PL200864B1 - Urządzenie sterujące pracą pompy - Google Patents

Abstract

Urządzenie sterujące pracą pompy umieszczonej w zbiorniku retencyjnym, zwłaszcza zainstalowanej w systemie kanalizacji ciśnieniowej, wyposażone w sterownik pracy pompy współdziałający z przekaźnikiem dolnego poziomu połączonym z czujnikiem dolnego poziomu cieczy oraz z przekaźnikiem górnego poziomu połączonym z czujnikiem górnego poziomu cieczy, a także z przekaźnikiem poziomu awaryjnego połączonym z czujnikiem poziomu awaryjnego cieczy, przy czym pompa umieszczona w zbiorniku retencyjnym jest połączona rurociągiem tłocznym wyposażonym w zawór zwrotny i zawór odcinają cy z kolektorem ciśnieniowym, znamienne tym, że na rurociągu tłocznym (4), pomiędzy pompą (3) a zaworem zwrotnym (5) jest usytuowany elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia (8) współpracujący ze sterownikiem (15) pompy (3).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie sterujące pracą pompy, zwłaszcza pompy zainstalowanej w systemie kanalizacji ciśnieniowej.

W systemach kanalizacji ciśnieniowej, ścieki z pojedynczego budynku lub zespołu budynków spływają grawitacyjnie do podziemnego zbiornika o pojemności czynnej zapewniającej odbiór ścieków przeciętnie w ciągu dwunastu godzin. W zbiorniku jest umieszczona pompa tłocząca ciecz poprzez zawór zwrotny i zawór odcinający do kolektora ciśnieniowego, którym jest dostarczana do oczyszczalni. Wspomniana pompa jest sterowana poziomem ścieków w zbiorniku. Włączenie pompy następuje wtedy, gdy poziom ścieków osiągnie górną wartość określoną na przekaźniku poziomu, a wyłączenie pompy jest związane z opadnięciem ścieków poniżej dolnej wartości.

Podobny układ został przedstawiony w opisie patentowym polskiego wynalazku nr 166 715, gdzie zastosowano pompę wirową w pobliżu dna zbiornika retencyjnego, do którego indywidualne ścieki są doprowadzane przewodami dopływowymi. Pompa jest połączona rurociągiem tłocznym z kolektorem ciśnieniowym, przy czym w pobliżu pompy jest umieszczony na rurociągu zawór zwrotny. W zbiorniku jest usytuowany przekaźnik poziomu cieczy, którego dolny czujnik jest zamocowany w pobliżu dna zbiornika, a górny czujnik jest zamocowany w połowie wysokości zbiornika. Natomiast powyżej górnego czujnika jest zamocowany czujnik awaryjnego włączenia pompy współpracujący z przekaźnikiem poziomu awaryjnego. Wszystkie elementy są połączone ze sterownikiem umieszczonym poza zbiornikiem. W celu wyeliminowania nierównomierności podawania ścieków do kolektora ciśnieniowego, co ma miejsce zwłaszcza w okresach zwiększonego zużycia wody do celów sanitarnych, kiedy znaczna liczba zbiorników osiągnie górny poziom cieczy i włączą się pompy w tych zbiornikach, zgodnie z wynalazkiem został zastosowany układ sterowania, w którym na rurociągu tłocznym łączącym pompę z kolektorem ciśnieniowym, za zaworem zwrotnym, został zainstalowany przekaźnik ciśnienia połączony ze sterownikiem włączającym pompę. Wykorzystanie sprzężenia zwrotnego pomiędzy przekaźnikami poziomu cieczy w zbiorniku a ciśnieniem cieczy w sieci kanalizacyjnej pozwala na optymalizację projektowanego systemu kanalizacji ciśnieniowej. Wspomniany wynalazek nie rozwiązuje jednak problemu nadmiernego wzrostu ilości zrzutów cieczy w systemie kanalizacji ciśnieniowej w przypadku awarii systemu sterowania.

W odmianie pompowni znanej z opisu ochronnego polskiego wzoru użytkowego nr 56 600, w celu zapobieżenia awariom, a także w celu ułatwienia dostępu w przypadku awarii, sterownik został umieszczony odpowiednio wewnątrz zbiornika.

Z kolei opis zgłoszenia polskiego wynalazku nr P-344 847 przedstawia odmianę pompowni, w której zarówno czujnik, jak i pompę można łatwo wyjmować ze zbiornika w celu przeprowadzenia konserwacji, bez demontażu i odłączania przewodów zasilająco-sterujących, a także giętkiego rurociągu tłocznego.

Natomiast z opisu zgłoszenia polskiego wynalazku P-333 198 jest znana pompownia, w której na rurociągu tłocznym pomiędzy zaworem zwrotnym a zaworem odcinającym jest umieszczony zawór bezpieczeństwa. Zastosowanie takiego zaworu miało na celu wyeliminowanie znanych, jednakże kosztownych układów centralnego sterowania przy jednoczesnym uniknięciu awarii systemu kanalizacji ciśnieniowej w przypadku zwiększonego dopływu ścieków, kiedy w wielu zbiornikach poziom ścieków przekroczy próg graniczny i pompy tam pracujące, niewłaściwie dobrane, wytworzą nadmierne ciśnienie w kolektorze ciśnieniowym, przekraczające zaprojektowaną wartość graniczną. Jednakże okazało się, że zasadniczą wadą takiego rozwiązania jest możliwość powrotnego napływu cieczy do zbiornika z kolektora ciśnieniowego poprzez zawór bezpieczeństwa w przypadku podwyższenia ciśnienia w kolektorze powyżej wartości granicznej nastawionej na tym zaworze, spowodowanego pracą pomp w wielu innych zbiornikach. Napływ cieczy powyżej górnego czujnika powoduje zadziałanie przekaźnika poziomu cieczy i włączenie pompy, która poprzez zawór zwrotny będzie przekazywała ciecz do już otwartego zaworu bezpieczeństwa i z powrotem do zbiornika. W tej sytuacji pompa będzie pracować bezużytecznie, co przyspieszy jej zużycie, jak również spowoduje stratę energii elektrycznej, przy czym poziom cieczy w zbiorniku nie ulegnie pozytywnej zmianie.

Istotę wynalazku stanowi konstrukcja urządzenia sterującego pracą pompy umieszczonej w zbiorniku retencyjnym, zwłaszcza zainstalowanej w systemie kanalizacji ciśnieniowej. Urządzenie wyposażone w sterownik pompy współdziałający z przekaźnikiem dolnego poziomu połączonym z czujnikiem dolnego poziomu cieczy oraz z przekaźnikiem górnego poziomu połączonym z czujnikiem górnego poziomu cieczy, a także z przekaźnikiem poziomu awaryjnego połączonym z czujnikiem

PL 200 864 B1 poziomu awaryjnego cieczy, przy czym pompa umieszczona w zbiorniku retencyjnym jest połączona rurociągiem tłocznym wyposażonym w zawór zwrotny i zawór odcinający z kolektorem ciśnieniowym, posiada elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia usytuowany na rurociągu tłocznym pomiędzy pompą a zaworem zwrotnym, który współpracuje ze sterownikiem pompy. Elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia jest połączony ze sterownikiem pompy poprzez nastawnik czasowy, a wspomniany przekaźnik górnego poziomu jest połączony ze sterownikiem pompy poprzez przekaźnik czasowy. Ponadto elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia może być wyposażony w hydrauliczny układ przelewowy. Taka konstrukcja umożliwia podwójne zabezpieczenie pompy przed niewłaściwą pracą powodującą jej przedwczesne zużycie, co ma duże znaczenie ze względu na trudne warunki, w jakich jest zainstalowana, a także zabezpiecza rurociąg tłoczny przed przypadkowym wzrostem ciśnienia powyżej ciśnienia granicznego przewidzianego dla systemu kanalizacji ciśnieniowej, ponieważ wzrost ciśnienia w rurociągu tłocznym pompy ponad nastawioną wartość jest natychmiast sygnalizowany impulsem elektrycznym z czujnika ciśnienia zanim zadziała hydrauliczny układ przelewowy.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia w ujęciu schematycznym urządzenie zainstalowane w indywidualnej pompowni ścieków podłączonej do kolektora ciśnieniowego.

Ścieki z budynku lub zespołu budynków są doprowadzane rurociągiem 1 do zbiornika retencyjnego 2, gdzie w pobliżu dna jest zainstalowana pompa 3 połączona rurociągiem tłocznym 4 poprzez zawór zwrotny 5 i zawór odcinający 6 z kolektorem ciśnieniowym 7. Pomiędzy pompą 3 a zaworem zwrotnym 5 na rurociągu tłocznym 4 jest usytuowany elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia 8. W pobliżu dna zbiornika retencyjnego 2 jest umieszczony czujnik 9 dolnego poziomu cieczy połączony z przekaźnikiem 10 dolnego poziomu, a w połowie wysokości zbiornika 2 jest umieszczony czujnik 11 górnego poziomu cieczy połączony z przekaźnikiem 12 górnego poziomu, natomiast w 3/4 wysokości zbiornika 2 jest umieszczony czujnik 13 poziomu awaryjnego cieczy połączony z przekaźnikiem 14 poziomu awaryjnego. Zarówno przekaźnik 10 dolnego poziomu, jak i przekaźnik 14 poziomu awaryjnego są połączone bezpośrednio ze sterownikiem 15 pracy pompy 3, natomiast przekaźnik 12 górnego poziomu jest połączony ze sterownikiem 15 poprzez przekaźnik czasowy 16. Ponadto elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia 8 jest połączony ze sterownikiem 15 poprzez nastawnik czasowy 17. Elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia 8 może być wyposażony w hydrauliczny układ przelewowy 18.

Działanie urządzenia jest następujące: po osiągnięciu przez ciecz w zbiorniku retencyjnym 2 poziomu określonego położeniem czujnika 11, przekaźnik 12 przesyła sygnał poprzez przekaźnik czasowy 16 do sterownika 15, który uruchamia silnik pompy 3. Pompa 3 tłoczy ścieki ze zbiornika 2 przesyłając je rurociągiem tłocznym 4 do kolektora ciśnieniowego 7. Jeżeli poziom cieczy w okresie czasu nastawionym na przekaźniku czasowym 16 osiągnie poziom czujnika 9, to sygnał z przekaźnika 10 przesłany do sterownika 15 wyłączy pompę 3. Natomiast w przypadku, kiedy w okresie czasu ustawionym na przekaźniku czasowym 16 ciecz nie osiągnie poziomu czujnika 9, to przekaźnik czasowy 16 przerywa sygnał przesyłany do sterownika 15 wyłączając pompę 3. W ten sposób poziom cieczy w zbiorniku 2 nie może opaść poniżej wartości minimalnej, co eliminuje ryzyko wynurzenia się otworu wlotowego pompy 3 z cieczy i pracy „na sucho”. Elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia 8 zabezpiecza rurociąg tłoczny 4 przed nadmiernym ciśnieniem w przypadku awarii zaworu odcinającego 6 i/lub zaworu zwrotnego 5. W przypadku powstania w rurociągu tłocznym 4 ciśnienia przewyższającego ciśnienie graniczne ustawione na czujniku ciśnienia 8 pojawia się sygnał włączający nastawnik czasowy 17, a jednocześnie uruchamia się hydrauliczny układ przelewowy 18 w czujniku ciśnienia 8, powodując wypływ cieczy do zbiornika 2 i obniżenie ciśnienia w rurociągu tłocznym 4. Po okresie czasu zaprogramowanym w nastawniku 17, nastawnik 17 wysyła sygnał do sterownika 15, który wyłącza pompę 3. W ten sposób zostaje zabezpieczony rurociąg tłoczny 4, natomiast eliminuje się wyłączanie pompy 3 spowodowane chwilowymi skokami ciśnienia powyżej ciśnienia granicznego.

Claims (4)

1. Urządzznie steeujące pracą pompp umieszcconej w zbiorniku eicyjnym, zwłaszcz:a zainstalowanej w systemie kanalizacji ciśnieniowej, wyposażone w sterownik pracy pompy współdziałający z przekaźnikiem dolnego poziomu połączonym z czujnikiem dolnego poziomu cieczy oraz z przekaźnikiem górnego poziomu połączonym z czujnikiem górnego poziomu cieczy, a także z przekaźnikiem poziomu awaryjnego połączonym z czujnikiem poziomu awaryjnego cieczy, przy czym pompa umiesz4

PL 200 864 B1 czona w zbiorniku retencyjnym jest połączona rurociągiem tłocznym wyposażonym w zawór zwrotny i zawór odcinający z kolektorem ciśnieniowym, znamienne tym, że na rurociągu tłocznym (4), pomiędzy pompą (3) a zaworem zwrotnym (5) jest usytuowany elektrohydrauliczny czujnik ciśnienia (8) współpracujący ze sterownikiem (15) pompy (3).

2. Urząddenie wedłuu zastrz. 1, zznmieenn tym, żż elektrohhyrauliccny ccujnik ciśśienia (8) jest połączony ze sterownikiem (15) pompy (3) poprzez nastawnik czasowy (17).

3. Urząddeniewedługzestrz. 1 I ub2, zznmieenntym, żżpraenaSnik(12)ggmydgpohiomuu połączony ze sterownikiem (15) pompy (3) poprzez przekaźnik czasowy (16).

4. Urząddenie wedłub zestrz. 1 I uu 2, zznmieenn tym, żż elentrahhyrasliccny ziśśienia (8) jest wyposażony w hydrauliczny układ przelewowy (18).