NL8601311A

NL8601311A - Werkwijze en keten voor het besturen van een mengkraan voor koud en warm water.

Info

Publication number: NL8601311A
Application number: NL8601311A
Authority: NL
Original assignee: Knebel & Roettger Fa
Priority date: 1985-05-23
Filing date: 1986-05-22
Publication date: 1986-12-16
Also published as: DK164613B; IT1188687B; FI88218C; DK238986A; FI88218B; DK164613C; FR2582420B1; DE3518645A1; FI862073A0; US4693415A; FI862073A; BE904793A; IT8620519A0; DE3518645C2; FR2582420A1; DK238986D0; IT8620519A1

Description

Lx 86 3034 Μη/Tg * *

Werkwijze en keten voor het besturen van een mengkraan voor koud en warm water.

r r\ i I

/ · wl* Λ» -a-w· f i 9 ^ M p 1 12¾ ) s 1 i -j

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het besturen van een mengkraan voor koud en warm water, waarbij door een vergelijking tussen de feitelijke temperatuur van het mengwater en een vooraf gekozen gewenste temperatuur een temperatuurregeling 5 wordt uitgevoerd. Voorts heeft de uitvinding betrekking op een keten voor het besturen van een mengkraan met een klep voor koudwater- en een klep voor warmwatertoevoer, en met een doorlopende regeling van de mengwatertemperatuur voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding.

10 Voor huishouddoeleinden en was- en badtoestellen zijn thermostatisch bestuurde mengkranen bekend, waarbij een stuurzuiger in de asrichting door een uitzettingsonderdeel wordt verschoven, die in tegengestelde zin een warmwater- en een koudwater-intree-boring in het kraanhuis kan regelen. Door begrenzing van de uit-15 zettingsweg van het ui tzettings onderdeel door het bedienen van een van een schaalverdeling voorziene uitwendige handgreep wordt de mengwatertemperatuur gekozen. De hoeveelheidsregeling geschiedt onafhankelijk door middel van een van buitenaf draaibare hefboom of draaiknop, waarbij de warmwater- en koudwatertoevoer gemeenschappe-20 lijk kunnen worden geopend of gesloten. De nadelen van dergelijke uitvoeringen zijn de traagheid van het regelstelsel en de daaruit volgende regelonnauwkeurigheid.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het volledig automatisch en elektronisch besturen van mengkranen te verschaffen, 25 waarmede een veilige, nauwkeurige en snelle temperatuur- en hoeveelheidsregeling op eenvoudige wijze kan worden verwezenlijkt. Voorts maakt deze werkwijze ook de automatische instelling van een vooraf te kiezen cumulatieve vulhoeveelheid mogelijk.

Dit oogmerkt wordt volgens de uitvinding verwezenlijkt ^ Γ. * *11 /5 ^ -2- door de feitelijke temperatuur van het mengwater doorlopend te meten, en uit de afwijking tussen de gewenste en de feitelijke temperatuur elektronisch tenminste twee gescheiden en in de tijd veranderende instelwaarden af te leiden, die voor de elektromechanische instel-5 ling van zowel de koud- als de warmwatertoevoer dienen, terwijl bij het bepalen van de instelwaarden een vooraf gekozen en tijdens de temperatuurregeling vast te houden doorstroomhoeveelheid van het mengwater in aanmerking wordt genomen.

Gunstige uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de 10 uitvinding zijn in de onderconclusies 2. .7 omschreven.

Volgens de uitvinding kunnen uit de in de tijd veranderende instelwaarden doorstroom-deelhoeveelheden voor de koud- en warmwatertoevoer worden afgeleid; deze zijn evenredig met de in de tijd veranderende instelwaarden. Daaruit kan dan doorlopend de 15 ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater worden afgeleid. Bij het bereiken van een waarde voor de cumulatieve vulhoeveelheid, die gelijk is aan een vooraf gekozen vulwaarde, worden de instelwaarden op nul gesteld, zodat dan de koud- en warmwatertoevoer wordt uitgeschakeld.

20 Het is gunstig bij het begin van de bepaling van de cumu latieve vulhoeveelheid tegelijkertijd de bepaling van de instelwaarden in te leiden. Bij het bereiken van een waarde van de cumulatieve vulhoeveelheid, die gelijk is aan de vooraf bepaalde vulhoeveelheid, wordt de bepaling van de cumulatieve vulhoeveelheid 25 beëindigd.

Voorts is het gunstig volgens de uitvinding de vulhande-ling door het bedienen van een onderbrekingstoets te kunnen onderbreken, waarbij de ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater op het tijdstip van de onderbreking wordt opgeslagen.

30 Een voortzetting van de vulhandeling met het in aanmerking nemen van de reeds afgetapte en uit de opgezamelde waarde bekende vulhoeveelheid is dan door het opnieuw bedienen van de onderbrekings- toets mogelijk. Voor het geval, dat een onderbroken vulhandeling ® is 1 ^ 1 1

êS p II ! -i s J

- 3 - niet moet worden voortgezet, wordt door het opnieuw op gang brengen van een vulbewerking de opgeslagen ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater uitgewist, waardoor de onderbreking wordt opgeheven.

5 Bij voorkeur worden standaardwaarden voor de gewenste temperatuur, de doorstroomhoeveelheid en de cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater opgeslagen. Ook kunnen de bij deze waarden behorende en vooraf bepaalde instelwaarden afroepbaar worden opgeslagen. Daardoor wordt het mogelijk, dat bijvoorbeeld bij het be-10 dienen van de kleppen voor het geheel vullen van een bad de standaard-temperatuur, de standaardvulhoeveelheid en de doorstroomhoeveelheid zonder deze afzonderlijk te moeten uitkiezen met een eenvoudige toetsbediening kunnen worden ingesteld.

De keten volgens de uitvinding heeft als kenmerk, dat 15 voor het regelen van de temperatuur van het mengwater onder vasthouden van de doorstroomhoeveelheid van het mengwater een regel-keten aanwezig is, waarmede na vergelijking van de in het mengwater gemeten feitelijke temperatuur met de vooraf gekozen gewenste temperatuur door tussenkomst van een regeltrap tenminste twee instel-20 waarden voor het bedienen van tenminste twee elektromechanische klep-aandrijvingen kunnen worden afgeleid, waarbij een van de instelwaarden door aftrekken uit een met de ingestelde doorstroomhoeveelheid evenredige waarde kan worden afgeleid.

Gunstige uitvoeringsvormen zijn in de onderconclusies 25 9.,11 omschreven.

Volgens de uitvinding worden onder voorbijgaan van een doorstroomhoeveelheidsbepaling door tussenkomst van een eenvoudige temperatuurmeting in het mengwater de koud- en warmwaterkleppen elektromechanisch geopend en gesloten. De doorstroomhoeveelheid van 30 het mengwater wordt daarbij vastgehouden. Tegelijkertijd is het mogelijk een bepaalde vulhoeveelheid in te stellen, en de voor temperatuurregeling dienende regelketen na het bereiken van de gewenste vulhoeveelheid automatisch uit te schakelen.

y is r - ? ? ; ^ - 4 -

Volgens de uitvinding wordt de temperatuurmeting door een in een mengkamer opgestelde taster uitgevoerd. Bij voorkeur wordt de temperatuur aan de uitgang van de mengkamer bepaald, teneinde onnauwkeurigheden wegens onvoldoende menging van de waterstromen uit 5 te schakelen.

Voor het verwezenlijken van de volgens de uitvinding voorgestelde elektronische besturing zijn afzonderlijke kleppen voor koud- en warmwatertoevoer vereist, die elektromechanisch kunnen worden aangedreven. De elektromechanische aandrijvingen voor de beide 10 kleppen kunnen elektromotoren, zoals stapmotoren, gelijk- of wissel-stroommotoren, zijn. Magneetkleppen, die een analoge instelling van de openingshoek toelaten, kunnen eveneens worden gebruikt. Ook magneetkleppen, die door middel van een instelbare aan-uit-verhouding kunnen worden bediend, en die derhalve een nagenoeg analoge werkings-15 wijze toelaten, of vloeistofaandrijvingen kunnen hiervoor worden gebruikt.

De kleppen kunnen door verscheidene op elkaar liggende keramische schijven worden gevormd. Dergelijke draaischijfkleppen, die elektromechanisch kunnen worden bediend, zijn bijvoorbeeld in 20 DE-A 3 041 979 beschreven.

Volgens de uitvinding worden uit de in de tijd veranderende instelwaarden, die door middel van de voornoemde regelketen worden verkregen, doorstroom-deelhoeveelheden afgeleid. Daarvoor kunnen overeenkomstige functiegevers worden gebruikt. In een integrator 25 wordt dan uit de doorstroom-deelhoeveelheden de cumulatieve ogenblikkelijke vulhoeveelheid bepaald. De bepaalde vulhoeveelheid wordt dan met de uitgekozen cumulatieve vulhoeveelheid vergeleken. Bij het bereiken van de gekozen vulhoeveelheid kan de regelketen met behulp van een onderbrekingsketen worden onderbroken.

30 Bij een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm wordt een bi- stabiele aanlooptrap voor de integrator gebruikte Bij het inschakelen van de integrator wordt tegelijkertijd door tussenkomst van de vergelijker de regelketen voor het bepalen van de instelwaarden in- 880 1 3 1 1 - 5 - geschakeld,

De uitvinding zal in het onderstaande nader worden toegelicht aan de hand van een schematische tekening; hierin toont: fig, 1 een besturingsschakeling voor het uitvoeren van de 5 werkwijze volgens de uitvinding; en fig, 2 een bedieningspaneel van deze keten.

In de in fig, 1 afgebeelde uitvoeringsvorm worden sommige kleppen 1 en 2 voor koud- resp. warmwatertoevoer gebruikt, die door middel van elektromotoren 3 resp. 4 worden aangedreven. De in een 10 mengkamer 5 gemeten feitelijke temperatuur en de bij 6 ingestelde gewenste temperatuur worden in een aftrekker 7 met elkaar vergeleken. Door middel van een PID-regelaar 8 wordt uit de regelafwijking de instelwaarde Oj voor de aandrijving van de klep 1 afgeleid. De instelwaarde ct2 wordt uit de instelwaarde <X| en een met de totale 15 doorstroomhoeveelheid evenredig instelsignaal aan de uit gang van een aftrekketen 9 gevormd. De doorstroomhoeveelheid van het koude en warme water is, zoals bekend, niet alleen van de openingshoek van de kleppen 1 en 2 afhankelijk, doch ook van het drukverschil tussen de ingangsdruk en de stuwdruk aan de klepuitgang. Hier 20 wordt ervan uitgegaan, dat de ingangsdrukken in de tijd vast zijn.

De volstrekte waarde van de drukken wordt door middel van instelbare factoren en afzonderlijk voor de warm- en koudwatertakken in aanmerking genomen.

Uit de in deze regelketen bepaalde en in de tijd veran-25 derlijke instelwaarden Oj en worden door tussenkomst van functie-gevers 10 resp. 11 met deze instelwaarden evenredige doorstroom-deelhoeveelheden ^ en afgeleid. De uitgangen van deze functie-gevers zijn met een integrator 12 verbonden, waarmede dan uit de deelhoeveelheden en Q £ cumulatieve ogenblikkelijke vul-30 hoeveelheid kan worden afgeleid. Op de integrator 12 volgt een vergelijker 13, waarmede de ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid en de bij 14 ingestelde vulhoeveelheid met elkaar kunnen worden vergeleken. Wfcnneer de gegeven vulhoeveelheid is bereikt, kan door middel 0 U ï V ? i - 6 - η -ν van een onderbrekingsketen 15 de regelketen voor de instelwaarde-bepaling door schakelaars 16 en 17 worden onderbroken.

Bij een bijzondere uitvoeringsvorm wordt de integrator 12 door een bistabiele inschakelketen 18 op gang gebracht. Tegelijker-5 tijd kan dan door tussenkomst van de vergelijker 13 de regelketen voor het bepalen van de instelwaarden worden ingeschakeld. Wanneer na het bereiken van de gewenste vulhoeveelheid de regelketen wordt onderbroken, wordt door middel van de bistabiele inschakelketen 18 de integrator 12 stilgezet.

10 De besturing volgens de uitvinding maakt een eenvoudige en voor huishouddoeleinden geschikte besturing mogelijk, zoals in fig. 2 bij wijze van voorbeeld is afgebeeld. Door het indrukken van de toetsen “open” en "dicht" wordt de bepaling van de instelwaarden op gang gebracht. De temperatuur kan door het bedienen van de toet-15 sen "temp." en "+" resp. dienovereenkomstig hoog of laag worden ingesteld. Op dezelfde wijze geschiedt de instelling van de door-stroomhoeveelheid. Wanneer in afwijking van het normale geval zeer hoge temperaturen gewenst zijn, wordt op de toets "++" gedrukt. De toets "max," dient voor de maximale cumulatieve vulhoeveelheid, 20 bijvoorbeeld voor een gevuld bad. Met de toets "onderbr." wordt een onderbreking van een lopende vulhandeling mogelijk gemaakt.

Tussen de toetsen "temp." en "hoev." is een digitale aanwijzing aangebracht, waarmede de ingevoerde getalwaarden worden weergegeven, 25 De met een sterretje (*) aangeduide toetsen zijn bijvoor beeld in de vorm van lichtdioden uitgevoerd.

8601311

Claims

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat uit de in de tijd veranderende instelwaarden doorstroom-deelhoeveel- 15 heden voor de koud- en warmwatertoevoer worden afgeleid, die evenredig met de instelwaarden zijn, en dat daaruit doorlopend de ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater wordt bepaald, en bij het bereiken van een waarde voor deze cumulatieve vulhoeveelheid, die gelijk is aan een vooraf gekozen waarde, de instel-20 waarden op nul worden gebracht, waardoor de koud- en warmwatertoevoer wordt onderbroken.
3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat bij het begin van de bepaling van de cumulatieve vulhoeveelheid tegelijkertijd de bepaling van de instelwaarden wordt ingeschakeld.
4. Werkwijze volgens een van de conclusies 1..3, met het kenmerk, dat door het bedienen van een onderbrekings toets de vulbewerking wordt onderbroken en de waarde van de ogenblikkelijke vulhoeveelheid van het mengwater wordt opgeslagen, terwijl door het opnieuw bedienen van de onderbrekingstoets de vulbewerking ónder 30 rekening houden met de opgeslagen de cumulatieve vulling met mengwater wordt voortgezet, 5801311 - 8 -
5. Werkwijze volgens conclusie 4, met het kenmerk, dot door het beginnen van een nieuwe vulbewerking de opgeslagen waarde van de ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater wordt gewist.
6. Werkwijze volgens een van de conclusies 1,,5, met het k e n m e r k, dat bij het bereiken van een waarde voor de cumulatieve vulhoeveelheid, die gelijk is aan de vooraf gekozen waarde, de be-paling van de cumulatieve hoeveelheid wordt beëindigd.
7. Werkwijze volgens een van de conclusies 1..6, met het 10 kenmerk, dat standaardwaarden voor de gewenste temperatuur, de doorstroomhoeveelheid en de cumulatieve vulhoeveelheid van het mengwater, alsmede de bij deze waarden behorende vooraf bepaalde instelwaarden, afroepbaar worden opgeslagen,
8. Keten voor het besturen van een mengkraan met afzonder- 15 lijke kleppen voor koud- en warmwatertoevoer en doorlopende regeling van de mengwatertemperatuur voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een van de conclusies 1.,7, met het kenmerk, dat voor het regelen van de temperatuur van het mengwater onder vasthouden van de doorstroomhoeveelheid van het mengwater een regelketen aanwezig 20 is, waarmede na vergelijking van de in het mengwater (5) gemeten feitelijke temperatuur met de vooraf gekozen gewenste temperatuur (6) door tussenkomst van een regeltrap (8) tenminste twee instelwaarden voor het bedienen van tenminste twee elektromechanische klepaandrijvingen (3, 4) kunnen worden afgeleid, terwijl een van de 25 instelwaarden door aftrekken (9) uit een met de gekozen doorstroomhoeveelheid evenredige waarde kunnen worden afgeleid.
9. Keten volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat de regeltrap (8) een PID-regelaar is.
10. Keten volgens conclusie 8 of 9, met het kenmerk, 30 dat uit de in de tijd veranderende instelwaarden door tussenkomst van functiegevers (10, 11) de met de instelwaarden evenredige door-stroom-deelhoeveelheden kunnen worden afgeleid, dat een integrator Ü o v » ^ 1 - 9 - (12) aanwezig is, waarmede uit de doorstroom-deelhoeveelheden de cumulatieve ogenblikkelijke vulhoeveelheid kan worden bepaald, dat een vergelijker (13) voor het vergelijken van de ogenblikkelijke cumulatieve vulhoeveelheid met de vooraf gekozen cumulatieve vul-5 hoeveelheid aanwezig is, en dat de regelketen voor het bepalen van de instelwaarden bij het bereiken van de ingestelde cumulatieve vulhoeveelheid kan worden uitgeschakeld. Π. Keten volgens een van de conclusies 8..10, met het kenmerk, dat een bistabiele inschakeltrap (17) voor de integrator 10 (12) aanwezig is, en gelijktijdig met het inschakelen van de integrator (12) door tussenkomst van de vergelijker (13) de regelketen voor het bepalen van de instelwaarden kan worden ingeschakeld. §301311