung in dem Rohr ein Druck von der Größenordnung der Eintauchtiefe ein. Wenn man je ein solches Einperltauohrohr in der Ober- und Unterwasserseite anordnet und mit den Drüoken der beiden Rohre die Vorder- und Rückseite einer Membrane in einer Druckkammer beaufschlagt, kann man an der Auslenkung der Membrane den Differenzdruck messen und abgreifen. Üblicherweise wird der Druok in den beiden Rohren durch zwei getrennte Klein-So they have recently so-called pneumatic Pressure measuring devices introduced. They work on the principle of the air bubbling process. With an open at the bottom, immersed in the water and exposed to compressed air With a suitable choice of pressure relief in the pipe, Bohr creates a pressure of the order of magnitude of the immersion depth a. If one arranges such a bead dew pipe in the upper and lower water side and with the pressure of the two Tubes applied to the front and back of a membrane in a pressure chamber can be seen at the deflection of the membrane measure and tap the differential pressure. Usually the Druok is in the two tubes by two separate small

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kompressoren oder mit einem Kleinkompressor und mittels eines Liisensysteme erzeugt. Das DUsensystem ist eine sehr 5sp?£udll0iis Sehssühstslls dsr ^^r^TTt^h^nSi 5#± de« extrem kleinen Luftmengen und bei den relativ kleinen Drücken, welohe but Messung benötigt werden« spielen Bohon die geringsten Änderungen oder Abweichungen in der Justierung oine erhobliohe Rolle, Auoh die Länge der Pneumatikleitungen ist relativ aufwendig» was sieh einerseits auf ihren Preis andererseits auf die Gefahr von Wassertaesen oder Vereisungen bezieht. compressors or generated with a small compressor and by means of a Liisensysteme. The nozzle system is a very 5sp? £ udll0iis Sehssühstslls dsr ^^ r ^ TTt ^ h ^ nSi 5 # ± de " extremely small amounts of air and at the relatively small pressures which are needed but measurement" Bohon play the slightest changes or deviations in the Adjustment oine important role, Auoh the length of the pneumatic lines is relatively complex »which is related on the one hand to their price and on the other hand to the risk of water bubbles or icing.

■ Srfindungssufgabe war daher, eine Vorrichtung sum Me seenThe task of the invention was therefore to find a device sum measurements

■ von Di£ier»äädruöken. äü SöhnffvH, die ¹VSSSSSr alS die bs—■ von Di £ ier »äädruöken. äü SöhnffvH, the ¹ VSSSSSr as the bs—

kannten Vorrichtungen für den speziellen Einsatzfall in Wasser- und Abwasserreinigungsanlagen geeignet ist und gegebenenfalls weitere, bisher bei derartigen Vorrichtungen unbekannte Vorteile aufweist.known devices is suitable for the special application in water and wastewater treatment plants and possibly more, so far with such devices has unknown advantages.

Die Erfindungsaufgabe wird dadurob <?elSst, daS die Vorrichtung als Druckkammer ausgebild ist, daß sie einerseits teilweise mit einer Membrane abgeschlossen ist, welohe mit einem Weg-MeSwert-Umfonaer mechanic oh gekoppelt ist, daß sie andererseits mit einer am Ende offenen Pneumatikleitung verbunden ist, In welohe zusätzlich der Druckstutzen einer T^ftvereorgungsanlage atflndet, und daß die Vorrichtung im Oberwasser und daß das offene Ende derThe object of the invention is because the device is designed as a pressure chamber, that on the one hand it is partially closed with a membrane, welohe coupled with a Weg-MeSwert-Umfonaer mechanic oh is that it is on the other hand connected to a pneumatic line that is open at the end, in which the pressure port of a T ^ ftvereorgungsanlage is also atflnd, and that the Device in the upper water and that the open end of the

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Pneumatikleitung im Unterwasser und in der Höhe der Vorriohtung angeordnet wird.Pneumatic line in the underwater and at the level of the device is arranged.

Die Erfindung ist in der Abbildung in Form eines schematisehen Schnitts durch die atauerzeugende Einrichtung dargestellt. Das Wasser oder Abwasser bildet beim Durohgang durch die stauerzeugende Einrichtung 3 in Durohströmungsriohtung 12 ein Oberwasser 1 und ein Unterwasser 2. In beliebiger Höhe, zum Beispiel P 1, ist im Oberwasser 1 die Vorrichtung zum Messen des Differenzdruokß eingehängt. Sie besteht in der Hauptsache aus einer Druckkammer 4t die mit der Membrane 5 S gegenüber dem Oberwasser 1 abgedichtet ist. Aus der Druckkammer 4 fuhrt eine Pneumatikleitung 7 um die stausrseugende Einrichtung 3 herum in das Unterwasser 2. Das freie Ende 14 der Pneumatikleitung 7 ist in der gleichen geodätischen Höhe H angeordnet wie die Membrane 5 der Druckkammer 4. Duroh die Pneumatikpumpe 8 wird in der Pneumatikleitung ein Drucl: aufgebaut, welcher der Eintauchtiefe P 2 des freien Endes 14 der Pneumatikleitung 7 im Unterwasser 2 entspricht. Dieser Druck im Unterwasser P 2 wird Über die Pneumatikleitung 7 auch auf das Innere der Druckkammer 4 tibertragen, so daß mit der Membrane 5 ein aus dem Differenzdruck sich ergebender Weg-Meßwert abgegriffen werden kann. Hierzu ist ein Weg-Meßwert-Umformer 6 vorgesehen, welcher durch eine Leitung 13 mit einem Verstärker 9» Regler 10 und gegebenenfalls Schreiber 11 verbunden ist. Bei der beschriebenen Anordnung der Membrane 5 und des freien Endes 14 der Pneumatikleitung 7The invention is shown in the figure in the form of a schematic Section through the breath-generating device shown. That Water or wastewater forms an upper water in the Durohgang through the dam-generating device 3 in Durohströmungsriohtung 12 1 and an underwater 2. At any height, for example P 1, in the upper water 1 is the device for measuring of the differential pressure attached. It consists mainly of a pressure chamber 4t with the membrane 5 S is sealed against the headwater 1. A pneumatic line 7 leads out of the pressure chamber 4 around the stausrseugende Device 3 around in the underwater 2. The free end 14 of the pneumatic line 7 is in the same geodetic Height H arranged like the membrane 5 of the pressure chamber 4. Duroh the pneumatic pump 8 is in the pneumatic line Pressure: built up, which corresponds to the immersion depth P 2 of the free end 14 of the pneumatic line 7 in the underwater 2. This pressure in the underwater P 2 is also transmitted to the interior of the pressure chamber 4 via the pneumatic line 7, so that a measured displacement value resulting from the differential pressure can be tapped with the membrane 5. This is a Distance transducer 6 is provided, which through a line 13 with an amplifier 9 »controller 10 and optionally Writer 11 is connected. With the described arrangement the membrane 5 and the free end 14 of the pneumatic line 7

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in einer geodätischen Höhe H ist die Messung des Differenzdrucks unabhängig von dem tatsächlichen Wert der geodätischen Höhe H. Der Differenzdruck DP stellt sich immer als Diffp enζ der "beiden Eintauchtiefen "bzw. Drücke P 1 und P 2 im Ober- und Unterwasser ein.At a geodetic height H, the measurement of the differential pressure is independent of the actual value of the geodetic Height H. The differential pressure DP always appears as Diffp enζ the "two immersion depths" or Press P 1 and P 2 in the upper and underwater one.

Die Vorrichtung nach dem Erfindungsgedanken weist verschiedene Vorzüge auf. Zunächst wird die eine Meßgröße hydraulisch, das heißt in ihrer natürlichen Form abgegriffen, während die andere pneumatisch mittelbar herangeführt wird. Die Membrane ist nur mit dem Differenzdruok beaufschlagt und nioht mit einem hiervon abweichenden, eigenen Druck in der Druckkammer, wie er sich zum Beispiel in dem deutschen Gebrauchsmuster 1 878 990 beim Zusammenbau des Gerätes außerhalb des Wassers nach den Umgebungebedingungen eingestellt hatte. Die Zuleitung des Unterwasserdrucks P 2 über die Pneumatikleitung ist mit dem beschriebenen Anschluß der Pneumatikpumpe 8 an die Pneumatikleitung 7 besonders einfach. An sich kann nach dem Erfindungsgedanken die Pneumatilipumpe oder im allgemeinen eine andersartige Luft- oder GaBversorgungBanlage an einem beliebigen Ort angeordnet werden., vorzugsweise jedoch oberhalb des Wasserepiegels.The device according to the concept of the invention has various advantages. First of all, one measured variable is hydraulic, that is means tapped in its natural form, while the other is pneumatically brought in indirectly. The membrane is only acted upon with the differential pressure and not with a deviating, own pressure in the pressure chamber, like him for example in the German utility model 1 878 990 when assembling the device outside of the water according to the Environmental conditions had set. The supply of the underwater pressure P 2 via the pneumatic line is with the The described connection of the pneumatic pump 8 to the pneumatic line 7 is particularly simple. Per se, according to the inventive concept, the pneumatic pump or in general another type Air or gas supply system at any one Place, but preferably above the water level.

Der Me.©wert entsteht jedoch unmittelbar am Ort der zu messenden Größe, so daß hieraus im Vergleioh zu den bekannten Vorrichtungen weniger Störungen entstehen können.The Me. © value, however, arises directly at the location of the to measuring size, so that in comparison to the known devices less interference can arise from this.

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Üblicherweise waren bisher bei den pneumatisehen Differenzdruokmessern die ganzen Einrichtungen mit Ausnahme der beiden offenen Pneumatikleitungen außerhalb angebracht, beispielsweise in einem gemeinsamen Schrank und in vielen Fällen gemeinsam für mehrere Einheiten in einer größeren Anlage. Die Einrichtungen bestanden in den Meßumformern, welche nicht an der Meßstelle selbst angebracht werden konnten. Dia erheblichen Störungen aus dem Verteilungssystem, gerade bei großen Anlagen, haben zur Aufgabenstellung geführt. Die jetzt vorliegende elektrische übertragung des Meßwertes unmittelbar vom Ort der Meßgröße hin zu einem Schalt- oder Registrierschrank ist eine besonders für den praktischen Betrieb hoch einzuschätzende Verbesserung.Up to now, pneumatic differential pressure gauges have usually been used all facilities with the exception of the two open pneumatic lines are attached outside, for example in a shared cabinet and in many cases together for several units in a larger one System. The facilities consisted of the transducers, which are not attached to the measuring point itself could. The task at hand is considerable interference from the distribution system, especially in large systems guided. The now existing electrical transmission of the measured value directly from the location of the measured variable towards a control or registration cabinet is a particularly valuable one for practical operation Improvement.

Besonders vorteilhaft ist durch die unmittelbare Anordnung der Vorriohtung an der Meßstelle selbst, daß hiermit die Betriebsbereitschaft der Vorriohtung überwacht wird. Bei Ausfall der Pumpe kann die volle Aussteuerung der Meßgröße als Notsignal verwendet werden, daß heißt bei eingeschalteter Vorriohtung existiert ein Signal "Betrieb¹· und bei unterbrochenem Betrieb existiert ein gegenteiliges Signal. Da die Anordnung naoh der Erfindung das Düsensystem vermeidet, entfallen auch Düsenverstopfungen und die entsprechenden Wartungs arbeiten* Die Justierung entfällt ebenfalls, wodurch die Störanfälligkeit verringert wird. Vor allem wird der Einsatz von Due to the direct arrangement of the device at the measuring point itself, it is particularly advantageous that the operational readiness of the device is monitored. If the pump fails, the full control of the measured variable can be used as an emergency signal, i.e. when the device is switched on there is a signal "Operation ¹ · and when operation is interrupted there is a signal to the contrary. Since the arrangement according to the invention avoids the nozzle system, nozzle blockages and." the corresponding maintenance work * Adjustment is also not required, which reduces the susceptibility to failure

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Membranpuiapen, welche wartungsfrei und billig sind und für hohe Absolutwasserdrticke, zum Beispiel 10 m Wassersäule, geeignet sind, ermöglicht.Membrane pouches, which are maintenance-free and cheap and for high absolute water thicknesses, for example 10 m water column, are suitable, allows.

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MASCHINENFABRIK HELLMUT GEIGER, KARLSRUHEMASCHINENFABRIK HELLMUT GEIGER, KARLSRUHE

14. September 1972September 14, 1972

Aufstellung der verwendeten BezeichnungenList of terms used

1 2 3 4 5 6 7 81 2 3 4 5 6 7 8

10 11 12 1310 11 12 13

P P BOPP P BOP

OberwasserUpper water

UnterwasserUnderwater

stauerzeugende Einrichtungcongestion generating device

DruckkammerPressure chamber

Membranemembrane

Weg—Me ßwert-UmfοrmerPath — measured value converter

Pneumatiklei tungPneumatic line

PneumatikpumpePneumatic pump

Verstärkeramplifier

ReglerRegulator

SchreiberClerk

DurohströmunrsrichtungDurohströmunrsrichtung

Leitungmanagement

freiesEnde Pneumatikleitungfree end of pneumatic line

Druck im OberwasserPressure in the upper water

Druck im UnterwasserPressure in the underwater

Differenzdruei:Differential pressure:

geodätische Höhe der Meßstellegeodetic height of the measuring point

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Claims

MASCHINENFABRIK HELLMUT GEIGER, KARLSRUHE April 9, 1975 claim

1. Vorrichtung zum Messen von Differenzdrücken in Wasser- und Abwasser-Reinigungsanlagen, vorzugsweise bei stauerzeugenden Einrichtungen mit einer Ober- und Unterwasserseite, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Druckkammer 4 ausgebildet ist, die einerseits teilweise mit einer Membran. 5» andererseits mit einem Pneumatikstutzen abgeschlossen ist, daß die Membran mit einem Weg«'Ie ß wert-Umformer mechanisch gekoppelt ist.1. Device for measuring differential pressures in water and Wastewater treatment systems, preferably in the case of facilities that generate damming, with an upper and lower water side, characterized, that the device is designed as a pressure chamber 4, on the one hand partially with a membrane. 5 »on the other hand with a pneumatic connector is completed that the membrane is mechanically coupled with a path “Ie ßwert converter.

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