DE3911028C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Zumessen von Waschmittel in eine Waschlösung - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Zumessen von Waschmittel in eine WaschlösungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Zumessen von Waschmittel in eine Waschlösung in großen
Waschmaschinen und Waschsystemen.
Bei bekannten Waschsystemen wird die Waschmittelkonzentration der
Waschlösung dadurch beobachtet, daß der elektrische Leitwert
zwischen zwei in die Waschlösung eingetauchten Elektroden
gemessen wird. Die Messung wird üblicherweise mit Hilfe eines
Leitfähigkeits-Verstärkers durchgeführt, der eine Waschmittel-
Einspeisungspumpe immer dann in Betrieb setzt, wenn die
Waschmittelkonzentration der Waschlösung und folglich deren
Leitwert bzw. die Leitfähigkeit unter einen gegebenen
Schwellenwert absinkt, wobei solange eingespeist wird, bis der
Schwellenwert wieder erreicht wird. Da der Leitfähigkeits-
Verstärker bis zu einer Genauigkeit von 1/100 g arbeiten kann,
kann unter allen Umständen sichergestellt werden, daß die
Waschmittelkonzentration und der Wascheffekt ausreichend sind,
daß also die Waschmittelkonzentration konstant über einem
gegebenen Wert liegt. Jedoch übersteigt beim Stand der Technik
die Waschmittelkonzentration den Schwellenwert zumeist erheblich,
wodurch zwar eine vollständige Reinigung erzielt wird; die
Überdosierung des Waschmittels kann aber ständig im Bereich von
10% liegen, in der Startphase der Waschmaschine sogar bis zu
100%, was erhebliche zusätzliche Kosten für das Waschmittel zur
Folge hat.
Die Waschmittelkonzentration der Waschlösung kann auch durch das
Messen anderer Eigenschaften beobachtet werden. Wäschereien
wählen oft die Messung des pH-Werts, da bestimmte
Verunreinigungen in der Waschlösung, beispielsweise Urin, deren
elektrische Leitfähigkeit beeinflussen. Die beschriebenen
Schwierigkeiten treten jedoch auch bei der Messung solcher
anderer Eigenschaften auf.
Aus DE-OS 36 25 817 und EP 231 843 A2 sind Waschsysteme bekannt,
bei denen ein Zumessen von Waschmittel erfolgt und dieses Zumessen
intermittierend und selektiv durchgeführt wird, nachdem in den
Pausen durch das Waschmittel beeinflußte Größen gemessen worden
sind. Die mögliche Abweichung vom optimalen Konzentrationswert nach
der Zumessung entspricht also dem Maß der einzelnen Zumeßrate; ist
diese hoch, so arbeitet das System schnell, aber ungenau, und ist
sie niedrig, so arbeitet das System genauer, aber langsam.
Durch die Erfindung soll die Überdosierung des Waschmittels
wesentlich reduziert werden. Dies wird durch die in den
Ansprüchen 1 und 9 gekennzeichnete Erfindung erreicht.
Die Grundidee des Verfahrens ist, daß das Waschmittel periodisch
in kleinen Dosen hinzugefügt wird und sich nach jeder eingespeisten
Dosis diese zunächst für eine gegebene Zeitspanne mit der Waschlö
sung vermischen und in ihr auflösen kann. Liegt die während des
nächsten Einspeisungsintervalls gemessene Eigenschaft unter oder
über einem vorgegebenen Grenzwert, so wird, je nachdem, Waschmittel
zur Waschlösung hinzugefügt oder nicht hinzugefügt. Bei den
bekannten Vorrichtungen wird das Waschmittel regelmäßig während des
gesamten Einspeisungsintervalls stetig hinzugefügt, auch wenn die
gemessene Eigenschaft den eingestellten Wert in dieser Zeit
erreicht. Nach der Erfindung können nicht nur das Waschmittel und
das Waschwasser, die getrennt voneinander zugeführt worden sind,
zunächst für eine gegebene Zeitspanne nach dem Anlauf des Waschsy
stems gemischt werden, bevor das Meßergebnis als gültig akzeptiert
wird, sondern auch während der Nachdosierung wird gemessen und
gegebenenfalls die Nachdosierung während des Einspeisungsintervalls
abgebrochen, so daß die Höhe der Zumeßgeschwindigkeit während der
einzelnen Raten weniger kritisch ist.
Die vorgegebene Waschmittelkonzentration kann mit einem Genauig
keitsspielraum aufrechterhalten werden, der höher ist als die
Waschmittelmenge, die während eines Einspeisungsintervalls
zugegeben wird. In der Praxis bedeutet dies, daß eine Genauigkeit
bis zu einigen zehntel Gramm zu erzielen ist.
Weitere Einzelheiten, Vorteile und Weiterbildungen der Erfindung
ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung. Es zeigen:
Fig. 1 das Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung; und
Fig. 2A und und 2B die Steuerpläne
der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Beim beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die gemessene
Eigenschaft die elektrische Leitfähigkeit und dementsprechend ist
die Meßvorrichtung ein Leitfähigkeits-Verstärker oder dgl.
Werden andere Eigenschaften der Waschlösung gemessen, so wird
eine Meßvorrichtung verwendete die sich für den Zweck in jedem
speziellen Fall eignet.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung anhand eines Blockschaltplans. Ein
Leitfähigkeits-Verstärker (1) ist eingangsseitig mit
Meßelektroden (4, 5) verbundene die an einem zweckmäßigen Punkt
im Waschsystem in die Waschlösung eingetaucht sind. Der Ort der
Meßelektroden (4, 5) ist nicht kritisch, jedoch wird bei
Anordnung des Meßpunkts nahe am Einspeisungspunkt des Detergens
oder des Waschmittels der Effekt des eingespeisten Waschmittels
schneller festgestellt. Der Leitfähigkeits-Verstärker (1) mißt
den elektrischen Leitwert der Waschlösung zwischen den
Meßelektroden (4, 5) und erzeugt ausgangsseitig dann ein
Aktivierungssignal (AKT₂), wenn der gemessene Leitwert bzw. die
Leitfähigkeit unter eine gegebene Schwelle absinkt, die einer
gegebenen Mindest-Konzentration des Waschmittels entspricht.
Die Ausgangsklemme des Leitfähigkeits-Verstärkers (1) ist mit
einem Steuereingang einer Steuereinheit (2) verbundene die der
Steuerung einer Waschmittel-Einspeisungspumpe dient. Ein weiterer
Steuereingang der Steuereinheit (2) ist mit einem Zeitgeber (3)
verbundene der ein Ausgangssignal (AKT₁) liefert. Die
Steuereinheit (2) schaltet nur dann die Pumpe eine wenn das
Signal (AKT₁) vom Zeitgeber (3) und das Signal (AKT₂) vom
Leitfähigkeits-Verstärker (1) ihr gleichzeitig eingespeist
werden.
Fig. 2A zeigt die vom Zeitgeber (3) und die vom Leitfähigkeits-
Verstärker (1) erzeugten Signale (AKT₁ und AKT₂) und ihre Wirkung
auf den Betrieb der Einspeisungspumpe.
Der Zeitgeber (3) erzeugt das Signal (AKT₁) als periodisches
Taktsignal mit zwei alternierenden Zuständen, die einem längeren
Mischintervall (T₁), während dessen der Betrieb der
Einspeisungspumpe gesperrt ist, und einem kürzeren
Einspeisungsintervall (T₂), während dessen der Betrieb der
Einspeisungspumpe ermöglicht ist, entsprechen. Anders
dargestellt, kann der Leitfähigkeits-Verstärker (1) die
Waschmittel-Einspeisungspumpe nur während des
Einspeisungsintervalls (T₂) aktivieren. Die Länge des
Mischintervalls hängt von der Geschwindigkeit ab, mit der sich
das einzelne Waschmittel in Wasser auflöst. Weithin verwendete
Alkali-Waschmittel lösen sich innerhalb von 15 bis 20 Sekunden
vollständig auf. Die Länge des Einspeisungsintervalls (T₂) hängt
von der gewünschten Genauigkeit und der Menge des Waschwassers
ab. Als grobe Regel kann unterstellt werden, daß das
Einspeisungsintervall (T₂) je tausend Liter Wasser etwa 5
Sekunden beträgt. Das Mischintervall ist wenigstens 2- bis 4mal
so lang wie das Einspeisungsintervall. In Fig. 2A beträgt das
Verhältnis 1 : 4.
Gemäß Fig. 2A startet die Zumeßeinrichtung der Waschanlage zu
einem Zeitpunkt (t₀) und das erste vom Zeitgeber (3) erzeugte
Intervall ist das Mischintervall (T₁), das dem Zweck dient,
abgesunkenem Waschmittel ausreichend Zeit zu geben, sich im
Wasser aufzulösen. Zum Startzeitpunkt (t₀) stellt der
Leitfähigkeits-Verstärker (1) fest, daß die elektrische
Leitfähigkeit der Waschlösung zu niedrig ist, und gibt an die
Steuereinheit (2) das Aktivierungssignal (AKT₂) ab. Die
Steuereinheit (2) reagiert jedoch nicht auf dieses
Aktivierungssignal (AKT₂), da das Taktsignal (AKT₁) sich gerade
im Mischintervall (T₁) befindet. Zu einem Zeitpunkt (t₁) hat sich
das Waschmittel im Wasser aufgelöst und der Verstärker (1) stellt
fest, daß die elektrische Leitfähigkeit bzw. der Leitwert
zwischen den Meßelektroden ausreichend doch ist, und beendet die
Abgabe des Aktivierungssignals (AKT₂). Als Folge hiervon liefert
die Waschmittel-Einspeisungspumpe auch zu einem Zeitpunkt (t₂),
zu dem das Einspeisungsintervall (T₂) beginnt, kein zusätzliches
Waschmittel. Zu einem Zeitpunkt (t₃) fällt die elektrische
Leitfähigkeit der Waschlösung unter den Schwellenwert und der
Leitfähigkeits-Verstärker (1) liefert wieder das
Aktivierungssignal (AKT₂). Mit dem Beginn des darauf folgenden
Einspeisungsintervalls (T₂) wird die Einspeisungspumpe
angeschaltet und pumpt Waschmittel während des gesamten
Einspeisungsintervalls (T₂) in die Waschlösung. Anschließend löst
sich das hinzugefügte Waschmittel in der Waschlösung während des
Mischintervalls (T₁) auf und die elektrische Leitfähigkeit der
Waschlösung erreicht zum Zeitpunkt (t₅) die Schwelle. Beim
dargestellten Beispiel legt der Leitfähigkeits-Verstärker (1) das
nächste Aktivierungssignal (AKT₂) an die Steuereinheit (2) zu
einem Zeitpunkt (t₆) in der Mitte des Einspeisungsintervalls (T₂)
an mit der Folge, daß die Einspeisungspumpe das Waschmittel bis
zum Ende des Einspeisungsintervalls (T₂) zugibt.
Gemäß einer alternativen Ausführung kann das Aktivierungssignal
(AKT₂) auch dem Zeitgeber (3) eingegeben werden, wie in Fig. 1
gestrichelt eingezeichnet ist. Das Ansteuern der Steuereinheit (2)
durch den Zeitgeber (3) ist also vom Anliegen des Signals (AKT₂)
abhängig. Jedesmal dann, wenn die elektrische Leitfähigkeit unter
den Schwellenwert absinkt und der
Leitfähigkeits-Verstärker (1) das Aktivierungssignal (AKT₂)
anlegt, beginnt der Zeitgeber (3) mit dem Einspeisungsintervall
(T₂), dem ein Mischintervall (T₁) folgt, während das nächste
Einspeisungsintervall (T₂) erst dann folgt, wenn nach dem
vorhergehenden Einspeisungsintervall (T₂) wenigstens ein
Mischintervall (T₁) verstrichen ist. Die Einspeisungspumpe liefert
also allgemein während des gesamten Einspeisungsintervalls (T₂)
Waschmittel in die Waschlösung, wobei die Waschmitteldosis stets
die gleiche ist. Diese Betriebsalternative ist in Fig. 2B
veranschaulicht, gemäß der das Mischintervall (T₁) sich an den
Zeitpunkt (t₀) des Betriebsstarts anschließt, wobei der Betrieb
der Einspeisungspumpe gesperrt ist. Zum Zeitpunkt (t₃) liefert
der Leitfähigkeits-Verstärker (1) das Aktivierungssignal (AKT₂)
mit der Folge, daß der Zeitgeber (3) das Einspeisungsintervall
(T₂) startet, dem das Mischintervall (T₁) folgt.
Auch bei einer weiteren alternativen Ausführung ist das
Aktivierungssignal (AKT₂) an den Zeitgeber (3) angelegt. In
diesem Fall beginnt jedoch das Signal (AKT₁) des Zeitgebers (3)
mit dem Mischintervall (T₁), wenn der Leitfähigkeits-Verstärker
das Aktivierungssignal (AKT₂) liefert, wodurch der Zweck erreicht
wird, daß irgendwelche augenblicklichen Änderungen des
elektrischen Leitwerts, die beispielsweise durch eine örtliche
Änderung der Waschmittelkonzentration oder eine plötzliche
Änderung des Oberflächenpegels der Waschlösung bewirkt werden
können, nicht zu einer Zumessung von Waschmittel führen. Liefert
der Leitfähigkeits-Verstärker (1) das Aktivierungssignal (AKT₂)
während des gesamten Mischintervalls (T₁), so folgt das
Einspeisungsintervall (T₂) in normaler Weise und diesem wiederum
ein Mischintervall (T₁) usw., bis sich das Aktivierungssignal
(AKT₂) wieder ändert. Ändert sich dieses Ausgangssignal (AKT₂)
des Verstärkers (1) bereits während des ersten Mischintervalls
(T₁), indem es verschwindet oder in den unaktiven Zustand
wechselt, so folgt kein Einspeisungsintervall (T₂) und es findet
keine Waschmitteleinspeisung statt.
Bei einer weiteren Abwandlung der Anordnung nach Fig. 1 kann
beispielsweise das Signal (AKT₁) entfallen und der Zeitgeber (3)
so angeordnet sein, daß er einen Schalter steuert, der zwischen
den Ausgang des Leitfähigkeits-Verstärkers (1) und die
Steuereinheit (2) der Einspeisungspumpe eingeschaltet ist. Der
Zeitgeber (3) steuert den Schalter so, daß das Aktivierungssignal
(AKT₂) nur während des Einspeisungsintervalls (T₂) an die
Steuereinheit (2) angelegt werden kann.
Der Leitfähigkeitsverstärker (1) und die Steuereinheit (2) der
Einspeisungspumpe gehören, wie sie im Blockschaltplan nach Fig. 1
dargestellt sind, zum Stand der Technik. Der Zeitgeber (3) kann
ebenfalls mit Hilfe einfacher kommerziell erhältlicher
Zeitsteuerungen realisiert werden. Zumindest die Blöcke (2, 3)
können auch in einem Operationsverstärker enthalten sein, der die
Waschanlage steuert.
Claims (11)
1. Verfahren zum Zumessen von Waschmittel in eine Waschlösung in
großen Waschmaschinen und Waschsystemen, wobei man an einer
Waschlösung, die Wasser und Waschmittel enthält, eine von der
Waschmittelkonzentration der Waschlösung abhängige Eigen
schaft mißt und zur Waschlösung dann Waschmittel während
eines gegebenen Einspeisungsintervalls (T₂) hinzufügt, wenn
der Wert der gemessenen Eigenschaft einer Waschmittelkonzen
tration unter einem gegebenen Schwellenwert entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß man die Waschmittelkonzentration
auch während des Einspeisungsintervalls (T₂) mißt, die
Hinzufügung des Waschmittels während des gegebenen Einspei
sungsintervalls (T₂) nur für die Zeit, zu der die der
gemessenen Eigenschaft entsprechende Waschmittelkonzentration
der Waschlösung unterhalb des Schwellenwerts während des
Einspeisungsintervalls liegt, ermöglicht und die Hinzufügung
von Waschmittel nach jedem Einspeisungsintervall (T₂) für die Zeit
eines vorgegebenen Mischintervalls (T₁) sperrt, innerhalb
dessen die Waschlösung mit dem Waschmittel vermischt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
nach dem Starten der Waschmaschine oder des Waschsystems den
Zumeßprozeß mit einem Mischintervall (T₁) beginnt, woraufhin
die Einspeisungsintervalle (T₂) und die Mischintervalle T₁ als
stetige Folge alternieren.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
nach dem Starten der Waschmaschine oder des Waschsystems den
Zumeßprozeß mit einem Mischintervall (T₁) beginnt, woraufhin
jedes Einspeisungsintervall (T₂) nur dann beginnt, wenn die
der gemessenen Eigenschaft der Waschlösung entsprechende
Waschmittelkonzentration unter den Schwellenwert abfällt und
nach dem vorhergegangenen Einspeisungsintervall (T₂) wenig
stens ein Mischintervall (T₁) verstrichen ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man
nach dem Beginn des Waschprozesses oder wenn die der
gemessenen Eigenschaft der Waschlösung entsprechende
Waschmittelkonzentration unter den Schwellenwert absinkt, als
erstes ein Mischintervall (T₁) folgen läßt.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß die Länge des Einspeisungsintervalls (T₂)
nicht mehr als etwa 5 Sekunden je tausend Liter Wasser
beträgt und die Länge des Mischintervalls (T₁) mehr als 10
Sekunden vorzugsweise wenigstens 20 Sekunden beträgt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß man als von der Waschmittelkonzentration
abhängige Eigenschaft die elektrische Leitfähigkeit oder den
pH-Wert der Waschlösung mißt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Einspeisungsintervall (T₂) etwa 5 Sekunden
je tausend Liter Wasser beträgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Mischintervall (T₁) wenigstens 10 Sekunden,
vorzugsweise wenigstens 20 Sekunden, beträgt.
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Vorrichtung aufweist
einen Zeitgeber (3), der ein Signal (AKT₁) liefert, das ein Einspeisungsintervall (T₂) definiert,
eine Einspeisungsvorrichtung (2) zum Hinzufügen von Waschmittel in die Waschlösung während des von dem Zeitgeber (3) gegebenen Einspeisungsintervalls (T₂), und
eine Meßeinrichtung (1) zur Erzeugung eines Kontroll signals (AKT₂), wenn eine von der Waschmittelkonzentration der Waschlösung abhängige Eigenschaft unter einen vorgegebe nen Schwellenwert abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungsvorrichtung (2) nur bei Anliegen sowohl des vom Zeitgeber (3) gelieferten, das Einspeisungsintervall (T₂) definierenden Signals (AKT₁) als auch des Kontrollsignals (AKT₂) der Meßeinrichtung (1) aktiviert ist.
einen Zeitgeber (3), der ein Signal (AKT₁) liefert, das ein Einspeisungsintervall (T₂) definiert,
eine Einspeisungsvorrichtung (2) zum Hinzufügen von Waschmittel in die Waschlösung während des von dem Zeitgeber (3) gegebenen Einspeisungsintervalls (T₂), und
eine Meßeinrichtung (1) zur Erzeugung eines Kontroll signals (AKT₂), wenn eine von der Waschmittelkonzentration der Waschlösung abhängige Eigenschaft unter einen vorgegebe nen Schwellenwert abfällt, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspeisungsvorrichtung (2) nur bei Anliegen sowohl des vom Zeitgeber (3) gelieferten, das Einspeisungsintervall (T₂) definierenden Signals (AKT₁) als auch des Kontrollsignals (AKT₂) der Meßeinrichtung (1) aktiviert ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßeinrichtung (1) eine pH-Wert-Meßeinrichtung ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die
Meßeinrichtung aus einem Leitfähigkeits-Verstärker (1)
besteht.
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