DD127033B1

DD127033B1 - Device for regulating the water level, in particular in automatic boilers

Info

Publication number: DD127033B1
Application number: DD19275576A
Authority: DD
Inventors: Kurt Kaese
Original assignee: Kurt Kaese
Priority date: 1976-05-10
Filing date: 1976-05-10
Publication date: 1980-03-19
Also published as: DD127033A1

Description

Field of application of the invention

QfjDie Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Regeln der Wasserstandshöhe, die insbesondere in Automatenkesseln zur Anwendung gelangen kann, um ein bestimmtes Niveau während des Betriebes zu erreichen bzw. einzuhalten·The invention relates to a device for regulating the water level, which can be used in particular in automatic kettles to achieve or maintain a certain level during operation.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Characteristics of the known technical solutions

10NiveaubeStimmungen von flüssigen Medien in Behältern erfolgen bisher über geeignete Schwimmer, die im Behälter angeordnet sind und entsprechend der Änderung de3 Flüssigkeitsniveaus ihre Lage verändern· Diese Lageveränderung wird zur Regelung des Niveaus ausgenutzt, und zwar in der Form^ daß entweder überUp to now, level adjustments of liquid media in containers have been carried out by suitable floats, which are arranged in the container and change their position according to the change in liquid level. This position change is used to regulate the level, in the form that either over

15mechanische, elektrische oder magnetische Einrichtungen ein© Erfassung und Regelung erfolgt·15mechanical, electrical or magnetic devices © detection and control ·

In der AS 1 273 216 wird ein derartiger Schwimmer mit der dazugehörigen Einrichtung zum Regeln des Flüssigkeitsniveaus beschrieben· Dabei ist der Schwimmer im Behälter beweglich ange—In AS 1 273 216 such a float with the associated device for regulating the liquid level is described · The float is movably mounted in the container.

20O3?äriet, so daß er sich jeder Niveauänderung anpassen kann und über geeignete Schalter eine Regelung bewirkt· Zu diesem Zweck sind innerhalb des Schwimmers vier Quecksilberschalter vorgesehen, die mit dem Ansiehungspol der Startvorrichtung des Laufwerkes, dem Pol der Startvorrichtung einer Pumpe und mit einerFor this purpose, four mercury switches are provided within the float, which are connected to the attraction pole of the starting device of the drive, the pole of the starting device of a pump and with a

25А1агиѵorrichtung verbunden sind, wobei je nach. Niveauhöhe die Regelung der Wasserzufuhr in der Form erfolgt, daß entweder die Wasserzufuhr beendet wird oder erfolgen soll. Entsprechen-25A1агиѵ device connected, depending on. Level height the regulation of the water supply in the form that either the water supply is terminated or should take place. Correspond-

de Alarmeinriclitungen kb'nnon dabei optisch oder -akustisch in Funktion gesetzt werden» Diese Niveauregelung ist also anwendbar, wenn der Flüssigkeitsstand zwischen bestimmten Grenzen gehalten werden muß, und zwar sowohl beim Füllen als auch beimAlarm devices can not be activated either optically or acoustically. "This level control is therefore applicable if the fluid level must be kept between certain limits, both during filling and during operation

O5Leeren#O5Leeren #

Die in der IS 1 235 610 offenbarte technische Lehre geht ebenfalls davon aus, daE über einen geeigneten Schwimmer mit darin befindlichen zwei Schaltern eine Erfassung der Grenzwerte "Leer" und "Voll¹¹ durch die Lageveränderung des SchwimmersThe technical teaching disclosed in IS 1 235 610 also assumes that a suitable float with two switches therein detects the limits "Empty" and "Full ¹¹ due to the position change of the float

lOerfolgt»' Dabei sind die Schalter so ausgebildet, daß zwei bewegliche Kontaktarme vorgesehen sind, deren Enden durch eine Schnur, eine Kette oder ein anderes biegsames Mittel verbunden sind, und daß an dem biegsamen Mittel gleitbar ein Körper angeordnet ist· Dieser Körper verschiebt sich im VerlaufIf so, the switches are designed to provide two movable contact arms, the ends of which are connected by a cord, chain or other flexible means, and slidably disposed on the flexible means is a body course

15der Kippbewegung unter der Wirkung seiner Schwere auf dem biegsamen Mittel und betätigt dadurch in Abhängigkeit vom Kippwinkel des Schwimmers, wiederum abhängig vom Flüssigkeitsniveau, die Schalter nacheinander» Über entsprechende elektrische Einrichtungen wird somit ein Aus- oder Einschalten des15 the tilting movement under the action of its weight on the flexible means and thereby actuates in dependence on the tilt angle of the float, in turn, depending on the liquid level, the switches in succession "About corresponding electrical devices is thus a off or on the

2CEPumpenmotors bewirkt»2CE pump motor causes »

Diese dargelegten Lösungen weisen verschiedene Nachteile auf, die darin begründet sind, daß durch die ziemlich komplizierte Mechanik der Schwimmeraufhängung es zu Störungen des Bewegungsablaufes und somit zu Fehlschaltungen kommen kann· Außer-These solutions presented have various disadvantages, which are due to the fact that due to the rather complicated mechanism of the float suspension it can lead to disturbances of the movement sequence and thus to faulty circuits.

2^dem weisen sie ein begrenztes Anwendungsgebiet auf und könnten beispielsweise in Kesseln mit einer Wassertemperatur bis kurz unter 100° C nicht sum Einsatz kommen·They have a limited field of application and could, for example, not be used in boilers with a water temperature of just below 100 ° C.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, sowohl den technischen als auch den 30ökonomischen Effekt der Flüssigkaitsniveauregeiung zu erhöhen, der damit orroicLt wird, daß eine funktionssichere Einrichtung zum Regeln der Wasserstandshöhe geschaffen wird, die Fehlschaltungen verhindert und somit Störungen an Automatenkesseln ausschließt»The object of the invention is to increase both the technical and the economic effect of the liquid level control, which is achieved by providing a functionally reliable device for regulating the water level, which prevents faulty circuits and thus excludes faults in automatic boilers.

DarIepiins,; des Wesens dor Erfindung; DarIepiins ,; the beginning of the invention;

Ausgehend von den Mängeln des Standes der Technik und dem Ziel ist es Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung sum Kegeln derBased on the deficiencies of the prior art and the aim of the invention, a device sum skittle the

Wasserstandshöhe, insbesondere an Automatenkessoin, au schaffen, die eine elektrische Erfassung des Betriebszustandes, der Weiterleitung und der Regelung ermöglicht, wobei die Einrichtung so ausgebildet sein muß, daß Fehlschaltungen, die zu Be.*Level of water, especially at Automatatekessoin au create that allows an electrical detection of the operating state, the forwarding and the control, the device must be designed so that faulty circuits, the Be.

O^triebsstörungen führen, ausgeschlossen sind» Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Einrichtung gelöst, bei der die Erfassung des Betriebszustandes mittels Elektroden erfolgt, wobei jede Elektrode, in Abhängigkeit ihrer Lage im Kessel, einen bestimmten Betriebszustand erfaßt, diesenAccording to the invention, the object is achieved by a device in which the detection of the operating state by means of electrodes, each electrode, depending on their location in the boiler, detects a particular operating state, this

Юѳіпеш entsprechenden Schaltorgan zuführt und dabei eine best innate Schaltung bewirkt» Die Flüssigkeit selbst wird als unmittelbarer Impulsgeber benutzt, und zv/ar in der Form, daß bei Berührungsabriß der Elektrode mit der Flüssigkeit eine Unterbrechung im elektrischen Fluß eintritt, welcher die notwen-The liquid itself is used as a direct pulse generator and zv / ar in the form that when the electrode is in contact with the liquid, there is an interruption in the electrical flow which causes the necessary change in the electric current.

15>digen Regelungen einleitet.Initiates 15 regulations.

Es gehört auch zur Erfindung, daß der Übergangswidorstand zwischen den Elektroden konstant ist und dadurch begünstigt wird, daß sich zwischen den Elektroden eine Elektrolyse aufbaut, die wiederum durch die gebündelte Anordnung der Elektroden günstigIt is also part of the invention that the transition resistance between the electrodes is constant and is favored by the fact that an electrolysis builds up between the electrodes, which in turn is favorably due to the bundled arrangement of the electrodes

20beöinflußt wird·20 is influenced ·

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist darin gekennzeichnet, daß die verwendeten Schaltorgane, als Relais ausgebildet, in Abhängigkeit von der vTasserqualität, bestimmt durch die Temperatur und den ρΚ-7/ert, eingesetzt werden»Another feature of the invention is characterized in that the switching elements used, designed as a relay, depending on the water quality, determined by the temperature and the ρΚ-7 / ert, are used »

25V/eiterhin ist erfinderisch, daß das Regel- und Steuersystem eine liotausschaltung aufweist»It is inventive that the control and regulation system has a liot-off circuit ».

Ausftihrungsbeispiel

Anhand eines Äusführungsbeispieles soll die Erfindung näher erläutert werden» Die dazugehörige Zeichnung zeigt in Figur 1 ei-The invention will be explained in more detail on the basis of an exemplary embodiment. The accompanying drawing shows in FIG.

3Qne Anordnung der Regeleinrichtung am Kessel, während Figur 2 die entsprechende Schaltung zur Regelung des Flüssigkeitsniveaus darstellt«3Qne Arrangement of the control device on the boiler, while Figure 2 shows the corresponding circuit for regulating the liquid level «

Die Re ge Io inrieb, tung ist in kompakter Bauweise ausgeführt, indem die Elektroden 1, 2, 3_t 4 unter einem Abstand von ca» 4· mmThe re ge Io inrieb, tung is designed in a compact design by the electrodes 1, 2, 3 _t 4 at a distance of about »4 mm

3i?in einem Rohr 13 angeordnet sind» Das Rohr 13 Etit den Elektroden 1_{ 2, 3) ^ ivird in den Kessel 12 derart eingesetzt, daß sich die Einrichtung in der Mitte des Kessels 12 befindet,Are? 3i disposed in a pipe 13 »The tube 13 ETIT the electrodes 1 _{2, 3) ^ ivird in the boiler 12 is inserted such that the device in the middle of the boiler 12 is located,

nämlich an der Stelle , wo ^äie geringste Wasserbewegung auftritt. Es ist aber auch möglich, die Einrichtung in einem sogenannten kommunizierenden Gefäß 14 anzuordnen· Da dieses Gefäß 14 mit dem Kessel 12 in Verbindung steht, stellt sich das gleiche Ni-namely at the point where ^äie least water movement occurs. However, it is also possible to arrange the device in a so-called communicating vessel 14. Since this vessel 14 is in communication with the vessel 12, the same Ni is established.

O^veau ein, und eine Regelung der Wasserstandshöhe ist ebenfalls mögliche Zweckmäßig ist, eine entsprechende .Einrichtung am Gefäß 14 vorzusehen, die ein Entschlammen des Gefäßes ermöglicht. Diese beschriebene Anordnung dürfte zur Anwendung gelangen, wenn es sich um stationäre. Kesselanlagen handelt und bei denenO ^ veau, and a regulation of the water level is also possible It is appropriate to provide a corresponding .Einrichtung on the vessel 14, which allows a Entschlammen the vessel. This described arrangement is likely to apply when it comes to stationary. Boiler plants is and where

10ein Kesselwärter die Anlage betreut und überwacht. Bei Kesselanlagen, die vollautomatisch und ohne Überwachung durch Bedienungspersonal arbeiten, ist der Einbau der Einrichtung in der Mitte des Kessels 12 von Vorteil, da einmal das Entschlammen entfällt und die Funktionstüchtigkeit der RegeleinrichtungA boiler keeper supervises and monitors the system. For boiler systems that operate fully automatically and without operator monitoring, the installation of the device in the middle of the boiler 12 is advantageous since it eliminates the need for de-sludging and the proper functioning of the control device

15auoh dann noch gewährleistet ist, wenn diese in Kesselanlagen eingesetzt v/ird, die starken Bewegungen ausgesetzt sind* Dies trifft insbesondere an Schiffskesseln zu. Durch die mittige Anordnung der Einrichtung ist die funktion der Regeleinrichtung auch unter extremen Bedingungen gegeben·15auoh is still guaranteed when used in boiler systems, which are exposed to strong movements * This is particularly true of boilers. Due to the central arrangement of the device, the function of the control device is also given under extreme conditions.

20Durch die Anordnung der Elektroden 1, 2, 3 t 4 unter den vorher genannten Abständen wird erreicht, daß der Übergangswiderstand konstant ist und die sich bildende Elektrolyse diesen Vorgang begünstigt« Die Elektroden 1, 2, 3» 4 selbst bestehen aus Ghromnickelstäben, die im Inneren des Kessels 12 isoliert sind« AmThe arrangement of the electrodes 1, 2, 3, t 4 at the aforementioned intervals ensures that the contact resistance is constant and that the electrolysis which takes place promotes this process. The electrodes 1, 2, 3 "4 themselves consist of nickel rods which are in the Inside the boiler 12 are insulated «Am

25unteren Ende, ca· 10 mm, sind die Elektroden 1,2, 3, 4 abisoliert, um die Leit- bzw. Kontaktfähigkeit zu erhöhen· Oberhalb der Elektroden 1, 2, 3, 4, die in einem Steuerkopf 15 befestigt sind, befinden sich Anschlußstellen für das Regel- und Steuersystem.25unteren end, ca · 10 mm, the electrodes are 1,2, 3, 4 stripped to increase the conductivity or contact · Above the electrodes 1, 2, 3, 4, which are mounted in a control head 15, are located junctions for the control and regulation system.

30Während Figur 1 einen Einblick vom statischen Aufbau der Regeleinrichtung gibt, zeigt Figur 2 die Schaltung der Regeleinrichtung·While FIG. 1 gives an insight into the static structure of the control device, FIG. 2 shows the circuit of the control device.

Die Wasserstandsregelung erfolgt folgendermaßen, wobei davon ausgegangen wird, daß der Kessol 12 gefüllt ist:The water level control is as follows, assuming that the Kessol 12 is filled:

35Der Stromfluß verläuft vom Steuertrafo 8, mit 220/42 Volt, über die Elektrode 1, dem V/asser, zur Elektrode 4,und der Stromkreis ist geschlossen. Dabei zieht das als Relais ausgebildete Schaltorgan 6 an, und der Schalt kontakt 10 hat abgehoben. Dieser Schalt kontakt 10, mit einer Pumpe verbunden, bewirkt die Unter-The current flows from the control transformer 8, at 220/42 volts, through the electrode 1, the water supply, to the electrode 4, and the circuit is closed. In this case, trained as a relay switching device 6, and the switching contact 10 has lifted. This switching contact 10, connected to a pump, causes the lower

brechung der Wasserzufuhr· Зѳі Verbrauch von //asser sinkt die Wasserhöhe unter das Niveau der Elektrode 4, da sie aus dem Wasser austaucht, und in diesem Moment ist der Kontakt unterbrochen. -Das Schaltorgan 6 hält jedoch noch infolge der eings-Refraction of water supply · Зѳі consumption falls below the level of the electrode 4, since it emerges from the water, and at this moment the contact is interrupted. However, the switching element 6 still holds as a result of the eings-

O^tauchten Elektrode 3 und dem Haltekontakt 11. Sinkt das Wasser unter die EIektrode 3, fällt das Schalt organ б und auch der Haltekontakt 11 ab, und es wird der Schaltkontakt 10 geschlossen, der wiederum ein Anlaufen der Pumpe zur Förderung von Wasser bewirkt· Mittels der Elektroden 3 und 4 v/ird die gewünschteWhen the water sinks under the electrode 3, the switching element and also the holding contact 11 drop and the switching contact 10 is closed, which in turn causes the pump to start up to convey water. By means of the electrodes 3 and 4, the desired

IOWasserdifferenz bestimmt.IOWaterdifferenz determined.

Dieser beschriebene Regelablauf stellt den normalen Regelkreis dar. Aus sicherheitstechnischen Gründen weist die Regeleinrichtung eine Notausschaltung auf, um eine weitere Sicherung im gesamten Kesselsystem zu haben·This described control sequence represents the normal control loop. For safety reasons, the control device has an emergency shutdown in order to have a further safeguard in the entire boiler system.

15Parallel zum beschriebenen Regler- und Steuersystem fließt der Strom von der Elektrode 1 durch das V/asser zur Elektrode 2 und zum Schaltorgan 5· ^ѳт Schaltkontakt 9 schließt sich dabei, und die gesamte Anlage ist in Betrieb· Treten durch irgendwelche Ereignisse Fehler im Regler- und Steuersystem oder in der V/asser-15Parallel to the described regulator and control system, the current flows from the electrode 1 through the amplifier to the electrode 2 and to the switching element 5. Switching contact 9 closes and the entire system is in operation. If any errors occur in the controller and tax system or in the

2Oversorgung Störungen auf und Wasser wird ständig weiter entnommen, wird letztlich die iVasserhöhe unter das Niveau der Elektrode 2 absinken· Damit ist der Stromfluß unterbrochen, das Schaltorgan 5 und der Schalt kontakt 9 fallen ab und die gosamte Anlage ist außer Betrieb gesetzt·2Oversorgung disturbances on and water is constantly removed further, iVasserhöhe will ultimately fall below the level of the electrode 2 · Thus, the flow of current is interrupted, the switching element 5 and the switching contact 9 fall off and the gosamte system is disabled ·

25Das gesamte Regel- und Steuersystem ist weiterhin mittels einer Sicherung 7 abgesichert, um auch elektrischerseits eine Sicherung zu haben.The entire control and regulation system is further safeguarded by means of a fuse 7 in order to also have a fuse on the electrical side.

Die erfinderische Regeleinrichtung gestattet aber auch, durch die Anordnung einer fünften Elektrode einen maximalen Wasser-However, the inventive control device also allows, by the arrangement of a fifth electrode, a maximum water

30stand in beschriebener Weise zu regeln. Bezüglich der als Schaltorgane 5, б eingesetzten Relais muß festgestellt v/erden, daß die Relais so ausgebildet sein müssen, daß 1· der übergangswiderstand des Wassers ohne Fehlschaltungen überbrückt und auch geschaltet wird, 2· Bei einem bestimmten Strom müs-30stand in the manner described. With regard to the relays used as switching elements 5, б, it must be established that the relays must be designed such that 1 · the transition resistance of the water is bridged and also switched without faulty switching. 2 · For a given current,

35sen die Relais abfallen, damit wiederum Fehlschaltangen durch Kriechsbröme ausgeschlossen sind» Die Relais benötigen für diesen Zweck einen Anaugsstrom von 140 mA bei 42 YoIt und müssen bei 80 mA abfallen«If the relays drop, so that faulty circuits due to creeping currents are ruled out again. The relays require an analog current of 140 mA at 42% for this purpose and must drop off at 80 mA.

Claims

Claim for invention

Device for regulating the height of the vases, in particular at automatic boilers for detecting the operating conditions by a plurality of electrodes, characterized in that at least four electrodes (1; 2j 3 »4) are arranged at a distance of 4 mm from one another, between which an electrolysis with constant contact resistance builds up, in bundled form
is arranged ·

For this purpose / j page drawing