DE1964113A1

DE1964113A1 - Wasserhaerteregler

Info

Publication number: DE1964113A1
Application number: DE19691964113
Authority: DE
Inventors: Forss John Alfred
Original assignee: Honeywell Inc
Current assignee: Honeywell Inc
Priority date: 1968-12-23
Filing date: 1969-12-22
Publication date: 1970-07-02
Also published as: US3512643A; JPS4825914B1; GB1274259A

Description

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Prankfurt am Main, den 19.Dezember 1909 - H 31 P 1o7 -

HOInIEYWELL INC.

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Wasserhärteregler

Die Erfindung betrifft einen mit einem seine Abmessungen in Abhängigkeit von der Härte des ihn umgebenden Wassers ändernden Fühler und einen vom Fühler zur Einschaltung eines Wasserenthärters auslösbaren Schalter versehenen Wasserhärteregler, dessen Fühler mit seinem einen Ende am Gehäuse befestigt ist. Ein derartiger Regler ist beispielsweise in der amerikanischen Patentschrift 3 250 592 beschrieben.

Die bekannten Regler arbeiten mit einem mechanisch betätigten Schalter und haben vielfach Führungen für sich bewegende Teile, die gegenüber dem zu überwachenden V/asser abgedichtet werden müssen. Darüberhinaus ist der Aufbau und die Gehäuseform der bekannten Regler sehr kompliziert, wodurch nicht nur die Herstellung dieser Regler sehr teuer ist, sondern wodurch auch oft ihre Meßgenauigkeit zu wünschen übrig läßt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Wasserhärteregler zu schaffen, der eine einfach aufgebaute Gehäuseform besitzt, sich leicht anschließen läßt, ohne Dichtungen für sich bewegende Bauteile auskommt und mit einem schlagartig umschaltenden

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Schalter versehen ist, dessen durch seine Betätigung bewirkte mechanische Abnutzung vernachlässigt werden kann.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das andere Ende des Fühlers mit einem eine DurchgangsÖffnung aufweisenden Magneten verbunden ist, welcher längs der in seine Öffnung hineinragenden Kontaktzungen eines gehäusefest gelagerten Schutzgaskontaktschalters verschiebbar angeordnet ist.

Der Wasserhärteregler erhält eine besonders lange Lebensdauer, wenn der Magnet aus keramischem'Material besteht.

Es ergibt sich eine besonders günstige Lösung, wenn das Reglergehäuse ein langgestreckter Hohlkörper ist, in dessen Innenraum der Schutzgaskontaktschalter, der Magnet und der Fühler koaxial untergebracht sind und an dessen beiden gegenüberliegenden Endteilen ein Wassereinlaß bzw. Wasserauslaß vorgesehen ist.

In weiterer Ausgestaltung des Wasserhärtereglers empfiehlt es sich, daß das Gehäuse an einem Ende mit einer weiteren Öffnung versehen ist, in welcher das eine Ende einer doppelwandigen, die Kontaktzungen umgebenden,in das Gehäuseinnere ragenden Schutzhülse eingesetzt und darin befestigt ist. Durch diese Maßnahme erhält man nicht nur einen besonders wirksamen Schutz für die Kontaktzungen, sondern sorgt auch gleichzeitig für deren Lagerung.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus einem Ausführungsbeispiel, das nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert wird. Darin zeigt:

Figur 1 die Draufsicht auf einen beispielhaften Wasserhärteregler, bei dem einige Bauelemente abgebrochen dargestellt wurden,

Figur 2 in geschnittener Darstellung die Seitenansicht des Wasserhärtereglers nach Figur 1,

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SAD ORIGiNAL

Figur 3 in perspektivischer Darstellung ein Bauteil o~ Wasserhärtereglers nach Figur 1,

Figur 4 einen elektrischen Schaltkreis an den der Wasserhärteregler nach Figur 1 angeschlossen ist und Figur 5a - 7b in schematischer Darstellung die Lageänderung zviischen einigen in Figur 1 und 2 dargestellten Bauelementen, wobei die Baxielemente in den Figuren 5» 6 und 7 jeweils in zwei unterschiedlichen entgegengesetzte Schalterzustände bewirkenden Stellungen zueinander gezeigt werden.

Das in den Figuren 1 und 2 dargestellte Reglergehäuse 10 ist zylInderförmig und besteht aus den beiden Seitenteilen 11 und 12, die mit dem Mittelteil IJ des Gehäuses verschraubt sind. Das Gehäuse kann aber auch durch ein einziges durchgehendes Teil gebildet sein. Das Gehäuse 10 ist aus einem chemisch inaktiven, nicht leitenden Material gebildet, wie beispielsweise Plastik aus Nylon (polymeres Amid) oder Cycolactam (Acrylnitril-Butadien-Styrol).

Das Seitenteil 11 ist an seinem einen Ende mit einem Außengewinde 14 versehen. Mit Hilfe dieses Außengewindes 14 kann der Wasserhärteregler an irgendeiner geeigneten Stelle, z.B. an einem Rohr oder am Gehäuse eines Wasserenthärters befestigt sein und in das zu überwachende Wasser eintauchen. Zwei elektrische Verbindungsleitungen l6 führen aus dem Wasserenthärter heraus zu einer geeigneten Betätigungseinrichtung. Eine mögliche Ausgestaltung einer solchen Betätigungseinrichtung wird weiter unten in Verbindung mit Figur 4 beschrieben.

In das in der Zeichnung rechte Seitenteil 11 des Reglergehäuses 10 ist eine langgestreckte öffnung eingearbeitet, die als Wassereinlaß 17 dient. Den Wasserauslaß 18 bildet eine langgestreckte öffnung im in der Zeichnung linken Seitenteil 12 des Gehäuses Vor dem Wassereinlaß und hinter dem Wasserauslaß befindet sich jeweils ein Sieb 19 bzw. 20, das in Figur 1 abgebrochen dargestellt ist. Die Siebe 19 und 20 sind rohrförmig und umgeben

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die Mantelflächen der Seitenteile 11 und 12 in Höhe der Öffnungen 17 und 18. Die Siebe 19 und 20 können beispielsweise aus Monel-Metall (eine Niekel-Kupfer-Legierung) bestehen. Das Sieb 19 vor dem Wassereinlaß 17 hat vorzugsweise engere Maschen als das Sieb 20. So kann beispielsweise das Sieb 19 aus einem Geflecht mit 40 Fäden pro cm bestehen, während das Sieb 20 nur 20 Fäden pro cm besitzt. Der Sinn Siebe mit unterschiedlicher Maschenweite zu wählen besteht darin, daß durch das Sieb 19 in den Wasserhärteregler eindringende Partikel diesen Regler mit Sicherheit über das Sieb 20 auch wieder verlassen können.

In Figur 2 erkennt man einen Schalter 26, der mit einem durch Kontaktzungen 27 und 28 gebildeten Arbeitskontakt versehen ist. Der Arbeitskontakt befindet sich in einen Glaskörper 29* der in einen Schutzkörper 30 eingebettet liegt. Der Schutzkörper 30 .besteht aus einem aufschrumpfbaren Plastikmaterial aus besonders bearbeitetem Polyolefin, das einer kräftigen Elektronenstrahlung ausgesetzt wurde. Durch diese Behandlung ergibt sieh eine gitterartige Struktur an der Außenwand des Körpers, wodurch diese Wand zwar schrumpft aber nicht schmilzt, wenn sie einige Sekunden einer hohen Temperatur, beispielsweise 130° C ausgesetzt wird. Während diese Temperatur auf den Schutzkörper 30 einwirkt, schmilzt seine Innenwand, da sie keine gitterartige Struktur aufweist. Gleichzeitig wird die Innenwand wegen der schrumpfenden Außenwand gegen das Gehäuse 29 des Schutzgaskontaktes gepreßt. Nach dem Abkühlen wird der Körper fest und der Glaskörper liegt unbewegbar in ihm eingebettet. Das Material für den Schutzkörper 30 ist im Handel erhältlich und kann beispielsweise in Amerika von der Firma Raychem bezogen werden. Nachdem der Glaskörper 29 mit dem Schutzgaskontakt im Schutzkörper 30 eingebettet ist, wird der Schutzkörper in die Öffnung eines hUlsenförmigen Ansatzes 22 am in der Zeichnung linken Seitenteil 12.eingeschoben, wobei noch ein Stück des Schutzkörpers 30 aus der Ansatzöffnung herausragt. Dieses Stück des Schutzkörpers wird mit Hilfe von Wärme verformt. Nach der Verformung sitzen der Schutzgaskontakt und der Schutzkörper 30 in einer vorbestimmten Lage gegenüber dem Seitenteil 12. Noch vor dem

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Einbetten des Schutzgaskontaktes werden die Verbindungsleitungen Ιβ an die Kontaktsungen 27 und 28 des Schutzgaskontaktes angeschlossen, wobei die Anschlui3punkte mit vergessen werden.

Im Innenraum des Gehäuses 10 ist ein Fühler 34 koaxial zum Schutzkörper 30 gelagert. Der Fühler wird an seiner einen Seite von einem Spannring 32 gehalten und besteht aus einem ionen~ austauschenden Material. Figur 3 zeigt den Aufbau des Fühlers 34, der aus einer Platte röhrenförmig zusammengerollt wurde. Die Zusammensetzung des Fühlermaterials wurde schon in der ein~ gangs erwähnten amerikanischen Patentschrift beschrieben und ist nicht Gegenstand der Erfindung. Das andere Ende des Fühlers 34 wird mit Hilfe eines Sicherungsringes 38 an einer Buchse 36 festgehalten. Auf der Buchse J>6 sitzt ein ringförmiger Magnet 4o,der den Schutzkörper 30 mit dem Schutzgaskontakt 26 umgibt. Der Magnet 4o besteht vorzugsweise aus einem keramischen Material, wie beispielsweise Bariumkarbonat und Eisenoxyd. Keramische Magnete der verschiedensten Form sind im Handel erhält~ lieh. Die Verwendung eines keramischen Magnetenist deshalb besonders vorteilt, weil bei ihm kaum Eisenionen in Lösung gehen. Diese Ionen haben eine ungünstige Wirkung auf die meisten der ionenaustauschenden,für den Fühler 34 benötigten Stoffe, da diese Stoffe durch den Einfluß der Eisenionen frühzeitig ihre Empfindlichkeit gegenüber hartem Wasser verlieren. Verwendet man dagegen keramische Magnete, so wird dieses Problem vermieden.

Der Magnet 4o wird durch eine Feder 42 in der Figur 2 derart nach links verschoben, daß die Schutzgaskontakte 27 und 28 an der zum Fühler 34 hin gerichteten Seite des Magneten liegen, wenn der Fühler 34 seine Normallage besitzt. Die Feder 42 greift mit ihrem einen Ende an der Seitenfläche des Magneten an und legt sich mit ihrem anderen Ende gegen einen Absatz am ' Mittelteil 13 des Reglergehäuses 10. Eine Änderung der Lage des Magneten 4o gegenüber den Schutzgaskontakten 27 und 28 läßt sich durch das Versehrauben von Mittelteil I3 und Seitenteil des Gehäuses erreichen. .

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Während des Betriebs tritt das zu überwachende Wasser durch den Wassereinlaß 17 ein und fließt durch den Innenraurn des Reglergehäuses 10 zum Wasserauslaß l8. Dabei bleibt der Magnet 4o solange in der in Figur 2 dargestellten Lage, wie der Fühler J54 seinen Normalzustand besitzt, was immer dann der Fall ist, wenn das V/asser weich genug ist. Beginnt aber nun hartes V/asser durch den Regler zu fließen was anzeigt, daß die ionenaustauschenden Stoffe des Wasserenthärters erschöpft sind, so schrumpft der Fülller ;54 zusammen und zieht den Magneten 40 so weit nach rechts bis er über den Kontakten 27, 28 steht und diese Kontakte sich wegen des auf sie einwirkenden starken magnetischen Feldes schließen.

Der Wasserhärteregler kann an eine Betätigungseinrichtung angeschlossen werden, wie sie in Figur 4 schematisch angedeutet ist. Beim Schließen des Schalters 26 wird das Relais 44 erregt, welches einen weiteren Schalter 46 schließt und damit eine geeignete Steuereinrichtung 48 betätigt. Derartige Steuereinrichtungen, die zum Auffrischen des wasserenthärtenden Materials im Wasserenthärter dienen, sind bekannt und sollen hier nicht beschrieben werden. Da die Wirkungsweise des Fühlers 3>4 umkehrbar ist, dehnt er sich bei weicher werdendem Wasser ,wieder aus und schiebt den Magneten allmählich in Figur 2 soweit nach links bis die Schutzgaskontakte 27 und 28 sich wieder öffnen, wodurch das Relais 44 abfällt und der Wasserenthärter solange in der üblichen V/eise arbeitet bis sein wasserenthärtendes Material wieder erschöpft ist.

Der Magnet kann gegenüber den Schutzgaskontakten 27 und 28 zur Betätigung des Schutzgasschalters 26 unterschiedliche Lageänderungen durchführen. So ist beispielsweise die zu Figur 2 erläuterte Lageänderung möglich, die in den Figuren 5a und 5b dargestellt ist. Der Pfeil deutet an in welche Richtung sich der Magnet 4o bewegt, wenn der Fühler 34 seine Normallage verläßt und sich zusammenzieht. In Figur 5b ist die Lage des Magneten 4o bei isusammengesehrumpftem Fühler j$4 dargestellt. Man erkennt, daß bei zusammengebogenem Fühler die Schutzgaskontakte 27 und 28 innerhalb dei» Öfi'nurig des ringförmigen

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Magneten 4o sitzen. In dieser Lage schließt der Schutzgasschalter 2.6 wegen des starken über die Kontaktzungen geführten magnetischen Feldes.

Es wurde gefunden, daß sich der Schutzgasschalter 26 auch mit einer etwas ande^ gearteten Lageänderung des Magneten schließen läßt. In Figur 6a befindet sich während der Normallage des Fülllers ~$K der Magnet 4o etwas rechts von den Schutzgaskontakten 27,28. Wenn der Fühler ^4 wegen des ihn durchströmenden härteren Wassers sich zusammenzieht, entfernt si-ch der Magnet 4o in Pachtung des Pfeiles von den Kontakten 27 und 28 bis er die in Figur 6b gezeigte Lage einnimmt. In dieser Lage zwischen Magnet 4o und Kontakten 27 und 28 ist der Schutzgasschalter 26 geschlossen. Es kann daher zum Betätigen des Schutzgasischalters 26 sowohl die in in Figur 5 als auch die in Figur 6 angedeutete Lageänderung des Magneten gegenüber den Schutzgaskontakten 27 und 28 verwendet werden.

Soll der Schutzgasschalter 26 als Ruhekontakt wirken, so ist das mit Hilfe einer in Figur 7 angedeuteten Lageänderung zu erreichen. Figur 7a zeigt die Lage des Magneten 4o gegenüber den Schutzgaskontakten 27 und 28_: während der Normallage des Fühlers. In dieser Lage ist der Magnet 4o von den Schutzgaskontakten relativ weit entfernt. Verläßt nun der Fühler j4 seine Normallage, so bewegt sich der Magnet 4o in der in Figur 7a durch den Pfeil angedeuteten Richtung, bis er schließlich die in Figur 7b gezeichnete Lage einnimmt, in der die Schutzgaskontakte 27 und 28 geöffnet sind.

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Claims

1 96 A 113 Patentansprüche

1. Einen seine Abmessungen in Abhängigkeit von der Härte des ihm umgebenden Wasseres ändernden, mit seinem einen Ende am Gehäuse befestigten Fühler und einen vom Fühler zur Einschaltung eines Wasserenthärters auslösbaren Schalter aufweisender Wasserhärteregler, dadurch gekennzeichnet, daß das andere Ende des Fühlers (j54) mit einem eine Durchgangsöffnung aufweisenden Magneten (4o) verbunden ist, welcher längs der in seine Öffnungen hineinragenden Kontaktzungen (27,28) eines gehäusefest gelagerten Schutzgaskontaktschalters (26) verschiebbar angeordnet ist.

2. Wasserhärteregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler (3^}±) aus einem ionenaustauschenden Material besteht.

5» Wasserhärteregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Magnet (4o) aus keramischem Material besteht.

4. Wasserhärteregler nach einem der Ansprüche 1 - J5 mit einem einen Wassereinlaß und einen Wasserauslaß aufweisenden Gehäuse, dadurch gekennzeichnet, daß Einlaß und Auslaß jeweils mit einem Sieb (19,20) versehen sind und die Maschen des Siebes an der Einlaßseite (17) feiner sind als die Maschen des Siebes an der Auslaßseite (l8).

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5. Wasserhärteregler nach einem der Ansprüche 1 - 4, d a ~ durch gekennzeichnet, daß das Reglergehäuse ein langgestreckter Hohlkörper (11-13) ist, in dessen Innenraum der Schutzgaskontaktschalter (27-29), der Magnet (4o) und der Fühler (34) koaxial untergebracht sind und an dessen beiden gegenüberliegenden Endteilen (11,12) der Wassereinlaß (17) bzw. Wasserauslaß (18) vorgesehen ist.

6. Wasserhärteregler nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (11-13) am einen Ende (12) mit einer weiteren öffnung versehen ist, in welche das eine Ende eines doppelwandigen, zylindrischen, die Kontaktzungen (27., 28) umgebenden, in das Gehäuseinnere ragenden Schutz- % körpers (30) eingesetzt und darin befestigt ist.

7. Wasserhärteregler nach Anspruch 6, dadurch g e kennzei chnet, daß die weitere öffnung einen sich in Gehäuselängsrichtung erstreckenden, rohrförmigen Ansatz (22) des Gehäuses (II-I3) durchsetzt und das eine Ende des die Kontaktzungen (27,28) umgebenden, vorzugsweise als Wärmeschrumpf körper ausgebildeten Schutzkörpers (30) in der öffnung gehalten ist und ein Stück nach außen herausragt, wobei das herausragende Ende thermisch verformt ist.

8. Wasserhärteregler nach Anspruch 7j dadurch ge~ » kennzeichnet, daß der Fühler (34) rohrförmig ausgebildet und mit seinem dem Einlaß (I7) zugewandten Ende im Gehäuse (II-I3) befestigt ist.

9. Wasserhärteregler nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine solche Bemessung des Fühlers (34), daß dieser bei zunehmender Wasserhärte kürzer wird.

10. Wasserhärteregler nach Anspruch 9* dadurch gekennzeichnet, daß eine einen Teil des Fühlers (34) konzentrisch umgebende Schraubenfeder (42) sich einseitig gehäusefest abstützt und mit ihrem anderen Ende am Fühler

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oder an dem von diesem getragenen Magneten (²I-O) angreifend diesel in Richtung einer Ausdehnung des Fühlers drückt.

11. Wasserhärteregler nach einem der Ansprüche 8 - 10, d a ·-
durch gekennzeichne t,. daß der Magnet (4o) von einer in das andere Ende des Fühlers (34) eingesetzten Buchse (36) getragen wird.

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