DE1288328B

DE1288328B - Vorrichtung zum kontinuierlichen proportionalen Zumischen von geringen Mengen eines fluessigen aggressiven Zusatzmittels zu einer Hauptfluessigkeitsmenge

Info

Publication number: DE1288328B
Application number: DEC34992A
Authority: DE
Inventors: Biezunski Georges; Maugest Jacques; Peres Robert
Original assignee: CIE D APPLIC ET RECH S ATOMIQU; CIE GENERALE D AUTOMATISME OCT
Current assignee: CIE D APPLIC ET RECH S ATOMIQU; CIE GENERALE D AUTOMATISME OCT
Priority date: 1964-01-31
Filing date: 1965-02-01
Publication date: 1969-01-30
Also published as: GB1073886A; US3353711A; NL6501152A; FR1434938A; FR87275E

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kon- nungspersonen durch das aggressive Zusatzmittel zu tinuierlichen proportionalen Zumischen von geringen befürchten. Gleichwohl ist durch die Messung der Mengen eines flüssigen aggressiven Zusatzmittels zu Lageänderung des hydraulischen Kolbens mit einer einer durch eine Leitung strömenden Hauptflüssig- einzigen Meßeinrichtung auszukommen, und auch keitsmenge, bei der zwei Meßbehälter vorgesehen 5 die bei derartigen Vorrichtungen zu stellenden Fordesind, die durch geeignete Steuerung von Ventilen rangen nach hoher Genauigkeit und kontinuierlicher abwechselnd aus einem Vorratsbehälter für das Zu- Arbeitsweise sind erfüllt.

satzmittel gefüllt und über ein in Abhängigkeit von Für die auf die Höhenänderung der Grenzschicht

den gemessenen Durchsätzen der Hauptflüssigkeits- ansprechende Meßeinrichtung stehen verschiedene menge und des Zusatzmittels betätigtes Steuerventil io bekannte Methoden zur Verfügung. Eine bevorzugte in den Hauptflüssigkeitsstrom entleert werden. Vorrichtung sieht vor, daß in dem einen Meßbehälter

Es ist bereits eine Vorrichtung zur Überführung .in 'der Grenzfläche zwischen dem hydraulischen von Flüssigkeitsgas aus Transportbehältern in einen Kolben und dem flüssigen Zusatzmittel ein radioanderen· Behälter bek-äßmV bei der zwei durch Lei- aktiver Schwimmer angeordnet ist. Dieser wirkt mit tungen verbundene^iZwisehenbehälter. vorgesehen 15 einer außerhalb des Gefäßes angeordneten höhensind, die durch geeignete Steuerung von den in den verstellbaren Meßkammer zusammen. Bei dieser AusLeitungen vorgeseheiien jiVenölen abwechselnd . aus führungsform steht zwar der Schwimmer mit dem einem Vorratsbehälter für das verflüssigte Gas gefüllt aggressiven Zusatzmittel in Berührung, doch handelt es und über ein Steuerventil in den Endbehälter ent- sich bei einem solchen Schwimmer um den robustesten leert werden. Bei der bekannten Vorrichtung ist je- ao und unempfindlichsten Teil der Meßeinrichtung, doch keine Möglichkeit vorgesehen, die von dem Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an

Transportbehälter in den Endbehälter übertragenen Hand der Zeichnung beschrieben, deren einzige Flüssigkeitsmengen ihrer Menge nach zu bestimmen. Figur'eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Es ist auch schon bekannt, ein einer Hauptflüssig- Vorrichtung in schematischer Darstellung zeigt, keitsmenge in geringem Umfange zuzusetzendes 25 Nach der Zeichnung enthält die Vorrichtung gemäß flüssiges Zusatzmittel aus einem Vorratsbehälter über der Erfindung zwei Meßbehälter 1 und 2, in, die ein ein Steuerventil direkt in die Hauptleitung einzu- flüssiges Zusatzmittel, z. B. Bleialkyl, in der Weise speisen. Da jedoch dickflüssigen Zusatzmittel häufig eingeleitet wird, daß einer der Meßbehälter mit Bleiaggressive Eigenschaften haben und es andererseits alkyl angefüllt wird, während sich die andere in eine erforderlich ist, eine Meßvorrichtung für die Durch- 30 die Hauptflüssigkeitsmenge, z. B. Benzin, führende flußmenge des Zusatzmittels vorzusehen, bestehen Leitung 11 entleert. Das Auffüllen der Meßbehälter bei der bekannten" Vorrichtung Schwierigkeiten, die geht vorteilhafterweise unter Vakuum vor sieh; je-Meßvorrichtung sq ,auszubilden, daß sie gegenüber doch kann das System auch unter Normalbedingungen .dem aggressiven Zusatemittel dicht und unempfind- betrieben werden, indem die Flüssigkeit gepumpt lieh ist. Auch die Wartung der Meßvorrichtung ist 35 wird oder die Auffüllung ganz einfach durch Schwerproblematisch, weil die Bedienungspersonen im all- kraft erfolgt.

gemeinen nicht mit dem gefährlichen Zusatzmittel in Es sei angenommen, daß in der Figur der Meß-

Berührung kommen dürfen. behälter 1 gerade mit dem in einem Vorratsbehälter

Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vor- 30 enthaltenen Zusatzmittel angefüllt wird. Das Zurichtung der eingangs genannten Gattung, bei der 40 satzmittel gelangt vom Vorratsbehälter 30 über einen ein aggressives Medium im kontinuierlichen Betrieb Dreiwegeschieber 7 einer Weichenanordnung 4 in den in genauer Dosierung zugemischt werden kann unter unteren Teil la des Meßbehälters 1. Zu gleicher Zeit Verwendung nur einer einzigen Meßeinrichtung, entleert sich das in dem unteren Teil 2 a des Meßderen Funktion durch das aggressive Medium nicht behälters 2 enthaltene Zusatzmittel über einen weitewesentlich beeinträchtigt wird und welche leicht zu 45 ren Dreiwegeschieber 8 in die Hauptleitung 11. warten ist. Der obere Teillfc des Meßbehälters 1 und der

Hierzu sieht die Erfindung vor, daß die Flüssig- obere Teil 2 6 des Meßbehälters 2 sowie eine diese keitssäulen des Zusatzmittels in den beiden Meß- beiden Teile verbindende Leitung 34 sind mit einer behältern über einen aus einer nicht mit dem Zusatz- Flüssigkeit angefüllt, die mit der die Teile la und la mittel mischbaren Flüssigkeit bestehenden hydrau- 50 füllenden Flüssigkeit nicht mischbar ist, z. B. mit lischen Kolben miteinander verbunden sind, wobei Wasser, wenn die Teile la und 2a Bleialkyl entdie Lageänderung des hydraulischen Kolbens pro halten. Die Zuführung der nicht mischbaren Flüssig-Zeiteinheit durch eine einzige, an sich bekannte Meß- keit geschieht über einen Schieber 33. Die in der einrichtung, die auf die Höhenänderung der Grenz- Leitung 34 enthaltene Flüssigkeit bildet also einen schicht zwischen den das Zusatzmittel und den 55 hydraulischen Kolben, der gewährleistet, daß die Zuhydraulischen Kolben darstellenden Flüssigkeiten satzmittelmengen sich in den beiden Meßbehältern anspricht, erfaßt wird. umgekehrt proportional ändern.

Gegenüber der Meßmethode mit direkter Messung Auf der Trennfläche 2 a-2 b schwimmt ein radio-

einer Flüssigkeitsströmung in einer Leitung hat die aktiver Schwimmer 12, der z. B. Co 60 oder Cs 137 erfindungsgemäße Ausbildung den Vorteil, daß 60 enthält.

wenigstens die empfindlichen Teile der an sich be- Ein Meßkasten 28 ist durch eine über drei Rollen

kannten Meßeinrichtung nicht in Berührung mit dem geführte Kette 14 mit einem Gegengewicht 32 veraggressiven Zusatzmittel stehen. Hierdurch braucht bunden und enthält eine Doppelionisationskammer bei der Auswahl einer geeigneten Meßeinrichtung 17. Eine der drei Rollen, die Rolle 16, wird von der nicht nur auf die Eigenschaften des aggressiven Zu- 65 Doppelionisationskammer 17 gesteuert so angetriesatzmittels keine Rücksicht genommen zu werden, ben, daß der Meßkasten 28 mit dem Schwimmer 12 sondern es ist bei notwendigen Wartungsarbeiten an stets in gleicher Höhe bleibt. Die Steuerung der Rolle der Meßvorrichtung keine Gefährdung der Bedie- 16 geschieht mittels eines Fehlersignals, das von der

Claims

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Doppelionisationskammer 17 geliefert wird, wenn die 7 verbindet den Meßbehälter 2 mit dem Vorrats-Querachse des Meßkastens 28 mit dem Schwimmer behälter 30,

12 nicht in einer Linie liegt. Das gegebenenfalls ver- 8 verbindet den Meßbehälter 1 über das Steuerstärkte Fehlersignal treibt über einen Motor 15 die ventil 13 mit der Hauptleitung 11.
Rolle 16 an. 5 Während das Steuerventil 13 noch geschlossen ist,

Der Motor 15 treibt außerdem noch eine Differen- läuft das Benzin durch die Leitung 11, und der Verzierungsvorrichtung 31, die Impulse abgibt, deren gleicher 21 mißt eine Differenz zwischen der beizu-ZaM pro Zeiteinheit proportional zur Winkel- fügenden Menge an Bleialkyl und der tatsächlich geschwindigkeit der Rolle 16 ist. Diese Vorrichtung beigefügten Menge der gleichen Flüssigkeit, die noch kann z.B. aus einer Scheibe bestehen, die mit der io Null ist. Diese Abweichung bestimmt nun die Öff-Antriebswelle der Rolle 16 fest verbunden ist und an nung des Steuerventils 13. Der Flüssigkeitsstand fällt ihrem äußeren Teil in regelmäßigen Abständen an- in dem Meßbehälter 1 und steigt proportional in dem gebrachte Löcher besitzt. Auf die Scheibe ist ein Meßbehälter 2. Entsprechend beginnt die am Meß-Lichtstrahl gerichtet, der auf der anderen Seite der behälter 2 angeordnete Ionisationskammer 17 dem Scheibe durch eine Anzahl von Photodioden aufge- 15 Schwimmer 12 zu folgen. Der von der Doppelionisafangen wird, und zwar so, daß jedesmal, wenn ein _: tionskammer 17 ausgesandte Differenzstrom bewirkt Loch einen Lichtstrahl passieren läßt, von'der er- die Drehung der vom Servomotor 15 angetriebenen regten Photodiode ein Impuls ausgesendet wird. Rolle 16 und damit das Nachlaufen entsprechend

Die Impulse werden in einer Vorrichtung 18 der in dem Schwimmer 12 enthaltenen radioaktiven geformt und dann in einen Digitalwandler 19 ge- 20 Quelle. Die Menge der zugefügten Flüssigkeit wird schickt, der die Aufgabe hat, die von der Differen- ständig durch die Anzahl der Impulse pro Zeiteinheit zierungsvorrichtung 31 ausgesandten Impulse in die gemessen, die von der Differenzierungsvorrichtung erforderlichen Einheiten zu übertragen. Die zur 31 in Zusammenarbeit mit dem Servomotor 15 ausÄnderung der Höhe des Schwimmers 12 proportionale gesendet werden. Diese Menge wird in jedem Augen-Anzahl von Impulsen pro Zeiteinheit ist also pro- 25 blick mit der Menge, die beigefügt werden soll, verportional zur Flüssigkeitsmenge, die aus dem sich glichen, und die Abweichung zwischen diesen beiden in Entleerung befindenden Meßbehälter in die Lei- Mengen bewirkt die entsprechende Öffnung oder tung 11 zu der Hauptflüssigkeitsmenge, z. B. Benzin, Schließung des Steuerventils 13.
fließt. Mit Hilfe eines Signalwandlers 19 kann diese Gleichzeitig wird der Meßbehälter 2 aus dem Vor-Menge in Litern pro Sekunde oder in irgendeiner 30 ratsbehälter 30 gefüllt. Wenn der Schwimmer 12 ein anderen Einheit ausgedrückt werden. Eine Summier- bestimmtes Niveau erreicht, sendet eine nicht darvorrichtung 20 mit digitaler Anzeige ermöglicht die gestellte Meßvorrichtung ein Signal aus, das die UmAnzeige der Gesamtmenge an zugesetztem Bleialkyl. schaltung der Schieber Ί, 8 bewirkt. Der Meß-

Die in irgendwelchen Einheiten ausgedrückten Im- behälter 2 befindet sich dann im entleerungsbereiten

pulse werden dann in einen Digitalvergleicher 21 mit 35 Zustand. Gleichzeitig wird der Motor 15 umgesteuert,

zwei Eingängen geschickt, der gleichzeitig an seinem und der Meßkasten 28 bewegt sich mit dem Schwim-

anderen Eingang über einen Vervielfacher 22 Im- mer wieder nach unten.

pulse von einem Steueroszillator 23 erhält. Der Die maximale Ausflußmenge der zugefügten

Steueroszillator 23 gibt Impulse einer Frequenz ab, Flüssigkeit ist eine Funktion der maximalen Nach-

die proportional zum Durchfluß in der Hauptleitung 4° laufgeschwindigkeit der Ionisationskammer 17 gegen-

11 ist. Hierzu ist in der Leitung 11 ein nicht darge- über dem Schwimmer 12 und des Durchmessers der

stellter Durchflußmengenmesser angeordnet. Der Meßbehälter 1 und 2.

Vervielfacher 22 untersetzt die vom Steueroszillator Durch die Anordnung des hydraulischen Kolbens

kommenden Impulse entsprechend dem vorbestimm- in der Leitung 34 genügt also eine Vorrichtung zur

ten Anteil von Zusatzmittel in der Hauptflüssigkeit. 45 Messung der Änderung des Flüssigkeitsstandes in

Der Vergleich zwischen den Signalen, die einerseits beiden Meßbehältern 1, 2.

die Menge des zugefügten Zusatzmittels (von der Bei der beschriebenen Ausführungsform geschieht Vorrichtung 31 ausgesandte Signale) und anderer- das Füllen und Entleeren von der Unterseite der seits die Menge der Hauptflüssigkeit in der Leitung oben mit einem Knierohr 34 verbundenen Meß-11 (vom Steueroszillator 23 bzw. Vervielfacher 22 50 behälter. Es ist auch möglich, das Entleeren und ausgesandten Signale) darstellen, in dem Vergleicher Füllen der Meßbehälter von oben vorzunehmen und 21 bewirkt die Aussendung von Steuersignalen, die Verbindungsrohre unten anzubringen. In diesen beientsprechend dem Sinn der Differenz zwischen den den Fällen ändern sich die Flüssigkeitsstände in den Signalen den Grad der Öffnung bzw. Schließung des beiden Meßbehältern im umgekehrten Sinn. Man Steuerventils 13 bestimmen, z. B. eines elektropneu- 55 kann ebenso einen Meßbehälter von oben füllen und matischen Schiebers. Zwischen den Vergleicher 21 den anderen von unten entleeren oder einen Meß- und das Steuerventil 13 sind ein Regler vom Propor- behälter von oben entleeren und den anderen von tional-Integral-Differential-Typ und ein elektropneu- unten füllen, und zwar mit einer Oben-Unten-Rohrmatischer Wandler 25, der die elektrische Größe des verbindung. Dadurch entstehen zwei andere Fälle, in Reglers 24 in Luftdruck umwandelt, geschaltet. 60 denen die Flüssigkeitsstände in den beiden Meß-

Es wird nun die Wirkungsweise der Vorrichtung behältern sich im gleichen Sinne ändern,

beschrieben. „ .. ,

Es sei angenommen, daß der Meßbehälter 1 gefüllt Fatentansprucne:

und der gewünschte Proportionalitätsfaktor auf dem 1. Vorrichtung zum kontinuierlichen propor-

Vervielfacher 22 eingestellt ist und daß die Leitung 65 tionalen Zumischen von geringen Mengen eines

11 zu liefern beginnt. flüssigen aggressiven Zusatzmittels zu einer durch

Die beiden Dreiwegeschieber 7 und 8 sind dann eine Leitung strömenden Hauptflüssigkeitsmenge,

folgendermaßen eingestellt: bei der zwei Meßbehälter vorgesehen sind, die

durch geeignete Steuerung von Ventilen abwechselnd aus einem Vorratsbehälter für das Zusatzmittel gefüllt und über ein in Abhängigkeit von den gemessenen Durchsätzen der Hauptflüssigkeitsmenge und des Zusatzmittels betätigtes Steuerventil in den Hauptflüssigkeitsstrom entleert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitssäulen des Zusatzmittels in den beiden Meßbehältern (1, 2) über einen aus einer nicht mit dem Zusatzmittel mischbaren Flüssigkeit bestehenden hydraulischen Kolben miteinander verbunden sind, wobei die Lageänderung des hydraulischen Kolbens pro Zeiteinheit durch eine einzige, an sich bekannte Meßeinrichtung, die auf die Höhenänderung der Grenzschicht zwischen den das Zusatzmittel und den hydraulischen Kolben darstellenden Flüssigkeiten anspricht, erfaßt wird.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden oberen Enden der Meßbehälter (1, 2) durch ein Knierohr (34) miteinander verbunden sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem einen Meßbehälter (2) in der Grenzfläche zwischen dem hydraulischen Kolben und dem flüssigen Zusatzmittel ein radioaktiver Schwimmer (12) angeordnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen