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Elektrische Fernsteuereinrichtung für Pumpenanlagen Elektriscne Fernsteuereinrichtungen
für selbsttätige Pumpenanlagen weisen in der Regel alle den Nachteil auf, daß zur
übertragung vier Steuerimpulse zwischen der steuernden und der gesteuerten Station,
d. h. dem Pumpwerk, mehr als zwei Leitungen notwendig sind. Diese Leitungen, welche
oft beträchtliche Längen aufweisen, sind insbesondere dann, wenn sie z. B. als mehradrige
Kabel ausgeführt werden müssen, sehr kostspielig. Mit nur zwei Leitungen, von denen
die eine noch durch Erdung ersetzt werden kann, auszukommen, war bis jetzt nicht
möglich, wenn nicht auf die zur Sicherheit unbedingt notwendigen Rückmeldeanlagen
verzichtet werden konnte.
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Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine elektrische Fernsteuereinrichtung
für selbsttätige Pumpenanlagen mit nur einer zur Steuerung und Rückmeldung dienenden
Leitung zwischen Wasser'standsfernmelder und Pumpenwerk. Gemäß der Erfindung ist
im Hochbassin des Pumpwerkes ein Schwimmer angeordnet, welcher derart mit einer
Schaltuhr und Kippkontakten zusammenarbeitet, daß der Pumpenmotor bei Hochtarif
nur kurzzeitig, bei Sperrzeiten gar nicht und bei Niedertarif bis zur vollständigen
Auffüllung des Hochbassins eingeschaltet wird. Dabei sind zur übertragung der Steuerimpulse
und Rückmeldesignale zwischen steuernder und gesteuerter Station nur zwei Leitungen
vorgesehen.
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Auf beiliegender Zeichnung ist das Schaltbild von zwei beispielsweisen
Ausführungsformen von Anlagen gemäß der Erfindung dargestellt.
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Die in Abb. i gezeigte Anlage weist beim nicht dargestellten Hochbassin
einen Wasserstandsfernmelder F mit den Kippkontakten i und 2 auf. Diese letzteren
sind dazu bestimmt, in der Pumpstation der Anlage die Inbetriebsetzung einer Pumpe
zu bewerkstelligen, sobald das Niveau im Hochbassin unter einen bestimmten Wert
gesunken ist.
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Um die Inbetriebsetzung der Pumpe zu Tageszeiten mit hohem Strompreis-zu
verhindern, sind die Kippkontakte über Kontakte 3, q. einer Schaltuhr U geführt.
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Ein Handumschalter H gestattet das Inbetriebsetzen oder die Außerbetriebsetzung
der Anlage von Hand, unabhängig von der Schaltuhr. Außerdem ist beim Hochbassin
bzw. an einer anderen beliebigen Stelle :eine Signallampe 18 vorgesehen. Diese Anlageteileerhalten
den Strom über einen Transformator T, vom Netz aus. Die Steuerung der Pumpstation
und die Übertragung der Rückmeldesignale erfolgt über eine Fernleitung 6 mit nur
zwei Leitern, von denen der eine überdies durch Erdung ersetzt werden kann. In der
Puirpenstation befindet sich die vom
Hauptmotor HM angetriebene,
nicht dargestellte Pumpe, Außerdem ist ein Differentialmotor D vorgesehen, mit welchem
- das Schaltschütz des Pumpenmotors .entsprechend den über die Fernleitung 6 gesandten
Steuerimpulsen gesteuert wird. Gleichzeitig bewirkt dieser DifferentialmotorD die
Anzeige bzw. Rückmeldung des Arbeitens des Hauptmotors über dieselbe Fernleitung.
In der gesteuerten Station ist die Fernleitung 6 über eine Erregerwicklung 19
des DifferentialmotorsD geschlossen. Der die Pumpe antreibende Motor HM wird
von einem Drehstromnetz aus gespeist. An zwei Phasen dieses Netzes ist ein Transformator
T. angeschlossen, dessen Sekundärkreis über einen Membrankontakt M in der Saugleitung
der Pumpe und eine Wicklung 2o des Differentialmotors D geschlossen ist.' Die Wicklung
i 9 ist bestrebt, den Differentialmotor D in der Richtung des Pfeiles
11,
die Wicklung 2o in der Richtung des Pfeiles I zu drehen.
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Während die .eine Phase des Drehstromnetzes ständig an den Hauptmotor
HM angeschlossen ist, sind die beiden anderen Phasen über :einen Schalter
mit Schaltschütz 22 aus- und einschaltbar. Die Steuerung des Schaltschützes 2z erfolgt
von einem Relais 21 aus, dessen Wicklung in Serie mit der Wicklung des Schützes
22 geschaltet und an das Drehstromnetz angeschlossen ist. Die Kontakte des Relais
2i schließen beim Ansprechen die beiden anderen Phasen des` Netzes an die Wicklung
des Schaltschützes 22. In Serie mit dem Relais 2 i liegt ein Kontakt mit Kontaktfedern
26. Das Schaltschütz 22 bedient einen Kontakt 23 in Serie mit Kontaktfedern 27.
Die beiden Kontakte 23 und 27 liegen parallel zur Wicklung i g, so daß sie in ihrer
Schließstellung die Wicklung i9 kurzschließen.
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Auf der Welle des Differentialmotors D sitzen zwei mit Einschnitten
versehene Scheiben 24, 25, welche je nach ihrer Stellung je eines der Kontaktfederpaare
26 bzw. 27 öffnen oder schließen.
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Die Arbeitsweise der Einrichtung ist nun folgende Angenommen, die
Pumpe in der Pumpenstation sei außer Betrieb und der Wasserstand im Hochbassin derart
gefallen, daß die Pumpe bzw. deren Antriebsmotor angelassen werden soll, damit Wasser
aus dem Saugbassin in das Hochbassin gefördert wird. Die Anlage befindet sich in
der in der Zeichnung dargestellten Stellung.
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Der eine der Kippschalter i und 2 am Wasserstandsfernmelder F schließt,
falls die Schaltuhr einen der Kontakte 3 und 4 geschlossen hat, den Stromkreis über
die Wicklung i g. Die Signallampe 18 brennt gedämpft, da der Widerstand der Wicklung
i9 in Serie mit derselben liegt. Der MotorD beginnt in Richtung des Pfeiles II zu
drehen. Ist nun in der Pumpenstation alles in Ordnung, so bewirkt diese Drehurig
die Schließung des Kontaktes bei 26 durch die Scheibe 25 und damit die Erregung
des Relais 2 i und die Einschaltung des Motors H durch das Schaltschütz 2z. Die
Pumpe beginnt zu arbeiten, wobei der Membrankontakt M geschlossen wird, so daß die
Wicklung 2o Strom erhält und der Differentialmotor D stillsteht. Die Pumpe arbeitet
nun so lange, bis der Strom über die Fernleitung 6 bei den Kippen unterbrochen wird.
Sobald dies der Fall ist, wird die Wicklung i 9 spannungslos, und der Motor beginnt
unter der Wirkung des Stromes in der Wicklung 2o in der Richtung des Pfeiles I zu
drehen, bis die Scheiben 25, 24 in ihre Ruhestellung m gelangen. Dabei wird der
Kontakt bei. 26 unterbrochen. Das Relais 21 fällt ab, und das Schaltschütz 22 schaltet
den Motor H aus.
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Sollte in der Pumpenstation das Drehstromnetz spannungslos sein, so
wird der Pumpenmotor nicht eingeschaltet, und die Pumpe läuft nicht, was in der
Steuerstation rückgemeldet werden soll. Diese Rückmeldung erfolgt in nachstehend
beschriebener Weise: Erhält die Wicklung i 9 zwecks Einschaltung des Pumpenmotors
Strom, so läuft der Differentialmotor in Richtung des Pfeiles II. Bei der Schließung
des Kontaktes 26 wird dagegen das Relais 21 nicht erregt, und das Schaltschütz 22
schaltet nicht ein. Da der Motor HM nicht läuft und die Pumpe nicht saugt,
wird auch der Membrankontakt M nicht geschlossen, und die Wicklung 2o erhält keinen
Strom, so daß der MotorD weiterläuft, bis der Kontakt zwischen den Federn 27 durch
die Scheibe 24 geschlosseü wird. Die Wicklung i 9 ist nun über diesem Kontakt 27
und einem Kontakt 23 des Schaltschützes z2, welcher sich in der Stellung »Aus« befindet,
kurzgeschlossen. Die Signallampe 18 leuchtet daher hell. auf und zeigt damit an,
daß die Pumpenstation nicht arbeitet.
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Ist der Stromunterbruch im Drehstromnetz nur ein kurzzeitiger, so
wird beim Eintreffen des Stromes das Relais 21 erregt, das Schaltschütz 22 schaltet
den Motor ein, und die Anlage arbeitet wie beschrieben, wobei der Kurzschluß -der
Wicklung 19 am Kontakt 23 aufgehoben wird und die Lampe 18 wieder gedämpft
weiterbrennt.
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Läuft der Motor 14 an, die Pumpe saugt aber nicht, so bleibt der Membrankontakt
M geöffnet; der Motor D mit den Scheiben 24, 25 läuft weiter, bis er in: die Stellung
o gelangt. In dieser Stellung wird der Kontakt bei 26 unterbrochen, so daß das-
Relais 21
abfällt und das Schaltschütz 22 den Motor abstellt. Der
Kontakt bei 2; ist in dieser Stellung geschlossen, und der Kontakt 23 schließt sich
ebenfalls bei der AusSChaItbewegung des Schützes 22, so daß die Wicklung i9 kurzgeschlossen
ist und die Signallampe 1 8
wiederum hell aufleuchtet. Die Anlage ist nun
vollständig ausgeschaltet und muß nachgesehen werden-Zur lnbetriubsetzuiig kann
ein besondrrrr Schalter im Stromkreis der Kontakte 23, 2; vorgesehen sein, welcher
den Kurzschluß bei der Wicklung i 9 aufhebt.
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Dadurch, daß, der Transformator T., und das Schaltschütz =2 an verschiedene
Phasen der Drehstromleitung angeschlossen sind, wird verhindert, daß der ÄIotor
H bei Unterbruch einer der Phasen eingeschaltet wird.
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Bei der Ausführungsform gemäß Abb.2 ist eine Schaltwalze vorgesehen,
über deren Kontakte der Pumpenmotor ein- und ausgeschaltet wird und die Rückmeldesignale
übertragen werden. Die Arbeitsweise ist in diesem Falle die folgende: Der Stromkreis
der Kippen wird über die Fernleitung 6 und ein Relais R geschlossen, so daß dieses
Relais seinen Anker anzieht. Dadurch wird ein Kontakt i o und damit der Stromkreis
eines Motors E über eine Nockenscheibe a und die \Z"elle einer Schaltwalze geschlossen.
Der Motor beginnt nun, die Schaltwalze im Sinne des eingezeichneten Pfeiles zu drehen.
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Die \ ockenscheiben c_, d und e auf der Schaltwalzenwelle sind nun
so ausgebildet, daß bei Beginn der Drehung der Schaltwalze durch die Scheiben e
und d gleichzeitig entsprechend angeordnete Kontakte I und II geschlossen werden.
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Die Schließung des Kontaktes I bewirkt die Einschaltbewegung des nicht
dargestellten Schaltschützes des ebenfalls nicht dargestellten Pumpenmotors. Bei
dieser Bewegung wird ein am genannten Schütz angeordneter Kontakt IV geöffnet.
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Beim Weiterdrehen schließt die Scheib-v e einen Kontakt HI, der in
einem Stromkreis mit Membrankontakt M und der Wicklung eines Relais T liegt.
Das Relais T zieht seinen Anker an, wobei derselbe bei 15 einen Kontakt
schließt, welcher parallel zum Relais R liegt. Dieses ist nun kurzgeschlossen, und
der Strom durch die Glühlampe 18 und elektrischen Wecker G ist .nun geniigend stark,
um diese zum Aufleuchten bzw. diesen zum Läuten zu bringen. Da bei diesem Kurzschließen
das Relais R seinen Anker fallen läßt, wird der Stromkreis des Motors E unterbrochen,
und dieser sowie die Schaltwalze kommen zum Stillstand.
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Hat nun die Pumpe richtig ihre Arbeit be-Bonnen, so öffnet dtr 3Iemhranlzontakt
M seinen Stromkreis, so da]) das Relais T abfällt, der Kurzschluß des Relais R aufgehoben
wird, der Wecker G nicht mehr läutet und die Glühlampe i S wieder verdunkelt wird.
Das Relais ,R zieht seinen Anker wieder an. Der Motor und die Schaltwalze drehen
wieder weiter, da dar# Kontakt i o wieder geschlossen ist. Hat die Sclialtwrzlze
eine halbe Drehung vollendet, So gleitet die Bürste auf der Scheibe a von dieser
letzteren ab, so daß. der Motor 4l stillstAt.
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Ist nun das Hochbassin genügend aufgefüllt, so gellen die Kippen i
und 2 in die ?")ftnungsstellung, so daß der Stromkreis des Relais h unterbrochen
wird und dasselbe seinen Anker fallen 1äßt. Der Motor erhält nun über den Kontakt
i i und di:= Scheibe b Strom, so daß die Schaltwalze «-leder weitergedreht wird.
In einem bestimmten Augenblick unterbrechen die Scheiben c und d die Kontakte I
und 1I, wobei das Schaltschütz den Pumpenmotor abschaltet, der Membrankontakt M
schließt sich, während der Kontakt III unterbrochen wird. Die Anlage ist wieder
in der Ruhestellung.
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Saugt nun beispielsweise die Pumpe beim Anlassen nicht richtig, d.
h. saugt sie beispielsweise Luft statt Wasser, so bleibt der .#Tembrar-kontal>t
M und damit der Stromkreis des Relais T geschlossen. Das Relais R bleibt kurzgeschlossen,
die Lampe 18 leuchtet hell, und der Wecker G ertönt dauernd.
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Ein mit der Schaltwalze sich drehender Haken i a hält außerdem den
Anker des Relais T in seiner angezogenen Lage, bei welcher der Kontakt 15
geschlossen ist, fest. Die Schaltwalze bleibt stehen, da der Motor E infolge Unterbrechung
des Stromkreises an der Scheibe b keinen Strom über den Kontakt i i erhalten kann.
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In derselben Weise erfolgt bei gänzlichem Stromunterbruch vom stromliefernden
Werk aus durcn den Membrankontakt M die Abstellung des Motors, und durch das Relais
T wird ein Signal ausgelöst.
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Ist eine der Phasen- des Pumpenmotors beim Anlauf spannungslos oder
wird sie während des Laufes spannungslos, so wird der Motor z. B. mittels Nullspanrungsauslösung
durch das Schaltschütz abgestellt. Dieses Abstellen bewirkt das Schließen des Kontaktes
M, so daß das Relais T erregt und das Relais R in schon beschriebener Weise kurzgeschlossen
wird. Lampe 18 leuchtet daher hell auf, und das Glockenzeichen ertönt.