EP2489798A1 - Abwasserhebeanlage - Google Patents

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Publication number
EP2489798A1
EP2489798A1 EP11001251A EP11001251A EP2489798A1 EP 2489798 A1 EP2489798 A1 EP 2489798A1 EP 11001251 A EP11001251 A EP 11001251A EP 11001251 A EP11001251 A EP 11001251A EP 2489798 A1 EP2489798 A1 EP 2489798A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
container
tube
interior
sensor
pressure sensor
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.)
Withdrawn
Application number
EP11001251A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ralf Schomäcker
Henning Jürges
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 Management AS
Original Assignee
Grundfos Management 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 Management AS filed Critical Grundfos Management AS
Priority to EP11001251A priority Critical patent/EP2489798A1/de
Priority to CN201210037434XA priority patent/CN102644319A/zh
Publication of EP2489798A1 publication Critical patent/EP2489798A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E03—WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03F—SEWERS; CESSPOOLS
    • E03F5/00—Sewerage structures
    • E03F5/22—Adaptations of pumping plants for lifting sewage
    • 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
    • F04D15/0209—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid
    • F04D15/0218—Stopping of pumps, or operating valves, on occurrence of unwanted conditions responsive to a condition of the working fluid the condition being a liquid level or a lack of liquid supply

Definitions

  • the invention relates to a sewage lifting plant with a container and a level sensor arranged therein.
  • Such sewage lifting plants are used to raise sewage, which at a level which is below a level of a sewer, to raise the level of the sewer.
  • Such sewage lifting plants have a container into which the waste water flows and in which or at least one pump is arranged, which pumps the waste water from the container to a higher level.
  • a level sensor is provided, which turns on the pump upon reaching a certain level of fluid in the container and turns off again upon reaching a predetermined lower liquid level in the container.
  • sewage lifting systems with several pumps are known, in which case the number of pumps to be switched on can depend on the level in the container, so that the level sensor is also used for this purpose.
  • the level sensors Since the effluents to be pumped or lifted can contain a wide variety of impurities, the level sensors must be made as robust as possible in order to function permanently without errors.
  • the wastewater lifting plant according to the invention also has a container in which the wastewater to be pumped or lifted is collected.
  • the container has at least one waste water inlet, to which a sewer pipe can be connected.
  • the container is designed so that either in the container at least one pump can be arranged or such a pump can be arranged outside the container and can be connected via a suction line to the interior of the container.
  • the output side of the pump is followed by a pressure or output line, through which the wastewater is pumped to a higher level.
  • At least one level sensor is arranged, which detects the liquid level in the interior of the container.
  • the at least one pump can be switched on and off.
  • a suitable control device is provided, which is connected to the level sensor such that it detects and processes an output signal from the level sensor.
  • the control device is connected to the at least one pump and designed so that it can at least turn this pump on and off.
  • the control device could also be designed for speed control of the pump.
  • the filling level sensor is designed as a tube extending vertically in the interior of the container.
  • the tube is formed and arranged in the container, that at least at Exceeding a certain level of liquid in the interior of the container in the liquid or the wastewater dips.
  • the tube is formed closed at its upper end and opened at its lower end.
  • the tube can be designed to be completely open at its lower end or else have one or more end-side or else circumferentially arranged openings at the lower end.
  • the tube is arranged in the container so that the lower end is immersed in the liquid at least from reaching a certain liquid level, so that the liquid then enters from below into the tube and this rises.
  • a pressure sensor which can detect the internal pressure in the interior of the tube.
  • the pressure sensor is placed so that it detects the pressure of the air volume above the liquid inside the tube.
  • the pressure sensor can be arranged inside the pipe itself or else be arranged outside the pipe and communicate with the interior of the pipe via a connecting channel in such a way that it can detect the internal pressure of the pipe above the liquid rising in the pipe.
  • the pressure sensor forms a signal proportional to the liquid level or liquid level in the container, which signal can be processed by a control device in order to switch the pump on and off as a function of this signal.
  • the advantage of this embodiment according to the invention is that the actual sensor of the fill level sensor, ie in this case the pressure sensor, does not come into contact with the liquid to be delivered at all. As such, impurities in the liquid, like them occur in wastewater, do not affect the function of the sensor here.
  • the level sensor has no moving parts, whereby the reliability in operation is further increased, since in particular jamming or settling of moving parts can be excluded.
  • the pressure sensor is arranged in the region of the upper end of the tube or connected to the interior of the tube in the region of its upper end.
  • the pressure sensor is arranged in a region of the pipe or is connected to a region of the pipe in which the liquid or wastewater does not enter during normal operation of the sewage lifting plant. In this way, the pressure sensor is protected from contact with the liquid to be pumped or the wastewater.
  • an outwardly sealed channel may open, which is in communication with the pressure sensor or its pressure receiving area.
  • a receptacle for the pressure sensor may be provided at the upper end of the tube, in which the pressure sensor can be used so that its pressure receiving portion communicates with the interior of the tube, but at the same time the upper end of the tube to the outside, d. H. is sealed to the environment of the tube, so that an air volume in the interior of the tube is compressed and pressurized with increase of the liquid inside the tube.
  • the pressure sensor is designed as a differential pressure sensor whose first pressure receiving side communicates with the interior of the tube and whose second pressure receiving side communicates with the environment of the tube in the interior of the container.
  • the use of such a differential pressure sensor has the advantage that the pressure sensor only reacts to the pressure caused by the fluid increase inside the tube, but not to the absolute pressure inside the container. For example, at Clogged vent lines or vent valves may cause an increase in the absolute pressure inside the container, which would then result in using a simple pressure sensor to a faulty measurement result.
  • the level sensor could then erroneously signal an increase in the level of liquid in the container, which is not actually present, so that the pump could possibly be turned on erroneously.
  • the tube is surrounded on the outer circumference radially spaced by a tubular protective sleeve which is open at its upper and lower ends and whose lower end is located vertically below the lower end of the tube.
  • the protective sleeve may also be tubular and have open upper and lower end faces. In this case, these end faces may be formed completely open or provided with openings. Also, corresponding openings could alternatively or additionally be formed in the peripheral region in the vicinity of the upper and / or lower end in the wall of the protective sleeve.
  • the minimum water level in the container is the minimum water level or the minimum liquid level that occurs in the interior of the container during normal operation of the sewage lifting unit.
  • the tube is preferably configured in the container such that the lower end of the tube or an opening at the lower end of the tube is located above the liquid or water surface at minimum water level in the interior of the container.
  • the internal pressure of the container is thus detected by the pressure sensor in the interior of the tube and in this way the minimum water level is signaled, in which, for example, the pump is to be switched off.
  • the tube it would also be conceivable to design the tube so that the opening at the lower end of the tube is always located below the minimum water level in the container, ie the minimum water level occurring during normal operation of the sewage lifting unit.
  • the tube itself would prevent floating on the surface of the liquid entering the interior of the tube, ie the tube would have a similar function as the protective sleeve described above. However, then there would be no ventilation of the interior of the tube with minimal liquid or water level more, so that the pressure level inside the tube would change in the escape of air due to leaks and thus the measurement accuracy may be compromised in the long term.
  • the pressure sensor is arranged in the interior of the container at the top thereof.
  • the pressure sensor is on the one hand easily accessible because it can be easily inserted from the top of the container in this and removed from it again. This may be necessary for maintenance or repair purposes, for example.
  • the water inside the container will not rise to the top of the container, so that the pressure sensor is located at this point so that it does not come into contact with the waste water inside the container in normal operation and so from contamination is protected.
  • At least one of the interior of the container facing the pressure receiving side of the pressure sensor is located in a pocket, which is open only on its underside to the interior of the container.
  • this bag is preferably arranged at the top of the container. In this case, the bag is designed so that in the event that the water should rise inside the container to the bottom of the bag, in the bag an air volume is caught, which can not escape from this with further increase in water, since the bag only open to the bottom.
  • the level sensor is formed with the tube and the pressure sensor as a unit inserted into an opening of the container.
  • the filling level sensor is preferably detachably connected to the container wall.
  • a seal is preferably provided between the level sensor and the container wall in the region of the opening of the container, which seals the container with inserted level sensor to the outside, so that in the event that the water in the container should rise above a normal liquid level in normal operation, the Outflow of water from the container is prevented.
  • the opening for receiving the level sensor is arranged at the top of the container. By appropriate sealing ensures that even if the water should fill the container completely, the water can not escape at the opening for the level sensor to the outside.
  • the opening of the container is surrounded by a thread and the level sensor has a corresponding thread, by means of which it is screwed to the thread of the container.
  • the entire level sensor can be screwed in the opening with the container wall.
  • the container which is preferably made of plastic, further preferably has in the region of the opening an outwardly projecting cylindrical collar, on whose outer or inner side the thread is formed.
  • the level sensor is screwed with a corresponding thread in the region of the upper end of the level sensor.
  • the level sensor may have at its upper end a sensor housing in which the pressure sensor is arranged and from which the described pipe extends vertically downwards.
  • a receptacle for the described seal is also preferably provided.
  • the seal may be firmly connected to the level sensor or the wall of the container, for example, be molded directly to this.
  • the sewage lifting plant shown has a container 2, which has at least one inlet opening 4, through which liquid or wastewater enters the interior of the container 2.
  • the container 2 also has a receptacle 6 for a pump, not shown here, which promotes the wastewater in the interior of the container through the discharge nozzle 8 in a subsequent pressure or output line.
  • a level sensor 10 is inserted through an opening in the container 2. The structure of this level sensor 10 will be described in detail with reference to Figures 2 and 3 described.
  • the level sensor 10 has at its upper end a sensor housing 12, which has on its outer periphery a downwardly directed cylindrical collar 14 with an internal thread 16.
  • the Internal thread 16 is formed for engagement with an external thread on a nozzle 18 which projects from the top 9 of the container 2 upwards and surrounds the opening for receiving the level sensor 10.
  • a sealing ring 20 is disposed in the interior of the collar 14, which sealingly abuts when the level sensor 10 is inserted on the top of the nozzle 18.
  • a tube 22 extends vertically downwards.
  • the tube 22 is open at its lower end 24 and formed closed at its upper end 26. In this case, the upper end 26 is sealed by the lower part 12a of the sensor housing 12.
  • the lower part 12a of the sensor housing 12 has a receptacle 28 inside the sensor housing 12 (see FIG Fig. 3 ) into which a differential pressure sensor 30 is inserted.
  • the differential pressure sensor 30 has two oppositely directed pressure receiving areas or pressure receiving sides 32 and 34.
  • the receptacle 28 and the exterior of the differential pressure sensor 30 are designed so that these pressure receiving areas 32 and 34 are separated from each other.
  • the pressure receiving region 32 is connected via a formed on the receptacle 28 channel 36 with the interior of the tube 22 in conjunction, ie, the channel 36 opens at the upper end 26 into the interior of the tube 22nd
  • the second pressure receiving region 34 communicates via a channel 38 with the tube 22 surrounding the interior space 40 of the container 2 in connection.
  • the tube 22 is radially spaced from a protective sleeve 42 surrounded.
  • This protective sleeve 42 is also tubular and extends in the vertical direction X.
  • the lower end 44 and the upper end 46 of the protective sleeve are each open, that is opened to the interior 40 of the container 2 out.
  • the protective sleeve 42 is fixed by screws 48 to the tube 22.
  • the protective sleeve is on its upper end connected via a bayonet connection 49 with the lower part 12 a of the sensor housing 12.
  • the lower end 44 of the protective sleeve 42 is located vertically below the lower end 24 of the tube 22.
  • the protective sleeve 42 is formed and arranged in the container 2, that the lower end 44 is below the minimum liquid level 50, which in the normal operation of sewage lifting system occurs in the container 2.
  • contaminants such as oil, grease, and foam, which enter the container 2 through the inlet 4 and float on the waste water, are prevented from entering the interior of the protective sleeve 42. They thus remain outside the protective sleeve 42. Since the tube 22 is disposed inside the protective sleeve 42, it is prevented in this way that such impurities can enter the tube 22.
  • the tube 22 is in turn dimensioned and arranged so that its lower open end 24 is at minimum water level or liquid level 50 above this minimum liquid level, so that in this state, the tube 22 via the interior of the protective sleeve 42 and the open upper end 46 to the interior 40 of the container 2 is vented out.
  • the liquid level in the container rises, for example to a second, higher liquid level 52.
  • This second higher liquid level 52 is so high that the lower end 24 of the tube 22 is submerged in the effluent.
  • the wastewater also rises in the interior of the tube 22 and compresses the air volume 54 present therein to the upper end 26 of the tube 22.
  • This pressure increase is proportional to increase the liquid level inside the tube 22.
  • This pressure increase is detected by the pressure sensor 30.
  • the pressure receiving area 32 detects the internal pressure of the air volume 54 in the tube 22, while at the same time the second pressure receiving area 34 detects the internal pressure in the interior 40 of the container 2.
  • the differential pressure sensor 30 thus provides an output signal which is proportional to the level of waste water in the container 2 and can be processed by a controller (not shown) for switching the pump on and off.
  • the differential pressure sensor 30 as soon as the liquid level exceeds the lower end 24 of the tube 22 detects a continuously increasing pressure signal, and the water and liquid increase can be continuously detected and it is possible in a control device any different switching thresholds, for example for connection define further pumps and possibly also to change. In this respect, here an easy adjustability can be achieved, as they could not be achieved so easily with mechanical level switches.
  • this volume of air 54 prevents even with a further increase in liquid up to the top of the container 2 that the liquid or sewage could enter the channel 36 and with the pressure receiving portion 32 of the Pressure sensor 30 could come into contact. In this way, the pressure sensor is safely protected in this area from contact with the wastewater. Also an impurity or possibly clogging of the channel 36 can be prevented in this way.
  • the channel 38 opens inside the collar 14 at a position which is located vertically above the lower end 56 of the collar 14. In this way, the collar 14 forms a downwardly open bell or bag. This is only open towards its lower end 56 and sealed at the top. This ensures that if the waste water in the container 2 should rise to the top of the container, although this can rise to the lower end 56 of the collar 14, but then includes the air inside the collar 14, so that the waste water inside the Collar 14 can not rise substantially and in particular not up to the vertical level of the exit of the channel 38. In this way it is reliably prevented that even with a complete filling of the container 2 with water this can not enter the channel 38. Thus, the channel 38 and the second pressure receiving portion 34 of the differential pressure sensor 30 are securely protected from contamination by the waste water inside the container 2.
  • the level sensor 10 shown here on the one hand manages without moving parts, which already increases the reliability in operation.
  • all components of the sensor which are essential for the actual measurement ie, in particular the differential pressure sensor 30, are arranged so that they can not come into contact with the liquid in the interior of the container. In this way, the actual measuring elements are safely protected from contamination by the liquid.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Abwasserhebeanlage mit einem Behälter (2) und einem darin angeordneten Füllstandsensor (10), wobei der Füllstandsensor (10) ein sich vertikal in dem Behälter (2) erstreckendes Rohr (22), welches an seinem oberen Ende (26) geschlossen ausgebildet und an seinem unteren Ende (24) geöffnet ist, und einen im Inneren des Rohres (22) angeordneten oder mit dem Inneren des Rohres (22) in Verbindung stehenden Drucksensor (30) aufweist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Abwasserhebeanlage mit einem Behälter und einem darin angeordneten Füllstandsensor.
  • Derartige Abwasserhebeanlagen werden eingesetzt, um Abwässer, welche auf einem Niveau, welches unterhalb eines Niveaus einer Kanalisation liegt, anfallen, auf das Niveau der Kanalisation zu heben. Derartige Abwasserhebeanlagen weisen einen Behälter auf, in welchen das Abwasser einströmt und in dem oder an dem zumindest eine Pumpe angeordnet ist, welche das Abwasser aus dem Behälter auf ein höheres Niveau pumpt. Dazu ist ein Füllstandsensor vorgesehen, welcher die Pumpe bei Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter einschaltet und beim Erreichen eines vorbestimmten niedrigeren Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter wieder ausschaltet. Darüber hinaus sind auch Abwasserhebeanlagen mit mehreren Pumpen bekannt, wobei dann die Anzahl der einzuschaltenden Pumpen vom Füllstand im Behälter abhängen kann, sodass auch hierzu der Füllstandsensor Verwendung findet.
  • Da die zu fördernden bzw. zu hebenden Abwässer verschiedenste Verunreinigungen enthalten können, müssen die Füllstandsensoren möglichst robust ausgebildet sein, um dauerhaft fehlerfrei funktionieren zu können.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung eine derartige Abwasserhebeanlage bereitzustellen, welche einen dauerhaft zuverlässig funktionierenden Füllstandsensor aufweist.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Abwasserhebeanlage mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den beigefügten Figuren.
  • Wie bekannte Abwasserhebeanlagen weist auch die erfindungsgemäße Abwasserhebeanlage einen Behälter auf, in welchem das zu fördernde bzw. zu hebende Abwasser gesammelt wird. Dazu weist der Behälter zumindest einen Abwassereingang auf, an welchem eine Abwasserleitung anschließbar ist. Darüber hinaus ist der Behälter so ausgebildet, dass entweder in dem Behälter zumindest eine Pumpe angeordnet werden kann oder eine derartige Pumpe außerhalb des Behälters angeordnet werden kann und über eine Saugleitung mit dem Inneren des Behälters verbunden werden kann. Ausgangsseitig der Pumpe schließt sich eine Druck- bzw. Ausgangsleitung an, durch welche das Abwasser auf ein höheres Niveau gepumpt wird.
  • Im Inneren des Behälters ist zumindest ein Füllstandsensor angeordnet, welcher das Flüssigkeitsniveau im Inneren des Behälters erfasst. In Abhängigkeit dieses Flüssigkeitsniveaus kann die zumindest eine Pumpe ein- und ausgeschaltet werden. Hierzu ist eine geeignete Steuereinrichtung vorgesehen, welche mit dem Füllstandsensor derartig verbunden ist, dass sie ein Ausgangssignal von dem Füllstandsensor erfasst und verarbeitet. Darüber hinaus ist die Steuereinrichtung mit der zumindest einen Pumpe verbunden und so ausgebildet, dass sie diese Pumpe zumindest ein- und ausschalten kann. Darüber hinaus könnte die Steuereinrichtung auch zur Drehzahlregelung der Pumpe ausgebildet sein.
  • Erfindungsgemäß ist der Füllstandsensor als ein sich vertikal im Inneren des Behälters erstreckendes Rohr ausgebildet. Dabei ist das Rohr so ausgebildet und in dem Behälter angeordnet, dass es zumindest bei Überschreiten eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus im Inneren des Behälters in die Flüssigkeit bzw. das Abwasser eintaucht. Das Rohr ist an seinem oberen Ende geschlossen ausgebildet und an seinem unteren Ende geöffnet. Dazu kann das Rohr an seinem unteren Ende vollständig offen ausgebildet sein oder aber eine oder mehrere stirnseitig oder auch umfangsseitig angeordnete Öffnungen am unteren Ende aufweisen. Dabei ist das Rohr in dem Behälter so angeordnet, dass das untere Ende zumindest ab Erreichen eines bestimmten Flüssigkeitsniveaus in die Flüssigkeit eintaucht, sodass die Flüssigkeit dann von unten in das Rohr eintritt und diesem aufsteigt. Erfindungsgemäß ist ein Drucksensor vorgesehen, welcher den Innendruck im Inneren des Rohres erfassen kann. Dabei ist der Drucksensor so platziert, dass er den Druck des Luftvolumens oberhalb der Flüssigkeit im Inneren des Rohres erfasst. Der Drucksensor kann dazu im Inneren des Rohres selber angeordnet sein oder aber außerhalb des Rohres angeordnet sein und über einen Verbindungskanal mit dem Inneren des Rohres so in Verbindung stehen, dass er den Innendruck des Rohres oberhalb der in dem Rohr aufsteigenden Flüssigkeit erfassen kann.
  • Wenn die Flüssigkeit im Inneren des Behälters ansteigt, tritt sie in das untere Ende des Rohres ein. Da das Rohr an seinem oberen Ende geschlossen ist, kann dann das Luftvolumen in dem Rohr nicht mehr entweichen und wird bei einem weiteren Flüssigkeitsanstieg komprimiert, sodass der Druck dieses Luftvolumens ansteigt. Diese Druckänderung kann von dem Drucksensor erfasst werden. Dabei bildet der Druck ein dem Flüssigkeitspegel bzw. Flüssigkeitsniveau in dem Behälter proportionales Signal, welches von einer Steuereinrichtung verarbeitet werden kann, um in Abhängigkeit dieses Signals die Pumpe ein- und auszuschalten. Der Vorteil dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist der, dass der eigentliche Sensor des Füllstandsensors, d. h. in diesem Fall der Drucksensor, mit der zu fördernden Flüssigkeit überhaupt nicht in Kontakt kommt. Insofern können Verunreinigungen in der Flüssigkeit, wie sie in Abwässern auftreten, die Funktion des Sensors hier nicht beinträchtigen. Darüber hinaus weist der Füllstandsensor keine beweglichen Teile auf, wodurch die Zuverlässigkeit im Betrieb weiter erhöht wird, da insbesondere ein Verklemmen oder Festsetzen beweglicher Teile ausgeschlossen werden kann.
  • Vorzugsweise ist der Drucksensor im Bereich des oberen Endes des Rohres angeordnet oder mit dem Inneren des Rohres im Bereich dessen oberen Endes verbunden. Durch diese Anordnung wird erreicht, dass der Drucksensor in einem Bereich des Rohres angeordnet ist oder mit einem Bereich des Rohres verbunden ist, in welchem im normalen Betrieb der Abwasserhebeanlage die Flüssigkeit bzw. das Abwasser nicht eintritt. Auf diese Weise wird der Drucksensor vor Kontakt mit der zu fördernden Flüssigkeit bzw. dem Abwasser geschützt. Am oberen Ende des Rohres kann ein nach außen gedichteter Kanal münden, welcher mit dem Drucksensor bzw. dessen Druckaufnahmebereich in Verbindung steht. Ferner kann am oberen Ende des Rohres eine Aufnahme für den Drucksensor vorgesehen sein, in welche der Drucksensor so eingesetzt werden kann, dass sein Druckaufnahmebereich mit dem Inneren des Rohres in Verbindung steht, gleichzeitig das obere Ende des Rohres aber nach außen hin, d. h. zur Umgebung des Rohres hin abgedichtet ist, sodass ein Luftvolumen im Inneren des Rohres bei Anstieg der Flüssigkeit im Inneren des Rohres komprimiert und unter Druck gesetzt wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Drucksensor als Differenzdrucksensor ausgebildet, dessen erste Druckaufnahmeseite mit dem Inneren des Rohres und dessen zweite Druckaufnahmeseite mit der Umgebung des Rohres im Inneren des Behälters in Verbindung steht. Die Verwendung eines solchen Differenzdrucksensors hat den Vorteil, dass der Drucksensor nur auf den durch den Fluidanstieg im Inneren des Rohres verursachten Druck reagiert, nicht jedoch auf den Absolutdruck im Inneren des Behälters. Beispielsweise bei verstopften Entlüftungsleitungen bzw. Entlüftungsventilen kann es zu einem Anstieg des Absolutdruckes im Inneren des Behälters kommen, was dann bei Verwendung eines einfachen Drucksensors zu einem fehlerhaften Messergebnis führen würde. Beispielsweise könnte der Füllstandsensor dann fälschlicherweise einen Anstieg des Flüssigkeitsniveaus in dem Behälter signalisieren, welcher tatsächlich nicht gegeben ist, sodass möglicherweise die Pumpe fehlerhaft eingeschaltet würde. Durch die Verwendung des Differenzdrucksensors ist sichergestellt, dass das im Inneren des Rohres erfasste Drucksignal um den Absolutdruck im Inneren des Behälters, d. h. außerhalb des Rohres, korrigiert wird, sodass tatsächlich nur der Druckanstieg aufgrund des Flüssigkeitsanstieges erfasst wird und so eine fehlerfreie Erfassung des Flüssigkeitsniveaus im Inneren des Behälters über den Innendruck im Rohr möglich ist. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Rohr am Außenumfang radial beabstandet von einer rohrförmigen Schutzhülse umgeben, welche an ihrem oberen und ihrem unteren Ende offen ausgebildet ist und deren unteres Ende vertikal unterhalb des unteren Endes des Rohres gelegen ist. Die Schutzhülse kann ebenfalls rohrförmig ausgebildet sein und offene obere und untere Stirnseiten aufweisen. Dabei können diese Stirnseiten vollständig offen ausgebildet sein oder mit Öffnungen versehen sein. Auch könnten entsprechende Öffnungen alternativ oder zusätzlich im Umfangsbereich in der Nähe des oberen und/oder unteren Endes in der Wandung der Schutzhülse ausgebildet sein.
  • Wesentlich ist, dass das untere Ende der Schutzhülse, d. h. die vertikale Oberkante der Öffnungen am unteren Ende der Schutzhülse unterhalb eines minimalen Wasserstandes gelegen ist. Dabei ist der minimale Wasserstand in dem Behälter der minimale Wasserstand bzw. das minimale Flüssigkeitsniveau, welches im normalen Betrieb der Abwasserhebeanlage im Inneren des Behälters auftritt. Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass die Schutzhülse stets in die Flüssigkeit bzw. das Wasser im Inneren des Behälters eintaucht. Dadurch wird erreicht, dass Verunreinigungen, wie Fett, Schäume und Öl, welche an der Oberfläche der Flüssigkeit im Inneren des Behälters schwimmen, nicht in das Innere der Schutzhülse eintreten sondern außerhalb der Schutzhülse gehalten werden. Auf diese Weise wird dann auch verhindert, dass derartige Verunreinigungen in das Rohr im Inneren der Schutzhülse eintreten können, wenn die Flüssigkeit im Behälter weiter ansteigt. Derartige Verunreinigungen könnten sich in dem Rohr anlagern und zu einer Funktionsbeeinträchtigung des Füllstandsensors führen. Durch die Schutzhülse wird dies sicher verhindert.
  • Das Rohr ist vorzugsweise so ausgestaltet bzw. in dem Behälter angeordnet, dass das untere Ende des Rohres bzw. eine Öffnung am unteren Ende des Rohres bei minimalem Wasserstand im Inneren des Behälters oberhalb der Flüssigkeits- bzw. Wasseroberfläche gelegen ist. In diesem Zustand wird somit von dem Drucksensor im Inneren des Rohres der Behälterinnendruck erfasst und auf diese Weise der minimale Wasserstand signalisiert, bei welchem beispielsweise die Pumpe ausgeschaltet werden soll. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, das Rohr so auszubilden, dass die Öffnung am unteren Ende des Rohres stets unterhalb des minimalen Wasserstandes in dem Behälter, d. h. dem im normalen Betrieb der Abwasserhebeanlage, auftretenden minimalen Wasserstand gelegen ist. Bei dieser Ausgestaltung würde das Rohr selber verhindern, dass auf der Oberfläche der Flüssigkeit schwimmende Verunreinigungen in das Innere des Rohres eintreten, d. h. das Rohr hätte eine ähnliche Funktion wie die zuvor beschriebene Schutzhülse. Allerdings wäre dann keine Belüftung des Inneren des Rohres bei minimalem Flüssigkeits- bzw. Wasserstand mehr gegeben, sodass sich das Druckniveau im Inneren des Rohres bei Entweichen der Luft aufgrund von Undichtigkeiten verändern würde und somit langfristig die Messgenauigkeit möglicherweise beeinträchtigt würde.
  • Weiter bevorzugt ist der Drucksensor im Inneren des Behälters an dessen Oberseite angeordnet. Durch diese Anordnung ist der Drucksensor zum einen leicht zugänglich, da er von der Oberseite des Behälters leicht in diesen eingesetzt und aus diesem wieder entfernt werden kann. Dies kann beispielsweise zu Wartungs- oder Reparaturzwecken erforderlich sein. Darüber hinaus wird im normalen Betrieb das Wasser im Inneren des Behälters nicht bis zur Oberseite des Behälters ansteigen, sodass der Drucksensor an dieser Stelle so angeordnet ist, dass er im normalen Betrieb mit dem Abwasser im Inneren des Behälters nicht in Kontakt kommt und so vor Verunreinigung geschützt ist.
  • Weiter bevorzugt ist zumindest eine dem Inneren des Behälters zugewandte Druckaufnahmeseite des Drucksensors in einer Tasche gelegen, welche nur an ihrer Unterseite zum Inneren des Behälters hin geöffnet ist. Auch diese Tasche ist vorzugsweise an der Oberseite des Behälters angeordnet. Dabei ist die Tasche so ausgebildet, dass für den Fall, dass das Wasser im Inneren des Behälters bis zur Unterseite der Tasche hin ansteigen sollte, in der Tasche ein Luftvolumen gefangen wird, welches aus dieser bei weiterem Wasseranstieg nicht entweichen kann, da die Tasche nur zur Unterseite hin geöffnet ist. Bei dieser Ausgestaltung wird sichergestellt, dass auch für den Aufnahmefall, in dem das Wasser bis zur Oberseite des Behälters hin ansteigen sollte, das Wasser nicht mit der Druckaufnahmeseite des Drucksensors selber in Kontakt kommen kann, sondern dass in der Tasche stets ein Luftpolster zwischen Wasser und Druckaufnahmeseite des Drucksensors gefangen wird, welches den Drucksensor selber vor Verunreinigungen durch das Abwasser schützt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Füllstandsensor mit dem Rohr und dem Drucksensor als eine in eine Öffnung des Behälters eingesetzte Baueinheit ausgebildet. Dies ermöglicht eine einfache Montage und gegebenenfalls einen einfachen Austausch des Füllstandsensors, da dieser komplett als vormontierte Baueinheit in die Öffnung des Behälters eingesetzt werden kann und aus dieser auch zu Wartungszwecken oder zum Austausch wieder entnommen werden kann. Dazu wird der Füllstandsensor vorzugsweise lösbar mit der Behälterwandung verbunden. Darüber hinaus ist vorzugsweise zwischen dem Füllstandsensor und der Behälterwandung im Bereich der Öffnung des Behälters eine Dichtung vorgesehen, welche den Behälter bei eingesetztem Füllstandsensor nach außen abdichtet, sodass für den Fall, dass das Wasser im Behälter über ein im Normalbetrieb maximales Flüssigkeitsniveau ansteigen sollte, der Austritt des Wassers aus dem Behälter verhindert wird. Vorzugsweise ist die Öffnung zur Aufnahme des Füllstandsensors an der Oberseite des Behälters angeordnet. Durch entsprechende Abdichtung wird erreicht, dass auch dann, wenn das Wasser den Behälter vollständig ausfüllen sollte, das Wasser nicht an der Öffnung für den Füllstandsensor nach außen austreten kann.
  • Vorzugsweise ist die Öffnung des Behälters von einem Gewinde umgeben und der Füllstandsensor weist ein korrespondierendes Gewinde auf, mittels welchem er an dem Gewinde des Behälters verschraubt ist. So kann der gesamte Füllstandsensor in der Öffnung mit der Behälterwandung verschraubt werden. Der Behälter, welcher vorzugsweise aus Kunststoff ausgebildet ist, weist weiter bevorzugt im Bereich der Öffnung einen nach außen hervorstehenden zylindrischen Kragen auf, an dessen Außen- oder Innenseite das Gewinde ausgebildet ist. In dieses Gewinde wird der Füllstandsensor mit einem korrespondierenden Gewinde im Bereich des oberen Endes des Füllstandsensors eingeschraubt. Der Füllstandsensor kann an seinem oberen Ende ein Sensorgehäuse aufweisen, in welchem der Drucksensor angeordnet ist und von welchem ausgehend sich das beschriebene Rohr vertikal nach unten erstreckt. An diesem Sensorgehäuse kann dann entsprechend ein korrespondierendes Gewinde zum Einschrauben in das Gewinde an der Wandung des Behälters ausgebildet sein. Im Bereich des beschriebenen Gewindes ist vorzugsweise auch eine Aufnahme für die beschriebene Dichtung vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich kann die Dichtung fest mit dem Füllstandsensor oder der Wandung des Behälters verbunden sein, beispielsweise direkt an diese angespritzt sein.
  • Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der beigefügten Figuren beschrieben, in diesen zeigt:
    • Fig. 1
    eine Gesamtansicht einer erfindungsgemäßen Abwasser-hebeanlage,
    Fig. 2
    eine Schnittansicht des Füllstandsensors einer solchen Ab-wasserhebeanlage, und
    Fig. 3
    eine vergrößerte Ansicht des oberen Endes des Füllstand-sensors gemäß Fig. 2 mit dem dort angeordneten Druck-sensor.
  • Die gezeigte Abwasserhebeanlage weist einen Behälter 2 auf, welcher mindestens eine Eintrittsöffnung 4 aufweist, durch welche Flüssigkeit bzw. Abwasser in das Innere des Behälters 2 eintritt. Der Behälter 2 weist darüber hinaus eine Aufnahme 6 für eine hier nicht gezeigte Pumpe auf, welche das Abwasser im Inneren des Behälters durch den Druckstutzen 8 in eine sich anschließende Druck- bzw. Ausgangsleitung fördert. Von der Oberseite 9 des Behälters her ist ein Füllstandsensor 10 durch eine Öffnung in den Behälter 2 eingesetzt. Der Aufbau dieses Füllstandsensors 10 wird näher anhand der Figuren 2 und 3 beschrieben.
  • Der Füllstandsensor 10 weist an seinem oberen Ende ein Sensorgehäuse 12 auf, welches an seinem Außenumfang einen nach unten gerichteten zylindrischen Kragen 14 mit einem Innengewinde 16 aufweist. Das Innengewinde 16 ist zum Eingriff mit einem Außengewinde an einem Stutzen 18 ausgebildet, welcher von der Oberseite 9 des Behälters 2 nach oben vorsteht und die Öffnung zur Aufnahme des Füllstandsensors 10 umgibt. Zur Abdichtung des Sensorgehäuses 12 an diesem Stutzen 18 ist im Inneren des Kragens 14 ein Dichtungsring 20 angeordnet, welcher bei eingesetztem Füllstandsensor 10 auf der Oberseite des Stutzens 18 dichtend zur Anlage kommt. Ausgehend von dem Sensorgehäuse 12 erstreckt sich ein Rohr 22 vertikal nach unten. Das Rohr 22 ist an seinem unteren Ende 24 offen ausgebildet und an seinem oberen Ende 26 geschlossen ausgebildet. Dabei wird das obere Ende 26 durch den unteren Teil 12a des Sensorgehäuses 12 dicht verschlossen. Der untere Teil 12a des Sensorgehäuses 12 weist im Inneren des Sensorgehäuses 12 eine Aufnahme 28 (siehe Fig. 3) auf, in welche ein Differenzdrucksensor 30 eingesetzt ist. Der Differenzdrucksensor 30 weist zwei entgegengesetzt gerichtete Druckaufnahmebereiche bzw. Druckaufnahmeseiten 32 und 34 auf. Die Aufnahme 28 und das Äußere des Differenzdrucksensors 30 sind so gestaltet, dass diese Druckaufnahmebereiche 32 und 34 voneinander getrennt sind. Der Druckaufnahmebereich 32 steht über einen an der Aufnahme 28 ausgebildeten Kanal 36 mit dem Inneren des Rohres 22 in Verbindung, d. h. der Kanal 36 mündet an dem oberen Ende 26 in das Innere des Rohres 22.
  • Der zweite Druckaufnahmebereich 34 steht über einem Kanal 38 mit dem das Rohr 22 umgebenden Innenraum 40 des Behälters 2 in Verbindung.
  • Das Rohr 22 ist radial beabstandet von einer Schutzhülse 42 umgeben. Diese Schutzhülse 42 ist ebenfalls rohrförmig ausgebildet und erstreckt sich in vertikaler Richtung X. Dabei sind das untere Ende 44 und das obere Ende 46 der Schutzhülse jeweils offen ausgebildet, d. h. zum Innenraum 40 des Behälters 2 hin geöffnet. Die Schutzhülse 42 ist über Schrauben 48 an dem Rohr 22 fixiert. Zusätzlich wird die Schutzhülse an ihrem oberen Ende über eine Bajonettverbindung 49 mit dem unteren Teil 12a des Sensorgehäuses 12 verbunden.
  • Das untere Ende 44 der Schutzhülse 42 liegt vertikal unterhalb des unteren Endes 24 des Rohres 22. Dabei ist die Schutzhülse 42 so ausgebildet und in dem Behälter 2 angeordnet, dass das untere Ende 44 unter dem minimalen Flüssigkeitsniveau 50 liegt, welches im normalen Betrieb der Abwasserhebeanlage in dem Behälter 2 auftritt. Dadurch ist sichergestellt, dass das untere Ende der Schutzhülse 42 immer in das Abwasser eintaucht. Auf diese Weise werden Verunreinigungen wie Öl, Fett, und Schaum, welche in dem Behälter 2 durch die Eintrittsöffnung 4 eintreten und auf dem Abwasser schwimmen, daran gehindert, in das Innere der Schutzhülse 42 einzutreten. Sie bleiben somit außerhalb der Schutzhülse 42. Da das Rohr 22 im Inneren der Schutzhülse 42 angeordnet ist, wird auf diese Weise verhindert, dass derartige Verunreinigungen in das Rohr 22 eintreten können.
  • Das Rohr 22 ist wiederum so dimensioniert und angeordnet, dass sein unteres offenes Ende 24 bei minimalem Wasserstand bzw. Flüssigkeitsniveau 50 über diesem minimalem Flüssigkeitsniveau liegt, sodass in diesem Zustand das Rohr 22 über das Innere der Schutzhülse 42 und deren offenes oberes Ende 46 zum Innenraum 40 des Behälters 2 hin belüftet wird.
  • Wenn nun weiter Abwasser in den Behälter 2 einströmt, steigt das Flüssigkeitsniveau in dem Behälter an, beispielsweise auf ein zweites höheres Flüssigkeitsniveau 52. Dieses zweite höhere Flüssigkeitsniveau 52 ist so hoch, dass das untere Ende 24 des Rohres 22 in das Abwasser eintaucht. Auf diese Weise steigt das Abwasser auch im Inneren des Rohres 22 und komprimiert das darin vorhandene Luftvolumen 54 zum oberen Ende 26 des Rohres 22 hin. Dies führt zu einem Druckanstieg in dem Luftvolumen 54 im Inneren des Rohres 22. Dieser Druckanstieg ist proportional zum Anstieg des Flüssigkeitsniveaus im Inneren des Rohres 22. Dieser Druckanstieg wird durch den Drucksensor 30 erfasst. Dabei erfasst der Druckaufnahmebereich 32 den Innendruck des Luftvolumens 54 im Rohr 22, während gleichzeitig der zweite Druckaufnahmebereich 34 den Innendruck im Inneren 40 des Behälters 2 erfasst. Auf diese Weise wird lediglich die durch den Anstieg des Flüssigkeitsniveaus im Inneren des Rohres 22 verursachte Druckdifferenz durch den Differenzdrucksensor 30 erfasst, sodass ein Anstieg des Absolutdruckes im Inneren 40 des Behälters 2 keinen Einfluss auf das Messergebnis hat. Der Differenzdrucksensor 30 liefert somit ein Ausgangssignal, welches proportional zu dem Niveau des Abwassers in dem Behälter 2 ist und von einer Steuereinrichtung (hier nicht gezeigt) zum Ein- und Ausschalten der Pumpe verarbeitet werden kann.
  • Dadurch, dass der Differenzdrucksensor 30, sobald das Flüssigkeitsniveau das untere Ende 24 des Rohres 22 übersteigt, ein kontinuierlich ansteigendes Drucksignal erfasst, kann auch das Wasser- bzw. Flüssigkeitsanstieg kontinuierlich erfasst werden und es ist möglich, in einer Steuereinrichtung beliebige verschiedene Schaltschwellen beispielsweise zum Zuschalten weiterer Pumpen zu definieren und gegebenenfalls auch zu verändern. Insofern kann hier eine leichte Einstellbarkeit erreicht werden, wie sie mit mechanischen Niveauschaltern so ohne weiteres nicht erreicht werden könnte.
  • Da das Luftvolumen 54 aus dem Inneren des Rohres 22 nicht entweichen kann, verhindert dieses Luftvolumen 54 auch bei einem weiteren Flüssigkeitsanstieg bis zur Oberseite des Behälters 2 hin, dass die Flüssigkeit bzw. das Abwasser in den Kanal 36 eintreten könnte und mit dem Druckaufnahmebereich 32 des Drucksensors 30 in Kontakt treten könnte. Auf diese Weise wird der Drucksensor in diesem Bereich sicher vor einem Kontakt mit dem Abwasser geschützt. Auch eine Verunreinigung oder möglicherweise ein Verstopfen des Kanals 36 kann auf diese Weise verhindert werden.
  • Der Kanal 38 mündet im Inneren des Kragens 14 an einer Position, welche vertikal oberhalb des unteren Endes 56 des Kragens 14 gelegen ist. Auf diese Weise bildet der Kragen 14 eine nach unten geöffnete Glocke bzw. Tasche. Diese ist nur zu ihrem unteren Ende 56 hin geöffnet und nach oben hin dicht verschlossen. Dadurch wird erreicht, dass wenn das Abwasser in dem Behälter 2 bis zur Oberseite des Behälters ansteigen sollte, dieses zwar bis zum unteren Ende 56 des Kragens 14 ansteigen kann, dann jedoch die Luft im Inneren des Kragens 14 einschließt, sodass das Abwasser im Inneren des Kragens 14 im Wesentlichen nicht weiter aufsteigen kann und insbesondere nicht bis zu dem vertikalen Niveau des Austrittes des Kanals 38. Auf diese Weise wird sicher verhindert, dass auch bei einem vollständigen Füllen des Behälters 2 mit Wasser dieses nicht in den Kanal 38 eintreten kann. So werden auch der Kanal 38 und der zweite Druckaufnahmebereich 34 des Differenzdrucksensors 30 vor Verunreinigungen durch das Abwasser im Inneren des Behälters 2 sicher geschützt.
  • Es ist somit zu erkennen, dass der hier gezeigte Füllstandsensor 10 zum einen ohne bewegliche Teile auskommt, wodurch bereits die Zuverlässigkeit im Betrieb erhöht wird. Zum anderen sind alle für die eigentliche Messung wesentlichen Komponenten des Sensors, d. h. nämlich insbesondere der Differenzdrucksensor 30 so angeordnet, dass sie nicht mit der Flüssigkeit im Inneren des Behälters in Kontakt kommen können. Auf diese Weise werden die eigentlichen Messelemente sicher vor Verunreinigungen durch die Flüssigkeit geschützt.
    • Bezugszeichenliste
    • 2 -
    Behälter
    4 -
    Eintrittsöffnung
    6 -
    Aufnahme für Pumpe
    8 -
    Druckstutzen
    9 -
    Oberseite
    10 -
    Füllstandsensor
    12 -
    Sensorgehäuse
    14 -
    Kragen
    16 -
    Innengewinde
    18 -
    Stutzen
    20 -
    Dichtungsring
    22 -
    Rohr
    24 -
    unteres Ende
    26 -
    oberes Ende
    28 -
    Aufnahme
    30 -
    Differenzdrucksensor
    32, 34 -
    Druckaufnahmebereiche
    36, 38 -
    Kanäle
    40 -
    Innenraum
    42 -
    Schutzhülse
    44 -
    unteres Ende
    46 -
    oberes Ende
    48 -
    Schrauben
    49 -
    Bajonettverbindung
    50 -
    minimales Flüssigkeitsniveau
    52 -
    zweites, höheres Flüssigkeitsniveau
    54 -
    Luftvolumen
    56 -
    unteres Ende
    X -
    vertikale Richtung

Claims (9)

  1. Abwasserhebeanlage mit einem Behälter (2) und einem darin angeordneten Füllstandsensor (10), dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsensor (10) ein sich vertikal in dem Behälter (2) erstreckendes Rohr (22), welches an seinem oberen Ende (26) geschlossen ausgebildet und an seinem unteren Ende (24) geöffnet ist, und einen im Inneren des Rohres (22) angeordneten oder mit dem Inneren des Rohres (22) in Verbindung stehenden Drucksensor (30) aufweist.
  2. Abwasserhebeanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (30) im Bereich des oberen Endes (26) des Rohres (22) angeordnet ist oder mit dem Inneren (26) des Rohres (22) im Bereich dessen oberen Endes (26) in Verbindung steht.
  3. Abwasserhebeanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor ein Differenzdrucksensor (30) ist, dessen erste Druckaufnahmeseite (32) mit dem Inneren des Rohres (22) und dessen zweite Druckaufnahmeseite (32) mit der Umgebung des Rohres (22) im Inneren (40) des Behälters (2) in Verbindung steht.
  4. Abwasserhebeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (22) am Außenumfang beabstandet von einer rohrförmigen Schutzhülse (42) umgeben ist, welche an ihrem oberen (46) und ihrem unteren Ende (44) offen ausgebildet ist und deren unteres Ende (44) vertikal unterhalb des unteren Endes (24) des Rohres (22) gelegen ist.
  5. Abwasserhebeanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Ende (44) der Schutzhülse (42) vertikal unterhalb eines minimalen Wasserstandes (50) in dem Behälter (2) gelegen ist.
  6. Abwasserhebeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucksensor (30) im Inneren des Behälters (2) an dessen Oberseite (9) angeordnet ist.
  7. Abwasserhebeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine dem Inneren (40) des Behälters (2) zugewandte Druckaufnahmeseite (34) des Drucksensors (30) in einer Tasche gelegen ist, welche nur an ihrer Unterseite (56) zum Inneren (40) des Behälters (2) hin geöffnet ist.
  8. Abwasserhebeanlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Füllstandsensor (10) mit dem Rohr (22) und dem Drucksensor (30) als eine in eine Öffnung des Behälters (2) eingesetzte Baueinheit ausgebildet ist.
  9. Abwasserhebeanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung von einem Gewinde umgeben ist und der Füllstandsensor (10) ein korrespondierendes Gewinde (16) aufweist, mittels welchem er an dem Gewinde des Behälters (2) verschraubt ist.
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