NO964156L - Fremgangsmåte for å regulere utpumpingen fra en avlöpsstasjon - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for å styre til- og frakobling av pumpen eller pumpene i en pumpestasjon for avløpsvann der pumpene er av nedsenkbar type.

En pumpestasjon av denne typen innbefatter en kum med tilløp for avløpsvann, samt en eller flere elektrisk drevne pumper anordnet i kummens nedre del. Pumpen/pumpene er koblet til et rør som leder bort det utpumpede vannet. Ved drift av pumper er det av flere grunner viktig at unødvendig tørrkjøring unngås, ettersom dette forårsaker økt slitasje, unødvendig strømforbruk etc. Det er videre gunstig å la det omgivende vannet kjøle pumpemotoren, hvilket igjen betyr at pumpene stoppes når vannivået har sunket til nivå med pumpens øvre del.

Signalene for å starte, henholdsvis stoppe, pumpen/pumpene, kan innhentes fra nivågivere plassert på ulike høyder i pumpestasjonen eller fra et organ som overvåker strømforbruket. Ulike systemer finnes for dette som bl.a. inkluderer muligheten for å vekselvis bruke pumpene i en flerpumpestasjon, samt å initiere en tidligere/senere start dersom siste arbeidssyklus har vært lang/kort, d v s. om tilstrømningen til pumpestasjonen er spesielt stor eller liten. Det refereres til svensk patent nr. 469 408 og 420 788.

En ulempe med automatisk avstengning av pumpen når nivået i pumpestasjonen har sunket til høyde med pumpens øvre del, er at slam og andre forurensninger ansamles i det volum som aldri utpumpes. Disse forurensningene fester seg lett i pumpehjulet og kan medføre behov for korte serviceintervaller. Den nåværende utviklingen mot stadig smalere pumpestasjoner forsterker dessuten problemet. En vanlig løsning på problemet er jevnlig å kjøre pumpene manuelt ved å koble bort automatikken.

I henhold til oppfinnelsen, løses problemet ved å redusere muligheten for ansamling av forurensninger som kan forårsake driftsstans ved hjelp av den fremgangsmåte som angis i etterfølgende patentkrav. Systemet, som kalles APF, er primært beregnet på to pumper og kan kobles inn parallelt med det ordinære styresystemet, hvilket innebærer at en pumpe arbeider dersom et av systemene gir signal om dette.

Ved normal drift styrer det ordinære styresystemet start og stopp av pumpene. Under disse sekvenser, måler APF pumpestrømmen via strømtransformatorer og registerer det normale strømforbruket. Derved innhentes og lagres en referanseverdi for strømfor-bruket ved hver pumpe.

I enkelte tilfeller, eksempelvis en eller flere ganger pr. døgn, er APF anordnet for å gripe inn og overta styringen fra det ordinære styresystemet. Pumping tillates da å fortsette til luftinnsug inntreffer, d.v.s. når vannivået har sunket til et nivå under pumpeaggregatet, der innløpet er anordnet. Da luftinnsuget tar til, minsker motorbelastningen og derved strømforbruket og ved et visst prosentvis avvik fra tidligere målte referanseverdier, stoppes pumpen. Det refereres til svensk patent 469 408.

På denne måte minimeres den mengde vann som er igjen i pumpestasjonen, hvilket igjen medfører at den totale mengden forurensninger som blir igjen også minskes. Dessuten vil slamavleiringer på pumpene og veggene i pumpestasjonen brytes ned og blir derved lettere å pumpe ut.

Hvor ofte det skal utføres utpumping til luftinnsug inntreffer, bestemmes av de lokale forholdene, d.v.s. først og fremst på bakgrunn av mengden smuss i vannet. I enkelte

tilfeller kan det være gunstig å utføre utpumping en gang pr. time. I andre tilfeller kan en gang pr. døgn være tilstrekkelig. En automatisk nedpumping etter et visst antall normale pumpesykJer er også mulig. Den utrustning som anvendes for å oppnå denne funksjonen, utformes slik at et stort antall alternativer kan velges.

Vedlagte figur I viser et blokkskjema over systemet i henhold til oppfinnelsen.

I figuren betegner A en strømtransformator, B en likeretter, C et lavpassfilter, D en forsterker, E en dreiebryter, F en trykknapp, G en omkobler, H indikasjonslamper og I pumper.

Strømsignal fra en pumpe registreres via en strømtransformator A, gjennom hvilken en av pumpemotorens ledere er ført. Signalinnngangen er utformet for å kunne registrere motorstrømmens absolutte verdi og dens deriverte.

Signalene likerettes i et første trinn B, for så å behandles i tre kaskadekoblede lavpassfilter C, hvilken tilsammen har en viss tidskonstant (i et foretrukket eksempel 0,26 s). Foruten å angi middelverdien av målesignalet, tjener filteret også som et anti-foldingsfilter for den påfølgende samplingen.

En etterfølgende forsterker D forsterker signalene for tilpasning til prosessorens signalnivå (i ovenfor eksempel 5,7 ggr).

Inngangsspenningen er i området 0-5 volt. Normal belastning av pumpemotoren gir en strøm fra strømtransformatoren på 55 mA, hvilket gir en spenning på 2.5 volt inn til prosessoren.

En i prosessoren integrert omformer omgjør målsignalene til digital form (10 bit), hvilket muliggjør videre signalbehandling med programvare.

Signalbehandlingen skal kunne detektere forankringer i pumpens strømforbruk som er kjennetegnende for en pumpe idet den begynner å suge luft. To tilfeller er definert å lede til stopp:

1. En negativ derivert av strømmens amplitude overstiger en på forhånd fast-

satt verdi.

2. Et avvik av aktuelt strømforbruk fra referanseverdien overstigende en viss prosent (6 alternativt 12%).

For å analysere strømmen med hensyn på punkt 1 ovenfor, filtreres signalene gjennom et høypassfilter i programvaren med en tidskonstant på 0.68 s. De endringer som vil lede til stopp, vil herigjennom fremkomme.

Signalbehandlingen med hensyn på punkt 2 ovenfor, innebærer at to aktuelle absolutt-verdier av motorstrømmen måles og sammenlignes med tidligere lagrede referanseverdier.

For innstilling av antall nedpumpningssykler pr. døgn, anvendes en binærkodet dreiebryter E. Verdien leses inn i mikroprosessoren som gjør om frekvensen til tid mellom nedpumpningssykler.

Ved start av APF påbegynnes en nedtelling av innlest tid til første nedpumpning. Når tiden er utløpt, startes nedpumpningssyklusen ved første anledning da en pumpe startes •r alene... Etter avsluttet nedpumpning, lastes så en ny verdi i registeret og ny nedtelling påbegynner.

Trykknappen F anvendes tildels for å fremkalle en nedpumpning ved neste pumpestart, og dels for å initiere en ny referansestrømverdi for stoppfunksjonen.

For innstilling av parametere, finnes fire to-posisjonsbrytere G. En blankningstid (tid hvor stoppfunksjonen er inaktiv etter start) stilles inn for å unngå feilfunksjon på grunn av initielle strømvariasjoner.

H i blokkskjemaet symboliserer indikasjoner av ulike funksjoner, med dioder for målt spenning, pumperelé 1, pumperelé 2, strøminngang 1, strøminngang 2 og "nedpumings-fase ved neste pumping".

Den ovenfor gitte beskrivelse av systemet er et eksempel på hvorledes styringen kan skje. Oppfinnelsens idé er imidlertid universell i slik henseende at ulike typer av nivåregu-leringssystem kan anvendes. Det vesentlige er at nedpumping til en større dybde enn normalt kan skje automatisk etter et på forhånd fastlagt skjema.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte for å styre avstengningen av en syklisk arbeidende, elektrisk drivmotor til en nedsenkbar pumpe anordnet i en pumpestasjon for avløpsvann, der start og stopp av drivmotoren eller drivmotorene skjer automatisk, avhengig av vannivået i pumpestasjonen eller avhengig av strømforbruket eller annen målbar elektrisk parameter i den enkelte pumpemotor og der stopp av pumpemotoren normalt skjer når vannivået har sunket til et nivå i høyde med motorens øvre del, karakterisert ved at nedpumping til lavere nivå der pumpen eller pumpene begynner å suge luft skjer ved enkelte tilfeller, eksempelvis en eller flere ganger pr. døgn eller etter et gitt antall pumpestarter.

2. Fremgangsmåte for å styre avstengning av en syklisk arbeidende, elektrisk drivmotor i henhold til krav 1, karakterisert ved at avstengningen styres av strømstyrkens absoluttverdi eller av endringer i eller raske variasjoner av strømstyrken.

3. Fremgangsmåte for å styre avstengningen av en syklisk arbeidende, elektrisk drivmotor i henhold til krav 1, karakterisert ved at avstengningen styres av en endring av motorens effektforbruk.