Haben Sie Probleme mit Ihren aktuellen Füllstandskontrollen für Hebeanlagen? Dwyer Instruments hat möglicherweise genau die kostengünstige Lösung, die Sie brauchen. In diesem Artikel werden wir verschiedene Strategien zur Füllstandsmessung, ihre jeweiligen Vor- und Nachteile sowie eine Option vorstellen, die Sie für Ihr nächstes Projekt in Betracht ziehen sollten.
Grundlagen von Hebeanlagen
In einem „idealen“ Schwerkraft-Abwassersammelsystem würde das Abwasser von seinem Ursprungsort in Wohn- oder Gewerbegebieten bergab zu seiner endgültigen Kläranlage fließen. Aufgrund einer Reihe von Faktoren, darunter Gesamtentfernung, Topografie, Geologie, Wirtschaftlichkeit usw., ist die ideale Rohrleitungsplanung nicht immer realisierbar. Daher fließt das Abwasser in den meisten Fällen bergab zu einer Hebestation, wo es gesammelt und dann auf eine höhere Ebene gepumpt wird, um seine Reise bergab erneut zu beginnen.
Hebeanlagen bestehen in der Regel aus Beton oder Glasfaser und umfassen: Pumpen, Schienen, Stationsabdeckung, Ventilkasten, Füllstandsensor und Bedienfeld. Unabhängig von der gewählten Bauweise ist der Sensor für den Füllstand eine äußerst wichtige Komponente, da er die Rückmeldung liefert, die erforderlich ist, um zu bestimmen, wann die Pumpe ein- und ausgeschaltet wird.
Schwimmersteuerungen
Dies ist die grundlegendste Art der Füllstandsmessung und -steuerung, die auch heute noch weit verbreitet ist. Diese Systeme bestehen im Wesentlichen aus einer Reihe von Kabelschwimmer-Füllstandsschaltern, die in der Installation des Pumpensumpfs installiert sind, und einem Schwimmerregler, der die Motorstarterrelais auslöst. Die Anzahl der erforderlichen Schwimmer hängt von der Anzahl der Pumpen im Schacht und den erforderlichen Alarmkontakten ab. In der Regel benötigt man zwei Schalter pro Pumpe für die Ein- und Ausschaltpunkte sowie einen für einen Hochalarm oder möglicherweise einen Tiefalarm. In einem gängigen Duplex-System würden Sie also wahrscheinlich mindestens fünf Schalter benötigen. Um die Schaltpunkte einzustellen, variiert man entweder die Tiefe, in der sie im Schacht hängen, oder führt die Installation von Gegengewichten durch, die als Drehpunkte dienen.
Vorteile: In der Regel kostengünstig, abhängig von der Anzahl und Art der Schwimmer, und einfach im Betrieb.
Nachteile: Diese Systeme liefern keine kontinuierliche Rückmeldung über den tatsächlichen Füllstand im Brunnen. Die Auslösepunkte lassen sich nur schwer genau einstellen. Außerdem können sich die Schwimmer verheddern oder mit Fett überziehen, sodass sie nicht mehr auslösen und unerwünschte Serviceeinsätze erforderlich machen.
Bubbler-Systeme
Der Flüssigkeitsstand in einer Station ist relativ zum hydrostatischen Druck, der am Boden des Brunnens gemessen wird. Um diesen Druck zu messen, kann ein konstantes Luftvolumen durch ein Rohr gepumpt werden, das am Boden des Brunnens ausströmt. Durch Messung des Drucks in diesem Rohr kann der Abwasserstand bestimmt werden. Bubbler-Systeme bestehen aus einem im Nassschacht installierten Bubbler-Rohr, einem Luftkompressor, einem Durchflussmesser und einem Druckschalter oder Transmitter.
Vorteil: Relativ geringe Anschaffungskosten; kann für die kontinuierliche Überwachung oder einfache Ein-/Aus-Steuerung verwendet werden.
Nachteil: Wartung und Gesamtbetriebskosten. Diese Systeme erfordern eine regelmäßige Reinigung des Sprudlerrohrs, das häufig verstopft, und die mechanischen Luftzufuhrsysteme verschleißen und müssen ersetzt werden.
Kontinuierliche Überwachung
Der kommunale Markt tendiert eindeutig zu komplexeren Steuerungssystemen, die Echtzeitinformationen liefern können. Angesichts immer strengerer Umweltvorschriften ermöglicht dies eine genauere und effizientere Behandlung und reduziert den Zeitaufwand für die Systemberichterstattung und Fehlerbehebung. Aus diesen Gründen wird die kontinuierliche Überwachung des Füllstands von Hebewerken, insbesondere in größeren, kritischeren Anlagen, immer häufiger eingesetzt. Diese Systeme bestehen in der Regel aus einem analogen Sensor im Schacht, der ein eigenständiges Steuergerät oder eine SPS-Steuerung anweist, die Pumpe zu starten oder zu stoppen. Diese Informationen können dann in ein Netzwerk oder eine RTU eingespeist werden, die sie an eine zentrale Anlage oder ein SCADA-System weiterleitet.
Ultraschallsender
Ultraschall-Füllstandssensoren liefern einen kontinuierlichen Analogen Ausgang, indem sie Schallwellen von der Oberfläche des Wassers/Abwassers zurückwerfen. Da es sich um eine berührungslose Messung handelt, wird der Sensor oben am Schacht montiert und verfügt in der Regel über ein Signalumwandlungsgerät oder einen Controller, der am Bedienfeld montiert ist.
Vorteile: Berührungslose Messung, skalierbare Ausgabeflexibilität.
Nachteile: Ultraschall-Füllstandssensoren sind in der Regel eine teurere Option und erfordern mehr Sorgfalt bei der Installation, um sicherzustellen, dass sich keine Hindernisse (z. B. Rohre, Kabel, Wände, Schienen usw.) innerhalb des Kegelwinkels befinden, die die Ausbreitung der Schallwellen behindern könnten. In vielen Hebewerken gibt es einfach keinen geeigneten Ort, um den Sensor zu montieren und diese Hindernisse zu vermeiden. Außerdem ist die Ersteinrichtung zeitaufwändiger, da die Ausgänge in der Regel für jede Station entsprechend der Montageposition des Sensors kalibriert werden müssen. Schaum und Kondenswasser sind ebenfalls Probleme für diese Technologie, da Schaum zu falschen Füllstandsmessungen führt und Kondenswasser auf dem Sensorkopf das Signal vollständig eliminieren kann. Schließlich sind die meisten dieser Sensoren nicht für den Unterwasserbetrieb ausgelegt, sodass überflutete Stationen die Sensoren zerstören würden.
Tauchfähige Füllstandstransmitter
Dwyer bietet Optionen für alle zuvor genannten Strategien; in den meisten Anwendungen empfehlen wir jedoch einen unserer Tauch-Füllstandstransmitter wie den PBLT2 & PBLTX, SBLT2 & SBLTX, MBLT und FBLT Serie. Auch hier können Sie den Flüssigkeitsstand durch Messung des hydrostatischen Drucks am Boden des Pumpenschachts bestimmen, anstatt den Druck durch ein Sprudlerrohr mit tauchfähigen Transmittern zu messen. Der Drucksensor kann am Referenzpunkt angebracht werden, indem man ihn direkt in das Abwasser eintaucht. Diese liefern dann ein kontinuierliches, typischerweise 4-20 mA starkes analoges Ausgangssignal, das sich auf einen festen Messbereich bezieht. Ein eingebautes Entlüftungsrohr ermöglicht es dem Sensor, Änderungen des Luftdrucks automatisch auszugleichen.
Vorteile: Sehr kostengünstig in der Anschaffung und im Betrieb. Tauchsensoren sind außerdem einfach einzurichten und zu installieren ... einfach eintauchen und zwei Drähte anschließen. Es gibt KEINE Schwimmer, die sich verheddern können, KEINE Rohre, die verstopfen können, oder Kompressoren, die ausgetauscht werden müssen, und es gibt KEINE Probleme mit Schaum oder Kondenswasser!
Nachteile: Einige Modelle müssen regelmäßig gereinigt werden. Bei den neueren Modellen mit großer Messmembran wie dem Dwyer PBLT2 ist die Verstopfungsgefahr jedoch praktisch ausgeschlossen.
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