DE9421100U1

DE9421100U1 - Device for monitoring liquid levels

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Publication number: DE9421100U1
Application number: DE9421100U
Authority: DE
Original assignee: Wilo GmbH
Current assignee: Wilo GmbH
Priority date: 1993-10-20
Filing date: 1994-03-03
Publication date: 1995-06-29
Anticipated expiration: 2004-03-04

Description

23.02.1995 - 1 - HC/Rc 5349^EPG B23.02.1995 - 1 - HC/Rc 5349^EPG B

WILO GmbHWILO-GmbH

Nortkirchenstraße 100
D 44263 DortmundNortkirchenstrasse 100
D44263 Dortmund

Vorrichtung zum Überwachen von Flüssigkeitsständen Device for monitoring liquid levels

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen von Flüssigkeitsständen mit einem den jeweiligen Flüssigkeitsstand erfassenden Meßfühler. Vorrichtungen dieser Art dienen zum automatischen Steuern von elektrischen Verbrauchern in Abhängigkeit von dem Stand einer Flüssigkeit in Becken, Abwässerkanälen etc. oder werden als Überwachungseinrichtungen eingesetzt. So ist es beispielsweise üblich, weitere Pumpen hinzuzuschalten, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Kanal vorgegebene Höhenstufen überschreitet.The invention relates to a device for monitoring liquid levels with a sensor that detects the respective liquid level. Devices of this type are used to automatically control electrical consumers depending on the level of a liquid in basins, sewage canals, etc. or are used as monitoring devices. For example, it is common to switch on additional pumps if the liquid level in the canal exceeds predetermined height levels.

Aus der Praxis sind eine Vielzahl derartiger Vorrichtungen bekannt, die jeweils mit unterschiedlichen Meßfühlern ausgestattet sind. So werden die Flüssigkeitsstände bei einer bekannten Überwachungseinrichtung mittels eines Ultraschallsignals erfaßt, das auf die Oberfläche der Flüssigkeit gesendet wird. Diese Vorrichtung arbeitet zwar besonders präzise, hat aber den Nachteil, daß sie aufgrund der benötigten aufwendigen Sensoren teuer in der Herstellung ist. Ein weiterer Nachteil derartigerA large number of such devices are known from practice, each of which is equipped with different sensors. For example, the liquid levels in a known monitoring device are recorded using an ultrasonic signal that is sent to the surface of the liquid. Although this device works particularly precisely, it has the disadvantage that it is expensive to manufacture due to the complex sensors required. Another disadvantage of such

Ultraschallsysteme besteht darin, daß ihr Meßergebnis durch Schaumdecken verfälscht werden kann, die sich auf der Oberfläche der Flüssigkeit bilden können.The disadvantage of ultrasonic systems is that their measurement results can be distorted by foam layers that can form on the surface of the liquid.

Neben der Ultraschallmessung ist es bekannt, zur Erfassung der Höhe einer Flüssigkeitssäule in unterschiedlichen Höhen angeordnete Widerstände oder Elektroden zu benutzen, die dann, wenn der Flüssigkeitsstand das entsprechende Niveau erreicht hat, ihren Widerstand ändern bzw. durchgeschaltet werden. Derartige Meßfühler sind zwar kostengünstiger als eine Ultraschallmessung, haben aber den Nachteil, daß sie in einer explosionsgefährdeten Umgebung, wie sie beispielsweise wegen der Möglichkeit einer Methangasbildung im Bereich von Abwässeerkanälen gegeben ist, aufgrund der Gefahr einer Funkenbildung nicht eingesetzt werden können. Dax^über hinaus können die Elektroden verschmutzen und müssen dann von zusätzlichem Personal gereinigt werden.In addition to ultrasonic measurement, it is known to use resistors or electrodes arranged at different heights to measure the height of a liquid column, which then change their resistance or are switched through when the liquid level has reached the corresponding level. Such sensors are cheaper than ultrasonic measurement, but have the disadvantage that they cannot be used in an explosive environment, such as the possibility of methane gas formation in the area of sewage canals, due to the risk of sparking. In addition, the electrodes can become dirty and then have to be cleaned by additional personnel.

Ferner ist es bekannt, als Meßfühler Schwimmkörper einzusetzen, die an schwenkbaren Armen oder Kabeln befestigt in ebenfalls unterschiedlichen Höhen beispielsweise eines Beckens angeordnet sein können. Bei Erreichen der entsprechenden Höhe durch den Flüssigkeitsspiegel wird der Arm durch den dann auf der Flüssigkeit aufliegenden Schwimmkörper verschwenkt und betätigt dabei einen elektrischen Schalter. Der Vorteil dieser sogenannten Schwimmerschalter besteht in ihrer einfachen Bauart, die eine preisgünstige Herstellung der entsprechend ausgestatteten Vorrichtung ermöglicht. Dieser günstige Preis hat zu einer weiten Verbreitung der mit Schwimmerschaltern ausgestatteten Vorrichtungen geführt.It is also known to use floating bodies as measuring sensors, which can be attached to pivoting arms or cables and arranged at different heights, for example in a basin. When the liquid level reaches the appropriate height, the arm is pivoted by the floating body resting on the liquid and thereby activates an electrical switch. The advantage of these so-called float switches is their simple design, which enables the device equipped with them to be manufactured inexpensively. This low price has led to the widespread use of devices equipped with float switches.

Nachteilig an Schwimmerschaltern ist neben ihrer aufwendigen Montage, daß sie sich bei längerer Einsatzdauer als unzuverlässig erweisen, weil die Schwenkbewegung des Armes bzw. die Bewegung des Kabels durch Ablagerung behindert wird. Darüber hinaus kann ein Schwimmerschalter aufgrund seiner Bauweise nur größere Höhenänderungen erfassen, da stets ein gewisser Mindesthub benötigt wird, um einen für das Auslösen des Schalters ausreichenden Hub des Schwimmkörpers zu erreichen. Schließlich'führt die Bauweise der Schwimmerschalter dazu, daß ihre Empfindlichkeit nicht mit der häufig erforderlichen Genauigkeit eingestellt werden kann, wobei für die Schwimmerschalter ebenfalls gilt, daß sie in explosionsgefährdeter Umgebung wegen der Gefahr einer Funkenbildung beim Betätigen der Schalter nicht eingesetzt werden können.A disadvantage of float switches is that, in addition to their complex installation, they prove to be unreliable over long periods of use because the swivel movement of the arm or the movement of the cable is hindered by deposits. In addition, due to their design, a float switch can only detect large changes in height because a certain minimum stroke is always required to achieve a stroke of the float sufficient to trigger the switch. Finally, the design of the float switches means that their sensitivity cannot be adjusted with the accuracy often required. Float switches also cannot be used in potentially explosive environments due to the risk of sparks when the switches are operated.

Schließlich gibt es sogenannte Membranschalter, deren Membran durch den statischen Druck der Flüssigkeit verschoben wird. Diese Verschiebung wird zur Betätigung mechanischer Schalter oder zum Verschieben einer Luftsäule benutzt, die ihrerseits ein elektrisches Bauelement betätigt. Membranschalter sind teuer, müssen entlüftet werden, sind nicht für stufenloses Messen innerhalb einer großen Wasserhöhe geeignet und müssen vor allem temperaturkompensiert werden.Finally, there are so-called membrane switches, whose membrane is displaced by the static pressure of the liquid. This displacement is used to actuate mechanical switches or to move an air column, which in turn actuates an electrical component. Membrane switches are expensive, must be vented, are not suitable for continuous measurement within a large water height and, above all, must be temperature compensated.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kostengünstig herstellbare Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die ein Erfassen der Änderungen des Flüssigkeitsstandes mit hoher Genauigkeit ermöglicht und gleichzeitig zum Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung geeignet ist, sowie fernbedienbar ist.The object of the invention is to create a cost-effective device of the type mentioned above, which enables changes in the liquid level to be detected with high accuracy and at the same time is suitable for use in potentially explosive environments and can be controlled remotely.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Meßfühler durch einen mit einem gasförmigen Füllmedium gefüllten Balg gebildet ist, dessen von der Flüssigkeit benetzte Wände aus in Richtung des Flüssigkeitsdruckes nachgiebigem Material bestehen und nach der Befüllung des Balges ungespannt sind, wobei der Balg eine gegenüber der Flüssigkeit abgedichtete Öffnung aufweist, an die mindestens ein Sensor angeschlossen ist, welcher die mit einer Änderung des Flüssigkeitsstandes einhergehende Zustandsänderung des in dem Balg enthaltenen Mediums erfaßt.This object is achieved according to the invention in that the sensor is formed by a bellows filled with a gaseous filling medium, the walls of which are wetted by the liquid and consist of material that is flexible in the direction of the liquid pressure and are not stressed after the bellows has been filled, the bellows having an opening that is sealed against the liquid, to which at least one sensor is connected, which detects the change in state of the medium contained in the bellows that accompanies a change in the liquid level.

Wesentlich für die Funktion des erfindungsgemäß als Meßfühler eingesetzten Balges ist, daß er nicht prall mit dem Füllmedium gefüllt ist, sondern daß seine elastischen, d.h. in Richtung der Druckbelastung durch die Flüssigkeit nachgiebigen Wände ungespannt schlaff durchhängen. Auf diese Weise ist sichergestellt, daß die Materialeigenschaften der Balgwände keinen Einfluß auf die mit einer Veränderung des Flüssigkeitsstandes einhergehende Druckänderung des in dem Balg enthaltenen Mediums haben.It is essential for the function of the bellows used as a sensor according to the invention that it is not filled to capacity with the filling medium, but that its elastic walls, i.e. those that yield in the direction of the pressure load from the liquid, sag loosely without being stretched. In this way it is ensured that the material properties of the bellows walls have no influence on the pressure change of the medium contained in the bellows that accompanies a change in the liquid level.

Als Material für den Balg können elastische Folien aus Kunststoff, Gummi oder auch wasserdichte Gewebe eingesetzt werden. So wird durch die kraftfreie Nachgiebigkeit des Balges gewährleistet, daß die Balgwände einer durch die Erwärmung des in dem Balg enthaltenen Mediums verursachten Ausdehnung des Mediums keinen Widerstand entgegensetzen. Auf diese Weise kann durch den von dem Füllmedium beaufschlagten Sensor eine Änderung des gleichmäßig auf die Außenfläche des Balges einwirkenden Flüssigkeitsdruckes unmittelbar und unverfälscht durch Temperatur oder Einwirkung des Balgmaterials erfaßt werden. Da im Bereich des Balges, in dem Bereich also, in dem die Höhenänderung desElastic plastic foils, rubber or waterproof fabrics can be used as the material for the bellows. The force-free flexibility of the bellows ensures that the bellows walls do not offer any resistance to the expansion of the medium contained in the bellows caused by the heating of the medium. In this way, the sensor acted upon by the filling medium can detect a change in the fluid pressure acting evenly on the outer surface of the bellows directly and unadulterated by temperature or the effect of the bellows material. Since in the area of the bellows, i.e. in the area in which the height change of the

Flüssigkeitsstandes festgestellt wird, keine elektrischen Schaltvorgänge erfolgen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zum unmittelbaren Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung geeignet. Dabei kann der Balg über eine Verbindungsleitung, die ebenfalls mit dem Füllmedium befüllt ist, mit einem Sensor verbunden sein, der außerhalb des explosionsgefährdeten Bereiches angeordnet ist.Since no electrical switching operations take place when the liquid level is detected, the device according to the invention is suitable for direct use in potentially explosive environments. The bellows can be connected to a sensor located outside the potentially explosive area via a connecting line, which is also filled with the filling medium.

Zum Erfassen von durch eine Änderung des Flüssigkeitsstandes verursachten Druckänderungen des Füllmediums haben sich in der Praxis besonders druckempfindliche Piezo-Widerstands-Sensoren bewährt. Eine Funkenbildung ist dabei ausgeschlossen, so daß die derart ausgebildete erfindungsgemäße Vorrichtung besonders zum Einsatz in explosionsgefährdeter Umgebung geeignet ist.Particularly pressure-sensitive piezo-resistance sensors have proven to be useful in practice for detecting pressure changes in the filling medium caused by a change in the liquid level. Sparking is thereby excluded, so that the device according to the invention designed in this way is particularly suitable for use in potentially explosive environments.

Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung trotz ihrer einfachen Konstruktion ein kontinuierliches Erfassen der Änderung des Flüssigkeitsstandes, da jede Änderung des Flüssigkeitsstandes unmittelbar eine Änderung des Zustandes des in dem Balg enthaltenen Mediums verursacht, welche wiederum unmittelbar zu einer Änderung des von dem Sensor abgegebenen Meßsignals führt. Somit können mit einem einzigen Meßfühler beliebige Flüssigkeitsstände überwacht werden. Es ist daher schon ein einziger Meßfühler ausreichend, um auch große Änderungen des Niveaus des Flüssigkeitsspiegels zu erfassen. Dies führt neben niedrigen Herstellkosten zu einer leichten Montierbarkeit der Vorrichtung. Darüber hinaus ist die Ferneinstellung der Vorrichtung leicht möglich. Auch das Eichen der Vorrichtung bei ihrer Inbetriebnahme ist vereinfacht und kann mit hoher Präzision erfolgen, da mechanische Einflüsse auf das Meßergebnis ausgeschlossen sind.In addition, despite its simple construction, the device according to the invention enables continuous detection of the change in the liquid level, since every change in the liquid level immediately causes a change in the state of the medium contained in the bellows, which in turn immediately leads to a change in the measurement signal emitted by the sensor. Any liquid level can therefore be monitored with a single sensor. A single sensor is therefore sufficient to detect even large changes in the level of the liquid. In addition to low manufacturing costs, this also means that the device is easy to install. In addition, the device can easily be adjusted remotely. Calibration of the device when it is put into operation is also simplified and can be carried out with high precision, since mechanical influences on the measurement result are excluded.

Wenn der Sensor nicht unmittelbarer Nähe des Balges angeordnet sein soll, kann die Öffnung des Balges über eine mit dem Füllmedium gefüllte Verbindungsleitung verbunden sein, an deren anderem Ende der Sensor angeodnet ist. Dabei sollten, sofern eine Beeinflussung des Meßergebnis durch ein Zusammendrücken des Schlauches nicht auszuschließen ist, die Wände der Verbindungsleitungen steif ausgebildet sein.If the sensor is not to be located in the immediate vicinity of the bellows, the opening of the bellows can be connected via a connecting line filled with the filling medium, at the other end of which the sensor is located. In this case, the walls of the connecting lines should be rigid, unless it cannot be ruled out that the measurement result could be influenced by compression of the hose.

In der Praxis hat es sich bewährt, als Füllmedium Luft zu verwenden, weil auf diese Weise der Sensor auf besonders einfache Weise an den Balg bzw. die Verbindungsleitung angeschlossen werden kann.In practice, it has proven to be useful to use air as the filling medium because this allows the sensor to be connected to the bellows or the connecting line in a particularly simple manner.

Soll die erfindungsgemäße Vorrichtung nicht nur zum Überwachen, sondern auch zum Steuern von elektrischen Verbrauchern eingesetzt werden, so ist es sinnvoll, wenn der Sensor mit einer elektrischen Steuereinheit verbunden ist, die bei Überschreiten vorgebbarer Schwellwerte Signale zum Steuern des elektrischen Verbrauchers abgibt. Dabei sollten die Schwellwerte veränderbar sein, um eine möglichst vielseitige Ersetzbarkeit der Vorrichtung zu gewährleisten.If the device according to the invention is to be used not only for monitoring but also for controlling electrical consumers, it is useful if the sensor is connected to an electrical control unit that emits signals to control the electrical consumer when predefined threshold values are exceeded. The threshold values should be changeable in order to ensure that the device can be replaced in as many different ways as possible.

Die Einstellung der Schwellwerte kann dadurch erfolgen, daß durch einen ersten Regler ein erster Schwellwert und durch einen zweiten Regler die Differenz zwischen dem ersten und einem zweiten Schwellwert einstellbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise durch Verstellen des unteren, ersten Schwellwertes auch gleichzeitig der obere, zweite Schwellwert mitverstellt werden, solange die Differenz der beiden Schwellwerte unverändert bleibt. So kann der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung verbundene elektrische Verbraucher ohne weiteres ferngesteuert werden. Darüber hinaus kann die Steuereinheit bei Überschreiten eines maximalenThe threshold values can be set by using a first controller to set a first threshold value and a second controller to set the difference between the first and a second threshold value. In this way, for example, by adjusting the lower, first threshold value, the upper, second threshold value can also be adjusted at the same time, as long as the difference between the two threshold values remains unchanged. The electrical consumer connected to the device according to the invention can thus be remotely controlled without any problems. In addition, the control unit can be switched off if a maximum

Schwellenwertes ein Alarmsignal abgeben, das beispielsweise das Zuschalten von Hilfsaggregaten oder das Abschalten des Flüssigkeitszulaufes auslösen kann.threshold value, an alarm signal can be emitted, which can, for example, trigger the activation of auxiliary units or the shutdown of the liquid supply.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung, die eine komfortable und explosionssichere Anordnung der Steuereinrichtung ermöglicht, sitzt die Steuereinrichtung in einer Steuereinheit ein, die entfernt zu dem elektrischen Verbraucher angeordnet ist, wobei die Steuereinheit über elektrische Leitungen mit dem elektrischen Verbraucher und der Sensor über eine zusätzliche Verbindungsleitung für das Füllmedium mit dem Balg bzw. der ersten Verbindungsleitung verbunden ist.In an advantageous embodiment of the invention, which enables a comfortable and explosion-proof arrangement of the control device, the control device is located in a control unit that is arranged remotely from the electrical consumer, the control unit being connected to the electrical consumer via electrical lines and the sensor being connected to the bellows or the first connecting line via an additional connecting line for the filling medium.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist besonders zum Steuern und Überwachen einer Tauchmotorpumpe und insbesondere als Niveauregler geeignet. Dabei kann der Balg in einer Tasche einsitzen, die in einem Bereich des Gehäuses angeformt ist, der in der von der Tauchmotorpumpe geförderten Flüssigkeit eingetaucht ist und mit der Flüssigkeit in unmittelbarer Verbindung steht. Zusätzlich kann das Gehäuse als Schutz für die in oder an ihm befestigte Verbindungsleitung dienen, wobei die Montage der Pumpe in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung dadurch erleichtert werden kann, daß die Verbindungsleitung zwischen der entfernt zu der Tauchmotorpumpe angeordneten Steuereinheit und der Tauchmotorpumpe über ein Kupplungsstück an die an oder in der Tauchmotorpumpe angeordnete Verbindungsleitung ankuppelbar ist. Schließlich ist es möglich, den Verbindungsschlauch zwischen der erfindungsgemäßen Vorrichtung und der Steuereinrichtung in einem gemeinsamen Schutzmantel mit den Leitungen zur Steuerung der Pumpe zu verlegen.The device according to the invention is particularly suitable for controlling and monitoring a submersible motor pump and in particular as a level controller. The bellows can be seated in a pocket that is formed in an area of the housing that is immersed in the liquid pumped by the submersible motor pump and is in direct contact with the liquid. In addition, the housing can serve as protection for the connecting line attached in or to it, whereby the assembly of the pump in connection with the device according to the invention can be made easier by the fact that the connecting line between the control unit located remotely from the submersible motor pump and the submersible motor pump can be coupled to the connecting line located on or in the submersible motor pump via a coupling piece. Finally, it is possible to lay the connecting hose between the device according to the invention and the control device in a common protective sheath with the lines for controlling the pump.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Balg die Form eines länglichen Schlauches hat. Vorzugsweise wird vorgeschlagen, daß die Wände des Balgs bei ausreichenderIt is particularly advantageous if the bellows has the shape of an elongated tube. Preferably, it is proposed that the walls of the bellows with sufficient

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Flexibilität besitzen, so daß bei keiner Druckdifferenz zwischen Außenseite und Innenseite des Balgs eine Balgwand sich nicht vor die Öffnung legt.Have flexibility so that if there is no pressure difference between the outside and inside of the bellows, a bellows wall does not lie in front of the opening.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand zweier Zeichnungen erläutert.The invention is explained below with reference to two drawings.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Eine Seitenansicht einer mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestatteten Tauchmotorpumpe,Fig. 1 A side view of a submersible motor pump equipped with the device according to the invention,

Fig. 2 einen Schnitt durch ein Gehäuse, das einen Balg umgibt.Fig. 2 shows a section through a housing surrounding a bellows.

Die beispielsweise als Abwasserpumpe in einem Abwasserkanal eingesetzte Tauchmotorpumpe 1 weist einen Boden 2, eine aus Synthetikmaterial bestehende Kreiselkammer 3 und ein den Pumpenmotor umgebendes und als Kühlmantel wirkendes Gehäuse 4 auf. Seitlich an die in der von der Tauchmotorpumpe 1 geförderten Flüssigkeit einsitzenden Kreiselkammer 3 ist eine Tasche 5 angegossen, deren Boden 5a geöffnet derart ist, so daß die von der Tauchmotorpumpe geförderte Flüssigkeit ungehindert in sie eindringen kann. In der Tasche 5 sitzt ein Beutel 6 ein, dessen Wände 6a ungespannt schlaff durchgängen. Der Balg 6 weist eine Öffnung 6b auf, über die der Balg 6 an ein Ende 7a einer flexiblen oder starren Verbindungsleitung 7 angeschlossen ist. Die Verbindungsleitung 7 ist innerhalb des Tauchmotorpumpengehäuses 4 verlegt und so gegen Beschädigung und Einwirkungen durch die Flüssigkeit geschützt. Ihr anderes Ende 7b mündet in einem auf der Oberseite la der Tauchmotorpumpe 1 angeordneten Kupplungsstück 8, an das eine weitere VerbindungsleitungThe submersible motor pump 1, used for example as a sewage pump in a sewer, has a base 2, a rotary chamber 3 made of synthetic material and a housing 4 surrounding the pump motor and acting as a cooling jacket. A pocket 5 is cast onto the side of the rotary chamber 3, which is located in the liquid pumped by the submersible motor pump 1, the base 5a of which is open in such a way that the liquid pumped by the submersible motor pump can penetrate into it unhindered. A bag 6 is located in the pocket 5, the walls 6a of which pass through slackly without being stretched. The bellows 6 has an opening 6b, via which the bellows 6 is connected to one end 7a of a flexible or rigid connecting line 7. The connecting line 7 is laid inside the submersible motor pump housing 4 and is thus protected against damage and effects from the liquid. Its other end 7b ends in a coupling piece 8 arranged on the top side la of the submersible motor pump 1, to which a further connecting line

9 anschließbar ist, über den der Balg 6 bzw. die Verbindungsleitung 7 lösbar mit einer Steuereinheit 10 verbunden ist. Am Ende der Verbindungsleitung 9 ist innerhalb der Steuereinheit 10 ein Piezo-Widerstands-Sensor 11 angeordnet, der elektrische Meßsignale an eine in der Steuereinheit 10 enthaltene nicht gezeigte Steuereinrichtung liefert. Die Steuereinrichtung ist über gemeinsam mit der Verbindungsleitung 9 verlegte Steuerleitungen 12 mit dem Motor der Tauchmotorpumpe 1 verbunden.9 can be connected, via which the bellows 6 or the connecting line 7 is detachably connected to a control unit 10. At the end of the connecting line 9, a piezo resistance sensor 11 is arranged within the control unit 10, which delivers electrical measurement signals to a control device (not shown) contained in the control unit 10. The control device is connected to the motor of the submersible motor pump 1 via control lines 12 laid together with the connecting line 9.

Der Balg 6, die Verbindungsleitung 7 und die zweite Verbindungsleitung 9 ist mit Luft gefüllt und gegenüber der Umgebung abgedichtet. Steigt nun der Flüssigkeitsspiegel F in dem Abwasserkanal, so wird der Balg 6 aufgrund der damit einhergehenden Zunahme des auf ihn einwirkenden Flüssigkeitsdruckes zusammengedrückt. Dies führt wiederum zu einem Druckanstieg, der in dem Balg 6 und den Verbindungsleitungen 7» 9 eingeschlossenen Luft, welche durch den Sensor 11 erfaßt wird. Liefert der Sensor 11 daraufhin ein Meßsignal, das über einem ersten Schwellenwert liegt, so löst die Steuereinrichtung das Einschalten der Tauchmotorpumpe 1 aus. Dementsprechend schaltet die Steuereinrichtung die Tauchmotorpumpe 1 wieder ab, wenn der Druck innerhalb des Balges 6 und den Verbindungsleitungen 7, 9 aufgrund eines Absinkens des Flüssigkeitsspiegels F abnimmt. Überschreitet dagegen das von dem Sensor 11 gelieferte Meßsignal einen Maximalschwellwert, so löst die Steuereinrichtung einen Alarm aus, durch den beispielsweise eine zweite Tauchmotorpumpe zu der ersten Tauchmotorpumpe 1 hinzugeschaltet wird.The bellows 6, the connecting line 7 and the second connecting line 9 are filled with air and sealed against the environment. If the liquid level F in the sewer rises, the bellows 6 is compressed due to the associated increase in the liquid pressure acting on it. This in turn leads to an increase in the pressure of the air trapped in the bellows 6 and the connecting lines 7, 9, which is detected by the sensor 11. If the sensor 11 then delivers a measurement signal that is above a first threshold value, the control device triggers the switching on of the submersible motor pump 1. Accordingly, the control device switches the submersible motor pump 1 off again when the pressure within the bellows 6 and the connecting lines 7, 9 decreases due to a drop in the liquid level F. If, however, the measurement signal supplied by the sensor 11 exceeds a maximum threshold value, the control device triggers an alarm, by means of which, for example, a second submersible motor pump is connected to the first submersible motor pump 1.

Das Ein- und Abschalten der Tauchmotorpumpe 1 bzw. das Auslösen des Alarms kann auch durch Betätigen von Reglern 13a, b, c erreicht werden, durch deren Verstellen dieThe submersible motor pump 1 can also be switched on and off or the alarm can be triggered by operating the controls 13a, b, c, which can be adjusted to

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Schwellwerte der Steuereinrichtung veränderbar sind. Dabei wird durch den ersten Regler 13a ein unterer Schwellwert, durch den zweiten Regler 13b eine Differenz zwischen dem unteren und einem oberen Schwellwert und durch den Regler 13c der Maximalschwellwert festgelegt. Dabei sind die Schwellwerte innerhalb der Steuereinrichtung frei veränderbar, wobei vor der ersten Inbetriebnahme der Tauchmotorpumpe 1 eine erste Eichung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Abhängigkeit von den gegebenen Betriebsbedingungen durchgeführt wird.Threshold values of the control device are variable. A lower threshold value is set by the first controller 13a, a difference between the lower and an upper threshold value by the second controller 13b and the maximum threshold value by the controller 13c. The threshold values can be freely changed within the control device, and before the submersible motor pump 1 is put into operation for the first time, a first calibration of the device according to the invention is carried out depending on the given operating conditions.

In dem in Figur 2 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel befindet sich der Balg 6 in einem Gehäuse, das von einem Rohr 15 gebildet ist, das senkrecht steht, d.h. seine Achse ist vertikal angeordnet und das an seine Oberseite durch einen Deckel 16 verschlossen ist. Die Unterseite des Rohrs 15 ist offen, so daß durch diese untere Öffnung 15a die Flüssigkeit in den Innenraum 14 des Rohres 15 ungehindert eindringen kann.In the second embodiment shown in Figure 2, the bellows 6 is located in a housing formed by a tube 15 that is vertical, i.e. its axis is arranged vertically, and which is closed at its top by a cover 16. The bottom of the tube 15 is open, so that the liquid can penetrate unhindered into the interior 14 of the tube 15 through this lower opening 15a.

Der Deckel 16 weist eine koaxiale Gewindebohrung 18 auf, in den ein Anschlußteil 19 eingeschraubt ist, an dem die Verbindungsleitung 7 befestigt ist.The cover 16 has a coaxial threaded bore 18 into which a connecting part 19 is screwed, to which the connecting line 7 is attached.

Der Balg 6 hat die Form eines länglichen Schlauches, wobei die Wände des Balgs 6 bei ausreichender Flexibilität eine geringe Eigensteifigkeit besitzen, so daß bei keiner Druckdifferenz zwischen Außenseite und Innenseite des Balgs eine Balgwand sich nicht vor.die Öffnung 6b legt.The bellows 6 has the shape of an elongated tube, wherein the walls of the bellows 6 have a low inherent rigidity while being sufficiently flexible, so that if there is no pressure difference between the outside and inside of the bellows, a bellows wall does not lie in front of the opening 6b.

Im obersten Bereich des Rohrs 15 ist mindestens eine Entlüftungsöffnung 17 in der Wandung des Rohrs eingebrach, durch die sich im Innenraum 14 ansammelnde Gase, insbesondere Luft entweichen kann.In the uppermost area of the tube 15, at least one vent opening 17 is provided in the wall of the tube, through which gases, in particular air, accumulating in the interior 14 can escape.

Claims

23.02.1995 - 1 - HC/Rc 53494EPG C Claims

1. Device for monitoring liquid levels with a measuring sensor that detects the respective liquid level, which is formed by a bellows (6) filled with a gaseous filling medium, the walls (6a) of which are wetted by the liquid and consist of a material that is flexible in the direction of the liquid pressure and are not stressed after the bellows (6) have been filled, the bellows (6) having an opening (6b) sealed against the liquid, to which at least one sensor (11) is connected, which detects the change in state of the medium contained in the bellows (6) that accompanies a change in the liquid level, and the bellows being surrounded by a housing that has at least one connecting opening (15a) through which the liquid to be monitored penetrates and in the upper interior of which, in particular in the container wall, there is a vent opening (17).

2. Device according to claim 1, characterized in that the opening (6b) of the bellows (6) is connected to one end (7a) of a connecting line (7) filled with the filling medium, at the other end (7b) of which the sensor (11) is arranged.

3. Device according to claim 2, characterized in that the walls of the connecting line (7) are flexible.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the filling medium is air or another gas.

5. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (11) is designed as a pressure-sensitive piezo resistor.

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor (11) is connected to an electrical control device which, when predeterminable threshold values are exceeded, emits signals for controlling an electrical consumer.

7. Device according to claim 6, characterized in that the threshold values are variable.

8. Device according to claim 6 or 7, characterized in that the control device emits an alarm signal when a maximum threshold value is exceeded.

9. Device according to one of claims 6 to 8, characterized in that the sensor and the control device are arranged in a control unit (10) and the control unit (10) is arranged remotely from the electrical consumer, the control unit (10) being connected via electrical control lines (12)

with the electrical consumer and the sensor (11) is connected to the bellows (6) via an additional connecting line (9) for the filling medium.

10. Device according to one of claims 6 to 9, characterized in that the threshold values can be freely changed by controllers (13a, b, c), whereby a first threshold value can be set by a first controller (13a) and a difference between the first and a second threshold value can be set by a second controller (13b).

11. Device according to one of the preceding claims, characterized in that it serves to control and monitor a pump, in particular a submersible motor pump (1).

12. Device according to one of the preceding claims, characterized

characterized in that it serves as a level regulator.

13· Device according to claim 11, characterized in that the bellows (6) is seated in a pocket (5) forming the container, which is formed on the pump and which is open to the liquid conveyed by the pump (1).

l4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that at least a part of the connecting line (7, 9) is arranged within the submersible pump housing (^)

15. Device according to one of claims 11 to 1^, characterized in that the connecting line (9) between the evaluation device arranged remotely from the submersible motor pump (1) and the submersible motor pump (1) can be coupled via a coupling piece (8) to the connecting line (7) arranged in or on the submersible motor pump (1).

16. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the bellows (6) has the shape of an elongated tube.

17. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the walls of the bellows (6) have a low inherent rigidity while being sufficiently flexible, so that when there is no pressure difference between the outside and inside of the bellows, a bellows wall does not lie in front of the opening (6b).