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Verfahren zur selbsttätigen Regelung solcher Zustandsgrößen strömender
Flüssigkeiten, die durch elektrometrische, kalorimetrische od (er Leitfähigkeitsmessungen
erfaßb@ar sind, insbesiondere, von pH-Werten Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zur selbsttätigen Regelung solcher Zustandsgrößen strömender Flüssigkeiten,
die elektrisch erfaßihar sind, insbesondere von pH-Werten, durch, Einführung eines
Zusatzmittels. Insbesondere wird durch die Erfindunz eine Vereinfachung gegenüber
-solchen Verfahren eirreicht, bei denen zu ihrer Durchführung Regelvenifiile in
den Leitungen notwendig sind, die in Abhängigkeit von ihrer Veirsteililung wohl
definierte Mengen ndurchlassen müssen. Es werden dadurch nämlich die Störungen vermiedein,
die bei Anwendung des Regelveirfahirens bei konzentrierten Lösungen, z. B. bei Säure
oder Alkali dadurch entstehen, daß. diese Flüssigkeiten durch Korrosion die Eigenschaften
der Ventile ändern.
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Bei einem Verfahxen zur selhsittätigen Regelung solcher Zusitandsgrößen
strömender Flüsisigkeiten., die durch elektromietrischei, kalorimetriische oder
Leitfähigkeitsimesisiungein erfaßhar snüd, inishesonfiere von pH-Werten, wobei ein
;diei Zuistandsgröße hee@nflussendeis Zuisatzmnttel der sitröimendenFilüssigkeilt
zuges@efzt
wird, weirden gemäß der Erfindung Teiilmcngen dien =strömenden Flüssigkeit und,
des Zusatzmittelis absatzweiisie miteinander giamis7-cht, wobei entweder die Mange
der . zuiströmenden Fl@wsssiiigkeit oder die des Zusatzimittels für jeden Mis,chvorgangvo:n
der Zustandsgröße des Gemischas abhängig gemacht würd.
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Die p,ras-,tiischegn Möglichkeiten zurr VerwiTklichung :dieses Verfahrens
sind vielfältig. Einige Ausführ=igisbeispvele sind in der Zeichnung - dargeistedlt.
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DiasAusführungsbeispi..el mach Fig. i- besiitzt einen Flüssigkeitszähler
i, beilspielsweise einten Trommelzähler, dler ein derHauptleitung 2,, de die zu
regelnde Flüssigkeit führt, liegt. Am Zähler angeordnet isst ein Kontaletwerk 3,
das ,über die Leitung q. ,die beim Drehen, des: Zählers entstehenidenEinvelimpulis;e
dem Impuglisis,ummatibnsirelaiis 5 zufuhrt. Dieses Impuls: siummationsmelais trägt
in- bekannter Weiiise dien Kontaktami 6, der vom: dien Impulsen -in, Pfeiilri,chtung
fortgeschaltet w!iirid unddier nach einer gewissen Anzahl von Impulsen übler dien
auf dem. Arm 7 angeordneten Kontakt dien; Stromkreis zum Motor 8 schliießt. Durch
diesen: Motor 8 wird ein: Hahn 9 ganz graäffnet und nach kurzer Zeit wieder gaschlossen..
Dieser- Hahn 9 liegt in einer Leitung io, die einerseits. in &a Hauptleitung
2 mündet und .die andererseits zu einem Behälter i i führt. Dieser Behälter i i
wird über einte Leitung r 2 aus eignem aillseitiig geschlossenen Vorratsbehälter
13 gefüllt, der die Zusatzlösung für die Regeilunig enthält.
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Hinteer der Stelle, in Strömung s ri,chtung :gestehen, an der die
Leitung zo in die Hauptleitung :2 mündet, hefindeit sich ,eine Meßeinrichtung 1q.,
die die zu regelnde Zuistandisigrößei erfaßt, be!i.sp,ieilsiwiaiisie ein pH-Gaber.
Die der Meßeiinrichtung ,entnommenen und Bier. Zm.anidsgrögße proportionalen elektrischen
Spannungen oder Ströme werden auf einten: Regler 1s gegeben: Blei; Abwaiichunig
des Istwertes vom Sollweirt wund je nach der Richtung und; Größe der Abweichung,
z. B. durch einen rechts- oder linkslaufenden Motor 1-6, eine Verstellung des Armes
7 mittels geeigneter, nicht näher dargestellter Zwischenglieder entsprechend der
pH-Wertänderung vorgenommen.
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Die Wirkwngs.wense der Regeleineichtung isst nach dem Vorhergehenden
leichtverständlich. Der Zähler i dreht sich mit einer der in der Zeiteinheit zufiegß@eindien
Flüisisiiigkeiiüs,rnenge proportionalen Winkelgeschwindigkeit und löget so diurch
,das Kontaktwerk 3 eine der Menge proportionale Zahl von Impulsgen ans. Dar.Ko,ntaktarm6
wird sich also schrittweise und mit einer dar dumhfließeiidein Menge entsprechendien
Winkel@gesch;wmnidigkeit tim Uhrzeigersinn härumdmehen. Nach Durchfluß einer beistimmten
`Flüssigkeitsmenge wiir!d er .über dem Kontakt auf dem Arm 7 dien Stromkreis zum
Motor S schließen, dar nur für kurze Zeiit dien Hahn 9 öffnet Diese Zeigt ist jedoch
so lang biemessen, daß die im' Behälter i i b,effnclliche,-Flüssiigkeft in der Zwisichenzeit
durch das Rohr io in die Hauptleistung fließen kann,.-Die Menge dieser Flüssigkeit
hängt davon ab, w.ie tief das Rohr 12 in diene. Behällter eintaucht,- da ja bei
abggeschlosse leim Vorrats@behäilbeir i3 -der Flüssigkeitsispiegel im Behälter i
i bekanrntlich nur bis zur unteren Öffnung düeses Rohres 12 steigen kann.. Da dieses
Rohr 12 fest angeordnet sein soll, wind bei jedem Öffnen,' das Hahnes 9 der gliaichen
Flüssigkeitsimeriga der Weg zur Hauptleitung freiigebgeben. Zur ordnungsgemäßen
Arbeiit der Einrichtung .iisit dabei lediglich darauf zu achten, da,ß einmal das
Rohr 12 einen verrnleichsweiste kleinen Querschnitt hat, so daß-die während der
öffnungszleigt ,des, Hahnes, 9 nachfließende Flüsis,iglceiitsgmemge gegenüber der,
die im Behälter i i war, veir nachlässigbar ist (andernfalls müßte die Öffnungszeit
des Hahneis. sitets gleich lang sein,), und daß in der Hauptleitiung -kein wesenfli,cher
Überdruck gegen Außenduft besteht, da bei Hochstetigen der Flüssigkait in der Leitung
io ,die ausreichende Vermisohung der =strömenden Flüssigkeit mit Beim Zusatzmittel
nicht .gewährle,iisitet sein, würde!.
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Der Nsher beschriebene Teil der Einrichtung ar-1Dgeitet-also so, dtaß
nach Durchhluß einer bestimmten Menge zus,trömendar Flüssigkeit dieser eine hestimmte,
stets glaichbgleiilbiende Menge von Zusatzlösung zugegiegben wird. Um nun S chw
ankunigen inn pH-Wert der zulieBienden Lösung eirfaisisen zu können, -.isst- die
Meßeinnichtung vorg,Esehen, die über den Regler 15 ,dien Motor 16' steuert. Wie
gesagt, verstellt der Motor i6 den Arm 7 in der eiinen oder anderen Richtung, je
nachdem, ob dar Söllwert untrer- oider überschritten, ist, d. h. der Schaltarm 6
wird den Kontaktarm 7 nach Durchfluß eigner größeren oder kleineren Menge erreichen,
je nachdem, welchen pH-Wert die zuströmende Flüssigkeit hat. Damhit Ist die gewünschte
Abhängigkeit der Regelung von dem pH-Wert des Endgamisches erreicht. In, diesem
eben behandelten Ausführungsbeispi;el -war die Menge der ZusatzlöGung konstant gehalten
und diese konstanroe Menge dien, jeweils unterschiiedliichenMengen der zuströmenden
Flüssigkeit: zugesetzt worden: Man kann jedoch auch die zuRieß@ende, zu regelnde
Menge in stets gleiche Teile unterteilen und" ihr von dem Wert der Zustandsg röße
abhängige Mengen von Zusatzmitteln beigeben. Ausführungsibevspiele dafür sind in
den folgenden Feig. 2 bis q.-wiedergegeben.
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Im Fi,g. 2 ,ist wieder ein Behälter i f vorgesehen, der stich bmsi
zur Höhe der unteren Öffnung des, Rohreis 12 füllt, das zu dem, allseitig geschlossenen
Vorratsbehäilteir führt, edier hier mit 17 bezeichnet isst. Der Hahn 9 in der wieder
zur Hauptleitung führenden Leitung io wiird wiedor kurzzeitig in Ab-
hängigkeit
von, der durchgeflossenen Menge, die durch einten, in der Haitiptleitlrng liegenden
Zähler .erfäßt wird, geöffnet. In der Hau:pgtleitumg befindet siech wieder eine
die Zustandsgröße .erfassendes Meßeinirichtung, clüe auf einen; Regler 15 arbeitet.
Die Teile, wie Hauptleitung, Zähler mitKontakteinrichtung, Impulissgummatiomiradaä#si
ugnd M,eß,oinriichtung, sind ein diesem wie auch. =den folgenden[ Beispielen nicht
nochmals dargestellt, da, sie diesen Teilen nach dem Ausiführungsbeispiel dar Fig.
i entsprechen. Lediglich das, Impulssummationsrelai,s ist dahingehend abweichend
ausgebildet, daß es nicht
einen beweglichen Köiitaktärm-7, sondern
ah dessen Stelle einen festen Kontakt besitzt. Dafür arbeitet hier der Regler auf
einen Motor 18, der nicht einen Kontaktarm am Impulssummationsrelais, sondern die
Höhe der unteren Öffnung des Rohres 1 2 in Abhängigkeit vom pH-Wert verstellt.
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Die Wirku.ngsweiise dieser Einrichtung ist fodge@tride : Nacli Durchfluß
einer bestimmten" stets gledchibleibenden Menge der zuströmenden! Fliüssüg'-k -cit
wird der Hahn! q kurzzeitig geöffnet, und. es fließt diie im Behälter i i
befindliche: Zusia;tizilösung der Hau.ptlifitung zu. Die Menge dieser Zusatzlöisung
ist nun abhängig von dem! Wert, bedspielswveiisia dein, pH-`Vert, der vorher zugeiströ;mten
Flissüg@fit, da, die Höhe der Öffnung deis Rohres 12, von der ja, die in den,Behälter
i i eintretemdie Flüssig-I:ei,tsimegZe abhängt, über den Regler i 5 in-Abhängig-],zeit"
vom PH-Wert gehabein oder gesenkt wind, wie eis Lei:spielswei,se sc!hemaitiisch
in Fig. 2 dargesteillt i:sit, in der der ganze Vorratsbehälter angehofben nid er
gesenkt wird.
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h,ine weitere Möglichkeit, die Zusatzmenge in .Uihängigkeit vorm Meßwert
zu verändern, !ist in Fig. 3 wiiedergeb biein. Hier führt dies Leistung io von der
Ha,uptleiitun g 2 direkt in den Vorratsbehälter i9, in den eine Röhre 2o reicht,
deren Höhe wieder über den Regler 15 vom Meßwert abhängig ge!ma,cht: .ist. Der Hahn
9 in der Leitung- io- muß lii*.ir vom Impul:ssu mmationsvelais für jedem Miischvor,gan:g
gleich lange Zeit geöffnet werden. In, dieser Zeit fließt @d!ainin einte Fliüissiigkeitsmenge
durch die Leitung io, de b°ik.anntlich von der Ansfl:ußhöhe, <l. h. also der
Stellung der RÖihre 20 und diamit vorm 1-Ießwert abhängig ist.
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Na,cli dem, Ausfüihrunigsbeiispiel der F:iig.4 wird die Zeit, die
der Hahn 9 offen ist, zur Begrenzung der Zuisatzlösiunig verwendet. Es: Ist hier
also, lediglich eiirr belieibii"rner Voir,ratsibieh;äiIter 2i vorgesehen, der !durch.
den. Ha:hin 9 abgesperrt ist, der nach Duirch:lauf dier konstanten Menge z:usbröimender
Flüssigkeit üibeir den Reigler 15 für eiirre Zeit geöffnet wird, die vorn dien Meßwert,
der dem Regler zugeführt wird, abhängt. Die! Mittel, diwrch die die Zusatzmengen,
aibgeimes,sein: werden, sinid, durch die vorsteheindenBedupieile nicht eirschöpft.
Zum Beispiel können, auch selbsttätig wirkende Schwimmervorrichtungen, oder auch.
sielbsittäiti:ge@ Zähler mit Mengenvoreinstellung, Gewichtsverfahren usw. zur Abmessung
bestimmter Mengen verwendet werden.
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Mit den angeführten Beispielen sind die! möglichi:n .\u!siführu:ngsfoirm:en
der Erfindung nicht erschöpft. Sie !ist ja stets dann immer verwirklicht, wenn aib-,-:nessene
Teil.mengem miteinander gemischt t-weirden und die Mengen selbst von einer Zustandsgröße
der Komponenten deis Gemis.ches@ abhängen. Dies lä:ßt sich auf iden verschiedensten
Weggen erreichen. So erfolgt bei den bisher beschriebenen Beiiispifilen dic @4-Iischnng
nach einer beisti=mmten, gegebenenfalls nur durch den:lleßwert derZustandsgrö:ße
zusätzlich beeinflußten Menge. Statt dessen kann man auch von anderen Größen. ausgehen.
So läßt sich. beiispieils-#v-J:@e die Ausilöstrng dies Mischvorganges nach bestiminiten
Zeiten -vornehmen, wolxei man, d°ini Zufluß an Zusatzmtteln abhängig macht von der
in, dieser Zeit durchgeflossenen Menge. Durch den Wert der ZustanAis@größe; wird;
dann entweder die, Zeit verändieirt, nach der die Au!siläsu eng erfolgt" oder die
in den festeins Zeit-abschnitten zufließende Menge an: Zuisatzmiitteln verändert.
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Dazu wird', z,. B. bei einem wie zuvor beschrJebenein Imp,ulsisunnmation;smenaeiniz.ähiler
mit. Hilfe eines Zeitreilaiis die Rückführung des Meinge:nanzeigers an dieise im
Gerät veranlaßt. Gl,eiichize;i@tig w iird der Hahn für das Zusatzmittel geöffnet:.
Die Rückfühirungsize-it des, Menige#nanzeiarners wiird so bemeisisen, daß nach Rückkehr
dieses Zeitgers eine geeignieite Menge Zu:satz:miiitt!e,l ist. Nach Rückkehr des
Zeigers wird! der Hahn geschlossen. Die Rü ckkehrzeit selbist, und damfit die A,usflußzeit
dies Zusat:zmitbeils, wird::nuirn zusätzlich dem Wert der Z.ustandsgr iße der Mischung
in, der früher beschriebenen Weissei beeinflußt.
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Man kann auch hier die üibriigen Mitteil der Dosierung an Zusatzmitteln
verwenden:, wie sirre oiben beschrieben wurdein.
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Zweckmäßig werden außerdem Mischbehälter vorgesehen, in deinen die
Komponenten geimiischit werden und in denen sie, dien; DurchfluBinterv aillein angepaßte
Zeiten verweilen, damit keine: plötzlichien Schwankungen dien Zustandsgröße an der
Meßisteille im Au@geinb@lüclc der Ausilösung die Mischnag fälischen. Eis iist seilbistverständlich:
nichterforderlich, diaß die b@e;i@d!ein zu- mischenden Komponenten ainis Flüssigkeiten
bestehen, wie eis. in den Be iiispielen dla;rgesteillr isst. Eis können auch feste
oder ga,s,förmiige! Körper si°ii:n, wie eis auch nicht erforderlich !ist, d:aß die
zu mischenden Medien sieh in d@,emiselbe:n. A;ggreigatzusta:nd