DD243525A1 - DRUCKERHOEHUNGSANLAGE - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Druckpolsters in unter Druck stehenden Fluessigkeitsspeichern. Die erfindungsgemaesse Schaltungsanordnung ist vorrangig fuer einen Einsatz in Druckerhoehungsanlagen der Wasserversorgung geeignet. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Druckerhoehungsanlage nach dem Injektorprinzip zu entwickeln, bei der die im Druckbehaelter benoetigte Luft nicht ueber die Pumpenanlage gefuehrt wird und die Fuellstandshoehe im Druckbehaelter in Abhaengigkeit von den Einsatzbedingungen der Druckerhoehungsanlage optimiert werden kann. Erfindungsgemaess wird diese Aufgabe dadurch geloest, dass in die an sich bekannte, injektorbestueckte Verbindungsleitung zwischen Druckbehaelter der Druckerhoehungsanlage und Saugseite des Pumpensystems ein Luftabscheider eingebunden ist. Der Luftabscheider ist ueber ein Magnetventil mit der Saugseite des Pumpensystems verbunden. Erfindungsgemaess sind Druckbehaelter und Luftabscheider mit Fuellstandsmessteinrichtungen (Niveauschalter) versehen.The invention relates to the generation and maintenance of a pressure pad in pressurized fluid stores. The inventive circuit arrangement is primarily suitable for use in Druckhoehungsanlagen the water supply. It is an object of the invention to develop a Druckhoehungsanlage according to the injector, in which the pressure required in the pressure vessel is not guided over the pump system and the FuellstandShoehe can be optimized in the pressure vessel depending on the conditions of use of the pressure boosting system. According to the invention, this object is achieved in that an air separator is integrated in the known, injector-mounted connecting line between the pressure vessel of the pressure-boosting system and the suction side of the pump system. The air separator is connected to the suction side of the pump system via a solenoid valve. According to the invention, pressure tanks and air separators are provided with filling level measuring devices (level switches).

Description

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Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Druckluftpolsters in unter Druck stehenden Flüssigkeitsspeichern. Öie erfindungsgemäße Schaltungsanordnung ist vorrangig für einen Einsatz in Druckerhöhungsanlagen der Wasserversorgung geeignet.The invention relates to the generation and maintenance of a compressed air cushion in pressurized fluid reservoirs. Öie inventive circuit arrangement is primarily suitable for use in pressure boosting systems of the water supply.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Aus der Patent- und Fachliteratur sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, um Luftpolster in Druckbehälter zu schaffen. Zu den bekanntesten Möglichkeiten zählt die Verwendung von Kompressoren, um Luft in Druckbehälter zu fördern. Eine derartige Lösung ist z. B. in FR-PS 2.044.086 vorgeschlagen.From the patent and technical literature, various devices and methods are known to provide air cushion in pressure vessel. One of the best known is the use of compressors to deliver air into pressure vessels. Such a solution is z. B. proposed in FR-PS 2,044,086.

Die Nachteile der Kompressorbelüftung bestehen vor allem in der hohen Schallpegelentwicklung (Lärm), in dem Energiebedarf für den Kompressorantrieb, in dem zusätzlichen Wartungsaufwand und in der Gefahr, daß Schmieröl in den Kreislauf des Fördermediums (z. B. Trinkwasser) gelangen kann.The disadvantages of the compressor ventilation are mainly in the high noise level development (noise), in the energy needs for the compressor drive, in the additional maintenance and in the risk that lubricating oil can get into the circulation of the pumped medium (eg drinking water).

Aus diesen Gründen wurden die Systeme mit Kompressorbelüftung ersetzt durch Anlagen, bei denen die Luftzufuhr in die Druckbehälter über einen Injektor erfolgt. Dabei kann der Injektor in die Hauptdruckleitung eingebunden sein oder er wird in einer zusätzlichen Verbindungsleitung zwischen Druckbehälter und Pumpensaugseite angeordnet.For these reasons, the systems with compressor ventilation have been replaced by systems in which the air is supplied to the pressure vessels via an injector. In this case, the injector can be integrated into the main pressure line or it is arranged in an additional connecting line between the pressure vessel and the pump suction side.

Diese Injektorschaltungen haben den Nachteil eines hohen Druckverlusts bzw. bedingen eine konstruktiv feststehende Füllstandshöhe des Druckbehälter, die nicht in Abhängigkeit variabler Einsatzparameter veränderbar ist und damit eine Optimierung des Nutzwasservolumens des Behälters ausschließt. Des weiteren muß die Luft über die Pumpenanlage in den Druckbehälter gefördert werden. Das Luft-Dosierungs-Problem soll z. B. gemäß DD-WP 61.487 dadurch gelöst werden, indem durch eine Zusatzarmatur (Schwimmerventil innerhalb des Druckbehälters) überschüssige Luft abgeführt wird. Ebenfalls mit einer Zusatzaramatur ist die Druckerhöhungsanlage DWA-K des Schweizer Unternehmens „Biral" ausgerüstet. In dieser komplizierten Einrichtung sind Injektor und ein zusätzlicher Schwimmer in einem Vorbehälter der Aramatur vorgesehen. In beiden Fällen ist jedoch keine Variation der Füllstandshöhe entsprechend einer Anpassung an bestimmte Einsatzbedingungen der Druckerhöhungsanlage möglich.These injector circuits have the disadvantage of a high pressure loss or cause a structurally fixed level height of the pressure vessel, which is not variable as a function of variable operating parameters and thus precludes an optimization of the useful water volume of the container. Furthermore, the air must be conveyed through the pump system in the pressure vessel. The air dosing problem should z. B. according to DD-WP 61.487 be solved by excess air is discharged through an additional fitting (float valve within the pressure vessel). The PWA pressure booster unit DWA-K of the Swiss company "Biral" is also equipped with an additional device, which includes an injector and an additional float in a pre-tank of the Aramatur, however, in both cases there is no variation of the filling level according to an adaptation to specific operating conditions the pressure booster possible.

Des weiteren sind Lösungen bekannt, bei denen zusätzliche Zwischenbehälter zum Einsatz kommen, in denen die Luft vorkomprimiert ist (Luftflaschen) und von hier in den Druckbehälter eingeleitet wird (FR-PS 2.044.086). Letztlich ist auch eine Lösung vorgeschlagen worden (DD-WP 214.415), bei der die Luftzuführung in den Druckbehälter durch ein in der Pumpensaugleitung angeordnetes Schaltorgan erfolgt, das periodisch geöffnet und geschlossen wird. Gleichzeitig wird im Gegentakt die Wasserversorgungsleitung gesteuert und damit über die Pumpe ein Luft-Wasser-Gemisch in den Druckbehälter gefördert. Diese Schaltungsvariante ist materialaufwendig, hilfsenergieabhängig und besitzt eine relativ große Störanfälligkeit.Furthermore, solutions are known in which additional intermediate container are used, in which the air is precompressed (air bottles) and is introduced from here into the pressure vessel (FR-PS 2,044,086). Finally, a solution has been proposed (DD-WP 214.415), in which the air supply takes place in the pressure vessel through an arranged in the pump suction line switching member which is opened and closed periodically. At the same time the water supply line is controlled in push-pull and thus promoted via the pump, an air-water mixture in the pressure vessel. This circuit variant is material-consuming, auxiliary energy-dependent and has a relatively high susceptibility to interference.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, den Mangeln des Stands der Technik abzuhelfen und insbesondere eine Schaltungsanordnung für eineDruckerhöhungsanlage anzugeben, die mit herkömmlichen Bauelementen aufzubauen ist, wenig störanfällig ist, keinen besonderen Wartungsaufwand benötigt und besonders hinsichtlich des Energieaufwandes wirtschaftlich zu betreiben ist.It is an object of the invention to remedy the shortcomings of the prior art, and in particular to provide a circuit arrangement for a pressure increase system, which is to build with conventional components, is less susceptible to interference, requires no special maintenance and is particularly economical to operate in terms of energy consumption.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Ausgehend vom Ziel der Erfindung ergibt sich als Aufgabe eine Druckerhöhungsanlage nach dem Injektorprinzip zu entwickeln, bei der die im Druckbehälter benötigte Luft nicht über die Pumpenanlage geführt wird und die Füllstandshöhe im Druckbehälter in Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen der Druckerhöhungsanlage optimiert werden kann. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß in die an sich bekannte, injektorbestückte Verbindungsleitung zwischen Druckbehälter der Druckerhöhungsanlage und Saugseite des Pumpensystems ein Luftabscheider eingebunden ist. Der Luftabscheider'befindet sich erfindungsgemäß in Strömungsrichtung gesehen nach dem Injektor in dieser Verbindungsleitung. Er ist über ein Magnetventil mit der Saugseite des Pumpensystems verbunden. Erfindungsgemäß sind.Druckbehälter und Luftabscheider mit Füllstandmeßeinrichtungen (Niveauschalter) versehen.Based on the object of the invention, it is an object to develop a pressure booster system according to the injector, in which the air required in the pressure vessel is not passed through the pump system and the level in the pressure vessel can be optimized depending on the conditions of use of the pressure booster. According to the invention, this object is achieved in that in the known per se, injector-equipped connecting line between the pressure vessel of the pressure booster and suction side of the pump system, an air separator is involved. According to the invention, the air separator is in the flow direction downstream of the injector in this connecting line. It is connected via a solenoid valve to the suction side of the pump system. According to the invention.Druckbehälter and air are equipped with Füllstandmeßeinrichtungen (level switch).

Durch die vorbeschriebene Schaltungsanordnung ist es möglich, verschiedene geforderte Behälterfüllstände einzustellen. Die Anordnung des Magnetventils in der Verbindungsleitung läßt das Einbinden von Rückschlagorganen in die Pumpenförderleitungen auf der Druckseite zwischen Pumpen und Druckbehälter zu. Dadurch werden dia Pumpen bei allen Schaltvorgängen vor schädlichen Druckstößen geschützt.By the above-described circuit arrangement, it is possible to set various required container levels. The arrangement of the solenoid valve in the connection line allows the incorporation of non-return devices in the pump delivery lines on the pressure side between the pump and the pressure vessel to. This protects dia pumps against damaging pressure surges during all switching operations.

Erfindungsgemäß sind die Niveauschalter von Druckbehälter und Luftabscheider über die dazugehörigen Steuerleitungen BMSR-seitig gekoppelt.According to the invention, the level switches of pressure vessels and air separators are coupled via the associated control lines on the BMSR side.

Bei einer Umstellung auf „Ablaufprinzip" ist die Funktionstüchtigkeit des Injektors überraschenderweise auch bei kritisch hohen Netzdrücken auf der Pumpensaugseite möglich, wodurch sich die Anwendungsbreite von Anlagen mit dem erfindungsgemäßen Lüftungsprinzip von 70% auf 100% erhöht.When switching to "drainage principle", the functionality of the injector is surprisingly possible even at critically high network pressures on the pump suction side, which increases the range of applications of systems with the ventilation principle of the invention from 70% to 100%.

Ausführungsbeispielembodiment

Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Schaltungsanordnung. Im Falle des Luftbedarfes im Druckbehälter 3 wird, von den Niveauschaltern 8,8.1,8.2 gesteuert, das Magnetventil 9 geöffnet. Unter Nutzung der Druckdifferenz zwischen Behälter 3 und der Saugseite der Pumpen 2 fließt ein definierter Mengenstrom in der Verbindungsleitung 11 durch Injektor 6, Luftabscheider 7 und Magnetventil 9. Die vom Injektor angesaugte Luft wird in Form eines Luft-Waasser-Gemisches zum Luftabscheider geleitet. Dort scheidet die Luft aus und füllt allmählich den Luftabscheider. Ist dabei der Wasserstand im Luftabscheider auf den eingestellten Minimalpegel abgesunken, wird vom Niveauschalter 8.2 das Magnetventil 9 geschlossen. Das durch den Injektor 6 nachströmende Wasser erzeugt Druckausgleich zwischen Druckbehälter 3 und Luftabscheider 7 und fördert die Luft nach dem Schwerkraftprinzip vom Luftabscheider 7 in den Druckbehälter 3. Nach Wasserfüllung des Luftabscheiders 7 bis zum Maximalpegel wird Niveauschalter 8.1 das Magnetventil 9 geöffnet und die Luftförderung kann erneut beginnen. Ist der Luftbedarf im Druckbehälter 3 gedeckt, wird vom Niveauschalter 8 am Druckbehälter, der im Vorrang zu den Niveauschaltern 8.1,8.2 des Luftabscheiders steht, das Magnetventil geschlossen gehalten und damit die Luftförderung wieder eingestellt. Die Luftförderung ist nicht an den Pumpenlauf gebunden, arbeitet jedoch bei Pumpenlauf effektiver." Durch die Wirkung des Magnetventils 9 im Zusammenhang mit der Niveauschalter-Regelung ist es entgegen anderen bekannten Injektor-Schaltungen möglich, die Rückschlagorgane 12 auf der Pumpendruckseite zu belassen und damit die Pumpen 2 weitestgehend vor unerwünschten Druckstößen bei Schaltvorgängen zu schützen.FIG. 1 shows the circuit arrangement according to the invention. In the case of the air requirement in the pressure vessel 3, controlled by the level switches 8,8.1,8.2, the solenoid valve 9 is opened. Taking advantage of the pressure difference between the container 3 and the suction side of the pump 2, a defined flow rate in the connecting line 11 through the injector 6, air separator 7 and solenoid valve 9. The sucked in by the injector air is passed in the form of an air-Waasser-mixture to the air. There, the air excretes and gradually fills the air separator. If the water level in the air separator has dropped to the set minimum level, the solenoid valve 9 is closed by the level switch 8.2. The water flowing through the injector 6 generates pressure equalization between the pressure vessel 3 and the air separator 7 and conveys the air by gravity from the air separator 7 in the pressure vessel 3. After water filling the air separator 7 to the maximum level level switch 8.1, the solenoid valve 9 is opened and the air delivery can again begin. If the air requirement is covered in the pressure vessel 3, the solenoid valve is kept closed by the level switch 8 on the pressure vessel, which is in priority to the level switches 8.1,8.2 of the air separator, and thus set the air promotion again. The air delivery is not tied to the pump running, but works more effectively when pumping. "By the action of the solenoid valve 9 in connection with the level switch control, it is possible against other known injector circuits to leave the check members 12 on the pump pressure side and thus the Pumps 2 as far as possible to protect against unwanted pressure surges during switching operations.

Claims (1)

Erfindungsanspruch:Invention claim: Druckerhöhungsanlage, u.a. bestehend aus einem mit einer Füllstandsmeßeinrichtung versehenen Druckbehälter und einem Pumpensystem, wobei die Pumpensaugseite und der Druckbehälter durch eine injektorbestückte Verbindungsleitung gekoppelt sind,gekennzeichnet durch die Merkmale, daßPressure booster system, u.a. comprising a pressure vessel provided with a level measuring device and a pump system, wherein the pump suction side and the pressure vessel are coupled by an injector-mounted connecting line, characterized by the features that — in der Verbindungsleitung in Strömungsrichtung gesehen nach dem Injektor ein mit einer Füllstandsmeßeinrichtung versehener Luftabscheider angeordnet ist,- In the connection line seen in the flow direction after the injector is provided with a level measuring device provided air separator, — in der Verbindungsleitung zwischen Luftabscheider und Pumpensaugseite ein Magnetventil eingebunden ist,- In the connecting line between the air separator and the pump suction side a solenoid valve is involved, — die Füllstandsmeßeinrichtungen von Druckbehälter und Luftabscheider über Steuerleitungen gekoppelt sind.- The Füllstandsmeßeinrichtungen of pressure vessel and air separator are coupled via control lines.