VERFAHREN ZUR NIVEAUREGELUNG IN EINEM BEHÄLTER SOWIE EIN NIVEAUREGLER UND EINE PUMPE ZUR

AUSFÜHRUNG DES VERFAHRENS

10

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Niveauregelung in einem Behälter, dem Flüssigkeit mit einem Zufluss zugeführt wird, der im zeitlichen Mittel einen gewissen Mindestwert nicht unterschreitet, wobei die Regelung mittels einer Pumpe erfolgt, die die 15 Flüssigkeit aus dem Behälter fördert, welches Verfahren die folgenden Schritte aufweist:

Detektieren eines Ereignisses A, bei dem der Füllstand in dem Behälter einen oberen Grenzwert überschreitet,

Detektieren eines Ereignisses B, bei dem der Füllstand in dem Behälter einen 20 unteren Grenzwert unterschreitet,

Umschalten der Betriebsart der Pumpe jeweils bei Eintritt der Ereignisse A und

B.

Ein bekanntes Verfahren dieser Art ist der sogenannte Taktbetrieb, bei dem die Pumpe bei dem Ereignis A eingeschaltet und bei dem Ereignis B wieder ausgeschaltet wird.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird die Förderleistung der Pumpe so geregelt, dass der Füllstand oder eine andere geeignete Führungsgröße wie z.B. der Druck am Druckstutzen der Pumpe oder ggf. der Volumenstrom konstant gehalten wird. Beide Regelverfahren haben bestimmte Vor- und Nachteile.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen robusteren und wartungsärmeren Pumpenbetrieb zu ermöglichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Pumpe bei Eintritt des Ereignisses A auf eine Betriebsart geschaltet wird, in welcher die Förderleitung der Pumpe größer ist als der mittlere Zufluss, und die Pumpe bei Eintritt des Ereignisses B auf eine Betriebsart geschaltet wird, in welcher die Förderleitung der Pumpe kleiner ist als der mittlere Zufluss aber größer als null.

Gegenüber dem Taktbetrieb hat dieses Verfahren den Vorteil, dass keine Stillstandszeiten der Pumpe auftreten. Das Wiedereinschalten der Pumpe nach einer Stillstandszeit stellt oft eine kritische Situation dar, in der je nach Art des geförderten Mediums häufig Probleme auftreten, beispielsweise Anlaufschwierigkeiten des Pumpenmotors, erhöhte Haftreibung der Pumpenwelle nach längerem Stillstand, Schwierigkeiten beim Ansaugen des Mediums nach vollständiger oder teilweiser Entleerung der Pumpenkammer, und dergleichen. Bei Flüssigkeiten, die mit Feststoffen belastet sind, beispielsweise bei Kühlschmierstoffemulsionen, die mit Bearbeitungsspänen einer Werkzeugmaschine verunreinigt sind, kann auch die fortgesetzte Ansammlung der Feststoffe während der Stillstandszeit der Pumpe zu Problemen führen. Außerdem führt häufiges Ein- und Ausschalten der Pumpe generell zu einer geringeren Standzeit der Pumpe und der zugehörigen Steuerungselektronik. Bei zu kleinen Schaltabständen zwischen den jeweiligen Le- vel kann es bei Verwendung von konventioneller Schütztechnik zum Schalten zur Überschreitung der erlaubten Einschalthäufigkeit kommen, die bei größeren Motoren limitiert ist (Einschaltstrom). Gegenüber der Regelung auf eine Führungsgröße hat das erfindungsgemäße Verfahren den Vorteil, dass die Pumpe in gewissen Intervallen, jeweils nach dem Ereignis A, mit einer relativ hohen Förderleistung betrieben wird, so dass die an die Pumpe angeschlossenen Leitungen mit hohem Flüssigkeitsdurchsatz gespült werden und somit eine Ver- 5 schmutzung und schließlich Verstopfung der Leitungen vermieden wird. Andererseits wird vermieden, dass in Phasen, in denen der Zufluss vorübergehend einen sehr hohen Wert annimmt, die Pumpe mit einer übermäßig hohen Drehzahl betrieben werden muss.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

10

Allgemein erfordert das erfindungsgemäße Verfahren keine stufenlose Regelbarkeit der Förderleistung, sondern es genügt, wenn zwischen einer hohen und einer niedrigen Förderleistung umgeschaltet werden kann. Durch geeignete Wahl dieser beiden Förderleistungen ist dabei die Häufigkeit und Dauer der Spülvorgänge nach Bedarf einstellbar.

15 Sofern die Betriebszustände der Pumpe aufgezeichnet werden, ist auch eine "selbstlernende" Anpassung der Förderleistungen möglich. In einer anderen Ausführungsform kann der Zufluss gemessen und über bestimmte Zeitintervalle oder gleitend gemittelt werden, so dass die Förderleistung in Abhängigkeit vom Zufluss geregelt werden kann, wobei die Förderleistung jedoch einen gewissen Mindestwert nicht unterschreitet, je-

20 dental ls nicht solange die Pumpe nicht in den Schlürfbetrieb geht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen.

OK

eine Prinzipskizze eines Pumpsystems, bei dem das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist; und Fig. 2 ein Diagramm, das den zeitlichen Verlauf des Füllstands im Behälter bei Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens angibt.

In Fig. 1 ist ein Behälter 10 gezeigt, dem über einen Zulauf 12 stetig oder intervallweise eine Flüssigkeit zugeführt wird. Dabei soll angenommen werden, dass der Zufluss der Flüssigkeit im zeitlichen Mittel innerhalb bekannter oder geschätzter Toleranzgrenzen liegt.

Beispielsweise kann es sich bei dem Behälter 10 um ein Auffangbecken für Kühl- schmierstoffemulsion in einer Werkzeugmaschine handeln.

Mit einer Pumpe 14 wird die Flüssigkeit über eine Saugleitung 16 wieder aus dem Behälter 10 abgepumpt und über eine Förderleitung 18 und einen Filter zur Werkzeugmaschine zurückgeführt.

Der Behälter 10 weist zwei Niveausensoren 20, 22 auf, mit denen Ereignisse A und B detektiert werden, bei denen der Flüssigstand h in dem Behälter 10 einen oberen Grenzwert h+ überschreitet bzw. einen unteren Grenzwert h- unterschreitet. Bei Eintritt eines dieser Ereignisse A und B wird ein entsprechendes Signal an einen elektronischen Niveauregler 24 gemeldet, der über einen Frequenzumrichter 26 die Drehzahl der Pumpe 14 und damit die Förderleistung dieser Pumpe vorgibt.

Sobald der Füllstand im Behälter den oberen Grenzwert h+ überschreitet, wird die Pumpe 14 auf eine Betriebsart geschaltet, in der die Förderleistung der Pumpe größer ist als der zeitliche Mittelwert des Zuflusses. Das hat zur Folge, dass der Füllstand im Behälter abnimmt. Sobald der Füllstand den unteren Grenzwert h- unterschreitet, wird die Pumpe jedoch nicht abgeschaltet, sondern nur auf eine Betriebsart umgeschaltet, in der die Förderleistung kleiner ist als der mittlere Zulauf. Das hat zur Folge, dass der Füll- stand im Behälter langsam wieder ansteigt, obgleich die Pumpe 14 ständig in Betrieb bleibt.

In Fig. 2 ist der sich auf diese Weise ergebende zeitliche Verlauf des Füllstands h ange- geben, also der Füllstand h als Funktion der Zeit t. Solange die Pumpe mit der kleineren Förderleistung betrieben wird, steigt der Füllstand allmählich an, bis nach dem Ereignis A die Pumpe umgeschaltet wird und der Füllstand verhältnismäßig schnell wieder abnimmt. In dem Intervall zwischen den Ereignissen A und B wird die Flüssigkeit deshalb mit hohem Durchsatz durch die Saugleitung 16 und die Förderleitung 18 gefördert, so dass diese Leitungen wirksam gespült werden.