專利名稱：用于污水泵站抽水的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制污水泵站中泵或泵組的啟動和停止的方法，該泵為潛水式泵。
這種型式的泵包括一個具有污水入口的水箱和一個或多個電動泵，這些電動泵設(shè)置在水箱的下部。泵/泵組與將抽出的水輸出的壓力管相連接。
使用泵時很重要的一點(diǎn)是要盡可能地避免無水運(yùn)轉(zhuǎn)，因?yàn)槟菢訒黾幽p和能量損耗。這樣做還有一個好處是，可讓周圍的水來冷卻電機(jī)，這意味著當(dāng)水位已下降到水泵的上部時泵被正常停機(jī)。
使泵/泵組啟動和停止的脈沖可借助于設(shè)置在水箱中不同液位的液位開關(guān)或監(jiān)測耗電量的裝置獲得。這些不同的系統(tǒng)可能會使包含至少兩臺泵的水箱中的泵組交替工作， 而且如果由流入水箱中的大流量或小流量使前一操作循環(huán)加長或縮短，還可以早些或晚些觸發(fā)起動?？膳c瑞士專利469,408和420,788相比較。
當(dāng)水位達(dá)到泵的上部時使泵自動停止帶來的缺點(diǎn)是污泥和其它污染物易于聚集在水箱的下部空間內(nèi)而使水箱難于排空。這些污染物容易粘附在泵的葉輪上，由此使得需要有頻繁的技術(shù)保養(yǎng)周期。目前向小型泵站的發(fā)展使這些問題更突出。解決這一嚴(yán)重情況的通常辦法是由脫開自動控制而使泵反轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的目的是借助于在權(quán)利要求書中所述的方法來使可引起操作停止的污染物聚集的危險減少。這個系統(tǒng)被稱為APF，并主要用于兩個泵，該系統(tǒng)與普通系統(tǒng)并聯(lián)，并這樣設(shè)置，即如果任何系統(tǒng)指示運(yùn)行的話，則一個泵就運(yùn)行。
普通系統(tǒng)通?？刂票媒M的啟動和停止。APF系統(tǒng)則測量經(jīng)過變流器的電流并記錄正常的耗電量。這樣可獲得和貯存每個泵的參考值。
在特定時間，例如每天一次或數(shù)次，使APF按程序操作，取代普通系統(tǒng)進(jìn)行控制。然后，一泵繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到水位已到達(dá)使泵吸入空氣的泵的入口。此后，耗電量下降，在相對于預(yù)先貯存的參考值偏離了一定程度以后，使泵停止運(yùn)轉(zhuǎn)。可以與瑞士專利No.469,408相比較。
這樣，保留在水箱中的水量減為最少，由此使留下來的污染物的量也最少。此外，還可破壞在壁面上和泵上的沉淀和層物，而且也能更容易地被泵出。
如何能經(jīng)常地連續(xù)抽吸到前述的低液位的問題取決于當(dāng)?shù)氐那闆r，即主要取決于水中污染物的數(shù)量。在一定的情況下，這種操作應(yīng)該每小時進(jìn)行一次。有時，每天一次就可能足夠了。這種操作也可在一定次數(shù)的正常停止后進(jìn)行。將用于獲得這種功能的設(shè)備設(shè)計成可選擇多種變換形式。
附圖
示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)的方框圖。
在附圖中，A代表變流器，B為整流器，C為一個低通濾波器，D為放大器，E為旋轉(zhuǎn)開關(guān)，F(xiàn)為按鈕，G為開關(guān)，H為指示燈，以及I為泵。
來自泵的電流信號是由變流器(A)獲得的，通過該變流器引出泵電動機(jī)的導(dǎo)線之一。該輸入信號用于記載電動機(jī)電流的絕對值和差值系數(shù)。
該信號在第一步驟(B)中被整流，然后在三級低通濾波器中被處理成一確定的時間常數(shù)(在一個實(shí)施例中為0.26秒)。除了建立一個信號的平均值之外，該濾波器也用作后面取樣時的一個反向疊加濾波器。
一個后續(xù)放大器(D)將信號放大，以適應(yīng)處理器的要求(在這個例子中為5.7倍)。
輸入電壓為0-5V。在電動機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)時，電流變流器產(chǎn)生55mA的電流，由此獲得進(jìn)入處理器的電壓為2.5V。
在處理器內(nèi)組合成一整體的轉(zhuǎn)換器將測量信號變換成數(shù)字形式(10進(jìn)位(伯特)bits)，使之有可能用軟件來處理信號。
信號處理應(yīng)能檢測到泵電動機(jī)的耗電量的變化，其特征是泵開始吸入空氣。規(guī)定了有兩種情況將導(dǎo)致停止1.電流振幅的負(fù)微分系數(shù)超過確定值；
2.電流值與參考值的偏差超過一確定的百分?jǐn)?shù)(6或12％)。
為了分析參照上述第一點(diǎn)的電流，可通過一時間常數(shù)為0.68S的高通濾波器對信號進(jìn)行濾波。這樣，使應(yīng)導(dǎo)致停止的變化情況被顯示出來。
根據(jù)第二點(diǎn)的信號處理是指測量電動機(jī)電流的絕對值并與貯存的參考值進(jìn)行比較。
為設(shè)定每天下降抽吸的循環(huán)次數(shù)，可以使用一個二進(jìn)制編碼的旋轉(zhuǎn)開關(guān)(E)。這個值可由微處理器讀入，該微處理將所述頻率變換成抽吸循環(huán)間的時間。
當(dāng)啟用APF時，至下次下降抽吸的預(yù)定時間的遞減計數(shù)就開始了。當(dāng)時間用完后，一個下降抽吸循環(huán)被起動，第一次只單獨(dú)啟動一個泵。當(dāng)下降抽吸結(jié)束時，重新加載存貯器，并開始一輪新的遞減計數(shù)。
按扭(F)用來在下次泵工作時起動下降抽吸，也用來產(chǎn)生用于停止功能的新的參考電流值。
四個雙位置開關(guān)(G)用于設(shè)置所述參數(shù)。設(shè)定一段消隱時間(在此期間內(nèi)，停止功能在啟動之后不起作用)，以便避免依賴于起始電流差的錯誤功能。
方框圖中的(H)代表用二極管表示不同的功能輸送電壓，泵繼電器1，泵繼電器2，電流輸入1，電流輸入2和“在下一次泵運(yùn)轉(zhuǎn)時的下降抽吸狀態(tài)”。
上面描述的系統(tǒng)是一個如何可以實(shí)現(xiàn)控制的例子。
然而，本發(fā)明是普遍適用的，并不局限于用于泵站的液位安全保護(hù)系統(tǒng)。重要的事情是可根據(jù)特定的設(shè)計方案自動地連續(xù)抽吸至很低的液位。
權(quán)利要求
1.一種用以控制間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)停止的方法，該電動機(jī)例如是用于設(shè)置在一污水泵站中的潛水泵的驅(qū)動電動機(jī)，電動機(jī)的啟動和停止取決于泵站中的水位或者可測量到的任何其它電參數(shù)的電流消耗量，當(dāng)水位下降到電動機(jī)的上部時，電動機(jī)被正常停止，其特征在于在確定的時間，例如每天一次或數(shù)次或在泵起動一定次數(shù)后實(shí)行下降抽吸至較低的液位，直至泵或泵組開始吸入空氣。
2.如權(quán)利要求1所述的用以控制間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)停止的方法，其特征在于停止是由電流的絕對值、所述值的變化或急劇變化來控制的。
3.如權(quán)利要求1所述的用以控制間歇運(yùn)轉(zhuǎn)的電動機(jī)停止的方法，其特征在于停止是由電動機(jī)的能量消耗的變化來控制的。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用以控制污水泵站中泵的停止的方法。根據(jù)本發(fā)明，供給電動機(jī)的電流被控制成使泵在特定時間內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，直到液位下降到泵開始吸入空氣為止。
文檔編號F04D15/02GK1158387SQ9612330
公開日1997年9月3日 申請日期1996年11月15日 優(yōu)先權(quán)日1995年11月24日
發(fā)明者安德斯·莫林 申請人:Itt弗萊吉股份公司