CH498297A

CH498297A - Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktion einer Dosierpumpe und des Lagervorrats der zu dosierenden Flüssigkeit

Info

Publication number: CH498297A
Application number: CH692069A
Authority: CH
Inventors: Tobler Kurt
Original assignee: Jacques Tobler Ag
Priority date: 1969-05-06
Filing date: 1969-05-06
Publication date: 1970-10-31

Description


  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur Überwachung der Funktion einer Dosierpumpe und des Lagervorrats der zu dosierenden Flüssigkeit
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur   Überwachung    der Funktion einer Membran- oder Kolbendosierpumpe und des Lagervorrates der durch sie zu dosierenden Flüssigkeit.



   Insbesondere bei der Aufbereitung von Wasser für verschiedenste Zwecke werden Flüssigkeiten, wie Che   mikalienlösungen    in Abhängigkeit von der jeweiligen Wassermenge und/oder des Verunreinigungsgrades bzw. des durch die zugesetzte Flüssigkeit erzielten Erfolges durch Dosierpumpen zugesetzt. Dabei wird in der Regel so vorgegangen, dass von Lagerbehältern, in denen die Flüssigkeit angeliefert wird, die Flüssigkeit durch die Dosierpumpe angesaugt und dem aufzubereitenden Wasser zugegeben wird.



   Nach den bisherigen Verfahren und mit den bisherigen Vorrichtungen blieb es jeweils dem   Überwa-      chungspersonai    überlassen, den Lagervorrat   zu      kontrol-    lieren und die Funktion der Pumpe dadurch zu überwachen, dass die von ihr angesaugte Flüssigkeit in einem Schauglas betrachtet wurde. Dies hat naturgemäss den Nachteil, dass durch Vergesslichkeit oder aber durch Ablesefehler nicht rechtzeitig auf die zur Neige gehende Lagermenge aufmerksam gemacht wird und auch nur dann eine Funktionsunterbrechung der Pumpe festgestellt wird, wenn diese im Augenblick der Betrachtung des Schauglases in Betrieb ist und der Fehler schon vorliegt.

  Es ist ferner kaum möglich, die in gewissen Zeitabständen von der Pumpe dosierte Menge auch nur einigermassen genau zu erfassen, so dass über das Vorliegen etwaiger Spitzenbedarfszeiten keine Auskünfte möglich sind.



   Diesen Mängeln abzuhelfen, ist Ziel der Erfindung.



   Die Erfindung betrifft dementsprechend ein ein   gangs    genanntes Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass durch den Pumpensog die Flüssigkeit aus ihrem Lagerbehälter in ein Messgefäss gesaugt wird, in welchem sie so lange zurückbehalten wird, bis sie darin einen vorbestimmten Flüssigkeitsstand erreicht hat, der bewirkt, dass die Flüssigkeit in ein der Pumpe vorgeschaltetes Vorratsgefäss entleert wird, aus welchem es die Pumpe ansaugt, wobei die Erreichung des genannten Flüssigkeitsstandes im Messgefäss oder die Entleerung der Flüssigkeit in das Vorratsgefäss zur Erzeugung eines Alarmlöschsignals ausgewertet wird, welches der Auslösung eines Alarms entgegenwirkt, welcher dann ausgelöst wird, wenn bezogen auf eine von der Hubzahl und der Hublänge der Pumpe abgeleitete theoretische Pumpenleistung keine vorbestimmte Anzahl Alarmlöschsignale auftreten.



   Wenn nun durch eine Funktionsstörung der Pumpe keine Flüssigkeit von ihr angesaugt wird, so wird zwar durch den nutzlosen Lauf der Pumpe beim Erreichen des vorbestimmten theoretischen Pumpenleistung eine Alarmbereitschaft erstellt werden können, welche schliesslich zur Auslösung eines Alarms führt, weil die Alarmlöschsignale ausbleiben, die ja nur dann auftreten, wenn im Messgefäss der vorbestimmte Flüssigkeitsbestand genügend oft erreicht wurde. Dieser Stand wird bei Fehlen des Pumpensogs nie erreicht. Desgleichen würde das Fehlen von Flüssigkeit im Lagerbehälter das Erreichen des Flüssigkeitsstandes im Messgefäss verhindern, womit wiederum ein Alarm zur Auslösung käme.

  Bemisst man nun das Volumen des Vorratsgefässes und die erforderliche Anzahl   Alarmlösch-    signale richtig, so kann bei Auslösung des Alarms noch genügend Flüssigkeit für einen kurzzeitigen Betrieb der Pumpe vorhanden sein, welche Zeit ausreichen sollte, um den Lagervorrat zu erneuern, z. B. indem man auf einen anderen Lagerbehälter   umsschaltet.   



   Die theoretische Pumpenleistung kann ausserdem aufgezeichnet werden, sei es durch einen Zähler, sei es in Form eines Diagramms, so dass jederzeit abgelesen werden kann, welcher Bedarf an Flüssigkeit befriedigt werden sollte.



   Die Erfindung betrifft ausserdem eine Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Unterdruckleitung in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, deren erster eine Gas ausgleichsleitung zwischen Vorratsgefäss und einem Messgefäss bildet und deren zweiter eine das Messge  fäss mit dem Lagerbehälter verbindende Flüssigkeits ansaugleitung darstellt, und dass das Vorratsgefäss und das Messgefäss zusätzlich durch eine Leitung zur Ent leerung der Flüssigkeit aus dem Messgefäss in das Vorratsgefäss verbunden sind, welche Leitung so ausgebildet ist, dass sie die   Flüssigkeitslentleerung    erst zulässt, wenn ein vorbestimmter Flüssigkeitsstand im Messgefäss vorhanden ist, wobei elektrische Schaltmittel vorgesehen sind,

   um beim Erreichen des Flüssigkeitsstandes oder bei der Flüssigkeitsentleerung ein elektrisches Signal an eine Zentrale abzugeben und Mittel in der Zentrale, um das Signal als Alarmlöschsignal auszuwerten, wobei ferner elektrische Schaltmittel bei der Pumpe vorgesehen sind, um bei jedem Pumpenhub Signale an die Zentrale zu übermitteln, und Mittel in der Zentrale, um diese Signale zur Erzeugung einer Alarmbereitschaft auszuwerten und die Alarmbereitschaft als Funktion der theoretischen Pumpenleistung mit dem Alarmlöschsignal bzw. den Alarmlöschsignalen zu vergelichen.



   Die Erfindung soll nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert werden.



   Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Ausübung des erfindungsgemässen Verfahrens, während
Fig. 2 einen von der Fig. 1 abweichenden Teil einer anderen Ausführungsform der Vorrichtung zeigt.



   Die Dosierpumpe 1 ist im vorliegenden Falle als eine Membranpumpe mit Kugelventilen 1' dargestellt.



  Sie wird durch den ähnlich der Pumpe 1 ausgebildeten Hydraulikmotor 16 angetrieben, der in einen mit Druckpumpe 17, Zuleitung 18, Rückleitung 19 und Druckpumpenansaugleitung 20 sowie Tank 21 aufgebauten Druckkreislauf so eingeschaltet ist, dass der Hydraulikmotor 16 durch   Elektroventile    22 und 23 vom Schaltzentrum 100 aus gesteuert werden kann.



  Besteht nun im Rohr R ein gewisser Bedarf an zuzudosierender Flüssigkeit, so wird im   Schaitzentrum    100 ein Befehl zur Öffnung des Ventils 22 gegeben, der gleichzeitig ein Zeitglied in Bewegung setzt. Dadurch bewirkt der Motor 16, dass die Pumpe 1 über Stössel 24' entgegen der Wirkung der Feder 25 betätigt wird und Flüssigkeit in das Rohr R dosiert, wobei der Hub der Pumpe 1 und des Motors 16 durch den verstellbaren Anschlag 2 begrenzt wird. Schägt der Stösselanschlag 24 am Anschlag 2 an, so betätigt er dort gleichzeitig einen Schalter 2', welcher seinerseits über das Schaltzentrum 100 das Anhalten des Zeitgliedes, das Schliessen des Ventils 22 und das Öffnen des Ventils 23 bewirkt, so dass die Feder   Z5    Pumpe 1 und Motor 16 in die durch Ruheanschlag 26 bestimmte   gezeich    nete Ausgangslage zurückführen kann.

  Dauert der Flüssigkeitsbedarf an, so wiederholt sich dieser Vor gang. Das Zeitglied im Zentrum 100 misst dabei jeweils die Zeit, während welcher der Ausstosshubteil der Pumpe 1 stattfindet. Ist eine gewissen Anzahl   voll    Hüben erfolgt, welche in Zeit ausgedrückt vom Zeitglied addiert wird, so wird je nach Hublänge   frühel    oder später jene Zeitsumme erreicht, die ein Alarmbereitschaftssignal erzeugt. Wird dieses Alarmbereit   schaftssignal    nicht in noch zu beschreibender Weise gelöscht, so wird Alarm gegeben.



   Bei jedem Rücklauf der Pumpe 1 unter Wirkung der Feder 25 saugt sie über Leitung 3 (Ansaugleitung) aus dem Vorratsgefäss 4 Flüssigkeit an. Der dabei im Gefäss 4 entstehende Unterdruck pflanzt sich durch das Gasausgleichsrohr 6 in das Messgefäss 7 fort, von wo er über Flüssigkeitsansaugleitung 8 auf die im Lagerbehälter 9 befindliche zu dosierende Flüssigkeit übertragen wird, die in der Folge dieses Unterdrucks und je nach Pumpenleistung in das Messgefäss 7 gelangt. So steigt die Flüssigkeit im Messgefäss 7 allmählich bis zum Niveau 15 an.

  Sie füllt gleichzeitig den linken Arm des Hebers 5 und läuft nun durch diesen in das Vorratsgefäss 4 über, wobei der aus dem unteren Ende des rechten Hebearmes austretende   Flüssig    keitsstrahl mit der im Vorratsgefäss 4 befindlichen Flüssigkeit elektrisch leitend verbunden wird, so dass der in den Kontakten 10 und 11 endende Stromkreis geschlossen wird und dadurch ein Alarmlöschsignal an das Zentrum 100 übertragen wird. Je nach Inhalt der Gefässe 4 und 7 wird man auf eine bestimmte Pumpenleistung bezogen ein oder mehr Alarmlöschsignale erzeugen müssen, um die Alarmbereitschaft aufzuheben.



   Steigt nun im Messgefäss 7 die Flüssigkeit nicht oder nicht genügend rasch bzw. genügend oft, im Verhältnis zur theoretischen Pumpenleistung auf Niveau 15, so bleibt das Alarmlöschsignal aus oder es werden nicht genügend Signale gegeben, was zur Alarmauslösung führt. Dies kann der Fall sein, wenn die Pumpe 1 z. B. wegen eines defekten Ventils 1' nicht die volle Menge oder gar keine Flüssigkeit fördert. Es kann aber auch der Fall sein, wenn der Lagerbehälter 9 leer ist und daher kein   Flüssigkeitsnachschub    in das Messgefäss 7 gelangen kann.



   In Fig. 2 ist eine andere Variante der Vorrichtung gemäss Fig. 1 dargestellt, welche sich von jener der Fig. 1 dadurch auszeichnet, dass an die Stelle des Hebers 5 die Leitung 5' mit Magnetventil 5" tritt und die Kontakte 10 und 11 wegfallen, während Kontakte 12, 13 und 14 hinzutreten. Die Funktion bei der Ausführungsform der Fig. 2 ist die folgende. Die Flüssig keit steigt im Messgefäss 7 auf Niveau 15', wodurch sie zwischen Kontakten 12 und 14 einen Stromkreis schliesst, der einerseits ein Alarmlöschsignal bewirkt und andererseits über das Zentrum 100 das Magnetventil 5'   äffnet,    so dass die Flüssigkeit in das Vorratsgefäss 4 -entleert werden kann.

  Dabei sorgt ein zwischen den Kontakten 13, 14 durch die Flüssigkeit geschlossen gehaltener Stromkreis dafür, dass das Magnetventil 5" so lange offen bleibt, bis die Flüssigkeit im Messgefäss 7 so weit   abgesunken    ist, dass sie den Kontakt 13 nicht mehr berührt, und der Stromkreis zwischen den Kontakten 13 und 14 unterbrochen wird, worauf das Magnetventil 5" wieder schliesst.

 

   Während die Ausführungsform der Fig. 1 den ausserordentlichen einfachen Aufbau als besonderen Vorteil aufweist, kann sie doch dazu führen, dass der Heber 5 im Anfangsstadium kriecht und deshalb nur tropfenweise Flüssigkeit von 7 nach 4 gelangt, wodurch der Stromkreis zwischen 10 und 11 noch nicht geschlossen wird. Dies kann zu unerwünschten   Ungenauigkeiten    bei der Flüssigkeitszufuhr führen.



  Diesen Nachteil weist die etwas aufwendigere Konstruktion nach Fig. 2 nicht auf.



   Besonders bemerkenswert bei der beschriebenen Vorrichtung ist die Einfachheit des Messung der theoretischen Pumpenleistung durch das Zeitglied, welches den hubbedingten Zeitabschnitt misst, der zwischen Öffnung des Ventils 22 und Beendigung des Pumpen  hubs (Betätigung des Kontaktes 2') aufzeichnet.



  Dadurch wird es möglich, die Vorrichtung bezüglich Pumpenhub jederzeit zu verstellen, ohne die im Schaltzentrum 10 fest eingestellte Relation zwischen theoretischer Pumpenleistung und Alarmlöschsignal verändern zu müssen. Dies wiederum ermöglicht es, das Zentrum 100   aussenordentlich    einfach aufzubauen.



   Es ist ausserdem möglich, bestehende Einrichtungen, welche mit einer Pumpenanordnung, z. B. entspre   chend    Fig. 1, ausgestattet sind, durch Hinzunahme des Zentrums 100 und der Kombination   Messgefäss/Vor-    ratsgefäss auf einfachste Weise umzubauen und dadurch die bisherigen Nachteile zu beseitigen.



   PATENTANSPRUCH 1
Verfahren zur Überwachung der Funktion einer Membran- oder   Kolben-Dosierpumpe    und des Lagervorrats der durch sie zu dosierenden Flüssigkeit, dadurch gekennzeichnet,   dass    durch den   Pumpensog    die Flüssigkeit aus ihrem Lagerbehälter in ein Messgefäss gesaugt wird, in welchem sie solange zurückbehalten wird, bis sie darin einen vorbestimmten Flüssigkeitsstand erreicht hat, der bewirkt, dass die Flüssigkeit in ein der Pumpe vorgeschaltetes Vorratsgefäss entleert wind, aus welchem sie die Pumpe ansaugt, wobei die Erreichung des genannten Flüssigkeitsstandes im Messgefäss oder die Entleerung der Flüssigkeit in das Vorratsgefäss zur Erzeugung eines Alarmlöschsignals ausgewertet wird, welches der Auslösung eines Alarms entgegenwirkt, der dann ausgelöst wird, 

   wenn bezogen auf eine von der Hubzahl und der Hublänge der Pumpe abgeleitete theoretische Pumpenleistung keine vorbestimmte Anzahl Alarmlöschsignale auftreten.

Claims

UNTERANSPRUCH

Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die theoretische Pumpenleistung aufgezeichnet wird.

PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, mit einer Membran- oder Kolbendosierpumpe (1), einem mit ihr durch eine Ansaugleitung (3) auf der Ansaugseite verbundenen Vorratsgefäss (4) und einer vom Vorratsgefäss (4) zu einem Lagerbehälter (9) führenden Unterdruckleitung (6, 8), dadurch gekennzeichnet, dass die Unterdruckleitung (6, 8) in zwei Abschnitte aufgeteilt ist, dleren erster eine Gasausgleichsleitung (6) zwischen Vorratsgefäss (4) und einem Messgefäss (7) bildet und deren zweiter eine das Messgefäss (7) mit dem Lagerbehälter (9) verbindende Flüssigkeitsansaugleitung (8) darstellt, und dass das Vorratsgefäss (4) und das Messgefäss (7) zusätzlich durch eine Leitung (5;

5') zur Entleerung der Flüssigkeit aus dem Messgefäss (7) in das Vorratsgefäss (4) verbunden sind, welche Leitung (5; 5') so ausgebildet ist, dass sie die Flüssigkeitsentleerung erst zulässt, wenn ein vorbestimmter Flüssigkeitsstand (15; 15') im Messgefäss (7) vorhanden ist, wobei elektrische Schaltmittel (10, 11; 12, 13) vorgsehen sind, um beim Erreichen des Flüssigkeitlsstandes (15;

15') oder bei der Flüssigkeitsentleerung ein elektrisches Signal an eine Zentrale (100) abzugeben und Mittel in der Zentrale (100), um das Signal als Alarmlöschsignal auszuwerten, wobei ferner elektrische Schaltmittel (2', 22) bei der Pumpe (1) vorgesehen sind, um bei jedem Pumpenhub Signale an die Zentrale (100) zu übermitteln, und Mittel in der Zentrale (100), um diese Signale zur Erzeugung einer Alarmbereitschaft auszuwerten und die Alarmbereitschaft als Funktion der theoretischen Pumpenleistung mit dem Alarmlöschsignal bzw. den Alarmlöschsignalen zu vergleichen.

UNTERANSPRÜCHE 2. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosierpumpe (1) eine Hubverstellung (2) und mit dieser verbunden einen Impulsgeber-Kontakt (2') aufweist und ein Membran, oder Kolben-Hydraulikmotor (16) zum hubweisen Antrieb der Pumpe (1) vorgesehen ist, welcher Motor (16) durch ein Magnetventil (22) jeweils für je einen Ausschubtakt der Pumpe (1) in Bletrieb setzbar ist, wobei im Zentrum (100) ein Zeitglied vorgesehen ist, welches die Zeitspanne von der Öffnung des Magnetventils (22) bis zum Ende des Ausschubtaktes der Pumpe (1), der durch den Impulsgeber-Kontakt (2') angezeigt wird, misst, und Mittel in der Zentrale (100) vorgesehen sind, um die jeweilige Summe der gemessenen Zeit zur Erzeugung eines Alarmbereitschaftsignals auszuwerten.

3. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (5) zur Entleerung der Flüssigkeit aus dem Messgefäss (7) in das Vorratsgefäss (4) ein im Messgefäss (7) angeordneter und in das Vorratsgefäss (4) reichender Heber ist, und dass einerseits im Austrittsast des Hebers und andererseits im Vorratsgefäss (4) je eine Elektrode (10, 11) vorgesehen ist, welche Elektroden (10, 11) miteinander durch die Flüssigkeit bei ihrer Entleerung vom Messgefäss (7) in das Vorratsgefäss (4) elektrisch leitend verbunden werden, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der in der Zentrale (100) ein Alarmlöschsignal erzeugt.

4. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitung (5) zur Entleerung der Flüssigkeit aus dem Messgefäss (7) in das Vorratsgefäss (4) eine vom Boden des Messgefässes (7) in das Vorratsgefäss (4) abfallende Leitung ist, welche im Ruhezustand durch ein Magnetventil (5") verschlossen ist, und dass drei Elektroden (12, 13, 14) im Messgefäss vorgesehen sind, deren erste (12) von der Flüssigkeit im Messgefäss (7) nur erreicht wird, wenn diese den zur Entleerung erforderlichen Flüssigkeitsstand (15') erreicht, wobei die Flüssigkeit diese erste Elektrode elektrisch leitend mit einer zweiten Elektrode (14) verbindet, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird, der die Öffnung des Magnetventils (5") bewirkt und in der Zentrale ein Alarmlöschsignal erzeugt,

während die zweite Elektrode (14) und die dritte Elektrode (13) solange durch die Flüssigkeit leitend verbunden bleiben, bis ihr Stand im Messgefäss (7) unter sie abgesunken ist, wobei der Unterbruch der Leitung zwischen der zweiten und dritten Elektrode (14, 13) ein Stromkreis unterbrochen wird, was die Schliessung des Magnetventils (5") bewirkt.

5. Vorrichtung nach Patentanspruch II oder Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zen trale (100) Mittel vorgesehen sind, um die zur Erzeugung der Alarmbereitschaft eintreffenden Signale zur Aufzeichnung der theoretischen Pumpenleistung auszuwerten.

6. Vorrichtung nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrale (100) Mittel vorgesehen sind, um die zur Erzeugung der Alarmbereitschaft eintreffenden Signale zur Aufzeichnung der theoretischen Pumpenleistung auzuwerten.

7. Vorrichtung nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zentrale (100) Mittel vorgesehen sind, um die zur Erzeugung der Alarmbereitschaft eintrefènden Signale zur Aufzeichnung der theoretischen Pumpenleistung auszuwerten.