DE3126580C2

DE3126580C2 - Einrichtung zum Steuern der Regenerationseinrichtung für das Ionenaustauschmaterial eines Wasserenthärters

Info

Publication number: DE3126580C2
Application number: DE3126580A
Authority: DE
Inventors: Donald P. 60178 Sycamore Ill. DeVale; Stanley F. 60060 Mundelein Ill. Rak; Roger 60061 Vernon Hills Ill. Rehfeldt
Original assignee: Culligan International Co
Current assignee: Culligan International Co
Priority date: 1980-10-21
Filing date: 1981-07-06
Publication date: 1983-12-22
Also published as: ES8203639A1; BE889721A; AU7192181A; FR2497122B1; FR2497122A1; CA1167547A; US4299698A; GB2088590A; ES503281A0; AU544639B2; IT8122721A1; GB2088590B; IT8122721A0; IT1137691B; DE3126580A1

Abstract

Bei einer Einrichtung zum Steuern der Regenerationseinrichtung für das Ionenaustauschmaterial eines Wasserenthärters ist dem Widerstandsdetektor für das Ionenaustauschmaterial eine Halteschaltung zugeordnet und es ist ein auf vorbestimmte Regenerationszeiten einstellbarer Zeitgeber vorgesehen, dessen Schaltkontakt zusammen mit dem durch den Widerstandsdetektor betätigten Regenerations-Schaltkontakt die Steuereinrichtung der Regenerationseinrichtung so steuert, daß eine Regeneration nur in durch den Zeitgeber vorgegebenen Zeitabschnitten ausgeführt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches.

Es sind Einrichtungen bekannt, mit denen eine Widerstandsänderung in dem Ionenaustauschmaterial eines Wasserenthärters anzeigbar ist (US-PS 33 73 351 und 59 573). Bei diesen bekannten Einrichtungen wird eine Erneuerung und Regeneration des lonenaustauschmaterlals sofort nach entsprechender Feststellung durchgeführt, was in Zeiten geschehen kann, in denen es wünschenswert ist, weiterhin Wasser zu liefern. Bei den bekannten Steuereinrichtungen, die eine manuelle Regeneration vorsehen oder eine Regeneration gesteuert durch eine Steuereinrichtung, die zu vorbestimmten Zeitintervallen eine Regeneration einleitet, besteht ein Problem darin, daß eine Regeneration durchgeführt wird, bevor eine solche überhaupt nötig ist. oder daß ein solche Regeneration

ίο nicht schnell genug durchgeführt wrid und das Wasser daher nicht die gewünschten enthärteten Eigenschaften am Ende eines Steuerintervalls aufweist. Ein drittes System zur Wasserenthärtung benutzt eine Steuerung, bei welcher eine Wasserenthärtung vorgenommen wird,

u wenn die Eigenschaften des ausgegebenen Wassers und/oder des Ionenaustauschmaterialbettes anzeigen, daß eine Regeneration durchgeführt werden soll. Das al! diesen Systemen gemeinsame Problem besteht darin, daß hier jeweils eine Regeneration in Zeiten durchgeführt wird, wenn gerade ein hoher Bedarf an enthärtetem Wasser besteht, also während Zeiten, in denen wegen der Regeneration im allgemeinen kein enthärtetes wasser zur Verfügung steht sondern in denen das unenthärtete Wasser an dem Wasserenthärter vorbeigeleitet wird.

Andere Systeme benutzen zwei gesonderte Wasserenthärter, denen jeweils gesonderte Steuereinrichtungen zugeordnet sind und die so miteinander verbunden sind, daß die gleichzeitige Regeneration durch beide Enthärter vermieden ist (US-PS 36 75 041).

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Steuereinrichtung zu schaffen, die sicherstellt, daß eine Regeneration des Ionenaustauschmaterials nur in Zeiten durchgeführt wird, in denen kein enthärtetes Wasser gebraucht wird.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Einrichtung laut Oberbegriff des Hauptanspruches durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung Ist sichergestellt, daß eine über den Widerstandsdetektor einmal festgestellte Notwendigkeit zur Regeneration im Haltekreis gespeichert wird jedoch noch nicht sofort ausgeführt wird, sondern daß die Ausführung der Regeneration erst dann erfolgt, wenn über den zusätzlichen Zeltgeber die dort eingestellte Zelt erreicht Ist, in welcher im allgemeinen kein oder wenig enthärtetes Wasser im Haushalt benötigt wird. Damit Ist sichergestellt, daß eine Regeneration nicht In Zeiten durchgeführt wird. In denen enthärtetes Wasser benötigt wird, also beispielsweise während des Tages Im Haushalt. Dies wird durch eine

w sehr einfache Zusatzschaltung erreicht. Durch die Verwendung einer Widerstandsbrücke als Widerstandsdetektor Im Sinne des Unteranspruches wird außerdem erreicht, daß ohne eine zusätzliche Referenzquelle ein sicheres Ansprechen des Widerstandsdetektors eintritt.

In der Brücke wird gleichzeitig auch das Referenzsignal für den anschließenden Komparator erzeugt.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

^b0 Flg. 1 zeigt einen Wasserenthärter mit einer erfindungsgemäßen Steuereinrichtung;

Fig. 2 zeigt die elektrische Schaltung des Steuerkreises.
Dem Wasser-Aufbereitungs- bzw. Enthärtungs-Gerät

^b5 10 Ist eine Steuereinrichtung 11 zugeordnet Der eigentliche Wasserenthärter 10 umfaßt einen lank 12. der ein Bett 13 eines geeigneten Ionenaustauschmaienals. beispielsweise Kunstharzgranulat, enthalt. Die Wasserzu-

fuhr zum Tank 12 erfolgt über eine Zufuhrleitung 14, die zum Ventilgehäuse 16 führt, von dem aus das Wasser über eine Leitung 17 dem Tank 12 zugeführt wird. Das Wasser gelangt dann nach unten durch das Bett 13 und wird über eine Leitung 18 wiederum durch das Ventilgehäuse 16 zu einer Leitung 19 abgezogen, über welche das enthärtete weiche Wasser dem eigentlichen Wassersystem zugeführt wird. Von dem Ventilgehäuse führt eine Leitung 21 zu einem Laugentank 22. der Salz zur Erzeugung der Lauge enthält. Ein Abfluß 23 führt vom Ventilgehäuse 16 zu einem geeigneten Auslauf.

Die Steuereinrichtung 16 ist von bekannter Art, beispielsweise nach der US-PS 39 26 071. Sie kann entweder vom Zwei- oder Fünf-Zyklus-Typ sein. Die eigentliche Aufbereitungs-Steuereinrichtung 24 steuert die Regeneration und sie kann beispielsweise wiederum nach der US-PS 39 26 071 in bekannter Weise ausgebildet sein. Sie umfaßt in eiern Ausführungsbeispiel nach der Erfindung eine elektronische Steuerschaltung 26, die sicherstellt, daß eine Regeneration nur zu vorbestimmten Zeiten durchgeführt wird, beispielsweise zwischen 2.00 und 6.00 Uhr morgens, so daß eine Reaktivierung und Erneuerung nicht zu anderen Zeiten durchgeführt wird, zu denen es wünschenswert ist. weiches enthärtetes Wasser zur Verfügung zu haben.

Die Steuerschaltung 26 stellt die Notwendigkeit einer Regeneration des Kunstharzbettes durch die Verwendung von zwei Paar vertikal übereinander angeordneten Elektroden K₁ und R, fest, die an einem geeigneten Halter 27 befestigt sind, der sich nach unten in den Tank 12 erstreckt. Die Elektrodenpaare sind im vertikalen Abstand relativ zueinander angeordnet und ermöglichen die Feststellung des elektrischen Widerstandswertes, wodurch es mögich ist. festzustellen, wann eine Regeneration des Bettes 13 durchgeführt werden soll und wann ein zugeordneter Haltekreis eingeschaltet werden soll. Nach der Erfindung wird eine Regeneration des Kunstharz-Granulat-Bettes nicht unmittelbar nach der Feststellung einer Notwendigkeit zur Regeneration durchgeführt, sondern die Steuerschaltung bleibt in einer Haltestellung bis die Zeit erreicht ist, die vorbestimmt wurde, wann eine Regeneration durchgeführt werden soll.

Die Detektorschaltung wird nach der Ausführung der Regeneration zurückgestellt bis eine erneute Regeneration gewünscht wird. Sobald die Widerstandsdifferenz zwischen den Meßelek'.roden R, und /?, derart ist. daß eine Regeneration vorgenommen werden soli, wird die Schaltung in einen entsprechenden Haltezustand gebracht und sie bleibt in dieser Schaltstellung, bis das Kunstharzbett tatsächlich regeneriert wurde. Eine Regeneration wird jedoch nicht vor der vorbestimmten Zeitperiode eingeleitet, also beispielsweise nicht vor 2.00 und 6.00 Uhr morgens, eine Regeneration wird also nicht in einer Zeit durchgeführt, in der Bedarf nach enthärtetem Wasser besteht.

Die Steuerschaltung umfaßt einen Transformator 71. dessen Primärwicklung 29 über die Anschlüsse 27. 28 an das Wechselstromnetz angeschaltet ist und der Sekundärwicklungen .11 und 32 aufweist. EIne damit gespeiste Brückenschaltung 33 umfaßt zwei Widerstände RX und ^! Ii 2. die mil dem Refefen7w idefsland R und dern MeIl-■λ idcrstand R. der Meßelektroden /us.inimengeschalltM ■-in 1.1 Der Verhindungspunki /wischen 'lern Widerstand /-,'I und Kl :-; nü dem einen I-.nde ¹Je r Sekundlirw ick- :λ\~.£ M '.erhuiui·.·!'·. Jas andere i.ude Jei ^ekund.'irwick- ' ^::. ni_: .'2 im mit der \ c r ί - j π ι i ι. ι: μ χ; ·;. > ■ k: /ν. is..!·!en Jen Km-Der Plus-Eingang Il eines Komparator .-Il ist über eine Leitung 36 mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R, und Rl verbunden. Der negative Eingang 12 des Komparator Al ist über eine Leitung 34 mit dem Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand R 1 und der Impedanz R, der Brücke 33 verbunden. Der Ausgang 13 des Komparator .-11 steht über eine Diode DJ) mit einem Widerstand R4 in Verbindung, der mit dem Plus-Eingang 14 eines zweiten Komparator -12

ι verbunden ist. Der andere Eingang Γ6 dieses Komparator Al ist über eine Leitung 41 mit dem Ausgang eines Spannungsreglers 58 verbunden. Zwischen dem Ausgang des Komparator Al und dem Plus-Eingang I 4 ist ein Widerstand RS geschaltet. Mit dem Ausgang des Kom-

, parators Al ist der Plus-Eingang I 5 eines dritten Komparator .-13 verbunden, dessen negativer Eingang 16 mit der Leitung 41 verbunden ist. Der Ausgang des Komparator A3 ist über einen Widerstand R 8 und einen Rückstellschalter Rl mit dem Verbindungspunkt zwischen

ι der Diode L-I und dem Widerstand Λ4 verbunden. Das eine Ende der Sekundärwicklung 32 L. über eine Leitung 39 mit dem Ausgang des Spannungsregler 58 verbunden. Ein gesonderter Regenerationsschalter .Sl ist zwischen der Leitung 38 und dem Verbindungspunk: zwi-

> sehen der Diode D 3 und dem Widerstand R4 vorgesehen. Parole! zu dem Schalter SX ist ein Kondensator Cl mit einem Widerstand Rb geschaltet. Zwischen der Leitung 38 und einer zu einem dritten Eingang des Spannungsreglers 58 führenden Leitung 60 ist ein Kondensator Cl geschaltet. Eine Relaisspule R)X ist von der Leitung 60 zu einem Widerstand Rl geschaltet, dessen anderes Ende mit dem Plus-Eingang des Komparator A3 verbunden isi. Parallel zu der Relaisspule R)X ist eine Diode DA geschaltet. Zwischen dem einen Ende der Sekundärwicklung 31, das mi: der Leitung 60 in Verbindung steht, ist eine Diode Dl geschaltet. Von diesem Finde der Sekundärwicklung 31 führt ferner eine Diode DX über einen Widerstand R 3 zum Ausgang des Komparator II. Ein Zeitsteuermotor 51 wird über die Klemmen 56 und 57 gespeist und seine Welle trägt Nocken 53 und -13. Der Nocken 53 hat eine Erhöhung 54, die mit einem Schalter .S 2 zusammenwirkt und diesen öffnet, um die Schaltung nach der Durchführung einer Regeneration zurückzustellen. Der Nocken 43 hat ei^.e Erhöhung 40. die mit einem Schalter 44 zusammenwirkt und diesen schließt, so daß ein Kontakt mit einem Anschluß

46 hergestellt wird. Der Kontakt 46 ist mit einem Schalter 47 verbunden, der durch das Relais R) X gesteuert ist. Wenn das Relais R) X erregt wird und damit der Schalter

47 durch den Anker 49 geschlossen wird, wird die Leitung 48 mit dem Kontakt 46 verbunden. Die Leitung 48 führt zu der eigentlichen Wiederaufbereitungs-Steuer schaltung 42. so daß beim Schließen der Schalter 47 und 44 tine Regeneration des Ionenaustauschbettes des Was serenthärters 1 eingeleitet und durchgeführt wird.

Bei verstimmter Brücke 33. wenn also R, größer ist als R. und dadurch die Brücke verstimmt ist. wird eine Wechselspannung I I dem Eingang des Komparator -Il zugeführt. Die Wechselspannung AX ist in Phase mit der Spannung I 3 am Ausgang des Komparator. Dem Komparator Il wird eine geregelte Spannung I 2 und eine sich Lindernde Spannung I I zuyelührt. letztere :si iihhänb/it; ww der Änderung des Widerstandes Λ' Wenn I I kleiner ist als ! 2. wird durch die positiven Halbwollen iiei -S''an:iu;ii! '■ 3 der ^l'.ondensali>r ( 1 über den Widerstand /■' ^ lind JiJ ! >: ι κ i _■ /'3 .r.ilu. laden !>·.;· !■'■ ■)·.·.- ■■ ■■ ; i - v-^;.! ·. in-j S;\;:ru;nr I 4 /i.iue-

lor Cl entspricht, sowie eine Spannung I 6. die geregelt ist und etwa 5 Voll betrügt. Wenn die Spannung I 4 gröller ist als die Spannung I ft. wird das Relais K) 1 nicht erregt.

Dem Komparator 1.1 wird eine Spannung I 5 zugeführt, die hoch Ist und etwa 14 Volt betrügt, wenn das Relais nicht erregt Ist. ferner eine Spannung I 6. die vom Spannungsregler 48 kommt und etwa 5 Volt betragt Wenn I 5 größer lsi als I 6, Irin keine llaltewirkung bezüglich des Hingangs I 4 des !«Comparators 12 auf.

Die Diode Π1 und der Kondensator (2 dienen zur Gleichrichtung und Filterung.

Wenn der Meßwidcrstand K, größer wird und die Brücke 33 so verstimmt wird, dall die positiven llalbwellen der Spannung I I den Referenzpegel I 2 Ubersehreilen, erzeugt der Komparator Il eine llaltespannuny I 3 wiihrend der positiven Ilaibwellen von II. Nachdem I I und I 3 in Phase sind und die positiven llalbwellen der Spannung '■ 3 der. Komicnsaior C! über ;!ic Diode .03 aufladen, wird die Spannung I 3 durch den Komparator Il wührend der positiven llalbwellen dieser Spannung I 3 gehalten, wodurch der Kondensator (1 normalerweise geladen gehalten wird

Die Spannung am Kondensator Cl (I 4) beginnt abzufallen, da der Kondensator (I über den Widerstand Rb gegen Masse und den Widerstand R 4 durch den Hingang des Komparators 12 entladen wird. Wenn die Spannung I 4 kleiner als die Spannung I 6 wird, wird über den Komparator .12 das Relais KV\ gegen Masse geschaltet (I 5 = 0) und dadurch das Relais eingeschaltet.

In diesem Zeitpunkt Ist 15 niedriger al' die Spannung I 6 und der Komparator 13 schaltet Cl gegen Masse, wodurch das Relais in der eingeschalteten Stellung gehalten wird. Das Relais schließt den Kontakt 47 und der Zeitsteuermotor 51 schließt über den Abschnitt 40 des Nockens 43 den Schaller 44 zu gegebener Zeit, wenn eine Regeneration des lonenbeites durchgeführt werden soll. Der Nocken 53 mit seiner Erhöhung 54 öffnet den Schalter Λ 2 zur Rückstellung der Schaltung, so daß das Relais Λ') 1 abgeschaltet wird zu einer /eit. wenn K gleich A' ist durch kurzzeitiges (')lfnen des Schalters S 2

Die Hntladu/eitkonsi.inte des Kondensa'.ors ( 1 ist über den Widerstand /\'6 zu etwa 30 Sekunden gewühlt, so daß eine vorzeitige oder falsche klemmung bzw Regelung vermieden wird

Wenn die Brücke 33 in umgekehrter Richtung verstimmt wird, also R großer ist als W₁, geschieht nichts, da die Spannungen I I und I 2 dann außer Phase sind Der Widerstand RH schützt den Komparator 13 vor hohen ilberlaslsirömen. ist jeilnch genügend klein, um die Spannung I 4 unterhalb der Spannung I ft zu halten Die Referenzspannung wird über die Leitung 3ft von der Brücke 33 selbst erzeugt und es ist kein zusätzliches Relerenzpotentlonieter oder dergleichen zur Lrzeugung der Referenzspannung für den Komparator 11 nötig.

In einem konkreten Ausführungsbeispiel ist die Schaltung nach f-'ig 2 mit folgenden Bauelementen ,lufge-

/1	120\ /I2V/2	>V
R\	200 OHM h,	Ml
Rl	215 OHM 1".	Ml
R 3	4 7K 5·',. C 1·"
R4	4 7K 5% Cl
R 5	K)M .v\, Cl-
Rb	IM y\. CF.
Rl	680 OHM .vt.	Cl
K ti	4.7K yv CF
Cl	22 μ Id 35V
(2	100 u fd 25V
I)\	IN400I
1)1	1N400I
1)3	IN400I
DA	1N400I
M	1/4 CA 339G
■12	1/4CA 339G
13	1/4 CA 3-WJ

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Steuereinrichtung für die Regenerationseinrichtung eines Wasserenthärters, mit einem Detektor zum Feststellen des Erschöpfungszustandes des Ionenaustauschmaterials und mit einem durch diesen Detektor gesteuerten Relais, durch dessen Schaltkontakt die Regenerationseinrichtung einschaltbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Relais (RYl) eine seinen einmal geschlossenen Schaltkontakt (47) geschlossen haltende Halteschaltung (Al, A3) zugeordnet ist und dieser Schaltkontakt (47) mit einem durch einen einstellbaren Zeitgeber (51) betätigten Schallkontakt (44) so zusammengeschaltet ist, daß die Regenerationseinrichtung (42) erst dann eingeschaltet wird, wenn beide Schaltkontakte (44, 47) geschlossen sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, f^ß die beiden Schaltkontakte (44, 47) in Reihe geschaltet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Relais-Halteschaltung (.42, /13) ein durch den Zeitgeber (51) gesteuerter Rückstellschalter (Sl) zugeordnet ist. durch den die Halteschaltung (Al, A3) nach vollzogener Regeneration zurückgestellt wird.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Detektor (33) und dem Relais (R YX) eine Zeitverzögerungsschaltung (Cl, R6) angeordnet ist.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch f,2kenn2 '.chnet, daß der Detektor zwei zu einer Brtlckeischaltung (33) zusammengeschaltete Elektrodenpaare {/?,. A", aufweist, von denen mindestens eines in dem Ionenaustauschmaterial angeordnet ist, und die eine Brückendiagonale mit den beiden Eingängen (VX, Vl) eines !Comparators (/II) verbunden lsi. dessen Ausgang (I 3) das Relais (RYX) steuert.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ReIaIs-Halleschallung zwei jeweils mit einem Referenzsignal beaufschlagte Komparatoren (Al, A3) umfaßt, der Ausgang der Zeitverzögerungsschaltung (Cl, Λ6) mit dem Eingang (M) des einen !Comparators (Al) verbunden ist, dessen Ausgang mit dem Eingang (15) des anderen !Comparators (A3) sowie mit dem Relais (RYX) verbunden ist und der Ausgang dieses anderen !Comparators (A3) mit dem Eingang (14) des einen !Comparators (Al) über den durch den Zeitgeber (51) gesteuerten Rückstellschalter (S 1) verbunden ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Komparator (AX) des Detektors und der Zeitveriögerungsschaltung (Cl, R6) ein Gleichrichter (D3) geschaltet ist.