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Einrichtung zur Kontrolle und gegebenenfalls selbsttätigen Regulierung
des Verkochungsvorganges bei der Zuckergewinnung
Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf eine Einrichtung für die Kontrolle und gegebenenfalls selbstiätige Regulierung
des Verkochungsvorganges bei der Zuekergewünung von solcher Art, bei der durch geeignete
Hilfsmittel eine fortlaufende Messung des elektrischen Widerstandes in der Zuckerlösullg
während des Verkochungsvorganges im liristallisierverdampfer entweder zwischen einer
oder mehreren in die erwähnte Lösung eintauchenden Elektroden und andererseits der
Wandung des Kessels oder auch zwischen ein oder mehreren Elektrodenpaaren bzw. schließlich
zwischen zwei metallisehen isoliert auf gleichem Träger angebrachten Massen vorgenommen
wird.
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Es ist an sich bekannt, daß der Widerstandswert bei konstanter Temperatur
gemessen ein Maß abgibt für die Konzentration einer Zuckerlösung.
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Wenn die Einrichtung eine Vorrichtung zur Regulierung enthält, dann
ruft jede Abweichung vom tibersättigungsgrad eine Öffnung pder eine Schließung eines
Sirupzulaufes hervor.
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Bei den bekannte Einrichtungen ist nun die Elektrode oder sind die
Elektroden in einer gleichen waagerechten Ebene in unteren Teil des, Verkochungskessels
angebracht. Mit anderen Worten, die Messung des Widerstandes findet, hier nur irn
unteren Teil des Kessels statt, was widersinnig ist, da zu Beginn des Kochvorganges
die Standhöhe der Kochmasse ziemlich niedrig ist, aber in gleichem Maße zunimmt,
wie der genannte Vorgang fortschreitet. Es ist danach einleuchtend, 'daß es sinnvoller
wäre, die Messungen in fortschreitend.
höheren l,ag,en durchzufiihren.
Man würde nämlich auf diese Weise Werte erhalten, die sich mehr dem mittleren Widerstandswert
der Kocimiasse annähern würden, und erzielte auf,-diese Weise auch eine genauere
Einregelung derw tlbeisãttigung.
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Erfindungsgemäß ist die Anlage mit Meßelektroden ausgestattet, die
in dem Verkochungskessel in verschiedenen Höhenlagen angeordnet sind, und außerdem
mit Mitteln, um im Kontrollstromkreis in gleichem Maße, wie die Standhöhe der Kochmasse
zunimmt, sämtliche oder nur einen Teil' der MeIelektroden der tiefer gelegenen Stufen
durch die der höher gelegenen Stufen zu ersetzen.
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(.emäl' einer praktischen Anwendungsform der -Einrichtung nach der
Erfindung. . bestehen diese Mittel, die dazu bestimmt sind, den vorerwähnten Wechsel
zu bewirken, in sog. Umschaltelektroden, deren Anzahl gleich der der Meßelektrodenstufen
verringert um l ist und wobei diese Elektroden im Kochbehälter in geeigneten Höhenlagen
angebracht sind und, sobald der Spiegel der kochenden Masse sie erreicht oder übersteigt,
Steuerrelais von Umschaltem zum Ansprechen bringen, die damm ihrerseits die gewünschte
Auswechslung bewirken. t-nter Bezugnahme auf die Zeichnung, die zur beispielhaften
Erläuterung dienen soll, werden weitere kennzeichnende Einzelheiten im nachstehenden
näher beschrieben.
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In der Zeichnung veranschaulicht Abb. X in schematischer Darstellung
das Ausführungsbeispiel, das oben in kurzen Zügen beschrieben wurde; Abb. 2 veranschaulicht
schematisch eine der erstgenannten Bauart entsprechende Ausführungsform, jedoch
ergänzt durch Anordnungen, die es gestatten, bei einer Anlage mit selbsttätiger
Regulierung ohne Änderung des Regelpunktes einen Widerstandswert der Kochmasse zu
erhalten der absatzweise mit der Standhöhe veränderlich ist; Abb. 3 zeigt einen
Axialschnitt des Ausführungsbeispiels einer Umschaltelektrode.
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In Abb. 1 bezeichnet a den Kochkessel, der erfindungsgemäß in drei
Höhenlagen MelSelektroden aufweist, d. h. drei Elektroden 1, 2, 3 in der untersten
Höhenstufe- und je eine weitere Elektrode 4 bzw 5 in jeder der beiden anderen Höhenstufen.
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U'eiterhin sind zwei sog. Umschaltelektroden 6 und 7 vorgesehen, die
so angeordnet sind, wie in der Zeichnung dargestellt, und zwar in Höhenlagen, die
jeweils höher liegen als die der Elektroden 4 und 5.
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Der Kontrollstromkreis, der in üblicher Weise, beispielsweise unter
Zwischenschakung eines Transformators 8, von einer Wechselstromquelle (nicht dargestellt)
versorgt wird, führt einerseits bis zu der Meßelektrode X und ist andererseits an
die Masse des Kessels in Punkt lo angeschlossen. Er ist in üblicher Weise mit einem
Widerstandsmeßgerät (nicht dargestellt) und gegebenenfalls mit einer Steuervorrichtung,
beispielsweise zur Steuerung eines Einlaßventils für Zuckersaft, verbunden.
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Die Elektroden 3 und 1 ihrerseits sind parallel mit der Elektrode
1 über ihre Anschlußklemmen lt und 1 2 geschaltet, und zwar über zwei Umschalter
13 und 14, die bei s a all den Zuleitungsstromkreis geschaltet sind. Die Elektroden
4 und 5 können über ihre Anschlußklemmen 15 und 16 über die ge--nannten Urnschalter
13 und 14 mit dem Netz verbunden werden, wenn letztere ihre in gestrichelten Linien
angedeutete Stellung einnehmen, wenn.die Relais 17 und 18 ansprechen, die zwischen
den Steuerelektroden 6 bzw. 7 und einem Erregungsstrqmkreis eingeschaltet sind,
der an der gleichen Stromquelle liegt wie der Kontrollstromkreis und der einerseits
bei Punkt 10 an die Masse des Kessels, andererseits an der Klemme 19 des Relais
17 anschließt, nachdem er über die Anschlußklernme 20 des Relais t,8 geführt ist.
Die Relais 17, 18 werden erregt, - sobald die Kochmasse im Kessel die Elektroden
6 und 7, erreicht oder mit ihrem Spiegel überschreitet; -Die Arbeitsweise der Einrichtung
ist wie folgt: Bei Beginn des Kochvorganges tauchen nur die Elektroden der ersten
Höhenlage I, 2, 3 in die Kochmasse ein; die Umschalter 13, 1 4 befinden sich in
der in vollen Linien ausgezogenen Stellung, so daß der Kontrollstromkreis nur an
die Elektroden anschließt, die oben genannt sind und die auf diese Weise parallel
zueinander arbeiten.
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In demselben Maße wie der Kochvorgang fortschreitet, steigt der Spiegel
der Kochmasse in dem Verkochungskessel. Wenn dieser die LTmschaltelektrode 6 erreicht
oder um einen vorbestimrnten Betrag übersteigt, schließt sich der Erregerstromkreis
des Relais 17 über die Kochmasse, bringt das genannte Relais zum Ansprechen, und
dieses bringt den Umschalter 13 in die in gestrichelten Linien dargestellte Stellung,
wodurch die Elektrode 3 aus derh Stromkreis ausgeschaltet und durch die Elektrode
4 der nächsten Höhenstufe ersetzt wird. Der Kontrollstromkreis verläuft von nun
an über die Elektroden 1, 4 und 2. Der weiter ansteigende Spiegel der Kochmasse
erreicht und übersteigt die Umschaltelektrode 7. Der Erregcrstromkreis für das Relais
18 wird seinerseits geschlossen; das genannte Relais 1 8 wirft den Umschalter 1
4, nachdem es erregt ist, in die gestrichelte Stellung, so daß die Meßelektrode
5 der dritten Stufe an die Stelle der Elektrode 2 der ersten Stufe tritt. Der Kontrollstromkreis
läuft jetzt über die Elektroden 1, 4 und 5 und ist nun maßgebend für die Kochmasse
in ihrer gesamten Standhöhe.
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Wie die in Abb. 1 dargestellte Einrichtung weist auch die der Abb.
2 einen Kessel a auf, der mit drei Stufen von Meßelektroden ausgerüstet ist, die
wie oben bezeichnet sind, ebenso mit Ltmschaltern 13 und 14, die durch ein beliebiges
geeignetes Mittel gesteuert werden und die gleiche Rolle spielen wie in Abb. 1.
In diesem besonderen Fall liegt die Aufgabe vor, eine selbsttätige Regulierung des
Kochvorganges zu'erreichen, ohne eine Änderung des Regelpunktes vorzunehmen, dabei
aber gleichwohl in geeigneter Weise die Änderung des Widerstandswertes der Kochmasse
in Abhängigkeit vom Flüssigkeitsstand in dem Kessel sicherzustellen.
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Zu diesem Zweck wird ein zusätzlicher Widerstand 21 bzw. 22 von geeigneter
Stärke an den
Anschtußklemmeii der Meßelektroden 4 und 5 nebengeschlossen,
der nur bei Erreichung einer vorbestimmten Standhöhe des Kochgutes in den Stromkreis
eingeschaltet wird. Der entsprechende Widerstand des Kontrollstromkreises wird auf
diese Weise nach jeder LTmschaltung in gewünschter Weise geändert. Die Regulieruugsvorrichtung,
deren Regelstellung sich nicht geändert hat, tritt dann inTätigkeit, um den Widerstand
der Kochmasse, die im Kontrollstromkreis liegt, zu ändern, so daß der Wert des Widerstandes
dieses Stromkreises wieder auf den gewählten Regelwert gebracht und auf diese Weise
das gewünschte Ziel erreicht wird.
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Die Ilrtindung umfaßt endlich auch eine Verwirkliebungsform einer
1 'mschaltelektrode, die geeignet ist, be l>ei den ohren beschriebenen Einrichtungen
die ihr zugewiesene Rolle zu übernehmen.
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Wie Abb. 3 zeigt, die eine solche in der Kesselwandung a eingebaute
Elektrode darstellt, weist diese Elektrode die Bcsonderheit auf, daß zwischen dem
leitenden Teil b utid der Isolierhülse c eine Scheibe aus lsoliermateriald angeordnet
ist, die vorzugsweise an ihrem Rande abgeschrägt ist.
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Die Rolle dieser Scheibe besteht darin, der vorzeitigen Bildung eines
leitenden Überzuges auf dem Teil der Hülse c durch die Wirkung von Spritzen aus
der kochenden Masse zu hegegnen, d. h. auf dem Teil, der zwischen dem leitenden
Teil der Elektrode und der Kesselwandung liegt. Ein solcher t'berzug würde eine
vorzeitige Erregung des entsprechenden ttmschaltrelais zur Folge haben, so daü dieses
Relais eine Mellektrode einer tiefer gelegenen Stufe ausschalten und durch eine
Elektrode einer darüberliegenden Stufe ersetzen würde, obwohl sie noch nicht von
der Kochmasse bedeckt wird. Die Folge wäre eine zusammenhanglose Arheitsweisc der
Regulierung.