NL8002724A - Anode verarmingsdetector. - Google Patents

Description

4 Ν.Ο. 29.093 1

Anode verarmingsdetec tor.

De uitvinding heeft betrekking op een anode verarmingsdetector die in het bijzonder bestemd is voor reservoirs waarin heet water wordt bereid en opgeslagen.

Conventionele met behulp van gas of elektriciteit werkende reser-5 voirs voor het bereiden en opslaan van heet water zijn niet voorzien van geschikte mechanismen voor het bewaken van de anodische bescher-mingseenheden voor met glas beklede stalen waterreservoirs. Het hoofdlichaam van een waterverwarmingsreservoir bestaat in het algemeen uit een stalen ketel met aan de binnenzijde een beschermende glazen bekle-10 ding. Alhoewel de glazen bekleding nagenoeg het gehele binnenoppervlak van het reservoir bedekt zullen er in het algemeen ook kleine niet bedekte gebieden aanwezig zijn. Deze gebieden moeten beschermd worden tegen de corrosie die ontstaat vanwege hydrolyse.

Het is bekend dat een verbruiksanode, geïnstalleerd binnen een de-15 rgelijk reservoir het stalen lichaam op voldoende wijze beschermd dankzij de galvanische reactie van de anode. Metalen die als anodemateriaal· kunnen worden toegepast zijn bijvoorbeeld aluminium, magnesium, zink en legeringen van zink. Al deze metalen staan hoger in de ionisatieschaal dan staal.

20 Als een anodemateriaal aanwezig is in het reservoir van een water verwarmingsinrichting dan vormt het metaal een positieve pool of anode.

Het stalen reservoir vormt de negatieve pool of kathode. Een constante elektrische stroom van de positieve metalen anode maar het stalen lichaam verzekert dat het lichaam chemisch non-actief blijft.

25 In een dergelijk stelsel moet de gelijkspanningspotentiaal nabij het oppervlak van het stalen lichaam ten minste 0,78 volt of groter zijn. In de praktijk wordt gebruikmakend van de in het bovenstaande genoemde anodematerialen, de potentiaal gehandhaafd in het gebied van 1 - 1,5 volt zodat een duidelijk voldoende reservoirbescherming wordt 30 verkregen.

Terwijl de stalen ketel wordt beschermd wordt het anodemateriaal elektrolytisch verbruikt en omgevormd in oxiden en hydroxiden welke neerslaan op de bodem van het reservoir in de vorm van een laag of met het hete water worden afgevoerd. Uiteindelijk is het anodemateriaal ge-35 heel verbruikt. Wanneer dat gebeurt is het heetwaterreservoir niet langer beschermd en begint de roestcorrosie. Spoedig daarna kan de inrichting defect raken. Er is geen vroegtijdige indicatie wanneer een ketel defect raakt. Over het algemeen zal het defect raken van een ketel 800 2724 2 rampzalig zijn omdat de gehele heetwatervoorraad verloren gaat en er waterschade ontstaat. Om dit te vermijden is het wenselijk om de toestand van de waterverwarmingsinrichting te bewaken. In het bijzonder is het wenselijk om de toestand van het anodemateriaal te bewaken. Dat kan 5 worden gedaan door het anodemateriaal, over het algemeen in de vorm van een staaf, te verwijderen uit het waterreservoir en een visuele inspectie uit te voeren. Er kan ook een regelmatig schema voor vervanging van het anodemateriaal worden aangehouden. Deze procedures zijn echter niet eenvoudig. Over het algemeen is er een speciale grote schroefsleutel 10 nodig voor het losschroeven van de anode uit het reservoir. De anode is normaal niet gemakkelijk toegankelijk. Vaak is bijvoorbeeld de ruimte boven het reservoir niet voldoende om de anode te verwijderen. Al deze factoren maken het lastig zo niet onmogelijk om de toestand van een anode te bewaken. Om deze redenen wordt de bewaking van de anode dan 15 ook veelal vergeten.

Er is derhalve al lang gezocht naar een wijze voor het bewaken van de bruikbaarheid van een anode in het reservoir van een heet water be-reidingsinrichting welke bewakingswijze op eenvoudige en goedkope manier in praktijk kan worden gebracht. De uitvinding verschaft nu een 20 inrichting waarmee aan deze behoefte wordt voldaan.

De uitvinding verschaft daartoe een stroomvoelende testpen welke uitsteekt in het fluïdum opslagreservoir, in het algemeen de ketel van een waterverwarmingsinrichting. Verder zijn er elektrische energie op-slagmiddelen aanwezig als indicatormiddelen welke reageren op de ontla-25 ding van elektrische energie. Een schakelaar is aanwezig om afwisselend de testpen op de elektrische opslagmiddelen aan te sluiten en de op-slagmiddelen op de indicatormiddelen aan te sluiten. Op deze wijze accumuleren de opslagmiddelen elektrische energie bij aansluiting op de testpen. Deze elektrische energie wordt ontladen door de indicatormid-30 delen teneinde een indicatie te verschaffen van het anodische stroombe-schermingsniveau in het opslagreservoir. Indien het niveau voldoende is dan behoeft de anode niet te worden vervangen. Zowel een voldoende als een onvoldoende anode toestand worden door de eenheid gedetecteerd.

Het is derhalve een doelstelling van de uitvinding een verbeterde 35 anode verbruiksdetector voor een fluïdum opslagreservoir te verschaffen.

Een verdere doelstelling van de uitvinding is het verschaffen van een verbeterde anode verarmingsdetector welke het anode stroomniveau meet en een visuele indicatie omtrent dat stroomniveau verschaft met 8002724 J*· % 3 behulp van indicatormiddelen.

Verder heeft de uitvinding ten doel een anode verbruiksdetector 'te verschaffen van eenvoudige constructie welke verbruiksdetector goedkoop en eenvoudig kan worden gefabriceerd, geïnstalleerd en onderhouden.

5 Verder heeft de uitvinding ten doel een anode verbruiksdetector voor een fluïdum opslagreservoir te verschaffen welke in het reservoir kan worden aangebracht en een minimale ruimte in het reservoir in beslag neemt.

Deze en verdere doelstellingen, voordelen en eigenschappen van de 10 uitvinding zullen in het volgende aan de hand van een beschrijving van voorkeursuitvoeringsvormen van de uitvinding duidelijk worden.

Fig. 1 toont een schematisch aanzicht van de elektrische schakeling meegekoppeld is met de verbeterde detector volgens de uitvinding.

Fig. la toont een schematisch aanzicht van een andere elektrische 15 schakeling voor de detector uit fig. 1.

Fig. 2 dat een gecombineerd schematisch aanzicht alsmede een aanzicht in doorsnede van een andere uitvoeringsvorm van de detector volgens de uitvinding.

Fig. 2a toont een schematisch aanzicht van een andere elektrische 20 schakeling voor de detector uit fig. 2.

Fig. 3 toont op andere schaal een gedeeltelijke doorsnede van een reservoir van een heet water bereidingsinrichting voorzien van de verbeterde detector volgens de uitvinding.

Fig. 4 toont op andere schaal een deeldoorsnede van het testpen-25 mechanisme behorend bij de anodische detector volgens de uitvinding.

Fig. 1 illustreert een kenmerkend heetwaterreservoir of ketel 10 voorzien van een koudwaterinvoerpijp 12 die zich vanaf de kant 14 uitstrekt in de richting van de bodem van de ketel 10. Een magnesium anode of een anode van een ander bekend materiaal in de vorm van een staaf 16 30 is eveneens in de kap 14 gemonteerd en steekt uit in het inwendige van de ketel 10. De ketel 10 is in zijn algemeenheid vervaardigd uit staal, bekleed met glas en is verder gevuld met water via de pijp 12. Het water wordt uit de ketel 10 verwijderd via een uitstroomopening voor het hete water.

35 De testpen 20 is voorzien van een nippel 50 welk nippel samenwerkt met de heetwateruitstroomfitting 52. De nippel 50 is in de fitting 52 geschroefd. Een plastic bekledingsdeel 54 past in de nippel 50 en bekleedt de nippel. Het bekledingsdeel 50 verloopt tot in de ketel 10 en omgeeft een metalen testpen 56. De geleidende metalen testpen 56 is 800 27 24 4 zodanig gepositioneerd dat ze via een opening 58 in de nippel 50 uitsteekt in het reservoir 10. De staafvormige testpen is mechanisch en elektrisch geisoleerd in de opening 58 door middel van een rubber afdichting 60 en een plastic ring 62, Een elektrische aansluitklem 64 5 zorgt voor de elektrische verbinding tussen de staaf 56 en een geleiderdraad 66 die op zijn beurt bevestigd is aan een detectorschakeling die aangebracht is binnen de detectoromhulling 70.

De ketel 10 is geaard via een aarddraad of aardverbinding 18. De samenwerking tussen de anode 16 en de aarde 18 zorgt voor de 10 galvanische bescherming van de ketel 10.

De anode verbruiksdetector is voorzien van een testorgaan 20 dat bevestigd is aan de heetwater uitstroomfitting 52 en dat door de kap 14 uitsteekt in het water of fluïdum in het reservoir 10. Een aansluit-draad 66 verbindt het testorgaan 20 met een energieopslageenheid, meer 15 in het bijzonder met de condensatoren 22 en 24 die parallel zijn ge-plaatst en met aarde kunnen worden verbonden.

Indicatormiddelen, bijvoorbeeld een de vorm van een licht emitterende diode 26 (LED) zijn aangebracht samenwerkend met de contacten van een dubbelpolige tweevoudige schakelaar 32. De dubbelpolige tweevoudige 20 schakelaar 32 is bij voorkeur een momentaan contact makende of veerbe-laste schakelaar.

Als gevolg van de aansluiting op het testorgaan 20 zijn de parallel geschakelde condensatoren 22 en 24 normaal tegelijkertijd opgeladen. Elk van de condensatoren 22 en 24 is normaal opgeladen door een 25 spanning in de orde van 1,0 tot 1,5 volt hetgeen de anodische spanning is die door het in het reservoir 10 uitstekende testorgaan 20 wordt gedetecteerd. Als de condensatoren 22 en 24 zijn geladen dan neemt de stroom af tot 0 en wordt er' verder geen stroom van de anode 16 afgenomen.

30 Voor het testen van het in fig. 1 getoonde stelsel en voor het controleren of de anode 16 op de gewenste juiste wijze werkt wordt de schakelaar 32 ingedrukt. De normaal gesloten contacten 34 en 36 worden dan geopend en er ontstaat een doorverbinding bij de normaal geopende contacten 28 en 30. De condensatoren 22 en 24 die oorspronkelijk paral-35 lel stonden worden daardoor in serie geschakeld en de in de condensatoren 22 en 24 aanwezige elektrische energie of lading wordt naar aarde ontladen via de licht emitterende diode 26. Daardoor ontstaat een kortstondige uitstraling van helder licht, hetgeen zichtbaar is en voldoende is om de aanwezigheid van een voldoende beschermspanning in 800 2 7 24 « 5 het reservoir 10 te induceren.

Bij het loslaten van de schakelaar 32 wordt weer de normaal gesloten kontaktpositie die in fig. 1 geïllustreerd is aangenomen. Daardoor kunnen de condensatoren 22 en 24 weer worden opgeladen. In het geval 5 de anode 16 geheel verbruikt is zal het duidelijk zijn dat er geen ano-debeschermingspotentiaal aanwezig is en zullen de condensatoren 22 en 24 niet worden geladen en zal ook de licht emitterende diode 26 niet door bediening van de schakelaar 32 worden geactiveerd.

Fig. IA toont een andere elektrische schakeling en detector confi-10 guratie soortgelijk aan die van fig. 1 waarbij de licht emitterende diode 26 aangebracht is in combinatie met twee condensatoren 22 en 24, een weerstand 25 en een enkelvoudige dubbelpolige schakelaar 31. De schakeling in fig. IA werkt met een weerstand van ongeveer 10.000 ohm.

Omdat de licht emitterende diode 26 een positieve spanning van meer dan 15 1,5 volt nodig heeft kan de licht emitterende diode 26 in de schakeling aanwezig blijven zonder dat er ladingsstroom en potentiaal in een van de condensatoren 22 of 24 verloren gaat. De licht emitterende diode 26 blijft in de niet geleidende toestand tijdens het laden van de condensatoren waarbij de schakelaar zich in de in fig. IA getoonde positie 20 bevindt. Omdat de laadstroom een waarde heeft in de orde van 100 mi-cro-ampère of minder zal de weerstand 25 slechts een kleine impedantie in de schakeling vertegenwoordigen. Daardoor kan de condensator 22 worden opgeladen in de schakeling wanneer de schakelaar zich in de in fig.

IA getoonde positie bevindt. Door het verplaatsen van het schakelcon-25 tact 31 naar de normaal geopende positie zullen beide condensatoren 22 en 24 via de diode 26 worden ontladen waardoor de diode 26 wordt geactiveerd. De weerstand 25 vormt een hoog impedante weg waardoor stroomr lek wordt voorkomen en alle lading afvloeit via de diode 26.

Fig. 2 illustreert een schakeling en een detectorconfiguratie wel-30 ke in hoofdzaak gelijk is aan die uit fig. 1 doordat ze onderling van het feit dat de detector voorzien is van een met vloeibare kristallen werkende diode 38 (LCD). Opdat de potentiaal voor het bedrijven van een vloeibare kristaldiode 38 normaal groter is dan de potentiaal die nodig is voor een licht emitterende diode is er een extra condensator nodig.

35 In dit geval zij dus drie condensatoren 40,42 en 44 parallel geschakeld en aangesloten op het testorgaan 20 terwijl ze met behulp van de schakelaar 46 in serie met de vloeibare kristaldiode 38 kunnen worden geschakeld. Deze configuratie zorgt in feite voor het verveelvoudigen van de stuurspanning voor de vloeibare kristaldiode 38.

800 27 24 6

Fig. 2A illustreert een andere schakeling en detectorconfiguratie soortgelijk aan de schakeling in fig. 2. In de configuratie uit fig. 2A is de viervoudige dubbelpolige schakelaar 46 uit fig. 2 vervangen door een tweevoudige dubbelpolige schakelaar 39. De eerste en tweede weer-5 standen 41 en 43 zijn aan de schakeling toegevoegd op soortgelijke wijze als de weerstand 25 in fig. IA is aangebracht. Op deze wijze zorgt de door de weerstanden 41 en 43 gevormde impedantie er ook nu voor dat de condensatoren 40 en 42 in de configuratie van fig. 2A kunnen worden geladen. De bediening van de schakelaar 39 resulteert dan in een vol-10 doende spanning voor het bedrijven van de vloeibare kristaldiode 38.

Het zal duidelijk zijn dat ook diverse andere schakelingsconfiguraties kunnen worden ontworpen voor het op soortgelijke wijze bedrijven van de diodes 26 of 38.

De fig. 3 en 4 illustreren in meer detail de structuur van de de-15 tector volgens de uitvinding. De ketel 10 is voorzien van een druk- en temperatuurontlastklepopening 72 in de kap 14. Een houder 74 voor de ketel is slechts schematisch aangegeven in fig. 3. De licht emitterende diode 26 of de vloeibare kristaldiode 38 vormt het indicatormlddel 69 in de detectorbehuizing 70.

20 Alhoewel in het voorgaande een voorkeursuitvoeringsvorm van d'e uitvinding is beschreven zal het duidelijk zijn dat de uitvinding niet tot deze uitvoeringsvorm beperkt is. Andere constructies en variaties zoals vervanging van de indicatormiddelen door een meter zoals een voltmeter of een milliampêremeter zijn mogelijk. Ook kunnen de conden-25 satoren worden vervangen door herlaadbare batterijen die dienst doen a-ls energieopslagmiddelen. Ook andere equivalente configuraties liggen binnen het bereik van de deskundigen.

800 2 7 24

Claims (9)

1. Anode verarmingsdeCector voor een fluïdum opslagreservoir, gekenmerkt door de combinatie van een stroomvoerend testorgaan, dat in het fluïdumopslagreservoir insteekt, elektrische energieopslagmiddelen, indicatormiddelen reagerend op ontlading van elektrische energie en 5 schakelmiddelen voor het afwisselend verbinden van het testorgaan met de opslagmiddelen en de opslagmiddelen met de indicatormiddelen waardoor de opslagmiddelen elektrische energie accumuleren wanneer ze zijn verbonden met het testorgaan en deze energie via de indicatormiddelen ontladen als indicatie van het feit dat er anodische bescherming be-10 schikbaar is voor het opslagreservoir.

2. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de opslag-delen bestaan uit ladingopslagmiddelen.

3. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de opslagmiddelen bestaan uit éên of meerdere condensatoren.

4. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de indicator wordt gevormd door een vloeibare kristaldiode.

5. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de indicator bestaat uit een licht emitterende diode.

6. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de detector 20 wordt toegepast in het reservoir van een waterverwarmingsinrichting voorzien van een verbruiksbare anode.

7. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat middelen aanwezig zijn voor het isoleren van het testorgaan van het reservoir.

8. Detector volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de opslag-25 middelen bestaan uit een aantal condensatoren die parallel geschakeld zijn wanneer ze aangesloten zijn op het testorgaan en in serie geschakeld zijn' wanneer ze aangesloten zijn op de indicatormiddelen.

9. Detector volgens conclusie 8, gekenmerkt door een dubbelpolige tweevoudige schakelaar voor het aansluiten van de condensatoren op het 30 testorgaan en op de indicatormiddelen. 8 00 2 7 24