DE2815832A1

DE2815832A1 - Gastopf

Info

Publication number: DE2815832A1
Application number: DE19782815832
Authority: DE
Inventors: Hanns Selzle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-04-12
Filing date: 1978-04-12
Publication date: 1979-10-18

Description

Die Erfindung betrifft einen Gastopf gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1.
In mit Pflanzen besetzten Aquarien muß im Wasser ein bestimmter Kohlendioxidgehalt aufrecht erhalten werden. Dies erfolgte bisher dadurch, daß von Zeit zu Zeit der Kohlendioxidgehalt des Wassers etwa durch Messung des pH-Wertes ermittelt wird und von Hand dann das Drosselventil einer Kohlendioxidvorratsflasche solange geöffnet oder geschlossen wird, bis die gewünschte Kohlendioxidkonzentration im Wasser wieder erhalten wird.
Bei dieser Art der Kohlendioxidanreicherung perlt das Kohlendioxid direkt durch das Wasser des Aquariums. Ein großer Teil des Kohlendioxids wird dabei nicht in Lösung gebracht und entweicht ungenutzt zur Atmosphäre.
Von der Aufbereitung von Abgasen her ist es an und für sich bekannt, Schadstoffkomponenten durch Auswaschen des Abgases mit zersprühtem Wasser zu entfernen. Entsprechende Gastöpfe können aber auch nach entsprechender Größenänderung nicht zur Anreicherung von Wasser mit handelsüblichem Kohlendioxid verwendet werden, da letzteres noch 0,5% Restgas enthält, insbesondere Stickstoff. Dieses Restgas löst sich wesentlich schlechter im Wasser als Kohlendioxid, und bei kontinuierlichem Betrieb des Gastopfes nimmt daher der Restgasgehalt im Gastopf ständig zu.
Durch die vorliegende Erfindung soll daher ein Gastopf nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 geschaffen werden, bei dem ein gutes Lösen des Kohlendioxids im Wasser sichergestellt ist, zugleich aber auch eine Anhäufung von Restgas vermieden ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch einen Gastopf gemäß Anspruch 1.
Bei dem erfindungsgemäßen Gastopf wird nicht nur die Restgaskonzentration auf einem kleinen Wert gehalten, die Restgaskonzentration bleibt auch konstant. Der erfindungsgemäße Gastopf eignet sich somit besonders gut zur automatischen Steuerung des Kohlendioxidgehaltes von Wasser in Verbindung mit einem entsprechenden Meßgerät für den Kohlendioxldgehalt, z.B. einem pH-Meßgerät. Beim Abführen des Restgases geht zwar auch etwas Kohlendioxid mit verloren; dieser Verlust ist aber viel kleiner als die beim bisher üblichen Durchperlen von Kohlendioxid durch das Wasser des Aquariums auftretenden Verluste.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.
Bei einem Gastopf nach Anspruch 2 brauchen für die Steuerung der Restgasabfuhr keinerlei aufwendige Maßnahmen ergriffen zu werden. Es muß nur in dem sowieso schon vorgesehenen Heberrohr eine Eintrittsöffnung für das Restgas in der Nachbarschaft des Schaltpegels des Niveaufühlers angebracht werden. Um ein gutes Herausspülen von Restgas sicherzustellen, ist gemäß Anspruch 3 vorgesehen, die Öffnungen des Heberrohres etwas oberhalb des Schaltpegels anzuordnen. Damit strömt Restgas solange aus, bis der Wasserspiegel von der Höhe der Öffnungen auf den Schaltpegel der Niveaufühleranordnung abgesunken ist.
Mit den Weiterbildungen gemäß den Ansprüchen 4 und 5 ist sichergestellt, daß eine Restgasabfuhr auch dann noch stattfindet, wenn eine der Öffnungen einmal verstopfen sollte.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 7 befindet sich die Öffnung zum Ab führen von Restgas in der Regel unterhalb des Wasserspiegels. Damit ist die Gefahr eines Verstopfens besonders gering.
Das Abführen von Restgas wird dadurch sichergestellt, daß auch noch nach dem Herunterdrücken des Wasserspiegels durch zugeführtes Kohlendioxid die Kohlendioxid zufuhr für eine vorgegebene Zeitspanne aufrecht erhalten wird. Dieses zusätzlich zugeführte Kohlendioxid strömt über die Öffnung des Heberrohres ab, und der Wasserspiegel steigt dann rasch wieder über diese Öffnung an.
Während der Gastopf nach Anspruch 7 die Restgasabfuhr gemäß einer vorgegebenen Zeitspanne durchführt, erfolgt bei dem Gastopf nach Anspruch 8 die Restgasabfuhr in Abhängigkeit von einer zusätzlichen Pegelabsenkung. Die Restgasabfuhr ist damit unabhängig von Änderungen des Druckes, mit dem das Kohlendioxid zugeführt wird.
Bei einem Gastopf nach Anspruch 9 muß zwar ein zusätzliches Servoventil vorgesehen werden, und auch die Steuerung des Gastopfes ist etwas aufwendiger. Dieser Gastopf hat aber den gro-Ben Vorteil, daß die die Restgasabfuhr steuernden Bauelemente, d.h. das Servoventil, überhaupt nicht mit möglicherweise verunreinigtem Wasser in Berührung kommen. Auch eine Algenbildung im Servoventil ist nicht möglich. Der Gastopf gemäß Anspruch 9 zeichnet sich deshalb durch eine besonders lange störungsfreie Arbeitszeit aus. Ein sehr wichtiger Vorteil des Gastopfes nach Anspruch 9 ist auch der, daß das Abführen von Restgas vor der Zufuhr von neunem Kohlendioxid erfolgt, also effektiver ist.
Außerdem erfolgt die Restgasabfuhr vom Deckel des Gastopfes, wo sich die Restgase infolge ihres niedereren spezifischen Gewichts bevorzugt ansammeln. Dies ist insbesondere für hohe Gastöpfe von Bedeutung.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 10 ist eine derartige Restgasabfuhr zu Beginn eines Nachfüllzyklus unter gleichzeitiger Gegentaktverriegelung von Servoventil und Kohlendioxidzufuhr sichergestellt. Die erforderlichen elektronischen Bauelemente sind zu sehr geringen Kosten auf dem Markt erhältlich.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 11 erfolgt eine Restgasabfuhr erst nach Durchführung einer Mehrzahl von Nachfüllzyklen. Damit wird erreicht, daß das Restgas besonders wenig Kohlendioxid enthält.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 12 kann die Menge Gas, die jeweils durch die Restgasabführleitung abgezogen wird, durch entsprechendes Positionieren des weiteren Niveaufühlers vorgegeben werden.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 13 ist wiederum das vom Kohlendioxid erfüllte Volumen des Gastopfes unabhängig von Schwankungen im Zuführdruck.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 14 wird eine Erhöhung der Kohlendioxidmenge nur dann vorgenommen, wenn zugleich auch im Aquarium ein zu niederer Kohlendioxidgehalt des Wassers festgestellt wird. Auch hierdurch werden erhebliche Einsparungen an Kohlendioxidgas erzielt.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 15 sind im Inneren keinerlei bewegte Teile angeordnet. Die Niveaufühleranordnung arbeitet auch über sehr lange Zeiten störungsfrei; eine etwaige Korrosion der Elektroden kann durch Betreiben mit Wechselstrom weitestgehend ausgeräumt werden. Falsche Pegelanzeigen durch Spritzwasser sind durch das Schutzrohr ausgeräumt. Zugleich ist sichergestellt, daß sich in dem schlecht zugänglichen oberen Teil des Schutzrohres keine Algen ansiedeln können, da sich in diesem Teil des Schutzrohres ein Gaspolster und kein Wasser befindet.
Bei einem Gastopf gemäß Anspruch 16 wird auch noch ein großer Teil des im Restgas enthaltenen Kohlendioxids in Lösung gebracht.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen: Fig. 1 ein Aquarium in Verbindung mit einem ersten, schematisch dargestellten Gastopf zum Anreichern des Wassers mit Kohlendioxid; Fig. 2 eine Details zeigende Aufsicht auf den Gastopf nach Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt durch den Gastopf nach Fig. 2 längs der abgewinkelten Schnittlinie III-III; Fig. 4 eine erste Ausführungsform der Steuerung für die Kohlendioxidzufuhr nach Fig. 1; Fig. 5 eine zweite Ausführungsform für die Kohlendioxidzufuhr nach Fig. 1; Fig. 6 eine dritte Ausführungsform für die Kohlendioxidzufuhr nach Fig. 1; Fig. 7 ein Aquarium in Verbindung mit einem zweiten schematisch dargestellten Gastopf zum Anreichern von Wasser mit Kohlendioxid; Fig. 8 eine erste Ausführungsform der Steuerung für die Kohlendioxidzufuhr nach Fig. 7; und Fig. 9 eine zweite Ausführungsform der Steuerung für die Kohlendioxidzufuhr nach Fig. 7.
Fig. 1 zeigt ein Aquarium 2 mit eingesetzten Pflanzen 4. Zur Deckung des Kohlendioxidbedarfs der Pflanzen wird Kohlendioxidgas aus einem Druckbehälter 6 über ein Reduzier- und Regelventil 8 sowie ein Magnetventil 10 einem insgesamt mit 12 bezeichneten Gastopf zugeführt. Eine Pumpe 14 saugt über ein Filter 16 Wasser aus dem Aquarium 2 an und fördert es in eine Sprühglocke 18, die am Deckel 20 des Gastopfes befestigt ist.
Das Wasser fällt in kleinen Tropfen zum Boden 22 des Gastopfes und nimmt beim Durchqueren der Kohlendioxidatmosphäre über eine verhältnismäßig große Oberfläche viel Kohlendioxidgas in Lösung auf.
In das sich über dem Boden des Gastopfes ansammelnde Wasservolumen 24 taucht ein Heberrohr 26 ein, das zum Aquarium 2 zurückführt. Normalerweise, d.h. bei geschlossenem Magnetventil 10, ist im Gastopf 12 ein vorgegebenes Volumen Kohlendioxid eingeschlossen, und über das Heberrohr 26 wird genau so viel mit Kohlendioxid angereichertes Wasser abgeführt, wie Wasser durch die Sprühglocke 18 hindurchgepreßt wird. Je mehr Kohlendioxid im Wasser gelöst worden ist, umso höher steigt der Spiegel 28 des Wasservolumens 24. Ein Niveaufühler 30 mit einem Schwimmer 32 überwacht den Pegel 28 des Wasserspiegels und damit auch den Kohlendioxidvorrat im Gastopf. Fällt dieser Vorrat unter einen vorgegebenen Mindestwert, d.h. erreicht der Pegel 28 einen vorgegebenen Schaltpegel über dem Boden 22, so schaltet der Niveaufühler 30. Sein Ausgangssignal wird über eine Leitung 34 auf eine dem Magnetventil 10 zugeordnete Steuerung 36 gegeben. Letztere ist über eine Leitung 38 zugleich mit dem Ausgang eines pH-Meßgerätes 40 verbunden, das mit einer in das Wasser des Aquariums 2 eintauchenden Sonde 42 zusammenarbeitet.
Die Steuerung 36 arbeitet derart, daß das Magnetventil 10 nur geöffnet wird, wenn der Wasserspiegel im Gastopf über den vorgegebenen Schaltpegel angestiegen ist und wenn vom pH-Meßgerät 40 zugleich eine nicht ausreichende Kohlendioxidkonzentration im Wasser des Aquariums 2 angezeigt wird. Einzelheiten der Steuerung 36 werden später unter Bezugnahme auf die Fign. 4 bis 6 beschrieben.
Das Heberrohr 26 weist geringfügig oberhalb des Schaltpegels, bei dessen Erreichen die Kohlendioxidzufuhr wieder abgeschaltet wird, eine Öffnung 44 auf, über die Gas direkt in das Heberrohr 26 eintreten kann. Diese Gasmenge schleppt nicht lösbares Restgas durch das Heberrohr 26. Die im Aquarium austretenden Gasblasen werden durch übereinander angeordnete, kegelstumpfförmige Glocken 46 aufgefangen, die am Ende des Heberrohres 26 befestigt sind und deren Oberseite mit in der Zeichnung nicht näher gezeigten kleinen Durchbrechungen versehen sind. Bei der etappenweisen Aufwärtsbewegung der Gasbläschen im Aquarium wird noch ein großer Teil des in ihnen enthaltenen Kohlendioxids herausgelöst.
Eine konkrete Ausführungsform des in Fig. 1 der besseren Ubersichtlichkeit halber mit nebeneinander liegenden Bauelementen gezeigten Gastopfes ist in Fig. 2 in Aufsicht gezeigt, wobei ein Teil des Deckels 22 weggebrochen ist. Die Zuführungen und der Niveaufühler sind so angeordnet, daß die Querschnittsfläche des Gastopfes insgesamt klein gehalten wird. Die Höhe des Gastopfes ist dagegen groß, so daß ein langer Fallweg der Wassertropfen durch das Kohlendioxid erhalten wird.
Wie aus den Fign. 2 und 3 ersichtlich ist, sind der Deckel 20 und der Boden 22 des Gastopfes beide kreisförmig und durch ein Rohr 48 miteinander verbunden. Die Sprühglocke 18 ist exzentrisch angeordnet und hat eine zylindrische, am Deckel 20 hängende Seitenwand 50 und einen mit kleinen Löchern 52 versehenen Boden 54. Ein Abschnitt der Seitenwand 50 ist in nächster Nachbarschaft des Rohres 48 angeordnet, zwischen dem gegenüberliegenden Abschnitt der Seitenwand 50 und dem Rohr 48 ist ein mit dem Deckel 20 verbundener Abschnitt 54 des Heberrohres 26, ein abgewandelter Niveaufühler 56 und ein Anschlußstutzen 58 für Kohlendioxid angeordnet. Ein Zuführstutzen 60 für unter Druck stehendes Wasser ist koaxial zur Sprühglocke 18 angeordnet. Die soeben beschriebenen Teile des Gastopfes sind vorzugsweise aus durchsichtigem Plastikmaterial hergestellt, sodaß das Arbeiten des Gastopfes und seine Sauberkeit visuell kontrolliert werden können.
Der Abschnitt 54 des Heberrohres weist neben der Öffnung 44 noch weitere, auf gleicher Höhe liegende Öffnungen 62 auf und zusätzlich ist noch eine tiefer liegende Öffnung 64 vorgesehen.
Die Öffnungen 62 stellen die Restgasabführung vor Erreichen des Schaltpegels auch dann sicher, wenn die Öffnung 44 einmal verstopft sein sollte. Sind sowohl die Öffnung 44 als auch die Öffnung 62 einmal verstopft, so ist eine verminderte Restgasabführung immer noch durch die unterhalb des Schaltpegels 64 liegende Öffnung 64 sichergestellt.
Der Niveaufühler 56 besteht aus einem unten offenen Schutzrohr 66 für zwei Elektroden 68 und 70. Wie aus der auseinander geklappten Schnittdarstellung von Fig. 3 besonders gut ersichtlich ist, liegen die angeschärften Enden der Elektroden 68 und 70 etwas unterhalb der Öffnung 44. Oben ist das Schutzrohr 66 durch eine Platte 72 oder durch Ausgießen gasdicht verschlossen.
Eine im Schutzrohr vorgesehene Öffnung 74 ermöglicht das Ansteigen der Wassersäule im Schutzrohr, jedoch nicht wesentlichüber die Öffnung 74 hinaus. Damit wird eine Bildung von Algen im oberen Ende des Niveaufühlers 56 durch ein Gaspolster verhindert.
Das Schutzrohr 66 schützt die Elektroden 68 und 70 gegen Spritzwasser und verhindert so Pegelfehlanzeigen.
Fig. 4 zeigt eine sehr einfache Form der Steuerung für die Kohlendioxidzufuhr. Das pH-Meßgerät 40 ist vereinfacht durch einen Schalter 76, der Niveaufühler 30 bzw. 56 vereinfacht durch einen Schalter 78 wiedergegeben.
Für die weiteren Darlegungen sei angenommen, daß der Schalter 78 ebenso wie später noch zu betrachtende, Niveaufühler darstellende Schalter schließt, wenn der Wasserspiegel einen zugeordneten Schaltpegel übersteigt, und öffnet, wenn der Wasserspiegel unter den zugeordneten Schaltpegel abfällt. Ähnlich bedeutet ein Schließzustand des Schalters 76 eine zu geringe Kohlendioxidkonzentration im Wasser des Aquariums.
Durch die in Fig. 4 gezeigte Reihenschaltung der beiden Schalter 76 und 78 wird erreicht, daß eine Erregung des Magnetventils 10 und damit eine Kohlendioxidzufuhr nur dann möglich ist, wenn zu wenig Kohlendioxid im Wasser des Aquariums 2 ist und zugleich auch eine zu geringe Kohlendioxidmenge im Gastopf 12 enthalten ist.
Damit eine Restgasabführung durch die Öffnung 64 des Heberrohres 26 erfolgen kann, muß der Wasserspiegel beim Nachfüllen von Kohlendioxid unter die Öffnung 64 gedrückt werden. Dies ist in der Regel schon durch die Trägheit der Steuerung der Kohlendioxidzufuhr sichergestellt, wenn die Öffnung 64 nur wenig unterhalb der Öffnung 44 angeordnet ist.
Fig. 5 zeigt eine Steuerung, mit der ein Gastopf verwendet werden kann, der nur eine unterhalb des Schaltpegels des Niveaufühlers angeordnete öffnung 64 aufweist, welche normalerweise durch das Wasservolumen im Gastopf verschlossen ist. Diese Steuerung hat ein ODER-Glied 80, dessen eine Eingangsklemme direkt mit dem Schalter 78 verbunden ist und dessen zweite Eingangsklemme mit dem Ausgang einer monostabilen Kippstufe 82 verbunden ist. Der Eingang der letzteren ist über einen Inverter 84 ebenfalls mit dem Ausgang des Schalters 78 verbunden.
Für die weitere Beschreibung sei angenommen, daß die monostabile Kippstufe 82 ebenso wie die weiteren in der nachstehenden Beschreibung erwähnten Kippstufen auf ansteigende Signalflanken triggernde Bauelemente sind.
Der Ausgang des ODER-Gliedes 80 und der Ausgang des Schalters 76 sind über ein UND-Glied 86 mit einem Leistungsverstärker 88 verbunden, der auf das Magnetventil 10 arbeitet.
Die in Fig. 5 gezeigte Steuerung stellt bei geschlossenem Schalter 76 ein Aktivierungssignal für das Magnetventil 10 bereit, das eine Zeitspanne andauert, die gleich der Schließzeit des Schalters 78 vermehrt um die Zeitkonstante der monostabilen Kippschaltung 82 ist. Dies deshalb, weil die monostabile Kippschaltung 82 durch die hintere Flanke des Schalterausgangssignals angestoßen wird und das Schalterausgangssignal und das Ausgangs signal der monostabilen Kippschaltung durch das ODER-Glied 86 überlagert werden.
Fig. 6 zeigt eine andere Lösung für das Problem der Restgasabführung durch eine unterhalb des Schaltpegels für den Schalter 78 wiedergegebenen Niveaufühlers angeordnete Öffnung 64.
Der Schalter 78 ist mit dem Setzeingang eines Flip-Flops 90 verbunden, dessen "1"-Ausgang mit der zysten Eingangsklemme eines UND-Gliedes 86 verbunden ist. Es ist ein zweiter, durch einen Schalter 92 wiedergegebener Niveaufühler vorgesehen, dessen Schaltpegel unterhalb des Schaltpegels des durch den Schalter 78 wiedergegebenen Niveaufühlers liegt. Der Schalter 92 ist über einen Inverter 94 mit der Rückstellklemme des Flip-Flops 90 verbunden.
Die Steuerung nach Fig. 6 arbeitet wie folgt: Bei Verbrauch von Kohlendioxid und entsprechendem Ansteigen des Wasserspiegels wird zunächst der Schalter 92 geschlossen. Dies hat keine Folgen. Mit weiteren Ansteigen des Wasserspiegels wird auch der Schalter 78 geschlossen, und hierdurch wird das Flip-Flop 90 gesetzt. Bei geschlossenem Schalter 76 erhält man dann am Ausgang des UND-Gliedes 86 und des Leistungsverstärkers 88 ein Signal; das Magnetventil 10 wird also geöffnet. Das zuströmende Kohlendioxid drückt den Wasserspiegel wieder nach unten. Dabei wird zunächst der Schalter 78 wieder geöffnet, was keine Folgen hat; das Magnetventil 10 bleibt weiter erregt.
Durch das weiter zuströmende Kohlendioxid wird der Wasserspiegel weiter nach unten gedrückt, der Schalter 92 wird ebenfalls geöffnet. Hierdurch wird das Flip-Flop 90 zurückgestellt und die Erregung des Magnetventils 10 unterbrochen. Unabhängig von der Höhe des Wasserspiegels wird die Kohlendioxidzufuhr durch Öffnen des Schalters 76 unterbrochen, d.h. bei Erreichen des vorgegebenen Kohlendioxidgehalts im Wasser des Aquariums.
Fig. 7 zeigt schematisch einen Gastopf 12, bei dem die Restgasabfuhr nicht über das Heberrohr 26, sondern über eine getrennte Restgas-Abführleitung 96 erfolgt. Bauelemente, die schon in Fig. 1 gezeigten Bauelementen entsprechen, sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und brauchen hier nicht noch einmal genau erläutert zu werden.
In der Abführleitung 96 ist ein zweites Magnetventil 98 angeordnet, das über eine Leitung 100 mit einer weiteren Ausgangsklemme der Steuerung 36 verbunden ist. Die Abführleitung 96 endet im Aquarium 2 und ist ebenfalls mit Glocken 46 versehen, um die abgegebenen Glasblasen möglichst langsam durch das Aquarium aufsteigen zu lassen und so noch den größten Teil des enthaltenen Kohlendioxids in Lösung zu bringen.
Die Anordnung nach Fig. 7 hat den erheblichen Vorteil, daß an das Magnetventil 98 nur Gas gelangt. Eine Algenbildung und eine Verschmutzung durch im Wasser noch enthaltene Fremdkörper oder durch Kalkabscheidung ist somit vollständig ausgeräumt.
Fig. 8 zeigt eine Steuerung 36 für den Gastopf nach Fig. 7.
Die Schalter 76 und 78 sind direkt mit den Eingangsklemmen eines UND-Gliedes 102 verbunden, dessen Eingang mit einer monostabilen Kippstufe 104 mit verhältnismäßig kurzer Zeitkonstante verbunden ist. Ein Leistungsverstärker 106 ist eingangsseitig mit der monostabilen Kippstufe 104 und ausgangsseitig mit dem Magnetventil 98 verbunden. Der Ausgang der monostabilen Kippstufe 104 ist über einen Inverter 108 mit einer monostabilen Kippstufe 110 mit größerer Zeitkonstante verbunden, die ihrerseits mit einem Leistungsverstärker 112 für das Magnetventil 10 verbunden ist.
Die Steuerung nach Fig. 8 arbeitet wie folgt: Beim Schließen des Schalters 78 wird bei gleichzeitig geschlossenem Schalter 76 die monostabile Kippstufe 104 angestoßen, so daß das Magnetventil 98 für eine entsprechend kurze Zeit geöffnet wird. Durch die hintere Flanke des Ausgangssignals der monostabilen Kippstufe 104 wird die monostabile Kippstufe 110 angestoßen, sodaß das Magnetventil 10 für längere Zeit geöffnet wird; zugleich wird das Magnetventil 98 geschlossen. Bei einem Gastopf nach den Fign. 7 und 8 erfolgt somit die Restgasabführung stets vor dem Nachfüllen von Kohlendioxid, also vom "verbrauchten" Gasvorrat des Gastopfes. Auf einfache Weise ist auch die Gegentaktverriegelung der beiden Magnetventile sichergestellt.
Fig. 9 zeigt eine Steuerung für einen geringfügig abgewandelten Gastopf zur noch besseren Ausnützung des Kohlendioxids. Bei dieser Ausführungsform erfolgt eine Restgasabfuhr erst nach Durchführung einer vorgegebenen Anzahl von Nachfüllzyklen, d.h. erst dann, wenn im Gastopf schon eine höhere Restgaskonzentration vorliegt.
Ebenso wie bei der Ausführungsform nach Fig. 6 ist ein weiterer, durch den Schalter 92 wiedergegebener Niveaufühler vorgesehen, dessen Schaltpegel unter dem des durch den Schalter 78 wiedergegebenen Niveaufühlers liegt. Ein vierter Niveaufühler ist durch einen Schalter 114 wiedergegeben; sein Schaltpegel liegt oberhalb des Schaltpegels des durch den Schalter 78 wiedergegebenen Niveaufühlers.
Die Ausgangssignale der Schalter 76 und 78 sind wiederum durch ein UND-Glied 116 zusammengefaßt, dessen Ausgangssignal modifiziert über ein zu Verriegelungszwecken vorgesehens UND-Glied 118, eine monostabile Kippstufe 119 mit kurzer Zeitkonstante und ein ODER-Glied 120 auf den Setzeingang eines dem Flip-Flop 90 von Fig. 6 entsprechenden Flip-Flops 122 gelangt. Der Schalter 92 ist wieder über einen Inverter 124 mit dem Rückstelleingang des Flip-Flops 122 verbunden. Der Ausgang des Flip-Flops 122 ist mit einem Leistungsverstärker 126 für das Magnetventil 10 verbunden.
Der Ausgang des UND-Gliedes 116 ist ferner mit dem Eingang eines Binärzählers 128 verbunden, dessen eine Ausgangsklemme (hier die der Zahl 16 entsprechende) mit dem Setzeingang eines Flip-Flops 130 verbunden ist. Der Rückstelleingang des letzteren ist mit dem Schalter 114 verbunden, sein "1"-Ausgang mit einem Leistungsverstärker 132 für das Magnetventil 98. Der Ausgang eines ebenfalls mit dem "1"-Ausgang des Flip-Flops 130 verbundenen Inverters 134 ist mit der zweiten Eingangsklemme des UND-Gliedes 116 und einer monostabilen Kippstufe 136 mit kurzer Zeitkonstanten verbunden. Der Ausgang der letzteren ist mit der zweiten Eingangsklemme des ODER-Gliedes 120 verbunden.
Die Arbeitsweise der Steuerung nach Fig. 9 wird nun für einen Arbeitszyklus beschrieben, der sich von einer Erregung des Magnetventils 98 bis zur nächsten Erregung des Magnetventils 98 erstreckt.
Zu Beginn eines solchen Arbeitszyklus stehe der vierstellige Binärzähler 128 auf der Zahl 16. Es sei angenommen, daß der Schalter 76 über den ganzen Arbeitszyklus geschlossen ist.
Mit ansteigendem Wasserspiegel wird der Schalter 78 geschlossen und man erhält am Ausgang des UND-Gliedes 116 ein Signal, durch welches der Binärzähler 128 um eins weitergeschaltet wird. Da zu diesem Zeitpunkt am "1"-kusgang des Flip-Flops 130 kein Signal anliegt, ist die zweite Eingangsklemme des UND-Gliedes 118 mit Signal beaufschlagt und das auf die erste Eingangsklemme gegebene Ausgangssignal des UND-Gliedes 116 wird über das ODER-Glied 120 auf den Setzeingang des Flip-Flops 122 gegeben. Hierdurch wird das Magnetventil 10 eingeschaltet. Nun wird der Wasserspiegel durch Zuströmen des Kohlendioxids wieder nach unten gedrückt, bis der Schalter 92 öffnet, und durch das Flip-Flop 122 zurückgestellt und das Magnetventil 10 geschlossen wird.
Der oben beschriebene Teilzyklus läuft 31 mal hintereinander ab, ohne daß am Setzeingang des Flip-Flops 130 eine ansteigende Signalflanke erhalten wird. Beim Wiederreichen der Zahl 16 wird das Flip-Flop 130 gesetzt und damit das Magnetventil 98 erregt. Zugleich wird das UND-Glied 116 gesperrt. Durch das Öffnen des Magnetventils 98 wird der Überdruck im Gastopf vermindert, sodaß der Wasserspiegel unter Verdrängung von Restgas weiter ansteigt. Dieser Anstieg kann durch entsprechende Positionierung des dem Schalter 114 entsprechenden Niveaufühlers so eingestellt werden, daß eine größere Menge nun stärker verbrauchten Gases abgeführt wird. Durch Schließen des Schalters 114 wird das Flip-Flop 130 zurückgestellt, und damit wird auch das Magnetventil 98 geschlossen. Zugleich wird das UND-Glied 118 wieder freigegeben und die monostabile Kippstufe 136 angestoßen.
Hierdurch wird über das ODER-Glied 120 das Flip-Flop 122 gesetzt. Nun strömt solange Kohlendioxid in den Gastopf, bis der Schalter 92 schließt, wodurch die Erregung des Magnetventils 10 wieder unterbrochen ist. Damit ist ein vollständiger Zyklus abgeschlossen.

Claims

Gastopf Patentansprüche 1.Gastopf zum Anreichern von Wasser mit Kohlendioxid, insbesondere zur Verwendung an Aquarien, mit einer Einrichtung zum Zersprühen des zugeführten Wassers, mit einem Wasserauslaß und mit einem Einlaß für Kohlendioxid, gekennzeichnet durch eine Niveaufühleranordnung (30;56; 78, 92; 78, 92, 114), welche mit einer Steuerung (36) für die Kohlendioxidzuführ verbindbar ist, und durch eine Einrichtung (44, 62, 64; 96, 98) zum Abführen von Restgas, welche ebenfalls durch die Niveaufühleranordnung betätigbar ist.
2. Gastopf nach Anspruch 1, bei welchem der Wasserauslaß durch ein Heberrohr gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Abführen von Restgas mindestens eine Öffnung (44) in der Wand des Heberrohres (26) aufweist, deren Höhe über dem Boden (22) des Gastopfes (12) zu dem Niveau des Wasserspiegels korreliert ist, bei welchem die Niveaufühleranordnung (30) anspricht.
3. Gastopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (44, 62) des Heberrohres (58) über dem Wasserspiegel liegen, bei dem durch die Niveaufühleranordnung die Kohlendioxidzufuhr unterbrochen wird.
4. Gastopf nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß in der Wand des Heberrohres (58) eine Mehrzahl von Öffnungen (44, 62 bzw. 64) in unterschiedlichem Abstand über dem Boden (22) angeordnet sind.
5. Gastopf nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Öffnungen (44, 62) in gleichem Abstand vom Boden (22) angeordnet ist.
6. Gastopf nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnungen (44, 62, 64) in der Wand des Heberrohres (58) als Drosselöffnungen ausgebildet sind.
7. Gastopf nach einem der Ansprüche 2 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verzögerungseinrichtung (82; 90 - 94), durch welche das Aktivierungssignal für die Einrichtung zur Kohlendioxidzufuhr über das Erreichen des Schaltpegels der Niveaufühleranordnung (78) hinaus aufrechterhalten wird.
8. Gastopf nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verzögerungseinrichtung einen zweiten Niveaufühler (92) aufweist, der bei einem niedereren Schaltpegel anspricht.
9. Gastopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ab führen von Restgas eine Restgasabführleitung (96) aufweist, in der ein Servoventil (98) angeordnet ist, das von der Steuerung (36) in Abhängigkeit vom Ausgangssignal der Niveaufühleranordnung (30) betätigbar ist.
10. Gastopf nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung (36) einen durch das Ausgangssignal der Niveaufühleranordnung (78) angestoßenen ersten Taktgeber (104) zum Aktivieren des Servoventils (98) und einen durch die hintere Flanke des Aktivierungssignals für das Servoventil anstoßbaren zweiten Taktgeber (110) zum Erregen der Einrichtung zur Kohlendioxidzufuhr (10) aufweist.
11. Gastopf nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet, durch einen mit dem Ausgangssignal der Niveaufühleranordnung (78) beaufschlagten Zähler (128), über den die Aktivierung des Servoventils (98) erfolgt.
12. Gastopf nach einem der Ansprüche 9 bis 11, gekennzeichnet durch einen weiteren Niveaufühler (114), durch welchen die Aktivierung des Servoventils (98) beendet wird.
13. Gastopf nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveaufühleranordnung einen Niveaufühler (92) aufweist, durch welchen die Aktivierung der Einrichtung (10) zur Kohlendioxidzufuhr beendet wird.
14. Gastopf nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Verwendung an einem Aquarium, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangssignal der Niveaufühleranordnung (78) und das Ausgangssignal eines den Kohlendioxidgehalt im Wasser des Aquariums bestimmenden Gerätes (76) über ein UND-Glied (86; 102; 116) bei der Bildung des Aktivierungssignals für die Einrichtung (10) zur Kohlendioxidzufuhr zusammengefaßt werden.
15. Gastopf nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveaufühleranordnung (56) ein gasdicht mit dem Deckel (20) verbundenes Schutzrohr (66) und in diesem angeordnete Elektroden (68, 70) aufweist, wobei das Schutzrohr mindestens eine über den unteren Enden der Elektroden angeordnete Öffnung (74) aufweist.
16. Gastopf nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß eine Restgasrückführleitung (26; 96) mit einer Mehrzahl übereinander angeordneter, mit kleinen Durchbrechungen versehener Glocken (46) versehen ist, welche in ein das angereicherte Wasser aufnehmendes Becken, insbesondere das Aquarium eintauchen.