DE3916847C2 - - Google Patents
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
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- F24H9/40—Arrangements for preventing corrosion
- F24H9/45—Arrangements for preventing corrosion for preventing galvanic corrosion, e.g. cathodic or electrolytic means
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
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- C23F13/00—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection
- C23F13/02—Inhibiting corrosion of metals by anodic or cathodic protection cathodic; Selection of conditions, parameters or procedures for cathodic protection, e.g. of electrical conditions
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Description
Die Erfindung betrifft eine elektrisch korrosionsgeschützte Behälteranordnung
mit einem Wasserbehälter, einer elektrisch isoliert in den Wasserbehälter ein
geführten, ggf. gleichzeitig als Heizelement und/oder als Meßelektrode dienen
den Korrosionsschutz-Anode, einem Positiv-Anschlußelement für die Korrosions
schutz-Anode und einem mit der Wandung des Wasserbehälters elektrisch verbun
denen Negativ-Anschlußelement und mit einer über eine zweiadrige Leitung an
die Anschlußelemente angeschlossenen Korrosionsschutz-Stromquelle.
Elektrisch korrosionsgeschützte Behälteranordnungen (DE-PS 31 05 922) sind in
unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt, wobei jeweils die Korrosionsschutz-
Anode an den Pluspol und die Wandung des Wasserbehälters an den Minuspol einer
Korrosionsschutz-Stromquelle für Gleichstrom angeschlossen ist. Die Korrosions
schutz-Stromquelle ist dabei häufig als Potentiostat ausgeführt, bei dem ein
Mindest-Schutzstrom von der Korrosionsschutz-Anode zur Wandung des Wasserbe
hälters gewährleistet ist.
Bei der bekannten, eingangs erläuterten Behälteranordnung ist ein Verpolungs
schutz nicht vorgesehen. Die Korrosionsschutz-Stromquelle kann also versehent
lich verkehrt herum an die Anschlußelemente angeschlossen sein, so daß der
Schutzstrom in der verkehrten Richtung fließt und unter Umständen erhebliche
Schäden auftreten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die bekann
te Behälteranordnung gegen einen verpolten Anschluß der Korrosionsschutz-Strom
quelle an die Anschlußelemente zu schützen.
Die zuvor hergeleitete und aufgezeigte Aufgabe ist nun erfindungsgemäß dadurch
gelöst, daß die Anschlußelemente behälterseitig über eine mit der Anode an das
Negativ-Anschlußelement und mit der Kathode an das Positiv-Anschlußelement an
geschlossene Verpolungsschutzdiode elektrisch verbunden sind und daß die Kor
rosionsschutz-Stromquelle eine an die Anschlußelemente anzuschließende Ausgangs
stufe mit einem Strombegrenzer und eine an die Anschlußelemente parallel dazu
anzuschließende Spannungsvergleicherstufe aufweist. Dabei wird die Ausgangs
stufe abgeschaltet, sobald von der Spannungsvergleicherstufe ein unter einem
eingestellten Grenzwert liegender Spannungsabfall festgestellt wird. Erfin
dungsgemäß wird
eine Verpolungsschutzdiode in Parallelschaltung dem Wasserbehälter zugeord
net, d. h. zwischen die Anschlußelemente geschaltet. Eine Verpolungsschutz
diode in Parallelschaltung hat gegenüber einer Verpolungsschutzdiode in Se
rienschaltung den Vorteil, daß die Messung nicht beeinträchtigt wird und daß
wirklich alle möglichen Verdrahtungsfehler berücksichtigt werden. Erfindungs
gemäß ist aber erkannt worden, daß eine Verpolungsschutzdiode zwischen den
Anschlußelementen in Parallelschaltung für die vorliegenden Zwecke allein
nicht ausreicht, um einen zuverlässigen Verpolungsschutz zu gewährleisten.
Zusätzlich ist es nämlich erforderlich, die Spannung an der Ausgangsstufe
der Korrosionsschutz-Stromquelle zu überwachen. Diese Maßnahme geht von der
Erkenntnis aus, daß der Schutzstrom im Verpolungsfall natürlich groß genug
ist, so daß eine Fehlermeldung nicht auftritt. Wenn aber bei in der Ausgangs
stufe erfolgender Begrenzung des Ausgangsstroms eine bestimmte, von dem nor
malen Betriebszustand der Behälteranordnung vorgegebene Sollspannung erheb
lich unterschritten bzw. ein darunter liegender Grenzwert unterschritten
wird, spricht das dafür, daß der Schutzstrom infolge Verpolung unmittelbar
über die Verpolungsschutzdiode geführt wird. Diese Aussage wird erfindungs
gemäß zur Abschaltung der Ausgangsstufe genutzt.
Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die zuvor erläuterte Lehre der Erfin
dung auszugestalten und weiterzubilden, wozu auf die dem Patentanspruch 1 nach
geordneten Patentansprüche verwiesen werden darf.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung noch näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in schema
tischer Darstellung Aufbau und Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen, elek
trisch korrosionsgeschützten Behälteranordnung.
Die einzige Figur zeigt für eine elektrisch korrosionsgeschützte Behälteran
ordnung zunächst einen Wasserbehälter 1 mit einer elektrisch isoliert einge
führten, ggf. gleichzeitig als Heizelement und/oder als Meßelektrode dienen
den Korrosionsschutz-Anode 2, einem Positiv-Anschlußelement 3 für die Korro
sionsschutz-Anode 2 und eine mit der Wandung des Wasserbehälters 1 elektrisch
verbundenen Negativ-Anschlußelement 4. Über eine zweiadrige Leitung 5 ist
an die Anschlußelemente 3, 4 eine Korrosionsschutz-Stromquelle 6 angeschlos
sen.
Wesentlich ist nun, daß die Anschlußelemente 3, 4 behälterseitig über eine
mit der Anode an das Negativ-Anschlußelement 4 und mit der Kathode an das
Positiv-Anschlußelement 3 angeschlossene Verpolungsschutzdiode 7 elektrisch
verbunden sind, daß die Korrosionsschutz-Stromquelle 6 eine an die Anschluß
elemente 3, 4 anzuschließende Ausgangsstufe 8 mit einem Strombegrenzer sowie
eine an die Anschlußelemente 3, 4 parallel dazu anzuschließende Spannungs
vergleicherstufe 9 aufweist und daß die Ausgangsstufe 8 abgeschaltet wird,
sobald von der Spannungsvergleicherstufe 9 ein unter einem eingestellten
Grenzwert liegender Spannungsabfall festgestellt wird. Im dargestellten Aus
führungsbeispiel weist die Korrosionsschutz-Stromquelle 6 dazu zwei mit der
Ausgangsstufe 8 und der Spannungsvergleicherstufe 9, aber auch mit einem da
zu parallel geschalteten Schutzstromregler 10 verbundene Anschlußelemente 11
auf, an die die zweiadrige Leitung 5 anschließbar ist. Der Schutzstromreg
ler 10 wirkt wie die Spannungsvergleicherstufe 9 steuernd auf die Ausgangs
stufe 8 ein, regelt seinerseits aber eben nur den Schutzstrom entsprechend
der Funktionsweise eines Potentiostaten.
Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel gilt im übrigen noch,
daß die Spannungsvergleicherstufe 9 eine Verzögerungsschaltung aufweist und
ein Ausgangssignal zur Abschaltung der Ausgangsstufe 8 erst nach einer be
stimmten, vorzugsweise einstellbaren Verzögerungszeit abgegeben wird.
Im übrigen gilt hier, daß der Spannungsvergleicherstufe 9 eine Signalstufe 12
nachgeschaltet ist und gleichzeitig mit der Ausgangsstufe 8 angesteuert wird.
Die Signalstufe 12 ist auch noch direkt mit der Ausgangsstufe 8 verbunden,
und zwar so, daß bei einer Störung durch einen zu geringen Schutzstrom eben
falls von der Signalstufe 12 ein Alarmsignal abgebbar ist.
Die dargestellte Korrosionsschutz-Stromquelle 6 arbeitet im Rahmen der er
findungsgemäßen Behälteranordnung folgendermaßen:
Im Normalfall, wie hier dargestellt, wird von der Ausgangsstufe 8 ein Schutz
strom von der Korrosionsschutz-Anode 2 zu der als Korrosionsschutz-Kathode
dienenden Wandung des Wasserbehälters 1 getrieben. Da die Ausgangsspannung
der Ausgangsstufe 8 an der Verpolungsschutzdiode 7 in diesem Fall in Sperr
richtung ansteht, fließt über die Verpolungsschutzdiode 7 kein Strom.
Erfolgt versehentlich eine Verpolung der Korrosionsschutz-Stromquelle 6, so
fließt unmittelbar nach dem Anschließen der Korrosionsschutz-Stromquelle 6
an die Anschlußelemente 3, 4 ein hoher Strom über die Verpolungsschutzdiode 7.
Dieser Strom ist durch den vorzugsweise vorhandenen Strombegrenzer in der Aus
gangsstufe 8 auf einen Höchstwert begrenzt und führt an der Verpolungsschutz
diode 7 in Verbindung mit den Widerständen der Leitungen zu einem bestimmten
Spannungsabfall zwischen den Anschlußelementen 11. Bei entsprechend nieder
ohmigen Leitungen ist dieser Spannungsabfall vom Strom über die Verpolungs
schutzdiode 7 weitgehend unabhängig, nämlich im wesentlichen durch die Durch
laßspannung der Verpolungsschutzdiode 7 bestimmt. Eine Strombegrenzung ist
selbstverständlich immer in irgendeiner Form erforderlich, damit jedenfalls
die Verpolungsschutzdiode 7 nicht zerstört wird, aber auch weil im normalen
Betriebszustand der Schutzstrom durch das Wasser im Wasserbehälter 1 keine
beliebig großen Werte annehmen darf.
Die Spannung zwischen den Anschlußelementen 11 wird von der Spannungsverglei
cherstufe 9 mit einem eingestellten Spannungs-Grenzwert verglichen. Überschrei
tet die festgestellte Spannung den Spannungs-Grenzwert, so wird das mit einem
ordnungsgemäßen Anschluß der Korrosionsschutz-Stromquelle 6 gleichgesetzt.
Unterschreitet die Spannung aber den eingestellten Grenzwert, nämlich weil
wegen Verpolung nur die geringe Durchlaßspannung der Verpolungsschutzdiode 7
festgestellt wird, so wird das als Verpolung interpretiert. Daraufhin wird
einerseits die Ausgangsstufe 8 abgeschaltet, andererseits die Signalstufe 12
eingeschaltet, so daß ein Störungssignal abgegeben werden kann.
Es liegt auf der Hand, daß beim erstmaligen Anschließen der Korrosionsschutz-
Stromquelle 6 an die Anschlußelemente 3, 4 die Spannung zwischen den Anschluß
elementen 11 zunächst einen kurzen Moment unter dem eingestellten Grenzwert
liegen kann, beispielsweise bedingt durch Umladungsvorgänge. Aus diesem Grun
de empfiehlt sich die Verwendung einer Verzögerungsschaltung in der Spannungs
vergleicherstufe 9, so daß diese nur anspricht, wenn der untere Grenzwert auch
nach einer bestimmten Verzögerungszeit noch nicht überschritten worden ist.
Schaltungstechnisch kann es sich weiter noch empfehlen, daß die Ausgangsstu
fe 8 nach Abschaltung durch die Spannungsvergleicherstufe 9 bis zu einer be
stimmten Auslösemaßnahme, insbesondere bis zu einem Netzab- und -wiederanschal
ten, abgeschaltet bleibt. Man könnte auch ein automatisches Wiedereinschalten
beispielsweise dann vorsehen, wenn an den Anschlußelementen 11 eine richtig
gerichtete Spannung ausreichender Größe vorgegeben ist, wie sie bei einem
schon geschützten Wasserbehälter 1 auftreten kann. Jedenfalls ist eine Wie
dereinschaltsperre aus Sicherheitsgründen in jedem Fall sinnvoll.
Claims (3)
1. Elektrisch korrosionsgeschützte Behälteranordnung mit einem Wasserbehäl
ter, einer elektrisch isoliert in den Wasserbehälter eingeführten, ggf.
gleichzeitig als Heizelement und/oder als Meßelektrode dienenden Korrosions
schutz-Anode, einem Positiv-Anschlußelement für die Korrosionsschutz-Anode
und einem mit der Wandung des Wasserbehälters elektrisch verbundenen Negativ-
Anschlußelement und mit einer über eine zweiadrige Leitung an die Anschluß
elemente angeschlossenen Korrosionsschutz-Stromquelle, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Anschlußelemente (3, 4) behälterseitig über
eine mit der Anode an das Negativ-Anschlußelement (4) und mit der Kathode an
das Positiv-Anschlußelement (3) angeschlossene Verpolungsschutzdiode (7) elek
trisch verbunden sind und daß die Korrosionsschutz-Stromquelle (6) eine an die
Anschlußelemente (3, 4) anzuschließende Ausgangsstufe (8) mit einem Strombe
grenzer sowie eine an die Anschlußelemente (3, 4) parallel dazu anzuschließen
de Spannungsvergleicherstufe (9) aufweist.
2. Behälteranordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Span
nungsvergleicherstufe (9) eine Verzögerungsschaltung aufweist.
3. Behälteranordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der
Spannungsvergleicherstufe (9) eine Signalstufe (12) nachgeschaltet ist.
Priority Applications (1)
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