EP1391612B1 - Verfahren zur Steuerung mehrerer Pumpen - Google Patents

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EP1391612B1
EP1391612B1 EP02018830A EP02018830A EP1391612B1 EP 1391612 B1 EP1391612 B1 EP 1391612B1 EP 02018830 A EP02018830 A EP 02018830A EP 02018830 A EP02018830 A EP 02018830A EP 1391612 B1 EP1391612 B1 EP 1391612B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pump
pumps
threshold value
value
sump
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP02018830A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1391612A1 (de
Inventor
Peter Jungklas Nybo
Lasse Ilves
Heikki Yli-Korpela
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Grundfos AS
Original Assignee
Grundfos AS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Grundfos AS filed Critical Grundfos AS
Priority to EP02018830A priority Critical patent/EP1391612B1/de
Priority to DE50212071T priority patent/DE50212071D1/de
Priority to US10/646,241 priority patent/US7195462B2/en
Priority to CNB031543758A priority patent/CN1266387C/zh
Publication of EP1391612A1 publication Critical patent/EP1391612A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1391612B1 publication Critical patent/EP1391612B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D15/00—Control, e.g. regulation, of pumps, pumping installations or systems
    • F04D15/02—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions
    • F04D15/029—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions for pumps operating in parallel

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling a plurality of pumps and a correspondingly configured pump.
  • pumps in particular submersible pumps, which are used in pump sumps in order to pump off the liquid accumulated in the sump at a given liquid level.
  • several pumps are used in such a pump sump.
  • the alternating operation of the individual pumps requires a central control, which alternately turns the pumps on and off. The installation of such a central control makes it difficult to install and commission the pumps.
  • Such systems with multiple pumps and a central control are for example off EP 1 216 736A1 and US 5,449,274 known.
  • Out DE 199 27 365 C2 is a control of several pumps in a common sump known, according to which a pump is not turned on when a predetermined switching threshold when the respective pump in alternate operation of multiple pumps is not the turn.
  • This control requires additional signals or information about the number of pumps used to set an alternate operation.
  • an increased control or setting effort is given during initial commissioning, to adjust the alternating operation with a certain number of pumps.
  • the fact that a pump which is not in turn, even when it reaches its switching threshold is not turned on, to problems when the pump, which is in the alternating operation of the series, fails.
  • a plurality of pumps are used in a preferably common pump sump.
  • a pump sump can also consist of several pump sumps which communicate or are connected to one another.
  • Each of the pumps installed in the pump sump has a signal generator which switches on the pump.
  • this is a switch which activates the pump at a certain liquid level or liquid level threshold.
  • each pump is initially automatically, ie blocked without communication with other pumps or a central control, by changing the switch-on of the pump and released later depending on the running or operation of the other pumps in the sump.
  • the switch-on value is the value at which the signal generator switches on the pump.
  • the pump By changing the switch-on value the pump after its operation prevents the same pump from reactivating the next time the original switch-on value or the original fluid level threshold is reached. Since the switch-on value of the pump has been changed, one of the other pumps will be activated at the next required pumping process whose switch-on value is reached earlier than the changed switch-on value. Afterwards, this pump is blocked by changing its switch-on value so that the next pumping operation is activated the next of the pumps, and so on. The individual pumps are later released again by changing the switch-on value again, so that they are activated again when it is reached when all the other pumps have also run.
  • the controller can also be set up so that the pumps run several times in succession, eg twice, before they are blocked. Through this control can be achieved that the pumps are operated alternately and loaded evenly.
  • the pumps do not communicate with each other and are not interconnected by a central control device. Rather, the individual pumps have independent control devices. Only the intelligent control of each individual pump ensures that the pumps, although they do not communicate with each other or are centrally controlled, run alternately. Since no connection between the pumps and no central control device is required to control the multiple pumps, the use or assembly of such pumps is extremely simple. The pumps only have to be inserted into a pump sump without the pumps having to be connected to one another, for example by control lines.
  • the alternating operation of the individual pumps preferably sets itself automatically, without further adjustment work being required.
  • the control of the individual pumps is preferably designed so that each pump alone is functional, ie can be operated without further pumps in a sump. In this way, a universally applicable pump is provided.
  • the blocking of the pump takes place in that, for each pump following its operation, the liquid level threshold value at which the pump is started is initially increased starting from an output threshold value and lowered again in the pump sump as a function of the course of the further pumps becomes.
  • the output threshold value is the switch-on value or threshold value at which the pump is activated in its initial or delivery state. That is, when a liquid level rises to the level of the output threshold, the pump is put into operation to pump out the liquid.
  • the liquid level threshold value ie the switch-on value
  • the liquid level threshold for each pump is lowered stepwise after the run of another pump by a predetermined amount. This will cause the fluid level threshold to continue to decrease after each additional pump has run so that it will approach the initial threshold again. As a result of this gradual lowering of the fluid level threshold value, the fluid level threshold value of each pump again reaches a value which is lower than the fluid level threshold values of the rest of the pump so that this first pump is put into operation again when the fluid level rises. Cyclically increasing and then gradually lowering the liquid thresholds ensures that the pumps are always put into operation alternately.
  • the lowering of the liquid level threshold value is preferably carried out according to a geometric series.
  • the value by which the current fluid level threshold value is above the initial threshold value can be halved after each run of a further pump or reduced by another predetermined factor.
  • the lowering is carried out such that the current liquid level threshold is always above the output threshold, so that a newly used pump whose threshold corresponds to the output threshold, is always put into operation first.
  • the liquid level threshold is lowered after operation of a further pump each to a level which is dependent on the number of previously run pumps.
  • the setting or lowering the liquid level threshold value is adjusted in this way to the number of arranged in the pump sump pumps, which are operational and operated alternately. Thus, it can be ensured that the individual pumps are always operated alternately and loaded evenly.
  • the liquid level threshold is preferably lowered to a level which is x + ⁇ ⁇ x ⁇ 1 n where x corresponds to the output threshold, ⁇ x corresponds to the amount by which the fluid level threshold has been increased from the initial threshold, and n corresponds to the number of previously run pumps.
  • This is a preferred control of the pumps, in which the lowering of the liquid level threshold occurs so that the liquid level threshold after each run of another pump is further approximated to the output threshold.
  • the level of fluid level reached during lowering is always above the initial threshold, which means that when another pump is inserted in the pump sump, it has the lowest fluid level threshold, namely the initial threshold, and thus first will run.
  • the gradual lowering further causes already pumped pumps to have a lower fluid level threshold than the later-run pumps, so that this pump is first re-started. This ensures that the individual pumps are always cyclically consecutively operated and thus utilized evenly.
  • each pump preferably has a device for detecting the number of pumps used in the sump in operation.
  • pumps used in operation are meant those pumps which are alternately activated to pump liquid out of the pump sump. Defective or for other reasons not to be activated pumps are not considered.
  • the detection of the number of pumps used in the pump sump may, for example, be done by a user who adjusts to a corresponding input device on each individual pump, how many additional pumps or how many pumps are used in the pump sump.
  • each pump has a device which automatically detects how many more pumps are operated in the pump sump.
  • Each pump preferably detects the course of the further pumps via a corresponding sensor and thereby the number of pumps used. Since the pump can detect the operation of the other pumps, it can count on a corresponding counter how many pumps are operated sequentially.
  • a level sensor and in particular a pressure sensor are provided in each pump.
  • the level sensor serves on the one hand as a signal generator or switch for switching on and / or off the pump at certain liquid levels in the pump sump.
  • the level sensor can serve as a sensor for detecting the operation of further pumps in the pump sump.
  • the level sensor detects the course of the other pumps in that it detects a reduction in the liquid level in the pump sump while the the sensor associated pump is simultaneously blocked or has a higher liquid level threshold for activating the pump.
  • the control device can determine that the fluid level is reduced by the operation of a further pump and in this way count the number of further pumps in the pump sump.
  • the level sensor is preferably designed as a pressure sensor. About the hydrostatic pressure, which is detected by the pressure sensor, the height of the liquid level can be determined above the pressure sensor.
  • the controller is preferably designed so that the pump automatically detects a state in which no further pumps are arranged in the pump sump, and their blockage automatically picks up again ,
  • the detection of the state in which the pump is used alone can be done, for example, that is determined by the control of the pump via a corresponding sensor that the liquid level in the pump sump exceeds a threshold at which another pump should start, the Level, however, continues to rise.
  • the pump may cancel the blockage, for example by lowering its fluid level threshold back to the initial threshold or starting up immediately. In this way it can be achieved that even in the case that the pump is used alone, pumping out of the fluid from the pump sump not until reaching an emergency threshold to which the fluid level threshold has been raised to block the pump occurs.
  • the invention further relates to a pump, which is designed in particular for operation according to the method described above.
  • the pump has a signal generator, preferably a level switch and a control device for activating and deactivating the pump.
  • the control device comprises a device for detecting the operation of further pumps in the same pump sump, whereby pump sumps also connected or communicating with each other are to be regarded as pump sumps themselves.
  • the control device has a blocking function, which blocks the pump by changing its switch-on value, and a release function, which releases the pump again depending on the operation of further pumps.
  • the switch-on value is the value at which the signal generator switches on the pump.
  • the blocking device is initially activated by the control device, whereby a renewed triggering of the pump by the signal generator at the initial switch-on value is initially prevented or blocked.
  • the device for detecting the operation of further pumps detects whether and preferably how many more pumps are operated in the sump after operation of the pump. Depending on this information, the release function can be activated by the control device, which frees the pump after the further pumps have run again by changing the switch-on value again. If several such pumps are used in a pump sump, the operation of the individual pumps without networking or central control of the pump automatically sets itself so that the pumps are always operated alternately.
  • the control device has a device for detecting the number of pumps in a pump sump, which may be a common pump sump or a plurality of pump sumps communicating with one another.
  • the controller can control the release function to relieve the associated pump after the other pumps have run. In this way, several such pumps are always operated alternately.
  • the switch is preferably a level switch and in particular a pressure sensor.
  • a level switch activates and deactivates the pump at given liquid levels, i. Switch-on values, in the sump.
  • the level switch may for example be designed as a pressure sensor which detects the hydrostatic pressure at the level of the pressure sensor. From this value, the height of the liquid level above the pressure sensor can be determined.
  • the blocking function is preferably configured to increase the threshold level of the level switch, and the enable function is preferably configured to lower the threshold level of the level switch.
  • the threshold value or switch-on value of the level switch corresponds to the liquid level at which the pump is to be put into operation. If the threshold value is increased after the pump has been running, the pump will only start operating at a correspondingly higher liquid level. Now, if more pumps are used in the pump sump and they have a correspondingly lower threshold, these pumps are operated first. This virtually blocks the first pump.
  • the release function preferably lowers the threshold value again so that, after a blocking phase, the threshold value again reaches such a low level that the pump reaches the appropriate level Liquid level is activated in front of the other pumps located in the pump sump.
  • the control device is preferably designed in such a way that the threshold value is reduced in steps, in each case after detecting the run of a further pump, by a predetermined value.
  • the threshold value can thus be lowered after each run of another pump by a certain value, so that it gradually approaches the initial threshold again.
  • the threshold will sometime fall below the threshold values of the other pumps used, so that the pump is no longer blocked, but will be reactivated when the corresponding fluid level is reached.
  • the extent to which the threshold value is reduced is preferably dependent on the number of pumps used.
  • the device for detecting the operation of further pumps in a pump sump preferably accesses signals of the level switch.
  • the level switch detects a reduction in the level of fluid in the sump regardless of whether its own, i. associated pump or other pump is responsible for the sinking of the liquid level. Now, if the own pump is not in operation, the controller can detect the reduction of the liquid level that another pump in the sump is in use and reduces the liquid level in the pump sump. In this way, the operation of additional pumps can be detected in the pump sump and the number of pumps used can be counted.
  • the entire control device is integrated in the pump or the pump housing.
  • the entire control device is preferably located in the housing of a submersible pump.
  • the pump must therefore only be inserted or hooked into the pump sump during connection and connected to a power supply.
  • the connection to a central control device or a connection with the other pumps used is not required.
  • the operation of the individual pumps will adjust so that the individual pumps are operated alternately due to the intelligent control of each pump. This setting is automatic without the pumps communicating directly with each other.
  • each pump has three liquid level threshold values S 1 , S 2 and S 3 .
  • the threshold value S 2 corresponds to an output threshold value, which is set in the basic or delivery state of the pump and upon reaching the pump is activated via a level sensor.
  • the threshold value S 1 is the threshold value at which the pump is deactivated.
  • the threshold value S 3 represents a second start threshold, at which point each pump is activated in any case, independently of the other control.
  • S 3 is thus an emergency starting value, in which the pumps are activated in any case, for example, when the liquid feed in the sump is so large that a single pump for pumping the liquid is no longer sufficient.
  • a common Pump sump can also be considered an arrangement of several pump sumps, which communicate with each other, for example via pipes.
  • the fluid level threshold value is set to the output threshold value S 2 . Due to tolerances and height differences when inserting into the pump sump, it is very likely that not all three output threshold values are exactly at the level S 2 .
  • the liquid level threshold value of one of the three pumps in the example shown, that pump, which is represented by the solid line 4, is thus reached first.
  • the corresponding pump Upon reaching the liquid level threshold 4 at time t 1 , the corresponding pump is set in motion and the liquid level 2 falls in the sump.
  • the liquid level threshold values of the two other pumps are thus initially not reached, so that these pumps are not put into operation.
  • the liquid level 2 reaches the threshold value S 1 at which the first pump is put out of operation.
  • the liquid level threshold value of the first pump is set by the controller to the value S 3 and thus the first pump initially blocked.
  • the liquid level threshold values of the two other pumps continue to correspond to the output threshold.
  • the liquid level 2 in the pump sump now increases again until it reaches the liquid level threshold value of the second pump, which is shown by the dashed line 6 in the diagram.
  • the second pump is put into operation (at time t 3 ) and the liquid level decreases again, until the time t 4, the threshold value S 1 is reached and the second Pump is switched off.
  • the first pump (solid line 4) detects that the liquid level 2 in the sump is decreasing while it is not operating itself.
  • the first pump reduces the Liquid level threshold of the first pump. It reduces the threshold value to a value above the output threshold value.
  • the new liquid level threshold is thus S 2 + ⁇ S 1 .
  • the second pump sets after its run at time t 4, the liquid level threshold value of the second pump (dashed line 6) to the threshold S 3 . If now after the time t 4, the liquid level 2 rises again in the pump sump and reaches the output threshold S 2 , the third pump is activated at time t 5 , the liquid level threshold (dot-dash line 8) further corresponds to the output threshold. The third pump now pumps liquid until the liquid level 2 reaches the threshold value S 1 at time t 6 . When the liquid level 2 reaches the threshold value S 1 , the third pump is switched off at the time t 6 .
  • the first and the first detect second pump that is the fluid level 2 by the operation of another pump changes. This can be detected by the controls in that the liquid level 2 changes before the respective liquid level threshold value of the own pump has been reached.
  • the control of the first pump again reduces the fluid level threshold value to the value at time t 6 S 2 + S 3 - S 2 ⁇ 1 n ,
  • the control of the second pump reduces, as at the time t 4, the control of the first pump, the liquid level threshold value of the second pump to the value .DELTA.S 1 above the output threshold S 2 .
  • the liquid level threshold value of the first pump (solid line 4) is the lowest, so that upon further increase of the liquid level 2 in the pump sump, first the liquid level threshold value of the first pump is reached at time t 7 and again the first Pump is put into operation.
  • the first pump then reduces the liquid level 2 again, until the threshold value S 1 is reached at time t 8 and the first pump is switched off.
  • the liquid level threshold value of the second pump is reduced to the value S 2 + ⁇ S 2
  • the liquid level threshold value of the third pump is reduced to the value S 2 + ⁇ S 1 .
  • the liquid level threshold value of the second pump is the lowest, so that it is activated after renewed increase in the liquid level 2 at time t 9 as the next pump. Accordingly, the method according to the invention continues cyclically, with the individual pumps, ie in the example described, the pumps 1, 2 and 3 always being activated alternately one after the other. This leads to a uniform utilization of the pumps.
  • the pumps react accordingly if one of the pumps should fail. If, for example, the first pump fails at the time t 6 , the next pump, which will be activated when the liquid level 2 rises, is the second pump, since this has the next higher liquid level threshold value. Subsequently, according to the method according to the invention, an alternate operation of the second and third pump will automatically occur.
  • the method according to the invention ensures that even if one pump fails or another pump is added, an alternate operation of the pumps in the pump sump will automatically occur. There is no direct communication between the pumps or a common central control of the pumps.
  • Each pump represents a self-contained unit, which only needs to be connected to a fluid line and a power supply.
  • the control device and the switch of each pump preferably a pressure sensor, are preferably integrated in the pump housing, so that the individual pumps, like conventional submersible pumps, can simply be suspended in a pump sump.
  • the pump according to the invention can also be used alone in a pump sump.
  • the control of the pump is preferably designed so that it recognizes this state of use as a single pump, this can be recognized, for example, that the liquid level in the pump sump after the running of the pump on the value S 2 + S 3 - S 2 2 increases. This is the fluid level threshold at which another pump would have to start in the sump. If the liquid level rises above this value, this is an indication that there is no other pump.
  • the controller can the single existing pump its liquid level threshold at which the pump is activated again to the output threshold S 2 or to the value S 2 + S 3 - S 2 2 Lower. This has the advantage that the value S 2 remains as an emergency start threshold, whereby the corresponding liquid level should normally not be reached. When S 2 is reached, any existing pump will be activated or turned on regardless of the rest of the control procedure.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Pumpen sowie eine entsprechend ausgestaltete Pumpe.
  • Es sind Pumpen, insbesondere Tauchpumpen bekannt, welche in Pumpensümpfen eingesetzt werden, um bei einem vorgegebenen Flüssigkeitsstand die sich in dem Pumpensumpf angesammelte Flüssigkeit abpumpen. Häufig werden in einem solchen Pumpensumpf mehrere Pumpen eingesetzt. Beim Einsatz mehrerer Pumpen soll sichergestellt werden, dass die Pumpen gleichmäßig ausgelastet werden, so dass die Pumpen auch gleichmäßig verschleißen. Die abwechselnde Betätigung der einzelnen Pumpen erfordert eine zentrale Steuerung, welche die Pumpen abwechselnd ein- und ausschaltet. Der Einbau einer solchen zentralen Steuerung erschwert die Montage und die Inbetriebnahme der Pumpen.
  • Derartige Systeme mit mehreren Pumpen und einer zentralen Steuerung sind beispielsweise aus EP 1 216 736A1 und US 5,449,274 bekannt.
  • Ferner sind beispielsweise aus US 4,437,811 sowie JP 06 241 191 A Systeme zum alternierenden Betrieb mehrerer Pumpen in einem gemeinsamen Pumpensumpf bekannt. Diese Pumpen müssen jedoch mehrere, auf unterschiedlichen Niveaus angeordnete Sensoren zum Ein- und Ausschalten der Pumpen aufweisen, was zum einen den Aufbau der einzelnen Pumpen verkompliziert und zum anderen eine aufeinander abgestimmte Ausgestaltung der mehreren Pumpen mit unterschiedlichen Anzahlen von Sensoren bzw. Schwimmerschaltern erfordert. Das bedeutet, die einzelnen Pumpen müssen unterschiedlich ausgestaltet sein, so dass insbesondere beim Austausch einzelner Pumpen immer spezielle Pumpen zum Austausch bereitgestellt werden müssen.
  • Aus DE 199 27 365 C2 ist eine Steuerung mehrer Pumpen in einem gemeinsamen Pumpensumpf bekannt, gemäß derer eine Pumpe auch bei Erreichen einer vorgegebenen Schaltschwelle nicht eingeschaltet wird wenn die jeweilige Pumpe im alternierenden Betrieb mehrerer Pumpen nicht an der Reihe ist. Diese Steuerung benötigt zusätzliche Signale oder Informationen über die Anzahl der eingesetzten Pumpen, um einen alternierenden Betrieb einstellen zu können. Ferner ist bei der Erstinbetriebnahme ein erhöhter Steuerungs- bzw. Einstellaufwand gegeben, um den alternierenden Betrieb bei einer bestimmten Anzahl von Pumpen einzustellen. Ferner führt die Tatsache, dass eine Pumpe, welche nicht an der Reihe ist, auch bei Erreichen ihrer Schaltschwelle nicht eingeschaltet wird, zu Problemen, wenn diejenige Pumpe, welche im alternierenden Betrieb an der Reihe ist, ausfällt.
  • Es ist daher Aufgabe, ein Verfahren zur Steuerung mehrerer Pumpen in einem Pumpensumpf sowie eine entsprechend ausgestaltete Pumpe zu schaffen, welche keine zentrale Steuerung benötigen und eine vereinfachte und ausfallsichere Steuerung eines alternierenden Betriebs mehrerer Pumpen ermöglichen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Pumpe mit den im Anspruch 12 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen.
  • Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Pumpen in einem vorzugsweise gemeinsamen Pumpensumpf eingesetzt. Im Sinne des erfindungsgemäßen Verfahrens kann ein solcher Pumpensumpf auch-aus mehreren Pumpensümpfen, welche miteinander kommunizieren bzw. verbunden sind, bestehen. Jede der in den Pumpensumpf eingesetzten Pumpen weist einen Signalgeber auf, welcher die Pumpe einschaltet. Vorzugsweise handelt es sich dabei um einen Schalter, welcher die Pumpe bei einem bestimmten Flüssigkeitsstand bzw. Flüssigkeitsstand-Schwellwert aktiviert. Im Anschluss an ihren Betrieb bzw. Lauf wird jede Pumpe zunächst selbsttätig, d.h. ohne Kommunikation mit weiteren Pumpen oder einer zentralen Steuerung, durch Änderung des Einschaltwertes der Pumpe blockiert und später abhängig von dem Lauf bzw. Betrieb der weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf wieder freigegeben. Der Einschaltwert ist derjenige Wert, bei dessen Erreichen der Signalgeber die Pumpe einschaltet. Durch das Ändern des Einschaltwertes der Pumpe nach ihrem Betrieb wird verhindert, dass dieselbe Pumpe beim nächsten Erreichen des ursprünglichen Einschaltwertes bzw. des ursprünglichen Flüssigkeitsstand-Schwellwertes unmittelbar wieder aktiviert wird. Da der Einschaltwert der Pumpe geändert ist, wird beim nächsten erforderlichen Pumpvorgang eine der weiteren Pumpen aktiviert werden, deren Einschaltwert früher als der geänderte Einschaltwert erreicht wird. Im Anschluss wird auch diese Pumpe durch Änderung ihres Einschaltwertes blockiert, so dass beim nächsten erforderlichen Pumpvorgang die nächste der Pumpen aktiviert wird, und so weiter. Die einzelnen Pumpen werden später durch erneute Änderung des Einschaltwertes wieder freigegeben, so dass sie dann bei dessen Erreichen erneut aktiviert werden, wenn alle übrigen Pumpen ebenfalls gelaufen sind. Anstatt die Pumpen bereits nach jedem Lauf zu blockieren, kann die Steuerung auch so eingerichtet sein, dass die Pumpen mehrmals hintereinander, z.B. zweimal, laufen, bevor sie blockiert werden. Durch diese Steuerung kann erreicht werden, dass die Pumpen abwechselnd betrieben und gleichmäßig belastet werden. Dabei kommunizieren die Pumpen nicht miteinander und sind nicht durch eine zentrale Steuereinrichtung miteinander verbunden. Vielmehr weisen die einzelnen Pumpen voneinander unabhängige Steuereinrichtungen auf. Lediglich durch die intelligente Steuerung jeder einzelnen Pumpe wird erreicht, dass die Pumpen, obwohl sie nicht miteinander kommunizieren oder zentral gesteuert werden, abwechselnd laufen. Da zur Steuerung der mehreren Pumpen keine Verbindung zwischen den Pumpen und keine zentrale Steuereinrichtung erforderlich ist, ist der Einsatz bzw. die Montage derartiger Pumpen äußerst einfach. Die Pumpen müssen lediglich in einen Pumpensumpf eingesetzt werden, ohne dass die Pumpen beispielsweise durch Steuerleitungen miteinander verbunden werden müssen. Anschließend stellt sich der abwechselnde Betrieb der einzelnen Pumpen vorzugsweise selbsttätig ein, ohne dass weitere Einstellarbeiten erforderlich sind. Dabei ist die Steuerung der einzelnen Pumpen vorzugsweise so ausgebildet, dass jede Pumpe auch allein funktionsfähig ist, d.h. auch ohne weitere Pumpen in einem Pumpensumpf betrieben werden kann. Auf diese Weise wird eine universell einsetzbare Pumpe bereitgestellt.
  • Vorzugsweise erfolgt das Blockieren der Pumpe dadurch, dass für jede Pumpe im Anschluss an ihren Betrieb der Flüssigkeitsstand-Schwellwert, bei welchem die Pumpe gestartet wird, zunächst ausgehend von einem Ausgangs-Schwellwert erhöht und abhängig von dem Lauf der weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf wieder abgesenkt wird. Der Ausgangs-Schwellwert ist derjenige Einschaltwert bzw. Schwellwert, bei welchem die Pumpe in ihrem Ausgangs- bzw. Auslieferungszustand aktiviert wird. D.h. wenn ein Flüssigkeitsspiegel auf das Niveau des Ausgangs-Schwellwertes steigt, wird die Pumpe in Betrieb gesetzt, um die Flüssigkeit abzupumpen. Erfindungsgemäß wird nach dem Betrieb der Pumpe der Flüssigkeitsstand-Schwellwert, d.h. der Einschaltwert erhöht, so dass die Pumpe nicht mehr beim Erreichen des Ausgangs-Schwellwertes aktiviert wird. Dies bewirkt, dass beim Erreichen des Ausgangs-Schwellwertes zunächst eine weitere Pumpe, deren Flüssigkeitsstand-Schwellwert noch nicht erhöht worden ist, in Betrieb genommen wird. Abhängig vom Betrieb der weiteren in dem Pumpensumpf angeordneten Pumpen wird der Flüssigkeitsstand-Schwellwert später wieder reduziert, so dass auch die erste Pumpe wieder in Betrieb genommen wird, wenn die anderen Pumpen gelaufen sind. Wenn die Pumpen erstmalig in einem Pumpensumpf eingesetzt werden, sind alle Pumpen auf den Ausgangs-Schwellwert eingestellt. Aufgrund von Toleranzen werden jedoch nicht alle Pumpen beim exakt gleichen Flüssigkeitsstand starten. Dies bewirkt, dass mit hoher Wahrscheinlichkeit eine Pumpe zuerst starten wird. Da nach Inbetriebnahme einer der Pumpen der Flüssigkeitsspiegel sinkt, werden die anderen Pumpen nicht gestartet, solange die zuerst gestartete Pumpe in Betrieb ist. Dadurch, dass das Blockieren der Pumpe durch Erhöhen des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes erfolgt, wird erreicht, dass die Pumpe nicht vollständig blockiert wird, sondern bei einem höheren Flüssigkeitsstand auf jeden Fall aktiviert wird. Die ist wichtig, wenn mehr Flüssigkeit in den Pumpensumpf nachläuft, als eine Pumpe allein abpumpen kann, eine andere Pumpe defekt ist oder die Pumpe allein in einem Pumpensumpf eingesetzt wird. Der höhere Flüssigkeitsstand-Schwellwert stellt somit einen Reserve- bzw. Notschwellwert dar, bei welchem die Pumpe auf jeden Fall aktiviert wird.
  • Vorzugsweise wird der Flüssigkeitsstand-Schwellwert für jede Pumpe schrittweise nach dem Lauf einer weiteren Pumpe um einen vorbestimmten Wert abgesenkt. Dies bewirkt, dass sich der Flüssigkeitsstand-Schwellwert nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe weiter verringert, so dass er sich wieder dem Ausgangs-Schwellwert annähert. Durch dieses schrittweise Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes erreicht der Flüssigkeitsstand-Schwellwert jeder Pumpe irgendwann wieder einen Wert, welcher geringer als die Flüssigkeitsstand-Schwellwerte der übrigen Pumpe sind, so dass beim Anstieg des Flüssigkeitsspiegels wieder diese erste Pumpe in Betrieb genommen wird. Durch das zyklische Erhöhen und anschließende schrittweise Absenken der Flüssigkeitsschwellwerte wird erreicht, dass die Pumpen immer abwechselnd in Betrieb genommen werden.
  • Das Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes erfolgt dabei bevorzugt gemäß einer geometrischen Reihe. Beispielsweise kann der Wert, um den der aktuelle Flüssigkeitsstand-Schwellwert über dem Ausgangs-Schwellwert liegt, nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe halbiert oder um einen anderen vorbestimmten Faktor verringert werden. Vorzugsweise erfolgt das Absenken derart, dass der aktuelle Flüssigkeitsstand-Schwellwert immer oberhalb des Ausgangs-Schwellwertes liegt, so dass eine neu eingesetzte Pumpe, deren Schwellwert dem Ausgangs-Schwellwert entspricht, immer zuerst in Betrieb genommen wird.
  • Weiter bevorzugt wird der Flüssigkeitsstand-Schwellwert nach dem Betrieb einer weiteren Pumpe jeweils auf ein Niveau abgesenkt, welches abhängig von der Zahl der zuvor gelaufenen Pumpen ist. Die Einstellung bzw. das Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes wird auf diese Weise an die Anzahl der in dem Pumpensumpf angeordneten Pumpen, welche einsatzfähig sind und abwechselnd betrieben werden, angepasst. Somit kann sichergestellt werden, dass die einzelnen Pumpen immer abwechselnd betrieben und gleichmäßig belastet werden.
  • Der Flüssigkeitsstand-Schwellwert wird vorzugsweise jeweils auf ein Niveau abgesenkt, welches x + Δ ⁢ x × 1 n
    Figure imgb0001
     entspricht, wobei x dem Ausgangs-Schwellwert, Δx dem Betrag, um den der Flüssigkeitsstand-Schwellwert gegenüber dem Ausgangs-Schwellwert angehoben wurde, und n der Anzahl der zuvor gelaufenen Pumpen entspricht. Dies ist eine bevorzugte Steuerung der Pumpen, bei welcher das Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes so erfolgt, dass der Flüssigkeitsstand-Schwellwert nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe dem Ausgangs-Schwellwert weiter angenähert wird. Der beim Absenken erreichte Flüssigkeitsstand-Schwellwert liegt jedoch immer oberhalb des Ausgangs-Schwellwertes, wodurch erreicht wird, dass, wenn eine weitere oder neue Pumpe in den Pumpensumpf eingesetzt wird, diese den niedrigsten Flüssigkeitsstand-Schwellwert, nämlich den Ausgangs-Schwellwert aufweist und somit zuerst laufen wird. Das stufenweise Absenken bewirkt ferner, dass von bereits gelaufenen Pumpen die jeweils früher gelaufene Pumpe einen niedrigeren Flüssigkeitsstand-Schwellwert als die später gelaufenen Pumpen aufweist, so dass diese Pumpe auch zuerst erneut in Betrieb genommen wird. Hiermit wird sichergestellt, dass die einzelnen Pumpen immer zyklisch aufeinander folgend betätigt und somit gleichmäßig ausgelastet werden.
  • Zum Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens weist jede Pumpe vorzugsweise eine Einrichtung zum Erfassen der Anzahl der in dem Pumpensumpf in Betrieb eingesetzten Pumpen auf. Mit in Betrieb eingesetzten Pumpen sind diejenigen Pumpen gemeint, welche abwechselnd aktiviert werden, um Flüssigkeit aus dem Pumpensumpf abzupumpen. Defekte oder aus anderen Gründen nicht zu aktivierende Pumpen werden nicht berücksichtigt. Das Erfassen der Anzahl der in dem Pumpensumpf eingesetzten Pumpen kann beispielsweise durch einen Benutzer erfolgen, welcher an einer entsprechenden Eingabeeinrichtung an jeder einzelnen Pumpe einstellt, wie viel Pumpen zusätzlich oder wie viele Pumpen insgesamt in dem Pumpensumpf eingesetzt sind. Vorzugsweise weist jedoch jede Pumpe eine Einrichtung auf, welche selbsttätig erfasst, wie viele weitere Pumpen in dem Pumpensumpf betrieben werden. Dadurch kann eine sehr einfache Inbetriebnahme der Pumpen erreicht werden, da die Pumpen lediglich in den Pumpensumpf eingesetzt bzw. eingestellt werden müssen und keine weiteren Einrichtungs- oder Einstellarbeiten erforderlich sind.
  • Vorzugsweise erfasst jede Pumpe über einen entsprechenden Sensor den Lauf der weiteren Pumpen und dabei die Anzahl der eingesetzten Pumpen. Da die Pumpe den Betrieb der weiteren Pumpen erfassen kann, kann sie über eine entsprechende Zähleinrichtung zählen, wie viele Pumpen nacheinander betrieben werden.
  • Vorzugsweise sind in jeder Pumpe ein Niveausensor und insbesondere ein Drucksensor vorgesehen. Der Niveausensor dient einerseits als Signalgeber bzw. Schalter zum Ein- und/oder Ausschalten der Pumpe bei bestimmten Flüssigkeitsständen in dem Pumpensumpf. Ferner kann der Niveausensor als Sensor zum Erfassen des Laufes bzw. Betriebs weiterer Pumpen in dem Pumpensumpf dienen. Der Niveausensor erfasst den Lauf der weiteren Pumpen dabei dadurch, dass er eine Verringerung des Flüssigkeitsstandes in dem Pumpensumpf feststellt, während die zu dem Sensor gehörige Pumpe gleichzeitig blockiert ist bzw. einen höheren Flüssigkeitsstand-Schwellwert zur Aktivierung der Pumpe aufweist. Dadurch kann die Steuereinrichtung feststellen, dass der Flüssigkeitsstand durch den Betrieb einer weiteren Pumpe verringert wird und auf diese Weise die Anzahl der weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf zählen. Der Niveausensor ist bevorzugt als Drucksensor ausgebildet. Über den hydrostatischen Druck, welcher von dem Drucksensor erfasst wird, kann die Höhe des Flüssigkeitsspiegels oberhalb des Drucksensors bestimmt werden.
  • Bei dem Verfahren setzt vorzugsweise jede Pumpe nach ihrem eigenen Lauf, d.h. nach jedem eigenen Lauf, den Wert n für die Anzahl der Pumpen auf n = 1 und erhöht den Wert n nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe um 1. Auf diese Weise kann die Gesamtzahl der im Pumpensumpf betriebenen Pumpen ermittelt werden und das Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes entsprechend gesteuert werden.
  • Für den Fall, dass eine Pumpe mit dem erfindungsgemäßen Steuerungsverfahren alleine in einem Pumpensumpf betrieben wird, ist die Steuerung vorzugsweise so ausgebildet, dass die Pumpe selbsttätig einen Zustand erfasst, in dem keine weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf angeordnet sind, und ihre Blockade selbsttätig wieder aufhebt. Dies ermöglicht den universellen Einsatz der Pumpe. Das Erfassen des Zustandes, in dem die Pumpe allein eingesetzt ist, kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass von der Steuerung der Pumpe über einen entsprechenden Sensor festgestellt wird, dass der Flüssigkeitspegel in dem Pumpensumpf einen Schwellwert übersteigt, bei welchem eine weitere Pumpe anlaufen müsste, der Pegel jedoch weiter steigt. In diesem Fall kann die Pumpe die Blockade wieder aufheben, beispielsweise indem sie ihren Flüssigkeitsstand-Schwellwert wieder auf den Ausgangs-schwellwert absenkt oder gleich anläuft. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass auch in dem Fall, dass die Pumpe allein eingesetzt wird, ein Abpumpen der Flüssigkeit aus dem Pumpensumpf nicht erst bei Erreichen eines Notschwellwertes, auf den der Flüssigkeitsstand-Schwellwert zur Blockade der Pumpe angehoben wurde, erfolgt.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Pumpe, welche insbesondere zum Betrieb gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ausgebildet ist. Die Pumpe weist einen Signalgeber, vorzugsweise einen Niveauschalter und eine Steuereinrichtung zur Aktivierung und Deaktivierung der Pumpe auf. Die Steuereinrichtung umfasst eine Einrichtung zum Erfassen des Betriebes weiterer Pumpen im selben Pumpensumpf, wobei als selber Pumpensumpf ebenfalls miteinander verbundene oder kommunizierende Pumpensümpfe anzusehen sind. Ferner weist die Steuereinrichtung eine Blockierfunktion auf, welche die Pumpe durch Änderung ihres Einschaltwertes blockiert, und eine Freigabefunktion, welche die Pumpe abhängig vom Betrieb weiterer Pumpen wieder freigibt. Dabei ist der Einschaltwert derjenige Wert, bei dessen Erreichen der Signalgeber die Pumpe einschaltet. Eine derartige Pumpe kann gemäß dem obigen Verfahren betrieben werden. Nach dem Betrieb der Pumpe wird durch die Steuereinrichtung zunächst die Blockierfunktion aktiviert, wodurch ein erneutes Auslösen der Pumpe durch den Signalgeber bei dem ursprünglichen Einschaltwert zunächst verhindert bzw. blockiert wird. Die Einrichtung zum Erfassen des Betriebes weiterer Pumpen erfasst, ob und vorzugsweise wie viele weitere Pumpen im Pumpensumpf nach Betrieb der Pumpe betrieben werden. Abhängig von diesen Informationen kann von der Steuereinrichtung die Freigabefunktion aktiviert werden, welche die Pumpe nach dem Lauf der weiteren Pumpen durch erneute Änderung des Einschaltwertes wieder freigibt. Wenn mehrere derartiger Pumpen in einem Pumpensumpf eingesetzt werden, stellt sich der Betrieb der einzelnen Pumpen ohne Vernetzung oder zentrale Steuerung der Pumpen selbsttätig so ein, dass die Pumpen immer abwechselnd betrieben werden.
  • Vorzugsweise weist die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen der Anzahl von Pumpen in einem Pumpensumpf auf, wobei es sich um einen gemeinsamen Pumpensumpf oder mehrere miteinander kommunizierende Pumpensümpfe handeln kann. Dadurch, dass die Steuereinrichtung erfasst, wie viele weitere Pumpen im Einsatz sind, kann sie die Freigabefunktion so steuern, dass die zugehörige Pumpe wieder freigegeben wird, nachdem die anderen Pumpen gelaufen sind. Auf diese Weise werden mehrere derartige Pumpen immer abwechselnd betrieben.
  • Der Schalter ist vorzugsweise ein Niveauschalter und insbesondere ein Drucksensor. Ein solcher Niveauschalter aktiviert und deaktiviert die Pumpe bei vorgegebenen Flüssigkeitsständen, d.h. Einschaltwerten, in dem Pumpensumpf. Der Niveauschalter kann beispielsweise als Drucksensor ausgebildet sein, welcher den hydrostatischen Druck auf der Höhe des Drucksensors erfasst. Aus diesem Wert kann die Höhe des Flüssigkeitsspiegels oberhalb des Drucksensors bestimmt werden.
  • Die Blockierfunktion ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie den Schwellwert des Niveauschalters erhöht und die Freigabefunktion ist vorzugsweise so ausgestaltet, dass sie den Schwellwert des Niveauschalters absenkt. Der Schwellwert bzw. Einschaltwert des Niveauschalters entspricht dem Flüssigkeitsstand, bei welchem die Pumpe in Betrieb gesetzt werden soll. Wenn nach dem Lauf der Pumpe der Schwellwert erhöht wird, wird die Pumpe erst bei einem entsprechend höheren Flüssigkeitsspiegel ihren Betrieb aufnehmen. Wenn nun weitere Pumpen in dem Pumpensumpf eingesetzt sind und diese einen entsprechend niedrigeren Schwellwert aufweisen, werden zunächst diese Pumpen betrieben. Hiermit wird die erste Pumpe praktisch blockiert. Die Freigabefunktion senkt vorzugsweise den Schwellwert wieder ab, so dass nach einer Phase der Blockierung der Schwellwert wieder ein derart niedriges Niveau erreicht, dass die Pumpe bei Erreichen des entsprechenden Flüssigkeitsstandes vor den weiteren im Pumpensumpf befindlichen Pumpen aktiviert wird. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der Schwellwert schrittweise jeweils nach Erfassen des Laufs einer weiteren Pumpe um einen vorbestimmten Wert reduziert wird. Der Schwellwert kann somit nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe um einen bestimmten Wert abgesenkt werden, so dass er sich schrittweise wieder dem Ausgangs-Schwellwert annähert. Abhängig von der Anzahl der eingesetzten Pumpen wird der Schwellwert dabei irgendwann die Schwellwerte der anderen eingesetzten Pumpen unterschreiten, so dass die Pumpe nicht mehr blockiert ist, sondern beim Erreichen des entsprechenden Flüssigkeitsstandes wieder aktiviert werden wird. Das Maß, um welches der Schwellwert reduziert wird, ist vorzugsweise abhängig von der Anzahl der eingesetzten Pumpen.
  • Die Einrichtung zum Erfassen des Betriebs weiterer Pumpen in einem Pumpensumpf greift bevorzugt auf Signale des Niveauschalters zu. Der Niveauschalter erfasst eine Verringerung des Flüssigkeitsspiegels in dem Pumpensumpf unabhängig davon, ob die eigene, d.h. zugehörige Pumpe oder eine andere Pumpe für das Absinken des Flüssigkeitsspiegels verantwortlich ist. Wenn nun die eigene Pumpe nicht in Betrieb ist, kann die Steuereinrichtung anhand der Verringerung des Flüssigkeitsspiegels erfassen, dass eine weitere Pumpe in dem Pumpensumpf im Einsatz ist und den Flüssigkeitsstand im Pumpensumpf verringert. Auf diese Weise kann der Betrieb weiterer Pumpen in dem Pumpensumpf erfasst und die Anzahl der eingesetzten Pumpen gezählt werden.
  • Vorzugsweise ist die gesamte Steuereinrichtung in die Pumpe bzw. das Pumpengehäuse integriert. Die gesamte Steuereinrichtung befindet sich bevorzugt in dem Gehäuse einer Tauchpumpe. Die Pumpe muss beim Anschluss somit lediglich in den Pumpensumpf eingesetzt bzw. eingehängt werden und mit einer Stromversorgung verbunden werden. Der Anschluss an eine zentrale Steuereinrichtung oder eine Verbindung mit den weiteren eingesetzten Pumpen ist nicht erforderlich. Wird nun eine Mehrzahl derartiger, mit gleichen Steuerungen versehenen Pumpen eingesetzt, wird sich aufgrund der intelligenten Steuerung jeder Pumpe der Betrieb der einzelnen Pumpen so einstellen, dass die einzelnen Pumpen abwechselnd betrieben werden. Diese Einstellung erfolgt selbsttätig, ohne dass die Pumpen direkt miteinander kommunizieren.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand des beigefügten Diagrammes beschrieben.
  • In dem beigefügten Diagramm ist schematisch der Verlauf des Flüssigkeitsstandes N in einem Pumpensumpf sowie der Schwellwerte der einzelnen Pumpen über der Zeit t dargestellt. Die untere durchgezogene Linie 2 stellt den Flüssigkeitsstand im dem Pumpensumpf über der Zeit t dar. Die durchgezogene Linie 4, die gestrichelte Linie 6 sowie strichpunktierte Linie 8 symbolisieren jeweils den Flüssigkeitsstand-Schwellwert einer Pumpe, bei welchem die jeweilige Pumpe aktiviert wird. In ihrem Grundzustand weist jede Pumpe drei Flüssigkeitsstand-Schwellwerte S1, S2 und S3 auf. Dabei entspricht der Schwellwert S2 einem Ausgangs-Schwellwert, welcher im Grund- bzw. Lieferzustand der Pumpe eingestellt ist und bei dessen Erreichen die Pumpe über einen Niveausensor aktiviert wird. Der Schwellwert S1 ist derjenige Schwellwert, bei dessen Erreichen die Pumpe deaktiviert wird. Der Schwellwert S3 stellt einen zweiten Start-Schwellwert dar, bei dessen Erreichen jede Pumpe auf jeden Fall aktiviert wird, unabhängig von der sonstigen Steuerung. S3 ist somit ein Not-Startwert, bei welchem die Pumpen auf jeden Fall aktiviert werden, beispielsweise wenn der Flüssigkeitszulauf in dem Pumpensumpf so groß ist, dass eine einzelne Pumpe zum Abpumpen der Flüssigkeit nicht mehr ausreicht.
  • Nachfolgend wird nun über den zeitlichen Verlauf die Steuerung dreier Pumpen in einem gemeinsamen Pumpensumpf beschrieben. Als gemeinsamer Pumpensumpf kann dabei auch eine Anordnung aus mehreren Pumpensümpfen angesehen werden, welche beispielsweise über Rohrleitungen miteinander kommunizieren. Am Anfang sind alle drei eingesetzten Pumpen in ihrem Lieferzustand, d.h. der Flüssigkeitsstand-Schwellwert ist auf den Ausgangs-Schwellwert S2 eingestellt. Aufgrund von Toleranzen und Höhendifferenzen beim Einsetzen in den Pumpensumpf werden mit größter Wahrscheinlichkeit dennoch nicht alle drei Ausgangs-Schwellwerte exakt auf dem Niveau S2 liegen. Beim Steigen des Flüssigkeitsspiegels 2 in dem Pumpensumpf wird somit zuerst der Flüssigkeitsstand-Schwellwert einer der drei Pumpen, im gezeigten Beispiel derjenigen Pumpe, welche durch die durchgezogene Linie 4 dargestellt ist, erreicht. Beim Erreichen des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes 4 zum Zeitpunkt t1 wird die entsprechende Pumpe in Gang gesetzt und der Flüssigkeitsspiegel 2 in dem Pumpensumpf fällt. Die Flüssigkeitsstand-Schwellwerte der zwei weiteren Pumpen werden somit zunächst nicht erreicht, so dass diese Pumpen nicht in Betrieb gesetzt werden. Zum Zeitpunkt t2 erreicht der Flüssigkeitsstand 2 den Schwellwert S1, bei welchem die erste Pumpe außer Betrieb gesetzt wird. Dabei wird der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe von deren Steuerung auf den Wert S3 gesetzt und damit die erste Pumpe zunächst blockiert. Ferner setzt die Steuerung der ersten Pumpe deren Zähler n für die Anzahl der in dem Pumpensumpf in Betrieb angeordneten Pumpen auf den Wert n = 1.
  • In diesem Zustand entsprechen die Flüssigkeitsstand-Schwellwerte der beiden weiteren Pumpen weiterhin dem Ausgangs-Schwellwert. Der Flüssigkeitsstand 2 in dem Pumpensumpf erhöht sich nun wieder bis zum Erreichen des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes der zweiten Pumpe, welcher durch die gestrichelte Linie 6 in dem Diagramm dargestellt ist. Beim Erreichen dieses Schwellwertes wird die zweite Pumpe in Betrieb gesetzt (zum Zeitpunkt t3) und der Flüssigkeitsstand verringert sich wieder, bis zum Zeitpunkt t4 der Schwellwert S1 erreicht wird und die zweite Pumpe abgeschaltet wird. Während des Laufes der zweiten Pumpe erfasst die erste Pumpe (durchgezogene Linie 4), dass sich der Flüssigkeitsstand 2 in dem Pumpensumpf verringert, während sie selber nicht in Betrieb ist. Wenn nun durch Betrieb der zweiten Pumpe zum Zeitpunkt t4 der Flüssigkeitsstand 2 den Schwellwert S1 erreicht und die erste Pumpe dies registriert, erhöht ihre Steuerung den Zähler n um 1, im vorliegenden Beispiel also auf n = 2. Gleichzeitig reduziert die erste Pumpe den Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe. Dabei reduziert sie den Schwellwert auf einen Wert oberhalb des Ausgangs-Schwellwertes. Der neue Flüssigkeitsstand-Schwellwert liegt um ΔS1 oberhalb des Ausgangs-Schwellwertes S2, wobei Δ ⁢ S 1 = S 3 - S 2 × 1 n
    Figure imgb0002
     ist. Der neue Flüssigkeitsstand-Schwellwert ist somit S2 + ΔS1.
  • Die zweite Pumpe setzt nach ihrem Lauf zum Zeitpunkt t4 den Flüssigkeitsstand-Schwellwert der zweiten Pumpe (gestrichelte Linie 6) auf den Schwellwert S3. Wenn nun nach dem Zeitpunkt t4 der Flüssigkeitsstand 2 in dem Pumpensumpf wieder steigt und den Ausgangs-Schwellwert S2 erreicht, wird zum Zeitpunkt t5 die dritte Pumpe aktiviert, deren Flüssigkeitsstand-Schwellwert (strichpunktierte Linie 8) weiter dem Ausgangs-Schwellwert entspricht. Die dritte Pumpe pumpt nun solange Flüssigkeit, bis der Flüssigkeitsstand 2 zum Zeitpunkt t6 den Schwellwert S1 erreicht. Wenn der Flüssigkeitsstand 2 den Schwellwert S1 erreicht, wird die dritte Pumpe zum Zeitpunkt t6 abgeschaltet. Gleichzeitig setzt die Steuerung der dritten Pumpe den Flüssigkeitsstand-Schwellwert der dritten Pumpe auf den Wert S3, wobei die dritte Pumpe wie zuvor die erste und die zweite Pumpe blockiert wird. Ferner setzt die Steuerung der dritten Pumpe entsprechend der vorangehenden Pumpen ihren Zähler n für die Anzahl der Pumpen auf den Wert n = 1. Während des Laufes der dritten Pumpe zwischen den Zeitpunkten t5 und t6 erfassen, wie zuvor beschrieben, die erste und die zweite Pumpe, dass sich der Flüssigkeitsstand 2 durch den Betrieb einer weiteren Pumpe ändert. Dies können die Steuerungen dadurch erfassen, dass sich der Flüssigkeitsstand 2 ändert, bevor der jeweilige Flüssigkeitsstand-Schwellwert der eigenen Pumpe erreicht worden ist. Dies veranlasst die Steuerung der ersten Pumpe zum Zeitpunkt t6 den Zähler n für die Anzahl der Pumpen wiederum um 1 auf den Wert n = 3 zu erhöhen. Entsprechend erhöht die Steuerung der zweiten Pumpe ihren Zähler n auf den Wert n = 2. Die Steuerung der ersten Pumpe reduziert zum Zeitpunkt t6 den Flüssigkeitsstand-Schwellwert erneut auf den Wert S 2 + S 3 - S 2 × 1 n .
    Figure imgb0003
  • Somit beträgt der neue Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe S2 + ΔS2, wobei Δ ⁢ S 2 = S 3 - S 2 × 1 n
    Figure imgb0004
     ist
  • Die Steuerung der zweiten Pumpe reduziert, wie zum Zeitpunkt t4 die Steuerung der ersten Pumpe, den Flüssigkeitsstand-Schwellwert der zweiten Pumpe auf den Wert ΔS1 oberhalb des Ausgangs-Schwellwertes S2. Somit ist zum Zeitpunkt t6 der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe (durchgezogene Linie 4) der niedrigste, so dass beim weiteren Anstieg des Flüssigkeitsstandes 2 in dem Pumpensumpf zuerst zum Zeitpunkt t7 der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe erreicht wird und erneut die erste Pumpe in Betrieb gesetzt wird. Die erste Pumpe verringert dann wieder den Flüssigkeitsstand 2, bis zum Zeitpunkt t8 der Schwellwert S1 erreicht wird und die erste Pumpe abgeschaltet wird. Zu diesem Zeitpunkt setzt die Steuereinrichtung der ersten Pumpe den Zähler für die Anzahl der Pumpen wieder auf den Wert n = 1 und erhöht den Flüssigkeitsstand-Schwellwert der ersten Pumpe wieder auf den Wert S3. Gleichzeitig erhöht die Steuerung der zweiten Pumpe den Zähler n auf den Wert n = 3 und die Steuerung der dritten Pumpe erhöht ihren Zähler n auf den Wert n = 2. Entsprechend wird der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der zweiten Pumpe auf den Wert S2 + ΔS2 und der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der dritten Pumpe auf den Wert S2 + ΔS1 reduziert. Somit ist zum Zeitpunkt t8 der Flüssigkeitsstand-Schwellwert der zweiten Pumpe der niedrigste, so dass diese nach erneutem Anstieg des Flüssigkeitsstandes 2 zum Zeitpunkt t9 als nächste Pumpe aktiviert wird. Entsprechend läuft das erfindungsgemäße Verfahren zyklisch weiter, wobei die einzelnen Pumpen, d.h. im beschriebenen Beispiel die Pumpen 1, 2 und 3 immer nacheinander abwechselnd aktiviert werden. Dies führt zu einer gleichmäßigen Auslastung der Pumpen.
  • Obwohl das Beispiel für drei Pumpen beschrieben worden ist, sind auch beliebige andere Anzahlen von Pumpen möglich. Die Steuerung der einzelnen Pumpen sind identisch, wobei sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unabhängig von der Anzahl der Pumpen und ohne Vernetzung der einzelnen Pumpen selbsttätig ein abwechselnder Betrieb der Pumpen einstellen wird, gleichgültig wie viele Pumpen in einem Pumpensumpf angeordnet sind.
  • Wenn eine weitere oder neue Pumpe zusätzlich in den Pumpensumpf eingesetzt wird, weist deren Flüssigkeitsstand-Schwellwert wieder den Ausgangs-Schwellwert S2 auf, welcher immer geringer als die Flüssigkeitsstand-Schwellwerte der bereits betriebenen Pumpen sind. Dies resultiert daraus, dass der Betrag Δ ⁢ S n - 1 = S 3 - S 2 × 1 n
    Figure imgb0005
     ist, wobei n der Anzahl der zuvor gelaufenen Pumpen entspricht. Somit wird beim Einsetzen einer neuen Pumpe immer zunächst diese Pumpe beim Anstieg des Flüssigkeitsspiegels 2 aktiviert werden. Anschließend stellt sich wieder selbsttätig der oben beschriebene Zyklus ein.
  • Entsprechend reagieren die Pumpen, wenn eine der Pumpen ausfallen sollte. Sollte beispielsweise zum Zeitpunkt t6 die erste Pumpe ausfallen, ist die nächste Pumpe, welche beim Anstieg des Flüssigkeitsspiegels 2 aktiviert werden wird, die zweite Pumpe, da diese den nächst höheren Flüssigkeitsstand-Schwellwert aufweist. Anschließend wird sich gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren selbsttätig ein abwechselnder Betrieb der zweiten und dritten Pumpe einstellen. Das erfindungsgemäße Verfahren sorgt durch eine intelligente pumpenspezifische Steuerung dafür, dass auch beim Ausfall einer Pumpe oder Hinzufügen einer weiteren Pumpe sich selbsttätig ein abwechselnder Betrieb der Pumpen in dem Pumpensumpf einstellen wird. Dabei gibt es keine direkte Kommunikation zwischen den Pumpen oder eine gemeinsame zentrale Steuerung der Pumpen. Jeder Pumpe stellt eine in sich abgeschlossene Einheit dar, welche lediglich mit einer Flüssigkeitsleitung und einer Stromversorgung verbunden werden muss. Die Steuerungseinrichtung und der Schalter jeder Pumpe, vorzugsweise ein Drucksensor, sind bevorzugt in das Pumpengehäuse integriert, so dass die einzelnen Pumpen, wie herkömmliche Tauchpumpen einfach in einen Pumpensumpf eingehängt werden können.
  • Die erfindungsgemäße Pumpe kann auch allein in einem Pumpensumpf eingesetzt werden. Dazu ist die Steuerung der Pumpe vorzugsweise so ausgebildet, dass sie diesen Zustand des Einsatzes als Einzelpumpe erkennt, dies kann beispielsweise dadurch erkannt werden, dass der Flüssigkeitspegel in dem Pumpensumpf nach dem Lauf der Pumpe über den Wert S 2 + S 3 - S 2 2
    Figure imgb0006
     steigt. Dies ist der Flüssigkeitsstand-Schwellwert, bei welchem eine weitere Pumpe in dem Pumpensumpf anspringen müsste. Wenn der Flüssigkeitspegel über diesen Wert steigt, ist dies ein Zeichen dafür, dass keine weitere Pumpe vorhanden ist. In diesem Fall kann die Steuerung der einzigen vorhandenen Pumpe ihren Flüssigkeitsstand-Schwellwert, bei welchem die Pumpe aktiviert wird, wieder auf den Ausgangs-Schwellwert S2 oder auf den Wert S 2 + S 3 - S 2 2
    Figure imgb0007
     absenken. Dies hat den Vorteil, dass der Wert S2 als Notstart-Schwellwert verbleibt, wobei der entsprechende Flüssigkeitsstand im Normalfall nicht erreicht werden sollte. Beim Erreichen von S2 wird jede vorhandene Pumpe unabhängig von dem übrigen Steuerungsverfahren auf jeden Fall aktiviert bzw. eingeschaltet.

Claims (18)

  1. Verfahren zur Steuerung einer oder mehrerer Pumpen beim Einsatz mehrerer Pumpen in einem Pumpensumpf, bei welchem jede Pumpe einen Signalgeber aufweist, welcher die Pumpe beim Erreichen eines Einschaltwertes einschaltet, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe im Anschluss an ihren Lauf zunächst selbsttätig durch Änderung ihres Einschaltwertes derart blockiert wird, dass ein unmittelbares Aktivieren derselben Pumpe beim nächsten Erreichen des ursprünglichen Einschaltwertes verhindert wird, und dass die Pumpe abhängig von dem Lauf der weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf wieder freigegeben wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Pumpe im Anschluss an ihren Betrieb der Flüssigkeitsstand-Schwellwert, bei welchem die Pumpe gestartet wird, zunächst ausgehend von einem Ausgangs-Schwellwert erhöht und abhängig von dem Lauf der weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf wieder abgesenkt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstand-Schwellwert für jede Pumpe schrittweise nach dem Lauf einer weiteren Pumpe um einen vorbestimmten Wert abgesenkt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Absenken des Flüssigkeitsstand-Schwellwertes gemäß einer geometrischen Reihe erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstand-Schwellwert nach dem Betrieb einer weiteren Pumpe jeweils auf ein Niveau abgesenkt wird, welches abhängig von der Zahl der zuvor gelaufenen Pumpen ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstand-Schwellwert jeweils auf ein Niveau abgesenkt wird, welches x + Δ ⁢ x × 1 n
    Figure imgb0008
     entspricht, wobei x dem Ausgangs-Schwellwert, Δx dem Betrag, um den der Flüssigkeitsstand-Schwellwert gegenüber dem Ausgangs-Schwellwert angehoben wurde, und n der Anzahl der zuvor gelaufenen Pumpen entspricht.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe eine Einrichtung zum Erfassen der Anzahl der in dem Pumpensumpf in Betrieb eingesetzten Pumpen aufweist.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe über einen Sensor den Lauf einer weiteren Pumpe und dabei die Anzahl der eingesetzten Pumpen erfasst.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder Pumpe ein Niveausensor und insbesondere ein Drucksensor vorgesehen ist.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jede Pumpe nach ihrem eigen Lauf den Wert n für die Anzahl der Pumpen auf n = 1 setzt und den Wert n nach jedem Lauf einer weiteren Pumpe um 1 erhöht.
  11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe selbsttätig einen Zustand erfasst, in dem keine weiteren Pumpen in dem Pumpensumpf angeordnet sind, und ihre Blockade selbsttätig aufhebt.
  12. Pumpe mit einem Signalgeber und einer Steuereinrichtung zur Aktivierung der Pumpe beim Erreichen eines Einschaltwertes, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen des Betriebs weiterer Pumpen im selben Pumpensumpf,
    eine Blockierfunktion, welche die Pumpe durch Änderung ihres Einschaltwertes derart blockiert dass ein unmittelbares Aktivieren derselben Pumpe beim nächsten Erreichen des ursprünglichen Einschaltwertes verhindert wird, und
    eine Freigabefunktion aufweist, welche die Pumpe abhängig vom Betrieb weiterer Pumpen wieder freigibt.
  13. Pumpe nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung eine Einrichtung zum Erfassen der Anzahl von Pumpen in einem Pumpensumpf aufweist.
  14. Pumpe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter in Niveauschalter und insbesondere ein Drucksensor ist.
  15. Pumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Blockierfunktion den Schwellwert des Niveauschalters erhöht und die Freigabefunktion den Schwellwert des Niveauschalters absenkt.
  16. Pumpe nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung derart ausgestaltet ist, dass der Schwellwert schrittweise jeweils nach Erfassen des Laufs einer weiteren Pumpe um einen vorbestimmten Wert reduziert wird.
  17. Pumpe nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zum Erfassen des Betriebs weiterer Pumpen in einem Pumpensumpf auf Signale des Niveauschalters zugreift.
  18. Pumpe nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung in die Pumpe integriert ist.
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