DE3916847C2 - - Google Patents

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.