DE2460351C3

DE2460351C3 - Vorrichtung zur Feststellung der Grenzzone zweier Fluide

Info

Publication number: DE2460351C3
Application number: DE19742460351
Authority: DE
Inventors: Claus Ing.(Grad.) 5860 Iserlohn John
Original assignee: Friedrich Grohe Armaturenfabrik GmbH and Co
Current assignee: Grohe Water Technology AG and Co KG
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1974-12-20
Publication date: 1978-03-09
Also published as: DE2460351B2; BE836773A; DE2460351A1; FR2295406A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Feststellung der Grenzzone zwischen zwei unterschiedlich konditionierter Fluide, bei der mit Elektroden der elektrische Widersland der Fluide an zwei Stellen bestimmt und zur Ermittlung der beiden Widerstandswerte in eine elektrische Brückenschaltung gegeben wird, die bei Widerstandsdifferenz ein Signal erzeugt.

Durch die US-Patentschrift Nr. 21 76 471 ist es bekannt, mittels zweier, in einer Buchse angeordneten Elektroden die Leitfähigkeit eines Fluids zu ertasten und so die Konzentration einer Salz- oder Laugenlösung mittels einer elektrischen Schaltung, die den Zufluß der konzentrierten Lösung steuert, auf einer bestimmten Höhe zu halten. Nachteilig an dieser Lösung ist insbesondere bei Anwendung in Wasserenthärtern, daß die Leitfähigkeit des Wassers neben den Härtebildnern durch unterschiedliche Mengen von gelöstem Eisen, Chlor, Natriumsulfat, Sauerstoff, Bakterien, etc., von Fall zu Fall unterschiedlich ausgebildet ist und die Übergangszone von weichem und hartem Wasser nicht präzise feststellbar ist.

Ferner ist es durch den Aufsatz »Automatische Steuerung von Wasserenthärtungsanlagen« (Zeitschrift ULM Nr. 12, Dez. 197J, Seite 395 bis 396) bekannt, einen mechanischen Wasserhärtefühler, der mit Hilfe eines in Abhängigkeit von der Wasserhärte seine Form verändernden Materials betrieben wird, in der Austauschmasse zur Steuerung der Regeneration anzuordnen. Dieser mechanische flärtefühler ist durch seinen komplizierten Aufbau aber relativ empfindlich gegen

ίο Verschmutzung, teuer in der Anschaffung und im Gebrauch einem Verschleiß ausgesetzt.

Schließlich ist in der CH-Patentschrift 4 60 369 eine Einrichtung zur Messung der elektrischen Widerstandswerte mit Hilfe von zwei Elektrodenpaaren beschrieben, um eine Leckanzeige oder einen Korrosionsschutz bei Mineralölbehältern zu schaffen.

Die Meßelektroden sind bei dieser Einrichtung an zwei voneinander entfernt gelegenen Stellen paarweise angeordnet und sind für den Einsatz in lonenaustauschern nicht verwendbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die eingangs näher bezeichnete Vorrichtung zu verbessern und insbesondere für den Einsatz in Ionenaustauschern zur Wasserenthärtung geeignet zu machen.

ßji Ionenaustauschern zur Wasserenthärtung wird in der Regei das Rohwasser durch eine aus einem porösen Kunstharz bestehende Austauschmasse geleitet, wobei die Härtebildner des Wassers, Magnesium- und Kalzium-Ionen, durch Natrium-Ionen ausgetauscht

K> werden. Beim Enthärtungsvorgang erschöpft sich das Austauschharz von der Eintrittsseite her fortschreitend, wobei die Übergangszone von Hart-/Weichwasser diesem Bereich folgt. Nach einer bestimmten Enlhärlungsleistiing muß daher eine Regeneration der Harzmasse mit Kochsalzlösung erfolgen, lim eine zuverlässige Funktion des Enthärters und eine wirtschaftliche Nutzung von Austauschharz und Kochsalzlösung zu erzielen, ist eine sicher arbeitende Signalvorrichtung erforderlich.

Ι» Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß drei Elektroden in Fließrichtung der Fluide hintereinander angeordnet sind, dtren innere Elektrode T-förinig ausgebildet ist und sich mit ihren Endstücken vor den stiftförmig ausgebildeten äußeren Elektroden befindet, so daß die Stromwege senkrecht /ur FlieUrichtiing des Wassers parallel zueinander verlaufen.

Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteranspriichen dargelegt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Anzahl der erforderlichen Meßelektroden für die beiden Meßstrecken verringert wird und der Einsatz der Vorrichtung in lonenaiistauschern zur Regenerationssteuerung ermöglicht wird, wobei die Grenzzone zwischen hartem und weichem Wasser in einem gewünschten Bereich des Austauschharzes mit Hilfe der unterschiedlichen elektrischen Leitwerte auf den beiden Meßstrecken sicher erfaßt

fio wird. Die in unterschiedlicher Konzentration im Wasser allgemein auftretenden Stoffe, wie z. B. Eisen, Chlor, Natriumsulfat, Sauerstoff, Bakterien, etc., die die elektrische Leitfähigkeit des Wassers beeinflussen, aber nicht am lonenaustauschprozeß beteiligt sind, werden

<\s durch die Anordnung von zwei Meüstrecken eliminiert und haben daher keinerlei Einfluß auf das Meßergebnis. Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Einsatz in einem Wasserenthärter und in der

Zeichnung im folgenden näher erläutert.

In einem Behälter I zur Wasserenthärtung mit einem Zuführungsrohr 2 für Rohwasser und einem Tauchruhr i zur Abführung des Weichwassers ist eine Austauschmasse 4 eingelagert. Das Rohwasser strömt bei dem Wasserenthärter von oben durch das Rohr 2 in den Behälter 1 durch die Austauschmasse 4 in das Tauchrohr 3 und wird enthärtet abgeführt. Die Linie 8 zeigt die Zone zwischen erschöpfter und nicht erschöpfter Austauschmasse an und gibt somit die Grenze zwischen hartem und weichem Wasser an. In der Mantelfläche des Behälters I sind drei Elektroden 5,8, 7 übereinander angeordnet. Die Elektroden 5 und 7 sind stabförmig ausgebildet. Die dazwischenliegende Elektrode 6 ist T-förmig ausgebildet, so daß die Stromwege senkrecht zur Füeßrichtung des Wassers und parallel zueinander verlaufen. Die beiden Stromwege 9 und 10 bilden zusammen mit den Widerständen II, 12, Π eine Brückenschaltung, in der bei unterschiedlicher Leitfähigkeit der beiden Stromwege eine Diflerenzspannung erzeugt und in den Eingang des Verstärkers 14 gegeben wird. Die Ausgangsspannung vom Verstärker wird in einem Komparator 17 mit einer Referenzspannung verglichen. Die Referenzspannung wird mittels Widerstand 15 und einem verstellbaren Widerstand 16 in den Komparator geführt. Durch Überschreiten b/w. Unterschreiten der Kelerenzspannung schaltet der Ausgang des Komparators eine positive oder negative .Spannung, die als Steuersignal für die Schalteinrichtung zur Durchführung des Regenerationszvklus einleitet, /ur Zuführung von elektrischer Energie in die Schaltung ■· sind die Klemmen 18, I⁴J für Gleichstrom, die Klemmen 20,21 für Wechselstrom vorgesehen. Von der Klemme 22 wird das Steuersignal abgeführt.

Nach dem Regenerieren der Ausl.iiischmasse mit Salzlösung, also eine Neuladimg mit Natriuniioneu. ist in

in der Austauschmasse nur weiches Wasser vorhanden, so daß keine Differenzspannungen an der Briickcnschallung auftreten können.

Erst nach längerer Benutzung, wenn sich die Zone 8 so weit abgesenkt hat, daß sie in den Bereich des ersten

is Elektrodenpaares 5, ■> gelangt, entsteht wieder eine Oifferenzspannung. so daß wiederum der Regenerationszyklus über die Schalteinrichtung eingeleitet wird.

Neben der in der Zeichnung dargestellter Ausbildung der Elektroden 5, 6, 7 können diese natürlich .inch so

ju geformt sein, daß die äußeren Elektroden /in inneren einen um 90" gebogenen Ansatz haben. Hiernach werden dann die Stromwege hintereinander und in ElielJrichtiing des Wassers vcilaufen. I benso können wahlweise auch die Elektroden zur Anstaiischiiusse.

js z. Ii. mit I lilfe eines Siebes abgeschirmt scm im I nur mit dem durchfließenden Wasser in Kontakt stehen.

liier/u I IiIaIt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Feststellung der Grenzzone zwischen zwei unterschiedlich konditionierter Fluide, bei der mit Elektroden der elektrische Widerstand der Fluide an zwei Stellen bestimmt und zur Ermittlung der beiden Widerstandswerte in eine elektrische Brückenschaltung gegeben wird, die bei Widerstandsdifferenzen ein Signal erzeugt, d a durch gekennzeichnet, daß drei Elektroden (5, 6, 7) in Fließrichtung der Fluide hintereinander angeordnet sind, deren innere Elektrode (6) T-förinig ausgebildet ist und sich mit ihren Endstücken vor den stiftförmig ausgebildeten äußeren Elektroden (5, 7) befindet, so daß die Stromwege (9, 10) senkrecht zur Fließrichtung des Wassers parallel zueinander verlaufen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Einsatz in Ionenaustauschern zur Wasserenthärtung die Elektroden (5,6,7) im Bereich der Ausfauschmasse (4) oberhalb der Einlauföffnung des Weichwassertauchrohres (3) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren Elektroden zur inneren einen um 90" gebogenen Ansatz haben, und daß die Slroniwege hintereinander in Fließrichtung des Wassers verlaufen.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis ), dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5,6, 7) frei in der Austauschmasse (4) angeordnet sind.

^ri. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis i, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden nur mit 'lern durchfließenden Wasser in kontakt stehen und von der Austauschmasse abgeschirmt sind.

6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 6, 7) vorzugsweise im Mantel des Behalters (1) für die Aiistaiischermasse (4) angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis b, dadurch gekennzeichnet, daß das vom Komparator (17) erzeugte Signal den Regenerationszyklus zur Aufbereitung der Austauschmasse in Ionenaustauschern einleitet.