DE10322753A1

DE10322753A1 - Wasserenthärter mit Harz-Volumensensor

Info

Publication number: DE10322753A1
Application number: DE2003122753
Authority: DE
Inventors: Guenter Biechele
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-09

Abstract

Wasserenthärter für den Einsatz in Haushaltsgeräten vorzugsweise in Geschirrspülmaschinen und Waschautomaten dadurch gekennzeichnet, dass das Tauscherharz (3) durch ein elastisch vorgespanntes Sieb (2, 2a) vorgespannt wird und die Volumenänderung des Tauscherharzes bedingt durch den variierenden Beladungszustand anhand einer Sensierung der Position des Tauscherharzsiebes (2, 2a) ermittelt und für die entsprechenden Prozessschritte ausgewertet wird.

Description

Beschreibung des Ausführungsbeispieles
In 1 ist ein Längsschnitt durch einen Wasserenthärter dargestellt.
In der Salzkammer (10) wird die Sole erzeugt, welche zur Regeneration des Tauscherharzes (3) benötigt wird. In dem Tauscherharzbehälter (1) befindet sich das Tauscherharz (3) welches während dem Enthärtungsprozess bzw. des Regenerationsprozesses durchströmt wird. Die Durchströmung erfolgt durch die Siebe (2, 11). Durch die elastische Membran (2a), welche an dem Sieb (2) integriert ist, wird das Tauscherharz mechanisch einer Vorspannung unterzogen, so dass sich die ergebenden Volumenänderungen, bedingt durch den Belandungszustand des Harzes, ausgeglichen werden können, ohne dass zusätzlich entstehende Hohlräume in dem Harzvolumen entstehen. Bei den unterschiedlichen Beladungszuständen variiert das Niveau des elastischen Siebes (2, 2a). An diesem Sieb ist mittig ein Stößel (4) befestigt bzw. integriert, welcher zwischen den Sensor (5) und die Sensordiode (6) eintaucht und durch dieses Eintauchen das Ausgangssignal der elektrischen Schaltung variiert. Somit kann durch diesen Aufbau ein analoges Ausgangssignal in Abhängigkeit der Position des oberen Siebes ermittelt werden. Die Sensoren (5, 6) befinden sich auf einer Platine (7), welche möglichst nahe in dem Bereich des Stößels (4) positioniert und an dem Wasserenthärter positioniert wird. Die Vorspannkraft auf das bewegliche Sieb erfolgt während des Füllvorganges des Tauscherharzes in den Tauscherharzbehälter (1). Hierbei wird die Position des Stößels so kalibriert, dass danach die erforderlichen Signale an der Sensorik (5, 6) ermittelt werden können. Zur Feinkalibrierung der Position wird das untere Sieb in diesem Ausführungsbeispiel (11) nach vorhergehender Positionierung des Stößels in Position gedrückt und bei dem Schweißvorgang der äußeren Gehäuseteile (13, 14, 12) in die erforderliche Position gebracht. In diesem Ausführungsbeispiel wird durch die Eigensteifigkeit des Vorspannelementes (2a) das Sieb (2) bei sämtlichen Beladungszuständen des Tauscherharzes (3) nach unten gedrückt. Dieses Ausführungsbeispiel zeigt eine analoge Auswertung des Signals. Wenn der Stößel (4) mit einem Magneten versehen wird, ist ebenfalls eine Reed/Magnet-Sensorik umsetzbar, so dass für die unterschiedlichen Endgeräte-Varianten (lowcost/highcost) mittels einfachen Modifikationen die entsprechenden Wasserenthärtervarianten aufgebaut werden können.
Stand der Technik
Die Erfindung betrifft einen Wasserenthärter nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Derartige Wasserenthärter sind für den Einsatz in Haushaltsgeräten, vorzugsweise in Geschirrspülautomaten, aber auch in Waschautomaten, bekannt, wobei bei Standart-Wasserenthärtern die Regenerationszeitpunkte des Tauscherharzes vorab durch Messungen ermittelt und dem Gerät vorgegeben werden. Es wird verstärkt danach gedrängt Systeme mit integrierter Sensorik zu entwickeln, welche den Beladungszustand des Harzes und somit den optimalen Regenerationszeitpunkt erfassen können. Hierzu gibt es verschiedene Systeme am Markt. Zum einen sind dies Systeme bei welchen Leitwertsensoren in direktem Kontakt mit dem Tauscherharz sind und über elektrochemische Vergleichsberechnungen den Beladungszustand des Tauscherharzes ermitteln und den optimalen Regenerationszeitpunk erfassen. Es gibt aber auch Systeme, bei welchen der physikalische Effekt des Tauscherharzes ausgenutzt wird. Dieser physikalische Effekt ist eine Volumenänderung des Tauscherharzes in Abhängigkeit des Beladungszustandes. Die Volumenänderungen bei marktüblichen Tauscherharzen betragen ca. 3 bis 4 %. Die Schaltpunkte werden hierbei meist durch einen definierten Punkt festgelegt, so dass nur eine digitale Auswertung möglich ist.
Die elektronischen Sensorsysteme haben den Nachteil, dass die Sensoren in direktem Kontakt mit dem Tauscherharz sind und somit Dichtbereiche in den Wasserenthärter integriert werden müssen. Ebenso ist die Elektronik meist recht aufwendig. Bei den bestehenden mechanischen Systemen sind die Erkennungseinheiten nicht im direkt durchströmten Bereich des Tauscherharzbehälters integriert sondern befinden sich seitlich versetzt an den Tauscherharzbehältern.
Vorteile der Erfindung
Der erfindungsgemäße Wasserenthärter mit den gekennzeichneten Merkmalen des Hauptanspruches hat den Vorteil, dass das gesamte durchströmte Tauscherharz (3) als Sensormaterial genutzt werden kann. Hierbei wird die gesamte Volumenänderung des Tauscherharzes (3) mittels eines elastisch vorgespannten Siebes (2, 2a) erfasst und ausgewertet kann. Ebenso ist bei dieser Variante die Problematik von Kolbensystemen, welche bei physikalischen Wasserenthärtern zum Verklemmen der Sensorik führen können, nicht möglich, da keine Gleitflächen in dem beweglichen System (2, 2a) integriert sind.
Ein zusätzlicher Vorteil dieses Systems ist, dass der sogenannte Schlupf, d. h. Wasser/Sole bedingt durch das aufschwimmende Harz nicht in direkten Kontakt mit den Tauscherharzperlen kommt, nicht effektiv enthärtet bzw. das Tauscherharz regeneriert vermieden wird. Durch diese elastische Vorspannung des Siebes wird somit eine Effizienzsteigerung bezüglich Wasserenthärtung und Tauscherharzregeneration erzielt.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Beschreibungen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Vorrichtung eines Wasserenthärters mit integriertem Harzsensor möglich. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen, in welchen die Integrationsmöglichkeit von vormontierten Einheiten beschrieben sind, als auch die Varianten, bei welchen ein solches elastisch vorgespanntes Siebelement parallel zur Hauptdurchströmung integriert ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung eines Wasserenthärters mit integriertem Harzsensor ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Zeichnungsbeschreibungen.
Zeichnung
In der 1 ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und nachfolgend näher erläutert.
Die Abbildung zeigt den Schnitt durch einen Wasserenthärter, wobei der Salzbehälter (10) und der Tauscherharzbehälter (1) ersichtlich sind.

Claims

Wasserenthärter für den Einsatz in Haushaltsgeräten vorzugsweise in Geschirrspülmaschinen und Waschautomaten dadurch gekennzeichnet, dass das Tauscherharz (3) durch ein elastisch vorgespanntes Sieb (2, 2a) vorgespannt wird und die Volumenänderung des Tauscherharzes bedingt durch den variierenden Beladungszustand anhand einer Sensierung der Position des Tauscherharzsiebes (2, 2a) ermittelt und für die entsprechenden Prozessschritte ausgewertet wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass an dem Sieb (2) ein Stößel (4) integriert ist, welcher zur Detektierung der Siebposition verwendet wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Element (2a) ein Bauteil mit dem Sieb (2) bildet.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass sich zwischen Deckel (13) und Sieb (2) zusätzliche Vorspannelemente (Feder; Schaumstoff...) befinden, welche eine definierte Vorspannung gewährleisten.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal analog mittels optischer Sensorik ausgewertet (4, 5, 6) wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal digital mittels Magnet/Reedsystem ausgewertet wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Signal mittels eines Drucksensors, welcher den Druck des Stößels auf den Deckel (13) erfasst, ausgewertet wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Tauscherharz verwendet wird, welches eine größere Volumenausdehnung als Standardharze hat und nur partiell eingesetzt wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zur Kalibrierung der Nullposition des Stößels (4) das untere Sieb (11) in variablen Positionen fixiert werden kann.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (2a) durch die Eigensteifigkeit eine ausreichende Vorspannung auf das Filtersieb erzeugt.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Stößel (4) zentral an dem Sieb integriert ist um somit Niveauschwankungen auszugleichen.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Sieb (2) und dem Gehäuse (10) ein Führungselement integriert ist, welches ein Gleiten des Siebes gewährleistet.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das analoge Ausgangs-Signal mittels Infrarotsensoreinheiten aufgebaut wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal direkt über einen mechanischen Schalter, welcher abgedichtet ist, ausgelöst wird.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Stößelposition so ausgelegt ist, dass sowohl positive als auch negative Bewegungen des Siebes (2) erfasst werden können.
Wasserenthärter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der zuvor genannten Systeme beziehungsweise sinnvolle Kombinationen daraus verwendet werden.