DE3808318C2 - - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D11/00—Control of flow ratio
- G05D11/02—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material
- G05D11/13—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means
- G05D11/131—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components
- G05D11/132—Controlling ratio of two or more flows of fluid or fluent material characterised by the use of electric means by measuring the values related to the quantity of the individual components by controlling the flow of the individual components
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines
Verbraucherbehälters eines mit einer Feuchtsalzstreueinrichtung
versehenen Winterdienststreufahrzeuges mit einer
gebrauchsfertigen, wässerigen Lösung eines Taumittelkonzentrats
mit vorbestimmter Konzentration
nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Beim Beladen von Winterdienststreufahrzeugen mit einer
Tausalzlösung, beispielsweise mit einer CaCl2-Lösung, die
entweder separat oder mit einem Streusalzgemisch zur
Glättebekämpfung auf winterlichen Straßen durch das
Streufahrzeug ausgestreut wird, werden meistens Lösungen
verwendet, deren Konzentration unter der Sättigungsgrenze
bei Werten zwischen 18 und 25 Vol.-% liegt. Um diese verdünnten
Lösungen herstellen zu können, wird einer gesättigten
CaCl2-Lösung, deren Konzentration bei 34 Vol.-%
liegt, eine entsprechende Menge von Wasser zugesetzt. Bei
den herkömmlichen Mischverfahren geschieht dies in der
Weise, daß, um eine bestimmte Menge Lösung einer bestimmten
Konzentration zu erhalten, vorausberechnete oder aus
Tabellen entnehmbare Mengen von gesättigter Lösung und
Wasser in einem Mischbehälter gemischt und von dort in
den Verbraucherbehälter des Streufahrzeuges umgefüllt
werden. Diese Methode ist nicht nur umständlich und
zeitraubend, sondern auch insofern von Nachteil, als eine
gewünschte Konzentration der zum Verbrauch bestimmten
Lösung rechnerisch nur dann ermittelbar ist, wenn das
Konzentrat tatsächlich die Sättigungsgrenze erreicht und
zum Verdünnen reines Wasser verwendet wird. Häufig kommt
es aber vor, daß übrig gebliebene Restmengen zur späteren
Wiederverwendung vorrätig gehalten werden müssen und die
nur dann zusammen mit einer neu hergestellten Lösung wieder
verwendet werden können, wenn sie die gleiche Konzentration
wie die neue Lösung aufweisen, weil sonst die
gewünschte Konzentration der neu hergestellten Lösung
durch das Zufügen der Restlösung mit anderer Konzentration
verändert würde.
Aus der US-PS 44 83 357 ist bereits eine Vorrichtung zur industriellen Herstellung
von verdünnter Schwefelsäure einer bestimmten Konzentration,
wie sie beispielsweise zum Füllen von Batterien
verwendet wird, bekannt, bei dem als Kriterium für
die Säurekonzentration in der Lösung das spezifische
Gewicht, d. h. die Dichte verwendet wird. Mit Hilfe der
gemessenen Dichte wird ein Mikroprozessor gesteuert, der
ein in der Säureleitung liegendes Durchfluß-Steuerventil
oder ein in der Wasserzuleitung liegendes Durchfluß-Steuerventil
steuert.
Insgesamt gesehen ist diese Vorrichtung wegen ihrer Kompliziertheit
nicht geeignet für das Befüllen des Verbraucherbehälters
eines mit einer Feuchtsalzstreueinrichtung
versehenen Winterdienststreufahrzeuges mit einer
gebrauchsfertigen, wässerigen Lösung eines Taumittelkonzentrats
mit vorbestimmter Konzentration.
Es ist auch schon eine Mischvorrichtung für Flüssigkeiten
bekannt (GB-PS 10 15 151), bei der einer ein Venturirohr
durchströmenden Flüssigkeit im Bereich des Venturihalses
ein Konzentrat einer zweiten Flüssigkeit dosiert zugeführt
wird. Die Dosierung erfolgt mittels eines elektromagnetischen
Ventils, das in Abhängigkeit von der in
einer nachfolgenden Dichtemeßeinrichtung gemessenen
Dichte der gemischten Flüssigkeiten in längeren oder kürzeren
Intervallen geöffnet bzw. geschlossen wird.
Angewendet wird diese Vorrichtung zum Erzeugen einer
Bierwürze mit einer für die Gärung erforderlichen Dichte.
Für den erfindungsgemäßen Zweck ist diese Vorrichtung
schon deshalb nicht geeignet, weil die Dosiereinrichtung
zum Oszillieren neigt und bei großen Durchflußmengen
keine ausreichend genaue Dosierung möglich ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der im Oberbegriff angegebenen Art
zu schaffen, die es
ermöglicht, unterschiedliche Lösungskonzentrationen in
selbstregelnder Weise unabhängig vom Sättigungsgrad des
Taumittelkonzentrats unmittelbar zum Befüllen eines Verbraucherbehälters
in beliebigen Mengen herzustellen, d. h.
das Aufbereiten und Abgeben von Taumittellösungen
vorbestimmter Konzentrationen in beliebigen Mengen zu
vereinfachen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vorrichtung
nach Patentanspruch 1 gelöst.
Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung
besteht darin, daß das Ausgangsprodukt,
d. h. das Taumittelkonzentrat, nicht unbedingt die
höchstmögliche oder eine bestimmte Konzentration haben
muß und daß die Menge der zu mischenden Lösung völlig
beliebig groß sein kann, also dem jeweiligen Mengenbedarf
exakt angepaßt werden kann, ohne daß dazu irgendwelche
Mischungsmengen an Konzentrat und Wasser zuvor errechnet
und abgemessen werden müssen. Darüber hinaus ist es möglich,
daß Restmengen einer verdünnten Lösung ohne weiteres
in den Vorratsbehälter des Taumittelkonzentrats
zurückgeschüttet werden können. Durch diese verdünnten
Restmengen von Lösung wird zwar dann das Konzentrat
bereits im Vorratsbehälter etwas verdünnt. Weil bei der
nächsten Aufbereitung und Ausgabe einer verdünnten Lösung
mit möglicherweise einer anderen Konzentration die
Mischung neu erstellt und mit Hilfe der unmittelbar hinter
dem Mischbehälter angeordneten Dichtemeßeinrichtung
auf die vorbestimmte Konzentration eingeregelt wird, hat
die mehr oder weniger merkliche Vorverdünnung des Taumittelkonzentrats
auf das neue Mischergebnis aber keinen
Einfluß. Außerdem ist der Vorteil gegeben, daß nur eines
der beiden Medien bezüglich der Zuflußmenge geregelt zu
werden braucht und daß durch die an sich bekannte
Verwendung der Dichte der Lösung als konzentrationsspezifische
Regelgröße eine relativ einfache und exakt messende
Meßeinrichtung für die Bestimmung der Konzentration
der verdünnten Lösung in Anwendung kommen kann,
zumal elektronische Dichtemeßeinrichtungen hoher Empfindlichkeit
und Meßgenauigkeit zur Verfügung stehen.
So ist aus Hart, Hans: "Kontinuierliche Flüssigkeitsdichtemessung",
Vieweg & Sohn, Braunschweig 1969,
Bild 34, S. 44, 45) eine Dichtemeßeinrichtung, bestehend
aus einem vertikal angeordneten Meßrohr mit einem
unteren Abgang und einem davon in einem festen
Vertikalabstand angeordneten oberen Abgang, bekannt,
die eine Differenzdruckmeßeinrichtung bilden zum
Gewinnen von Regelsignalen.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Vorrichtung nach
Patentanspruch 1 ist im Patentanspruch 2
gekennzeichnet.
Anhand der Zeichnung wird nachfolgend die erfindungsgemäße
Vorrichtung
näher erläutert.
Die in der Zeichnung schematisch dargestellte Vorrichtung zum Auf
bereiten und Abfüllen einer Lauge weist einen Vorratsbehälter 1 für ein
chemisches Konzentrat z. B. für eine gesättigte, 34%ige CaCl2-Lauge auf,
von dem eine Konzentrat-Leitung 12, in der sich ein Sicherheitsabsperr
hahn 2, eine Flüssigkeitspumpe 3, ein elektromagnetisches Absperrventil
4 und ein Rücklaufsperrventil 19 befinden, in einen volumenmä
ßig kleinen Mischbehälter 5 führt. Dieser Mischbehälter ist nur dafür
vorgesehen, den beiden zu mischenden Medien Gelegenheit zur vollstän
digen d.h. homogenen Mischung bzw. Lösung zu geben. Dabei genügt es
im allgemeinen, wenn der Mischbehälter aus einem Hohlraum besteht, der
über eine nur geringe Länge einen etwa doppelt so großen Querschnitt
aufweist wie die gemeinsamen Zulaufleitungen 11 und 12. Zwischen dem
Rücklaufsperrventil 19 und dem Mischbehälter 5 liegt die Einmündung 18
einer Wasserzulaufleitung 11 in die Konzentrat-Leitung 12. Die Wasser
zulaufleitung 11 ist an ein Wasserversorgungsnetz angeschlossen und mit
einem elektromagnetischen Absperrventil 9 sowie mit einem in Strö
mungsrichtung dahinter liegenden elektromagnetisch steuerbaren Mengen
regler 8 versehen. Der Mischbehälter 5 steht über ein weiteres Rücklauf
sperrventil 20 mit einer aus einem im wesentlichen vertikalen Meßrohr 13
mit zwei Abgängen 14 und 15 bestehenden Meßstrecke 6 in Verbindung.
Der Durchlaufquerschnitt des Meßrohrs kann im Prinzip beliebig groß
sein; zweckmäßig ist es jedoch, ihn wenigstens geringfügig größer zu
wählen als der davor liegende Zulaufquerschnitt, damit eventuell
auftretende Luft- oder Gasblasen leichter aus dem Meßrohr entweichen
können. Die beiden Abgänge 14 und 15, die einen vertikalen Abstand h =
1 m voneinander haben, stehen mit einer Differenzdruckmeßeinrichtung 7
in Verbindung, welche den jeweils anstehenden Differenzdruck im Meßrohr
13 in ein elektrisches Spannungssignal umwandelt, welches über eine
elektrische Leitung 24 einer elektronischen Steuereinheit 10 zugeführt
wird. Der Ausgang 16 des Meßrohres 13 ist mit einem Drucksensor 21
versehen und über eine Kupplung 25 mit einer Abfülleitung 17 verbun
den, welche die durchströmende Flüssigkeit in den Verbraucherbehälter
22 einer Feuchtsalz-Streuvorrichtung 24 auf einem Winterdienst-Streufahr
zeug 23 leitet. Der Drucksensor 21 steht über eine elektrische Leitung 26
ebenfalls mit der elektronischen Steuereinheit 10 in Verbindung, die
ausgangseitig über eine gemeinsame Leitung 27 mit den beiden Absperr
ventilen 4 und 9, über eine elektrische Leitung 28 mit dem elektromag
netisch steuerbaren Mengenregler 8 und über eine weitere elektrische
Leitung 29 mit der Flüssigkeitspumpe 3 verbunden ist. Der Mengenregler
8 steht über eine Rückmeldeleitung 30 zusätzlich mit der elektronischen
Steuereinheit 10 in Verbindung. Die elektronische Steuereinheit 10 ist mit
einer manuellen Eingabetastatur 10/1, einer Anzeigevorrichtung 10/2,
einem Ein-Ausschalter 10/3 und einer Kontrollampe 10/4 versehen und im
übrigen so aufgebaut und programmiert, daß sie in Abhängigkeit von
dem elektrischen Signal, das über die elektrische Leitung 24 von der
Differenzdruck-Meßeinrichtung 7 geliefert wird, nach Durchführung eines
Vergleichs mit einem über die Tastatur 10/1 vorgewählten, einer
bestimmten Lösungskonzentration entsprechenden Wert den Mengenregler 8
derart steuert, daß der von der Flüssigkeitspumpe in den Mischbehälter
5 beförderten, konstanten Fördermenge an Konzentrat jeweils ein so
großer Wasseranteil zugeführt wird, daß im Meßrohr 13 die gewünschte,
in der Steuereinheit 10 eingegebene Lösungskonzentration entsteht. Durch
die beiden einen festen vertikalen Abstand von 1 m voneinander
aufweisenden Abgänge 14 und 15 werden zwei unterschiedliche Drücke P1
und P2 gemessen, aus deren Differenz sich die Dichte der Lösung ergibt,
die die spezifische Größe für die Konzentration der sich im Meßrohr 13
befindenden Lösung darstellt. Durch die Differenzbildung zwischen P1
und P2 und den konstanten Abstand zwischen den Abgängen 14 und 15
werden Druckunterschiede und Fließgeschwindigkeitsunterschiede aus dem
Meßergebnis völlig eliminiert, so daß tatsächlich nur die der jeweils
vorhandenen Lösungskonzentration entsprechende Dichte als Meßergebnis
vorliegt und zur Steuerung des Mengenreglers 8 verwendet werden kann.
Das Meßergebnis ist auch hinreichend genau für eine nur geringen
Schwankungen unterworfene Regelgenauigkeit, so daß auch die gewünsch
te Lösungskonzentration mit einem beispielsweise zwischen 21% und 25%
liegenden CaCl2-Anteil in der Lösung enthalten ist, wobei Abweichungen
von ±0,5% in Kauf genommen werden können.
Mit Hilfe der Anzeigevorrichtung, die beispielsweise aus LCD-Elementen
bestehen kann, kann sowohl die eingestellte Konzentration als auch die
jeweils abgegebene Menge angezeigt werden.
Während zum generellen Absperren des Vorratsbehälters 1 der manuell
betätigbare Sicherheitsabsperrhahn 2 vorgesehen ist, können die beiden
elektromagnetisch betätigbaren Absperrventile 4 und 9 gemeinsam ein-
und ausgeschaltet werden und zwar über die Steuereinheit 10. Dabei
kann das Einschalten dieser beiden Absperrventile jeweils manuell
erfolgen, während das Abschalten zusätzlich vom Drucksensor 21 jeweils
dann bewirkt werden kann, wenn am Ausgang 16 des Meßrohres 13 ein in
der Steuereinheit 10 gespeicherter Mindestdruck unterschritten oder ein
Höchstdruck überschritten wird. Ein Unterschreiten des Mindestdrucks
kann beispielsweise bei einem Leck oder bei unkorrektem Anschluß der
Abfülleitung 17 auftreten, während ein Überschreiten des Höchstdruckes
dann auftreten kann, wenn ein bestimmter Pegel im Verbraucherbehälter
22 überschritten oder dieser Verbraucherbehälter 22 vollständig gefüllt
ist.
Bei der Benutzung dieser vorstehend geschilderten Vorrichtung kann die
Aufbereitung der benötigten Lösung in der gewünschten Konzentration in
jeder beliebigen Menge während des Abfüllvorganges in einfacher Weise
derart erfolgen, daß man unter Vorgabe der gewünschten Lösungskonzen
tration über die elektronische Steuereinheit 10 nach vorherigem Öffnen
des Sicherheitsabsperrhahns 2 und dann unter gleichzeitigem Öffnen der
beiden Absperrventile 4 und 9 die Flüssigkeitspumpe 3 einschaltet und
zugleich auch die Differenzdruck-Meßeinrichtung
7 sowie die den Druck
sensor 21 in Betrieb setzt. Selbstverständlich muß zuvor dafür gesorgt
werden, daß die Abfülleitung 17 korrekt mit der Kupplung 25 und dem
Verbrauchbehälter 22 verbunden ist. Wenn sich beim Einschalten der
Differenzdruck-Meßeinrichtung 7 das Meßrohr 13 bereits oder vom
vorhergegangenen Abfüllvorgang noch gefüllt ist, wird die Konzentration,
d.h. die Dichte, der sich im Meßrohr 13 befindenden Lösung sofort an
die Steuereinheit 10 gemeldet und, falls eine Abweichung zum neu
angegebenen Wert vorliegt, eine entsprechende Verstellung des Mengen
reglers 8 bewirkt. Andernfalls bleibt die vorgefundene Einstellung des
Mengenreglers 8 erhalten.
Es besteht auch die Möglichkeit, eine bestimmte Menge an der elektro
nischen Steuereinheit 10 vorzuwählen und nach Durchfluß dieser Menge
ein Abschalten der beiden Absperrventile 4 und 9 zu bewirken. Dazu ist
in der sich an den Ausgang 16 anschließenden Leitung 31 zusätzlich ein
Durchflußmengenmesser 32 angeordnet, der über eine elektrische Melde
leitung 33 ebenfalls eingangsseitig mit der elektronischen Steuereinheit
10 verbunden ist.
Claims (2)
1. Vorrichtung zum Befüllen eines Verbraucherbehälters
(22) eines mit einer Feuchtsalzstreueinrichtung versehenen
Winterdienststreufahrzeuges (23) mit einer gebrauchsfertigen
wässerigen Lösung eines Taumittelkonzentrats
mit vorbestimmter Konzentration, bei der
eine von einem Vorratsbehälter (1) zu einem Mischbehälter
(5) führende Konzentrat-Leitung (12) mit einer Flüssigkeitspumpe
(3) versehen ist und eine an ein Wasserversorgungsnetz angeschlossene
Wasserzuleitung (11) über einen von einer in einer
Regeleinrichtung enthaltenen elektronischen Steuereinheit (10)
gesteuerten Mengenregler (8) in die Konzentratleitung (12)
mündet, wobei der Mischbehälter (5) ausgangsseitig an eine
Dichtemeßeinrichtung (6, 7) angeschlossen ist, deren Ausgang (16)
mit einer Abfülleitung (17) verbindbar ist, und sowohl die
Konzentrat-Leitung (12) als auch die Wasserzuleitung (11)
jeweils mit einem Absperrventil (4 bzw. 9) versehen sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Dichtemeßeinrichtung (6, 7) aus einem vertikal angeordneten
Meßrohr (13) mit einem unteren Abgang (14) und einem davon
in einem festen Vertikalabstand (h) angeordneten oberen
Abgang (15) zu einer Differenzdruckmeßeinrichtung (7)
besteht, daß die Absperrventile (4 bzw. 9) elektromagnetisch
betätigbar sind und mit einem Ausgang der Steuereinheit (10)
verbunden sind, an deren einem Eingang das Ausgangssignal der
Differenzdruckmeßeinrichtung (7) als Istwert liegt, der mit
einem manuell in die Steuereinheit (10) eingebbaren Sollwert
für die Lösungskonzentration verglichen wird, daß der Mengenregler
(8) in Abhängigkeit von der Regelgröße beaufschlagt
wird und daß der Ausgang (16) des Meßrohres (13) mit einem
elektronischen Drucksensor (21) ausgerüstet ist, dessen
Meßwerte an die elektronische Steuereinheit (10) gemeldet
werden und bei Unterschreiten eines Mindestdruckwertes
oder Überschreiten eines Höchstdruckwertes am Ausgang (16) des
Meßrohres (13) die beiden Absperrventile (4, 9) geschlossen
werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die zur Steuerung des
Mengenreglers (8) der Wasserzuleitung (11)
vorhandene Steuereinheit (10) mit elektrischen
Schaltern zum gleichzeitigen Ein- und Ausschalten
sowohl der Absperrventile (4, 8) als auch der
Flüssigkeitspumpe (3) der Konzentrat-Leitung (12)
versehen ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19883808318 DE3808318A1 (de) | 1988-03-12 | 1988-03-12 | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von loesungen eines chemischen konzentrats |
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Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19883808318 DE3808318A1 (de) | 1988-03-12 | 1988-03-12 | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von loesungen eines chemischen konzentrats |
Publications (2)
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DE3808318A1 DE3808318A1 (de) | 1989-09-21 |
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Family
ID=6349592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19883808318 Granted DE3808318A1 (de) | 1988-03-12 | 1988-03-12 | Verfahren und vorrichtung zur aufbereitung von loesungen eines chemischen konzentrats |
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CH (1) | CH678459A5 (de) |
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1015151A (en) * | 1961-10-20 | 1965-12-31 | Sperry Gyroscope Co Ltd | Apparatus for mixing two liquids in a controlled manner |
US4483357A (en) * | 1983-02-22 | 1984-11-20 | Globe-Union Inc. | Method for two stage in-line acid mixing |
-
1988
- 1988-03-12 DE DE19883808318 patent/DE3808318A1/de active Granted
-
1989
- 1989-03-08 CH CH86089A patent/CH678459A5/de not_active IP Right Cessation
- 1989-03-10 AT AT55689A patent/AT396377B/de not_active IP Right Cessation
Also Published As
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AT396377B (de) | 1993-08-25 |
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