DE3305316C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dosiervorrichtung für die Beigabe von Waschzusätzen bei einer Spülmaschine für den Laborbedarf und für Geräte, mit einer Förderpumpe, die die Waschzusätze aus einem Vorrats­ behälter über eine Rohrleitung in den Spülraum fördert und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhängigkeit von vorgegebenen Signalen die Förderpumpe ein- und ausschaltet.

Zur Beigabe von Waschzusätzen w. z. B. Lauge, Säure, Pflegemittel etc., ist es bei sogenannten Frischwasser-Spülmaschinen üblich, eine Dosier­ pumpe zu verwenden, die durch ein Programmwerk gesteuert eine im Pro­ gramm fest eingegebene Menge von Waschzusätzen in den Spülraum bzw. Waschtank fördert. Unter Frischwasser-Spülmaschine im obigen Sinne ver­ steht man Spülmaschinen, bei denen das Wasser nach jeder Charge, nicht jedoch während eines Waschvorganges, einmal gewechselt wird.

Bei sogenannten Tankmaschinen, d. h. Spülmaschinen, bei denen der Tank­ inhalt nach jeder Charge nur mit Frischwasser ergänzt, das Wasser jedoch nicht vollständig ausgetauscht wird, ist es bekannt, die Menge der zuge­ führten Waschzusätze dadurch zu regeln, daß mit einer Leitfähigkeits- Meßsonde der pH-Wert im Tank gemessen und hierüber die Zufuhr weiterer Waschzusätze gesteuert wird. Hiermit wird also ein fest eingestellter pH-Wert aufrechterhalten. Nachteilig hieran ist, daß die Regelung nur bei Zugabe von Waschzusätzen funktioniert, die eine Leitfähigkeitsän­ derung bringen, jedoch nicht bei Waschzusätzen, die neutral sind. Auch ist es bei dieser Maschine nicht möglich, die bei modernen Frischwasser-Spülautomaten bis zu vier unterschiedlichen Wasch­ zusätze quantitativ zu überwachen.

Die eingangs genannten Dosiervorrichtungen, die mit Dosierpumpen arbeiten, haben den Nachteil, daß sie entweder relativ ungenau oder aufwendig sind. Weiterhin kann ein Ausfall der Dosierpumpe oder ein Fehlen von Waschzusätzen normalerweise nicht erkannt werden.

Aus dem DE-GM 19 24 153 ist eine einstellbare Dosiervorrichtung für die Dosierung von Badewasser bekannt, bei der in einer Zu­ leitung eine Meßkammer mit einem Flügelrad angeordnet ist, dessen Flügel über eine Düse durch die strömende Flüssigkeit beaufschlagt werden. Das Flügelrad treibt über ein Untersetzungsgetriebe ein Sperrad an, das bei seiner Drehung einen Handhebel eines Absperr­ hahnes mitnimmt. Die relative Anfangsstellung zwischen Handhebel und Sperrad kann über Sperrklinken eingestellt werden, wodurch eine bestimmte zu fördernde Menge vorwählbar ist. Voraussetzung für ein einwandfreies Funktionieren dieses Dosierautomaten ist ein ausreichend hoher Wasserdruck, um die für die Betätigung eines üblicherweise verhältnismäßig schwergehenden Absperrhahnes erforderliche Arbeit aufbringen zu können.

Aus der DE-AS 11 09 386 ist eine Strömungsfühlvorrichtung für Fluide in einer Leitung bekannt. Hierzu sind in der Leitung zwei Flügelräder vorgesehen, die über eine Feder miteinander gekoppelt sind. Durch die Wandung der Leitung ragen zwei Magne­ te hindurch, die das Vorbeilaufen des zugeordneten Flügels er­ fassen, worauf in Spulen, die dem Magneten zugeordnet sind, Impulse erzeugt werden, die einer elektronischen Auswerteschal­ tung zugeführt werden. Diese Auswerteschaltung besitzt zwei Oszillatoren, deren Ausgangssignale durch Torschaltungen zu Zählern geleitet werden. Die Torschaltungen werden durch die Impulse der Spulen geöffnet bzw. geschlossen.

Die DE-AS 11 11 710 zeigt einen Apparat zur Regelung eines Flusses eines Materialstromes, bei dem in ein Rohr ein Fluß­ mengengerät eingebaut ist, das als Verdrängungsflußmeßgerät aufgebaut ist. Dieses Gerät gibt an seinem Ausgang elektrische Impulse ab, deren Impulsfrequenz proportional dem Mengenstrom ist. Diese Impulse werden in einem Impulsuntersetzer herabge­ setzt und einem Summierzähler zugeführt, der die durchgeflossene Menge anzeigt. Der Impulsuntersetzer kann so eingestellt wer­ den, daß der Summierzähler die durchgeflossene Menge in einem normierten Maß (z. B. in Litern) anzeigt.

Die DE-AS 10 59 200 zeigt eine Vorrichtung zur Messung des Durchflusses eines Strömungsmittels, die speziell auf die Über­ wachung des Brennstoffes bei Flugzeugen ausgelegt ist. Zur Mes­ sung einer Strömung wird in einem der dortigen Ausführungsbei­ spiele ebenfalls ein von der Flüssigkeit angetriebener Meßflügel verwendet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Dosiervorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß mit einfachen Mitteln eine sehr genau einstellbare Menge von Wasch­ mittelzusätzen in den Spülraum gefördert werden kann.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsbildenden Dosiervorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Durch die direkte Erfassung der Waschzusatz-Menge kann man ein­ fache und billige Förderpumpen verwenden und trotzdem sehr ge­ nau beliebig festgelegte Waschzusatzmengen in den Spülraum för­ dern. Auch benötigt man keine aufwendigen Überwachungseinrich­ tungen für die Überwachung der Füllung eines Waschzusatz-Tankes.

Um eine sichere Erfassung aller gängigen Waschzusätze durchführen zu können, wird vorzugsweise als Durchfluß­ messer ein Flügelzellenrad mit mindestens einem Permanent­ magneten, der an einem Flügel angebracht ist, verwendet sowie ein gegenüber dem Flügelzellenrad stationär angeord­ neter Sensor, der in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen Permanentmagnet und Sensor elektrische Signale erzeugt. Derartige Durchflußmesser sind robust aufgebaut, arbeiten unabhängig vom zu messenden Medium und geben gleichwohl ausreichend exakte Meßwerte ab.

Vorzugsweise sind diese Durchflußmesser über einen an der Rohrleitung angebrachten Flansch dicht in die Rohrleitung einsetzbar. Damit können auch herkömmliche Spülmaschinen verhältnismäßig einfach umgerüstet werden.

Um die Meßgenauigkeit zu erhöhen, besitzt das Flügelzel­ lenrad mehrere Flügel, in welche jeweils ein Permanent­ magnet im Bereich der radial äußeren Enden der Flügel ein­ gelassen ist, wobei der Sensor bezogen auf die Achse der Flügel in etwa derselben radialen Abstand wie die Perma­ nentmagnete hat. Jedesmal wenn ein Permanentmagnet an dem Sensor vorbeiläuft, wird ein elektrischer Impuls erzeugt und an die Auswerteschaltung weitergeleitet. Bei einem Flügelzellenrad mit drei Flügeln werden somit pro voller Umdrehung drei Impulse abgegeben.

Eine besonders einfach aufgebaute Auswerteschaltung ent­ hält einen Zähler, dem die Ausgangssignale des Sensors zu­ geführt werden, wobei die Ausgänge des Zählers mit einem Vergleicher verbunden sind, der den Zählerstand mit einem voreinstellbaren Sollwert vergleicht und ein Übereinstim­ mungssignal an die Steuereinrichtung abgibt, wenn Zähler­ stand und Sollwert gleich sind. Mit dem Übereinstimmungs­ signal kann dann die Förderpumpe abgeschaltet werden, da sichergestellt ist, daß die voreingestellte Spülzusatz­ menge gefördert wurde. Eine Änderung der jeweils zu för­ dernden Waschzusatzmenge ist leicht möglich, indem der Sollwert über ein Tastenfeld oder einen Programmwahlschal­ ter verändert wird.

Hierbei kann auch berücksichtigt werden, daß die Förder­ pumpe nach dem Abschalten noch einige Umdrehungen weiter­ läuft. Der Sollwert muß dann lediglich um einen bestimmten Betrag kleiner angesetzt werden, als die tatsächlich zu fördernde Waschzusatz-Menge.

Da während eines kompletten Spülvorganges mehrfach be­ stimmte Waschzusatz-Mengen zugeführt werden müssen, ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, daß die Steuereinrichtung nach Empfang des Übereinstimmungssignals den Zähler auf Null zurücksetzt, so daß die Auswerteschal­ tung nach Beendigung jeder Waschzusatz-Zufuhr wieder in ihren ursprünglichen Zustand zurückkehrt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist eine Überwacheinrichtung vorgesehen, die feststellt, ob bei eingeschalteter Förderpumpe der Durchflußmesser ein den Waschmittelzusatz-Durchfluß anzeigendes Signal erzeugt und die ein Alarmsignal erzeugt, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist. Da bei einwandfreier Funktion der Förderpumpe und bei Vorhandensein eines Waschzusatz-Vorrates beim Lauf der Pumpe auch Waschzusatz gefördert werden muß, wird al­ so erfaßt, ob beim Lauf der Pumpe auch tatsächlich der Durchflußmesser den Fluß von Waschzusatz feststellt. Ist dies nicht der Fall, so kann ein optisches oder akusti­ sches Warnsignal ausgegeben werden. Auch kann zusätzlich der ganze Waschvorgang in Abhängigkeit von dem Alarmsi­ gnal automatisch unterbrochen werden.

Da zwischen Einschalten der Förderpumpe und einem tatsäch­ lichen Fluß von Spülzusätzen am Durchflußmesser gewisse Zeit vergehen kann, beispielsweise wenn die Rohrleitung leer war, ist nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfin­ dung vorgesehen, daß die Überwacheinrichtung zusätzlich ein Zeitglied enthält, das die Erzeugung des Alarmsignals für eine vorgegebene Zeitdauer unterdrückt. Mit anderen Worten wird nur dann ein Alarmsignal ausgelöst, wenn die den Alarm an sich auslösende Bedingung für eine Mindest­ zeitdauer erfüllt ist.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungs­ beispieles im Zusammenhang mit der Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Stirnansicht des bei der Erfin­ dung verwendeten Durchflußmessers;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Fig. 1;

Fig. 3 ein Blockschaltbild der Auswerteschaltung, der Steuereinrichtung und der Förderpumpe.

In den Fig. 1 und 2 ist schematisch eine Rohrleitung 1 gezeigt, die mit einer nicht dargestellten Förderpumpe für Waschzusätze verbunden ist. Das andere Ende der Rohr­ leitung 1 mündet in den Spülraum der Spülmaschine. Die Rohrleitung 1 besitzt an ihrer Wandung eine Öffnung mit einem Flansch 2. Über diese Öffnung ist ein Durchflußmes­ ser einsetzbar, der im Prinzip als Flügelzellenrad-Durch­ flußmesser ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungs­ beispiel besitzt dieser Durchflußmesser drei Flügel 3, 4, 5, die nach Art eines Impellers geformt und an einer Ach­ se 6 angebracht sind. Im Bereich der radial äußeren Enden sind an den Flügeln 3, 4, 5 jeweils Permanentmagnete 7, 8 bzw. 9 angebracht, vorzugsweise in die Flügel eingelassen. Die Achse 6 ist in einem stationären Schaft 10 gelagert, welcher mit einer Verdickung 13 in den Flansch 2 eingepaßt ist. Über einen Bördelrand 14 und beispielsweise einem nicht dargestellten Dichtring kann somit der Durchflußmes­ ser mit einer Überwurfmutter dicht an dem Flansch ange­ schraubt werden. In dem Schaft 10 ist ein Sensor 11 un­ tergebracht, der bezogen auf die Achse 6 den gleichen radialen Abstand hat wie die Permanentmagnete 7, 8 bzw. 9. Dieser Sensor 11 gibt jedesmal dann einen elektrischen Impuls auf einem Leitungspaar 12 ab, wenn ein Permanent­ magnet sich an ihm vorbeibewegt. Als Sensor kann jegliche bekannte Einrichtung verwendet werden, die auf Änderungen der magnetischen Feldstärke ansprechen. Beispielsweise kann der Sensor eine Induktionsspule oder ein Hall-Gene­ rator sein. Der Schaft 11 und die Achse 6 sind so ausge­ bildet, daß sie einen möglichst geringen Strömungswider­ stand bilden. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Durchflußmesser so montiert, daß das Flügelzellen­ rad gegen die mit dem Teil 15 bezeichnete Strömung gerich­ tet ist.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit drei Flü­ geln und drei Permanentmagneten werden also pro voller Um­ drehung des Flügelzellenrades drei elektrische Impulse auf der Leitung 12 erscheinen.

Diese Impulse werden der Auswerteschaltung der Fig. 3 zu­ geführt. Die Auswerteschaltung der Fig. 3 enthält einen Zähler 20, beispielsweise einen Binärzähler, an dessen Eingänge die Leitung 12 angeschlossen ist. Die binären Ausgänge des Zählers 20 sind mit einem Eingang eines Ver­ gleichers 21 verbunden. Die anderen Eingänge des Verglei­ chers 21 sind mit einem Sollwertgeber 22 verbunden. Dieser Sollwertgeber 22 kann ein digitaler Speicher sein, dem über ein nicht dargestelltes Tastenfeld beliebige Zahlen eingebbar sind. Für bestimmte Anwendungszwecke kann der Sollwertgeber 22 auch fest programmiert sein, was am ein­ fachsten dadurch geschieht, daß die entsprechenden Ein­ gänge des Vergleichers 21 mit bestimmten Potentialen (logische Null oder logische Eins) verbunden sind.

Der Ausgang des Vergleichers 21 ist über eine Leitung 23 mit der Steuereinrichtung 24 verbunden. Immer dann, wenn der Zählerstand des Zählers 20 und der eingestellte Soll­ wert des Sollwertgebers 22 übereinstimmen, erscheint auf der Leitung 23 ein Übereinstimmungssignal. Dieses zeigt somit an, daß eine voreingestellte Waschzusatz-Menge am Durchflußmesser vorbeigeflossen ist. Die Steuereinrich­ tung 24 schaltet dann den Elektromotor 29 der nicht darge­ stellten Förderpumpe ab. Mit dem Abschalten der Förder­ pumpe, ggf. auch etwas verzögert, erscheint an einem Aus­ gang der Steuereinrichtung 24, d. h. auf der Leitung 34 ein Signal, das dem Rücksetzeingang des Zählers 20 zugeführt wird, und diesen auf Null zurücksetzt.

Die beispielsweise von einem nicht dargestellten Programm­ steuerwerk stammenden Signale zum Einschalten der Pumpe werden über Leitungen 25, 26 bzw. 27 der Steuereinrichtung 24 zugeführt. Diese Signale können in beliebiger, bekann­ ter Weise ermittelt werden, beispielsweise in Abhängigkeit von bestimmten Pegelständen des Wassers im Spülraum, in Abhängigkeit von zeitabhängigen Signalen aus einem Steuer­ werk oder in sonstiger Weise.

Zusätzlich ist eine Überwacheinrichtung 30 vorgesehen, die prüft, ob bei eingeschalteter Förderpumpe auch tatsäch­ lich der Waschzusatz durch die Rohrleitung 1 an dem Durch­ flußmesser vorbeiströmt. Hierzu ist die Überwacheinrich­ tung einerseits mit der Steuereinrichtung 24 verbunden, wobei über die entsprechende Verbindungsleitung 31 ein Signal übertragen wird, das anzeigt, daß der Elektromotor für die Förderpumpe eingeschaltet ist. Ein weiteres Ein­ gangssignal wird über eine Leitung 32 der Überwachein­ richtung 30 zugeführt. Dieses Signal zeigt an, ob der Durchflußmesser eine Strömung feststellt. Somit kann die Leitung 32 beispielsweise an einem Ausgang des Zählers 20 angeschlossen sein, wobei zweckmäßigerweise hier der Aus­ gang mit der niedrigsten Bit-Wertigkeit gewählt wird. Die Überwacheinrichtung 30 prüft dann, ob auf der Leitung 31 ein den Pumpenlauf anzeigendes Signal vorliegt und gleich­ zeitig ein sich änderndes, den Lauf des Durchflußmessers an­ zeigendes Signal vorhanden ist. Hierfür kann die Überwach­ einrichtung 30 beispielsweise ein flankengetriggertes mono­ stabiles Flipflop haben. Ist die genannte Bedingung erfüllt, so zeigt dies eine einwandfreie Funktion der Waschzusatz- Zufuhr an. Ist diese Bedingung dagegen nicht erfüllt, so heißt dies, daß trotz eingeschalteter Förderpumpe kein Waschzusatz durch die Rohrleitung 1 strömt. Die Überwachein­ richtung 30 gibt dann auf der Leitung 33 ein Alarmsignal aus, das optischen oder akustischen Alarm auslösen kann und gleichzeitig auch den Spülvorgang abbrechen kann. Damit in der Anfangsphase, kurz nach Einschalten der Förderpumpe kein Fehlalarm ausgelöst wird, beispielsweise wenn die Rohrleitung 1 leer war und die Förderpumpe erst eine gewis­ se Zeit arbeiten muß, bis Waschzusatz bis zum Durchflußmes­ ser gelangt ist, enthält die Überwacheinrichtung zusätzlich ein Zeitglied, das die Erzeugung des Alarmsignales für ei­ ne vorgegebene Zeitdauer unterdrückt. Mit anderen Worten muß die den Alarm an sich auslösende Bedingung für eine vorgegebene Zeitdauer vorhanden sein, damit auf der Leitung 33 tatsächlich das Alarmsignal erscheint.

Das Flügelzellenrad besteht vorzugsweise aus korrosionsfe­ stem Kunststoff. Gleiches gilt auch für den Schaft des Durchflußmessers sowie die mit dem Waschzusatz in Berührung kommenden Teile.

Claims (9)

1. Dosiervorrichtung für die Beigabe von Waschzusätzen bei einer Spülmaschine für den Laborbedarf und für Geräte, mit einer Förderpumpe, die die Waschzusätze aus einem Vorratsbehälter über eine Rohrleitung in den Spülraum fördert und mit einer Steuereinrichtung, die in Abhän­ gigkeit von vorgegebenen Signalen die Förderpumpe ein- und ausschaltet, gekennzeichnet durch einen in der Rohrleitung (1) angeordneten, an sich be­ kannten Durchflußmesser (3-11), der die durch die Rohr­ leitung fließende Waschzusatz-Menge erfaßt und durch eine Auswerteschaltung (20, 21, 22), die in Abhängigkeit von der erfaßten Waschzusatz-Menge die Steuereinrichtung (24) für die Förderpumpe (29) beeinflußt.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchflußmesser ein Flügelzellenrad mit mindestens einem Permanent­ magneten (7, 8, 9), der an einem Flügel (3, 4, 5) angebracht ist, aufweist sowie einen gegenüber dem Flügelzellenrad stationär ange­ ordneten Sensor (11), der in Abhängigkeit von der Relativbewegung zwischen dem Permanentmagneten (7, 8, 9) und dem Sensor (11) elek­ trische Signale erzeugt.

3. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Durchflußmesser über einen an der Rohrleitung (1) angebrachten Flansch (2) dicht in die Rohrleitung einsetzbar ist.

4. Dosiervorrichtung nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß das Flügelzellenrad mehrere (z. B. drei) Flügel (3, 4, 5) aufweist, in welche je ein Permanentmagnet (7, 8, 9) im Bereich der radial äußeren Enden der Flügel eingelassen ist, wobei der Sensor (11) bezogen auf die Achse (6) der Flügel in etwa denselben radialen Abstand wie die Permanentmagnete hat.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangssignale des Durchflußmessers bzw. des Sensors (11) einem Zähler (20) zugeführt werden, dessen Ausgänge mit einem Vergleicher (21) verbunden sind, der den Zählerstand mit einem voreinstellbaren Sollwert (22) vergleicht und ein Übereinstimmungssignal an die Steuereinrichtung (24) abgibt, wenn Zählerstand und Sollwert gleich sind.

6. Dosiervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (24) beim Empfang des Übereinstim­ mungssignals die Förderpumpe (29) abschaltet.

7. Dosiervorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (24) nach Empfang des Überein­ stimmungssignals den Zähler (20) auf "Null" zurücksetzt.

8. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Überwacheinrichtung (30) vorgesehen ist, die festgestellt, ob bei eingeschalteter Förderpumpe (29) der Durchflußmesser ein den Waschmittelzusatz-Durchfluß an­ zeigendes Signal erzeugt und die ein Alarmsignal (Leitung 33) erzeugt, wenn diese Bedingung nicht erfüllt ist.

9. Dosiervorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Überwacheinrichtung (39) zusätzlich ein Zeitglied ent­ hält, das die Erzeugung des Alarmsignales für eine vorgegebene Zeitdauer unterdrückt.