DE1515270B1 - Electrode control for liquid containers, in particular for coffee machines - Google Patents
Electrode control for liquid containers, in particular for coffee machinesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Elektrodensteuerung für Flüssigkeitsbehälter mit steigendem und fallendem Flüssigkeitsniveau, insbesondere für Brühevorratsbehälter von Kaffeemaschinen, bei der mindestens eine im Steuerstromkreis liegende Niveauelektro de mittels eines Durchführungsisolators in den Flüssigkeitsraum eingeführt ist und der Steuerstromkreis durch die steigende Flüssigkeit bei Berührung der Niveauelektrode geschlossen und beim Absinken der Flüssigkeit unterbrochen wird. The invention relates to an electrode control for liquid containers with rising and falling liquid level, especially for broth storage tanks of coffee machines with at least one level electrical in the control circuit de is introduced into the liquid space by means of a bushing insulator and the control circuit through the rising liquid when the level electrode is touched is closed and interrupted when the liquid drops.
Die Elektrodensteuerung gemäß der Erfindung ist insbesondere für Kaffeemaschinen oder ähnliche Einrichtungen zur Bereitung und Ausgabe von Getränken bestimmt, bei denen ein Getränkevorratsbehälter oder ein mit diesem kommunizierendes Standrohr in bestimmten Höhenabständen mit Elektroden versehen ist, die wahlweise je nach der gewünschten Vorratsmenge in einen den Flüssigkeitszulauf steuernden Stromkreis einschaltbar sind. The electrode control according to the invention is particularly for Coffee machines or similar devices for preparing and dispensing beverages determined in which a beverage storage container or a communicating with this Standpipe is provided with electrodes at certain height intervals, optionally depending on the desired amount of storage in a controlling the liquid supply Circuit can be switched on.
Bei den bisher bekannten Einrichtungen dieser Art ragen die Elektroden entweder von der Seite her durch die Seitenwand des Flüssigkeitsbehälters bzw. In the previously known devices of this type, the electrodes protrude either from the side through the side wall of the liquid container or
Standrohres oder von oben her durch den Deckel des Flüssigkeitsbehälters in den Flüssigkeitsraum. In jedem Fall müssen die Elektroden derart isoliert durch die Wandung oder den Deckel des Flüssigkeitsbehälters eingeführt werden, daß die elektrisch leitende Verbindung zwischen der Flüssigkeit und den Elektroden nur direkt, aber nicht auf dem Umweg über Wandungs- oder Befestigungsteile erfolgen kann.Standpipe or from above through the lid of the liquid container into the liquid space. In any case, the electrodes must be insulated in this way the wall or the lid of the liquid container are introduced that the electrically conductive connection between the liquid and the electrodes only directly, but cannot be done indirectly via wall or fastening parts.
Diese Isolierung kann jedoch bei den bekannten Elektrodenanordnungen durch Kriechströme beeinträchtigt werden, welche sich um so stärker bemerkbar machen, je mehr der Oberflächenwiderstand der die Elektroden umgebenden Isolier- und Befestigungsteile durch Verschmutzung oder Befeuchtung aus vorangegangener Flüssigkeitsbenetzung vermindert wird. Dies tritt gerade bei Kaffeemaschinen od. dgl. sehr stark auf, wo die zur Stromleitung verwendete Flüssigkeit, wie z. B. die Kaffeebrühe, starke Ablagerungen von Rückständen gelöster Bestandteile der Brühe oder von Mineralien verursacht. Die Anwendbarkeit von Elektrodensteuerungen kann dadurch unter Umständen ganz in Frage gestellt werden.However, this insulation can be used with the known electrode arrangements are affected by leakage currents, which are all the more noticeable the more the surface resistance of the insulating and fastening parts surrounding the electrodes reduced by soiling or moistening from previous wetting of the liquid will. This occurs especially with coffee machines or the like. Very strong, where the to Power line used liquid, such as. B. the coffee stock, thick deposits caused by residues of dissolved components in the broth or by minerals. The applicability of electrode controls can therefore be completely in Question to be asked.
Durch die Erfindung wird bezweckt, diesen Überstand zu beseitigen und die Betriebssicherheit der Elektrodensteuerung zu verbessern, indem verhindert wird, daß die steigende Flüssigkeit die Oberfläche der die Elektrodendurchführung umgebenden Isolations-und Wandungsteile benetzen und deren Oberflächenwiderstand dadurch sowie durch Ablagerungen vermindern kann. The invention aims to eliminate this supernatant and to improve the operational safety of the electrode control by preventing that the rising liquid will touch the surface of the electrode feedthrough wet the surrounding insulation and wall parts and their surface resistance can be reduced by this as well as by deposits.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht bei einer Elektrodensteuerung der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß darin, daß die Niveauelektrode in ein besonderes, oben durch den Durchführungsisolator dicht abgeschlossenes und unten offenes Elektrodengehäuse eingeführt ist, welches in an sich bekannter Weise glocken- oder haubenförmig ausgebildet ist. The solution to this problem is an electrode control of the initially mentioned type according to the invention in that the level electrode in a special, Electrode housing sealed at the top by the bushing insulator and open at the bottom is introduced, which is bell-shaped or hood-shaped in a manner known per se is.
Bei der Elektrodensteuerung nach der Erfindung ist ein im wesentlichen senkrecht angeordnetes, nach unten geöffnetes Elektrodengehäuse vorgesehen, in dessen oberem Innenraum zwischen dem Flüssigkeitsspiegel und dem Elektrodendurchführungsteil der Niveauelektrode bzw. dem Durchführungsisolator ständig ein Luftpolster vorhanden ist. Dank der Ausbildung und Anordnung des Gehäuses kann dieses Luftpolster nicht entweichen. Es verhindert, daß die kritischen Stellen von der Flüssigkeit benutzt werden könnten. Infolgedessen können sich dort weder leitende Flüssigkeitsschichten noch Ablagerungen bilden. Auch bei höheren Flüssigkeitsdrücken und/oder -niveaus ist daher ein ausreichend großer Oberflächenwiderstand der die Elektrodendurchführung umgebenden Isolations- und Wandungsteile stets gegeben. In the electrode control according to the invention, one is essentially vertically arranged, downwardly open electrode housing provided, in which upper interior space between the liquid level and the electrode feed-through part The level electrode or the bushing insulator always has an air cushion is. Thanks to the design and arrangement of the housing, this air cushion cannot escape. It prevents the critical points used by the liquid could become. As a result, neither conductive layers of liquid can form there deposits still form. Even at higher fluid pressures and / or levels is therefore a sufficiently large surface resistance of the electrode leadthrough surrounding insulation and wall parts are always given.
Es ist zwar in der deutschen Patentschrift 822 585 bereits eine Regelvorrichtung für elektrisch betriebene Dampfkessel beschrieben, bei der Heizelektroden in einem nach unten offenen Dampferzeugungsgefäß angebracht sind, das ganz oder teilweise innerhalb eines äußeren Behälters angeordnet ist. Die Elektroden stehen mit einstellbarer Eintauchtiefe mit dem im Dampferzeugungsgefäß befindlichen Wasser ständig in Berührung. Der Innenraum kann sich mit Wasser füllen, so daß die Innenflächen des Gefäßes mit Wasser benetzt werden. Bei dieser Heizeinrichtung geht der Strom zwischen die Elektroden direkt durch die dazwischen befindliche Wasserschicht hindurch, und es kommt mithin nicht darauf an, das Entstehen von Kriechströmen an der isolierten Durchführung zu verhindern. Außerdem befinden sich diese reinen Heizelektroden nicht in verschiedenen Niveaus, sondern ragen im wesentlichen senkrecht tief in den Behälter hinein. Sie sind also alle gleichzeitig in gleicher Höhe wasserbenetzt und deshalb nicht als Niveauelektroden geeignet. Although it is already a control device in German patent specification 822 585 for electrically operated steam boilers described in the heating electrodes in one downwardly open steam generating vessel are attached, the whole or in part is arranged within an outer container. The electrodes are available with adjustable Immersion depth in constant contact with the water in the steam generator. The interior can be filled with water, so that the inner surfaces of the vessel with Water. With this heating device, the current goes between the electrodes right through the layer of water in between, and it comes with it does not depend on the occurrence of leakage currents in the isolated bushing to prevent. In addition, these pure heating electrodes are not in different ones Levels, but protrude deep into the container substantially vertically. she are therefore all wetted with water at the same time and therefore not as Suitable for level electrodes.
Die einzelnen Elektrodengehäuse können außerhalb des Flüssigkeitsbehälters an der Behälterwand befestigt und durch seitliche Kanäle mit dem Flüssigkeitsraum des Behälters verbunden sein. Sie können aber auch innerhalb des Flüssigkeitsbehälters so angeordnet sein, daß sie mit ihren Öffnungen nach unten in den Flüssigkeitsraum tauchen und die in ihnen enthaltenen Luftpolster bzw. -volumina am Entweichen hindern. The individual electrode housings can be outside the liquid container attached to the container wall and through lateral channels with the liquid space of the container. But you can also inside the liquid container be arranged so that their openings face down into the liquid space dive and prevent the air cushions or volumes contained in them from escaping.
In der Zeichnung ist die Erfindung in verschiedenen Ausführungsformen beispielsweise veranschaulicht. In the drawing, the invention is in various embodiments for example illustrated.
Fig. 1 zeigt in einem Vertikalschnitt eine Elektrodenanordnung mit einem an die Seitenwandung eines nur teilweise dargestellten Flüssigkeitsbehälters angeschlossenen Elektrodengehäuse; F i g. 2 zeigt ein von oben her in den Flüssigkeitsbehälter eintauchendes Elektrodengehäuse im Vertikalschnitt, und F i g. 3 zeigt schließlich ebenfalls im Vertikalschnitt ein seitlich an einen Flüssigkeitsbehälter angebautes Elektrodengehäuse mit zwei Elektroden. Fig. 1 shows in a vertical section an electrode arrangement with one on the side wall of a liquid container only partially shown connected electrode housing; F i g. 2 shows a from above into the liquid container immersing electrode housing in vertical section, and FIG. 3 finally shows also in vertical section a built-on side of a liquid container Electrode housing with two electrodes.
Als Ausführungsbeispiel ist der Flüssigkeits- oder Vorratsbehälter 1 einer Kaffeemaschine gewählt worden, der einen zur Aufnahme der Kaffeebrühe dienenden Flüssigkeitsraum 2 umschließt. Der jeweilige Flüssigkeitsstand in dem Behälter 1 ist an drei charakteristischen Stellen mit I, II und III bezeichnet. The liquid or storage container is an exemplary embodiment 1 of a coffee machine has been selected, the one serving to hold the coffee stock Liquid space 2 encloses. The respective liquid level in the container 1 is labeled I, II and III in three characteristic places.
Jede Elektrode 3 befindet sich in einem besonderen Elektrodengehäuse 4, dessen Innenraum 5 durch den Kanal 6 eines Rohrstutzens 7 mit dem Innenraum 2 des Flüssigkeitsbehälters 1 in Verbindung steht. Um das Ablaufen der in den Innenraum 5 des Elektrodengehäuses 4 eingedrungenen Flüssigkeit zu erleichtern, ist der Kanal 6 zweckmäßig schräg aufwärts geneigt. Der Rohrstutzen 7 ist z. B. mittels eines Gewindes 8 in eine entsprechende Gewindebohrung 9 der Behälterseitenwand des Flüssigkeitsbehälters 1 eingeschraubt und abgedichtet. Each electrode 3 is located in a special electrode housing 4, the interior 5 of which through the channel 6 of a pipe socket 7 with the interior 2 of the liquid container 1 is in communication. To the drainage in the interior 5 of the electrode housing 4 to facilitate penetrated liquid is the channel 6 expediently inclined obliquely upwards. The pipe socket 7 is z. B. by means of a Thread 8 in a corresponding threaded hole 9 of the container side wall of the liquid container 1 screwed in and sealed.
Der Innenraum 5 des Elektrodengehäuses 4 ist oben luft- und flüssigkeitsdicht durch einen aus elektrisch isolierendem Material bestehenden Deckel abgeschlossen, der von einer Überwurfmutter 11 fest auf den oberen Rand des Elektrodengehäuses 4 gepreßt wird. Der DeckellO ist mit einer zentralen Bohrung 12 versehen, durch die der Elektrodenschaft 13 der Elektrode 3 hindurchgeführt ist. Das obere, nach außen ragende Ende des Elektrodenschaftes 13 ist mit einem Gewinde versehen, auf das eine Mutter 14 zum Befestigen des Elektrodenschaftes am Deckel 10 aufschraubbar ist. Mittels einer zweiten Mutter 15 und einer eingelegten Scheibe 16 kann an den Elektronenschaft 13 eine in der Zeichnung nicht näher dargestellte Stromzuführungsleitung angeschlossen werden. The interior 5 of the electrode housing 4 is above airtight and liquid-tight thanks to an electrically insulating material Cover completed, which is firmly attached to the upper edge of the by a union nut 11 Electrode housing 4 is pressed. The lid O is with a central hole 12, through which the electrode shaft 13 of the electrode 3 is passed. The upper, outwardly protruding end of the electrode shaft 13 is threaded provided, on which a nut 14 for attaching the electrode shaft to the cover 10 can be screwed on. By means of a second nut 15 and an inserted washer 16 can be attached to the electron shaft 13 a not shown in the drawing Power supply line can be connected.
Der isolierende Deckel 10 hat vorzugsweise an seiner Unterseite zwei ringförmige, konzentrische Ansätze 17 und 18. Der äußere Ringansatz 17 legt sich gegen die Innenwand des Elektrodengehäuses 4, während der innere Ringansatz 18 den Elektrodenschaft 13 umgibt. Der Elektrodenschaft 13 ist gegenüber der eigentlichen Elektrode 3 abgesetzt, so daß ein Bund 19 entsteht. Mit diesem Bund 19 legt sich die Elektrode 3 gegen die untere Stirnkante des inneren Ringansatzes 18, gegen die sie von der Befestigungsmutterl4 gezogen wird. Die Elektrode 3 hängt auf diese Weise frei in dem Innenraum 5 des Elektrodengehäuses 4 nach unten und reicht vorzugsweise so tief hinab, daß die Niveauebene II, in der die erste Flüssigkeitsberührung der Elektrode 3 erfolgt, tiefer als der höchste Punkt 20 der Mündung des Verbindungskanals 6 in den Flüssigkeitsraum 2 liegt. The insulating lid 10 preferably has two on its underside annular, concentric lugs 17 and 18. The outer ring lug 17 lies down against the inner wall of the electrode housing 4, while the inner ring extension 18 den Surrounds the electrode shaft 13. The electrode shaft 13 is opposite the actual Electrode 3 removed so that a collar 19 is formed. With this covenant 19 comes to an end the electrode 3 against the lower end edge of the inner ring extension 18, against the it is pulled by the fastening nut 4. The electrode 3 hangs in this way freely in the interior 5 of the electrode housing 4 downwards and is preferably sufficient so deep down that the level II, in which the first liquid contact of the Electrode 3 takes place lower than the highest point 20 of the mouth of the connecting channel 6 lies in the liquid space 2.
Die vorstehend beschriebene Elektrodenanordnung wirkt folgendermaßen: In den Flüssigkeitsraum 2 des Flüssigkeitsbehälters 1 möge durch eine nicht näher dargestellte Zuleitung die Flüssigkeit, z. B. die fertige Kaffeebrühe, einströmen, welche in dem Behälter 1 nach und nach ansteigt. Wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälterl über das NiveauI ansteigt, beginnt die Flüssigkeit durch den Verbindungskanal 6 in das Elektrodengehäuse 4 einzudringen. Bei Erreichen der Niveauebene II erhält die Elektrode 3 Flüssigkeitsberührung. Dadurch wird der elektrische Stromkreis geschlossen, und es kann der gewünschte Steuervorgang ausgelöst werden. Wenn diese Elektrode aber nicht in einen Stromkreis eingeschaltet ist, erfolgt kein Steuervorgang, z. B. keine Absperrung der weiteren Flüssigkeitszufuhr in den Behälter 1. The electrode arrangement described above works as follows: In the liquid space 2 of the liquid container 1 may not be closer to one another shown supply line the liquid, z. B. the finished coffee stock flow in, which gradually increases in the container 1. When the liquid level is in the container rises above level I, the liquid begins through the connecting channel 6 to penetrate into the electrode housing 4. Receives upon reaching level II the electrode 3 liquid contact. This closes the electrical circuit, and the desired control process can be triggered. When this electrode but is not switched into a circuit, there is no control process, e.g. B. no shut-off of the further liquid supply in the container 1.
Die Flüssigkeit steigt dann über das Niveau II weiter hoch. Diesem ansteigenden Flüssigkeitsspiegel im Flüssigkeitsraum 2 des Behälters 1 folgt aber der kommunizierende Spiegel im Innenraum 5 des Elektrodengehäuses 4 nicht in gleichem Maße nach, sondern er bleibt unter entsprechender Komprimierung der in dem Innenraum 5 des Gehäuses 4 eingeschlossenen Luft unterhalb des Flüssigkeitsspiegels im Behälterraum2. In seiner Endlage erreicht der Flüssigkeitsspiegel im Elektrodengehäuse 4 ein Niveau III, dessen Abstand von der Unterseite des Deckels 10 durch die Höhe der Flüssigkeitssäule im Behälter 1 und dem darauf lastenden Druck bestimmt wird.The liquid then continues to rise above level II. This one however, a rising liquid level in the liquid space 2 of the container 1 follows the communicating mirror in the interior 5 of the electrode housing 4 is not the same Measurements according to, but he remains under the appropriate compression in the interior 5 of the housing 4 trapped air below the liquid level in the container space 2. In its end position, the liquid level in the electrode housing 4 reaches a level III, its distance from the underside of the lid 10 by the height of the liquid column is determined in container 1 and the pressure on it.
Dieser Abstand ist bei luftdichtem Abschluß des Dekkels 10 auf dem oberen Rand des Elektrodengehäuses 4 in jedem Fall größer als Null, so daß das im oberen Teil des Gehäuses 4 zurückgehaltene Luftpolster eine direkte Flüssigkeitsberührung mit einem größeren Oberflächenteil des Deckels 10 und der Ringansätze 17, 18 verhindert.This distance is at the airtight conclusion of the cover 10 on the upper edge of the electrode housing 4 in each case greater than zero, so that in the upper part of the housing 4 retained air cushions a direct liquid contact with a larger surface part of the cover 10 and the ring lugs 17, 18 prevented.
Wenn der Flüssigkeitsspiegel in dem Behälter, z. B. durch Entnahme von Flüssigkeit, absinkt oder wenn der auf den Flüssigkeitsspiegel im Raum 2 wirkende Druck nachläßt, kann die im Innenraum 5 des Elektrodengehäuses 4 eingeschlossene Luft expandieren. Sobald der Flüssigkeitsspiegel unter das Niveau II absinkt, reißt die Flüssigkeitsberührung der Elektrode 3 ab, und es kann durch die dann erfolgende Öffnung des Stromkreises wiederum ein dem obengenannten Schaltvorgang umgekehrter Schaltvorgang, z. B. ein Öffnen des Zulaufventils für die Flüssigkeit, stattfinden. When the liquid level in the container, e.g. B. by removal of liquid, sinks or if the acting on the liquid level in room 2 Pressure decreases, the enclosed in the interior 5 of the electrode housing 4 can Expand air. As soon as the liquid level drops below level II, it ruptures the liquid contact of the electrode 3 from, and it can then take place through the Opening of the circuit is again the reverse of the switching process mentioned above Switching process, e.g. B. an opening of the inlet valve for the liquid take place.
Die in Fig. 2 veranschaulichte Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der Ausführungsform nach F i g. 1 im wesentlichen dadurch, daß das Elektrodengehäuse 4 nicht außerhalb, sondern innerhalb des Flüssigkeitsbehälters 1 unmittelbar in dem Flüssigkeitsraum 2 angeordnet ist. Das Elektrodengehäuse 4 wird zu diesem Zweck mittels des nach oben entsprechend verlängerten und mit einer isolierenden Hülle umgebenen Elektrodenschaftes 13 an dem Deckel des Flüssigkeitsbehälters aufgehängt und gleichzeitig durch eine Bohrung dieses Deckels nach außen unter entsprechender Abdichtung hindurchgeführt. Die Elektrode 3 endet in diesem Fall oberhalb des unteren Randes des Elektrodengehäuses 4. The embodiment of the invention illustrated in FIG. 2 differs differs from the embodiment according to FIG. 1 essentially in that the electrode housing 4 not outside, but inside the liquid container 1 directly in the liquid space 2 is arranged. The electrode housing 4 is used for this purpose by means of the correspondingly extended upwards and with an insulating cover surrounded electrode shaft 13 is suspended from the lid of the liquid container and at the same time through a hole in this cover to the outside under corresponding Seal passed through. In this case, the electrode 3 ends above the lower one Edge of the electrode housing 4.
Es ist erfindungsgemäß auch möglich, zwei oder mehr Elektroden 3 in einem gemeinsamen Elektrodengehäuse 4 unterzubringen. Eine solche Ausführungsform ist in F i g. 3 schematisch veranschaulicht. According to the invention, it is also possible to have two or more electrodes 3 to be accommodated in a common electrode housing 4. Such an embodiment is in Fig. 3 illustrates schematically.
Diese Anordnung wird z. B. zum Schalten bei verschiedener Füllstandshöhe oder in dem Fall verwendet, wenn der Stromfluß nicht von der Gehäusemasse zur Elektrode, sondern von Elektrode zu Elektrode durch die Flüssigkeit hindurch erfolgen soll. Die Wirkungsweise dieser in F i g. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen der Erfindung entspricht im übrigen grundsätzlich der an Hand der Fig. 1 erläuterten Wirkungsweise.This arrangement is z. B. for switching at different fill levels or used in the case when the current does not flow from the housing ground to the electrode, but should take place from electrode to electrode through the liquid. The mode of action of this in FIG. 2 and 3 illustrated embodiments of the invention otherwise basically corresponds to the mode of operation explained with reference to FIG. 1.
Claims (13)
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