DE20008698U1 - Wasserstandsregler mit Leitwertsonden - Google Patents

Description

15.05.2000 01272-00 Z/An/bg

WASSERSTANDSREGLER MIT LEITWERTSONDEN 1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Wasserstandsregler und insbesondere einen Wasserstandsregler mit Leitwertsonden zur Regelung des Wasserstands in einem Tank.

2 . Beschreibung des Standes der Technik

In industriellen Prozessen werden große Wassermengen benötigt. Um die großen Wassermengen, die periodisch benötigt werden, bereit zu stellen, dienen Tanks, die zur Speicherung von Wasserreserven verwendet werden. Damit ein Tank nicht vollständig leer läuft, wird ein Wasserstandsregler im Tank montiert, der den Wasserstand im Tank regelt. Ein herkömmlicher Wasserstandsregler besteht aus einer am Ende eines Hebels angebrachten hohlen schwimmfähigen Kugel. Das andere Ende des Hebels ist schwenkbar mit einem Einlaufventil in den Tank derart verbunden, dass sich die Kugel entsprechend der Höhe des Wasserstands auf oder ab bewegt, da die Kugel auf der Wasseroberfläche schwimmt. Wenn der Wasserstand sinkt, öffnet der Regler das Einlaufventil, so dass Wasser in den Tank fließen kann und den Wasserstand im Tank anhebt. Wenn der Wasserstand einen vorbestimmten oberen Pegel erreicht, schließt der Regler das Einlaufventil und unterbricht dadurch die Wasserströmung in den Tank. Auf diese Weise ist ein Wasserstandsregler gebildet.

Da jedoch die für die industriellen Prozesse verwendeten Tanks sehr hoch sind und der Weg der Hebelanordnung begrenzt ist, kann der übliche Regler mit der an einem Hebel angebrachten Kugel seine Aufgabe in hohen Tanks nicht erfüllen. Deshalb wird häufig ein anderer Kugelregler verwendet, bei dem an der Kugel ein Draht

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derart angebracht ist, dass der Wasserstand aufgrund der Drahtlänge geregelt werden kann. Da jedoch der Draht flexibel ist, ist unter Umständen die Drahtlänge wegen Biegungen im Draht oder einer seitlichen Bewegung der Kugel relativ zum Wasserstand nicht immer korrekt.

Außerdem kann ein Regler, an dem an der Kugel ein Magnetschalter montiert ist, zur Wasserstandsregelung dienen. Mehrere Magnetfühler sind in verschiedener Höhe an der Innenseite des Tanks montiert. Wenn die Kugel wegen des Wasserstands sinkt und der Magnetschalter dem tiefsten Magnetfühler gegenüber steht, öffnet das Einlaufventil und läßt Wasser in den Tank strömen. Wenn der Magnetschalter dem obersten Magnetfühler gegenüber steht, schließt der Regler das Einlaufventil und unterbricht den Wassereinlauf in den Tank. Obwohl der Wasserstand mit einem solchen mit einer magnetischen Vorrichtung ausgestatteten Regler genau geregelt werden kann, arbeitet dieser Regler nicht richtig, wenn sich die Kugel relativ zum Wasserstand seitlich bewegt und der Magnetschalter nicht den Magnetfühlern gegenüber liegt. Deshalb ist die Wasserstandsregelung mit einem solchen Kugelregler nicht genau genug.

Ein anderer üblicher Wasserstandsregler weist eine an der Oberseite des Tanks montierte Lichtquelle und einen am Grund des Tanks montierten Lichtmesser auf, der die Intensität des durch das Wasser gehenden Lichts misst. Der Wasserstand lässt sich aus der Änderung der vom Lichtmesser gemessenen Lichtintensität ermitteln. Der mit dem Lichtmesser ausgestattete Regler kann den Wasserstand genau regeln. Jedoch ist der Lichtmesser nicht nur recht teuer, sondern kann auch Licht von anderen Lichtquellen empfangen. Deshalb kann der Lichtmesser leicht von anderen Lichtquellen gestört werden.

Ein anderer üblicher Regler ist mit elektrischen Anschlüssen oder Sonden ausgestattet und kann den Wasserstand dadurch erfassen, dass durch die Sonden abgefühlt wird, ob eine bestimmte elektrische Sonde durch die im Wasser befindlichen Ionen in Verbindung mit einer anderen bestimmten elektrischen Sonde steht oder nicht. Da jedoch in industriellen Prozessen häufig reines unbehandeltes Wasser

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benötigt wird, ist das Wasser so rein, dass es keine elektrische Leitfähigkeit besitzt. Aus diesem Grunde ist der mit elektrischen Sonden ausgestattete herkömmliche Regler bei Reinwasser nicht zu verwenden. Somit ist der Anwendungsbereich dieses herkömmlichen Reglers begrenzt.

Die Hauptaufgabe dieser Erfindung besteht darin, einen verbesserten Wasserstandsregler mit einer Regelschaltung und mehreren mit der Regelschaltung verbundenen und in verschiedenen Höhen angebrachten Leitwertsonden so anzugeben, dass der Wasserstand durch den von den entsprechenden Leitwertsonden gemessenen Leitwert des Wassers zuverlässig und korrekt ermittelt werden kann. Infolge dessen lässt sich der Wasserstand in einem Tank genau regeln, und der Regler lässt sich auch bei Reinwasser einsetzen.

Die Zeichnungen zeigen schematisch ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Wasserstandsreglers.

Figur 1 ist eine ebene Vorderansicht und ein Schaltschema eines erfindungsgemäßen mit Leitwertsonden ausgestatteten Wasserstandsreglers;

Figur 2 zeigt in derselben Ansicht wie Figur 1 den Regler bei einem Wasserstand unterhalb der dritten Sonde;

Figur 3 zeigt wiederum dieselbe Ansicht des erfindungsgemäßen Reglers wie in Figur 1, wobei sich der Wasserstand unterhalb der zweiten Sonde befindet; und

Figur 4 vergleicht graphisch den Leitwert und den Widerstand.

Nun wird Bezug auf Figur 1 genommen, die einen erfindungsgemäßen Wasserstandsregler zeigt, der eine Regelschaltung (20) und mehrere Leitwertsonden (10, 12, 14) aufweist, die jeweils mit der Regelschaltung (20) verbunden sind, wobei der Leitwert, wie in Figur 4 gezeigt, der Kehrwert des Widerstandes ist. Jede Leit-

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wertsonde (10, 12, 14) befindet sich gegenüber den anderen Leitwertsonden in einer unterschiedlichen Höhe. Bevorzugt sind drei Leitwertsonden (10, 12, 14) am Regler vorgesehen. Eine erste und zweite Sonde (10,12) liegen in der Nähe des Bodens des Tanks (30), wobei die zweite Sonde (12) nicht tiefer liegt als die erste Sonde (10). Eine dritte Sonde (14) liegt in der Nähe der Oberseite des Tanks (30) und höher als die erste und zweite Sonde (10, 12). Bezogen auf die Figuren 1 und 2 sind zu Anfang alle Leitwertsonden (10, 12, 14) in das im Tank (30) befindliche Wasser eingetaucht. Deshalb kann jede Sonde (10, 12, 14) zusammen mit den anderen den Leitwert von Wasser, auch von Reinwasser, messen. Wenn das im Tank (30) stehende Wasser in einem industriellen Prozess benutzt wird und der Wasserstand gemäß Figur 2 unter die dritte Sonde (14) sinkt, wird der Leitwert zwischen der dritten Sonde (14) und den anderen Sonden (10,12) durch den Luftzwischenraum zu Null. Wenn der Wasserstand unter die zweite Sonde (12) fällt, wird auch der Leitwert zwischen der ersten und zweiten Sonde (10, 12) zu Null. Zu diesem Zeitpunkt öffnet die Regelschaltung (20) das Einlaufventil und lässt Wasser in den Tank (30) strömen. Wenn die dritte Sonde (14) in das Wasser zu tauchen beginnt, wird der Leitwert zwischen der dritten Sonde (14) und den anderen Sonden gleich dem vorigen numerischen Wert. Die Regelschaltung (20) unterbricht das Einlaufventil und damit den Wasserstrom in den Tank (30). Auf diese Weise lässt sich der Wasserstand im Tank (30) genau regeln und damit vermeiden, dass der Tank vollständig leer wird. Zusätzlich hat auch Reinwasser immer noch einen endlichen Widerstand, so dass der Leitwert von Reinwasser tatsächlich durch die Leitwertsonden (10, 12, 14) gemessen werden kann. In Folge dessen kann ein mit den Leitwertsonden (10,12) versehener Regler auch bei Reinwasser eingesetzt werden, so dass der Anwendungsbereich eines solchen Reglers erweitert werden kann.

Claims (2)

1. Wasserstandsregler für einen Tank (30), gekennzeichnet durch eine Regelschaltung (20) und mehrere mit der Regelschaltung (20) verbundene Leitwertsonden (10, 12, 14), die relativ zueinander unterschiedliche Höhen haben und die den Leitwert des im Tank befindlichen Wassers messen können, wodurch sich der Wasserstand ermitteln lässt, wenn der Leitwert des Wassers, gemessen zwischen jeweils zwei Sonden, zu Null wird.

2. Wasserstandsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler drei Leitwertsonden (10, 12, 14) aufweist.