DE2641359A1

DE2641359A1 - Einrichtung zum dosierten zufuehren von zusaetzen in stroemende fluessigkeiten

Info

Publication number: DE2641359A1
Application number: DE19762641359
Authority: DE
Inventors: Donald Paul De Vale
Original assignee: Everpure Inc
Current assignee: Everpure Inc
Priority date: 1975-10-24
Filing date: 1976-09-14
Publication date: 1977-04-28
Also published as: DE2641359C3; DE2641359B2; FR2329009A1; FR2329009B3; US4006752A; CA1030767A

Description

EVEERPURE, Inc., Westmount, Illinois, USA

Einrichtung zum dosierten Zuführen von -Zusätzen in strömende Flüssigkeiten

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Einrichtung zum dosierten Zuführen von Zusätzen, Z.B.Chemikalien in vorzugsweise in einem Rohr strömende Flüssigkeiten, und zwar auf eine verbesserte elektronisch gesteuerte Zuführeinrichtung.

709817/0971

-2-

Es ist manchmal notwendig, chemische oder andere Substanzen durch eine Rohrleitung strömenden Flüssigkeiten in genau definierter Menge hinzuzufügen. Zur Lösung dieses Problems sind mechanische Systeme bekannt, welche Zahnradvorgelege und Außenzeitverzögerungsrelais benützen zum Einbringen der chemischen oder anderen Substanzen in die Flüssigkeit.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine verbesserte Einrichtung zum gesteuerten Hinzufügen von Chemikalien oder dergleichen zu in ein Flüssigkeitssystem strömenden Flüssigkeit, welche sehr kompakt und zuverlässig arbeitet.

Die Einrichtung nach der Erfindung löst hierbei die Aufgabe, die mengenbezogene Zuführung unabhängig zur Strömungsgeschwindigkeit der die Zusatzstoffe aufzunehmenden Flüssigkeit steuerbar dosieren zu können.

Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst. Bei einer Ausführungsform einer solchen Einrichtung treibt der Flüssigkeitsfluß durch die Leitung einen Magnet, so daß dieser mit einer Geschwindigkeit entsprechend der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit rotiert und die Drehgeschwindigkeit des Magneten wird durch einen Hall-Generator abgefühlt, welcher Impulse erzeugt, die einem digitalen Zähler zugeführt werden. Der Digitalzähler speist über seinen Ausgang einen Komparator, welcher bei einer vorbestimmten Anzahl von Impulsen zurückgesetzt werden kann. Der Komparator ändert seinen Zustand, wenn die Zahl der Impulse, die von dem Zähler kommen, gleich dem voreingestellten Pegel des Komparators ist. Der Komparator treibt einen Rücksetzanschluß des digitalen Zählers über ein Verzögerungsglied und einen Inverter und steuert auch ein Taktglied, welches mit einem elektronischen Schalter

709817/0271 -3-

verbunden ist, der die Eingabevorrichtung für die Lieferung von Chemikalien oder anderen Substanzen zu der Flüssigkeit in der Leitung freigibt. Durch die Zustandsänderungen des Komperators kann die zugeführte Menge der chemischen oder anderen Substanzen zu der Flüssigkeit in dem Leitungssystem gesteuert werden.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung von bestimmten bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den anliegenden Zeichnungen offensichtlich. In diesen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm der Einrichtung nach der Erfindung und

Fig. 2 die Wellenformen, welche in dem System auftreten.

Die Fig. 1 zeigt eine Zuführungsleitung 10, in welcher eine Flüssigkeit 15 strömt und eine Abflußleitung 11, in welcher die Flüssigkeit dosiert mit einer chemischen oder anderen Substanz durch die Einrichtung nach der Erfindung versehen wurde. Eine Leitung 22 verbindet die Zuführungsleitung 10 und eine Zwischenleitung 21.In der Leitung 22 ist eine Antriebsschraube 23 vorgesehen, welche über eine Welle 24 in einem geeigneten Lager 26 geführt ist, so daß die Antriebsschraube 23 mit einer Geschwindigkeit rotiert, abhängig von der Fließgeschwindigkeit der Flüssigkeit 15 in der Leitung 10. Ein Dauermagnet 27 befindet sich in einem Gehäuse 28, welches sich an der Leitung 22 befindet. Der Magnet ist befestigt auf der Welle 24, so daß er zusammen mit der Antriebsschraube 23 rotiert. Ein Hallgenerator 30 ist an der Oberseite 29 des Gehäuses 28 befestigt. Dieser erzeugt Ausgangsimpulse, abhängig von der Drehung des Magneten 27, wenn dieser durch die Antriebsschraube 23 gedreht wird. Leiter 31 geben die Ausgangsimpulse des Hallgenerators 30 an einen

709817/0271

Digitalzähler 32 weiter, welcher die Ausgangsimpulse des Hallgenerators 30 zählt. Der Zähler 32 speist einen Komparator 38, welcher die Ausgangswerte des Zählers 32 mit einem über einen Knopf 39 voreingestellten Zählwert vergleicht und diesen Wert an einem Meßgerät 41 des Komparators anzeigt. Der Ausgangswert des Komparators 38 ändert sich, wenn die Zahl der durch den Digitalzähler 32 gezählten Umläufe gleich der in dem Komparator 38 voreingestellten Zahl ist. Der Komperator 38 besitzt zwei Ausgänge deren Zustand sich von einem hohen zu einem niederen Pegelwert ändert. Einer der Ausgänge steuert das Zeitglied 19, welches mit einem elektronischen Schalter 18 verbunden ist zur Steuerung eines Zuführventiles 14, welches über die Leitung 13 mit der Leitung verbunden ist, durch welche die Flüssigkeit 15 fließt. Hierdurch wird chemisches oder anderes Material aus dem Vorratsbehälter 17 über eine Leitung 16 der Flüssigkeit zugeführt.

Im Betrieb fließt die Flüssigkeit 15 durch den Leiter 22 und

und

treibt die Antriebsschraube 23'damit den Magnet 27 an, welcher Ausgangsimpulse in dem Hallgenerator 30 induziert, welche dem Digitalzähler 32 zugeführt werden. Wenn die Antriebsschraube 23 eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen durchgeführt hat, liefert der Zähler 32 einen Ausgangswert, welcher gleich dem gesetzten Wert des Komperators 38 ist und die Ausgangsgröße des Komparators 38 ändert ihren Zustand von einem hohen Wert zu einem niederen Wert,wie die Wellenform 45 in Fig. 2 zeigt. Die Ausgangsimpulse des Hallgenerators sind in dieser Fig. 2 als Impulszug 40 wiedergegeben. Wenn am Ausgang des Komparators 38 ein niederer Zustand herrscht, wird das Zeitglied 19 unmittelbar veranlaßt, den Schalter 18 zu betätigen, um das Ventil 14 zu öffnen, so daß chemisches oder anderes Material von dem Vorratsbehälter 17 der Flüssigkeit 15 zugeführt wird.

709817/0271

Die Menge des zu der Flüssigkeit 15 hinzuzufügenden chemischen oder anderen Materials hängt ab von der Länge der Zeit, während welcher das Ventil 14 durch den elektronischen Schalter 18 abhängig von dem Zeitglied 19 geöffnet ist, ebenso wie von der durch den Knopf 39 in dem Komparator 38 voreingestellten Zahl. Wenn eine kleinere Zahl durch den Knopf 39 in dem Komparator 38 gesetzt wird, wird das Zeitglied 19 öfters gesetzt, da die Flüssigkeitsmenge direkt proportional der Zahl der Umdrehungen des Magneten 27 ist.

Die zweite Funktion des Komperators 38 besteht darin, den Digitalzähler 32 zurückzusetzen und wenn der Ausgangswert des Zählers 32 dem voreingestellten Eingangswert des Komparator s 38 entspricht, wird der Ausgangswert 45 des Komparator s seinen niedrigen Zustand einnehmen. Das niedrige Signal wird über ein Zeitverzögerungsglied 36 und einen Inverter 34 dem Rückstelleingang 33 des Zählers 32 zugeführt, um diesen zurückzusetzen, Ein hohes Signal am Eingang 33 setzt den Zähler 32 auf Null. Der Zähler gibt dann unmittelbar von neuem einen Ausgangswert an den Komparator 38 ab und da nunmehr der Ausgang des Zählers nicht mit dem voreingestellten Eingangswert des Komparators übereinstimmt, verbleibt die Ausgangsspannung des Komparators auf einem hohem Pegel. Dies hat einen niederen Zustand am Rückstelleingang 33 des Zählers zur Folge, so daß dieser wiederum zu zählen beginnt.

Die folgende Verknüpfungtritt bei dem Zähler 32 auf:

1. Rückstelleingang niedrig - Impulse werden gezählt

2. Rückstelleingang hoch - Rückstellung des Zählers

und seines Ausgangswertes auf Null

- Impulse werden nicht gezählt und Zähler bleibt auch bei Auftreten von Eingangsimpulsen auf Null

709817/0271

-6-

Zusammengefaßt ist die Folge des Arbeitsablaufes wie folgt:

1. Zähler auf Null

Komparator nicht abgeglichen - Ausgangswert hoch, Inverterausgang niedrig - Rückstelleingang am Zähler niedrig - Zähler bereit zum Zählen von Impulsen,

2. Impulse kommen an,

3. a) Zählwert gleich dem voreingestellten Komparator-

wert

b) Komparatorausgang wird niedrig

c) Inverterausgang wird hoch

d) Zählerrückstelleingang wird hoch

e) Zählerausgang wird auf Null zurückgesetzt

f) Zählerausgang ist ungleich mit Komparatorwert

g) Komparatorausgang wird hoch h) Inverterausgang wird niedrig

i) Zähler ist bereit, Zählung von Impulsen fortzusetzen.

Die Wellenform 46 in Fig. 2 zeigt die Ausgangswerte des Inverters 34.

Das als Stufe 3 beschriebene Verfahren benötigt weniger als eine Mikrosekunde und der Komparatorausgangswert kehrt in weniger als der Hälfte dieser Zeit in seinen niedrigen Zustand zurück. Die Breite von diesem Impuls ist nicifc ausreichend, um dem Zeitglied 19 zu erlauben einwandfrei zu funktionieren und die Funktion des Zeitverzögerungsgliedes 36, welches durch einen Knopf 37 eingestellt werden kann, besteht darin, den Rückstellimpuls zu dem Rückstelleingang 33 des Zählers für eine Zeit' zu verzögern, die lang genug ist, um das Zeitglied 19 eindeutig zu betätigen.

709817/0271

-7-

Es sei angenommen, das Zeitglied 19 werde ausgelöst, um den elektronischen Schalter 18 und das Ventil 14 für eine feste Zeit T zu betätigen. Es ist denkbar, daß der Flüssigkeitsfluß schnell genug ist, um eine weitere Änderung des Ausgangszustandes des !Comparators 38 abhängig von der Tatsache zu verursachen, daß der Zähler wieder die vorgewählte Anzahl von Impulsen erreicht hat. Erfindungsgemäß wird das Zeitglied 19 ohne Schließen des Ventils 14 automatisch zurückgesetzt und beginnt erneut für eine Zeitdauer T die Öffnungszeit festzulegen. Solange wie die Frequenz der Ausgangsimpulse des !Comparators 38 1/T über steigt, wird das Zeitglied 19 niemals zurückgesetzt und das Zuführventil 14 wird fortlaufend geöffnet sein und chemisches oder anderes Material der Flüssigkeit 15 zuführen. Falls das Zeitglied 19 nicht zurückgesetzt war, wurden Ausgangsimpulse von dem Hallgenerators 30 fehlen und da der Ausgang des !Comparators 38 eine Steuerfolge annimmt, welche 1/T übersteigt, nimmt die Ausgangsmenge des Zuführventils 14 ab.

Die vorliegende Erfindung gibt ein einfaches Verfahren zum genauen Zuführen von Material zu einer Flüssigkeit wieder. Obwohl es im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, ist es doch nicht auf diese begrenzt. Vielmehr können Abwandlungen im Rahmen der Erfindung durchgeführt werden.

- Patentansprüche -

709817/0271

-8-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum dosierten Zuführen von Zusätzen, vor-

zugsweise Chemikalien, zu'einem Rohr strömenden Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, daß ein rotierender Flüssigkeitsdurchlaufzähler (23) vorgesehen ist, von welchem der Anzahl der Umdrehungen und damit der Menge der durchströmenden Flüssigkeit entsprechende Impulsfolgen über einen Magneten (27) und einem Hallgenerator (30) einer hinsichtlich ihres Zählwertes voreinstellbaren Zähleinrichtung (32,38,39) zugeführt werden, und daß ein einen Vorratsbehälter (17) für die Zusätze mit dem Flüssigkeitsrohr (12) verbindendes abhängig vom Stand der Zähleinrichtung steuerbares Zuführventil (14) vorgesehen ist, zur jeweiligen Steuerung (öffnen) abhängig von der gemessenen Durchströmungsmenge.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähleinrichtung einen Komparator (.38) aufweist, der abhängich von dem in einem Zähler (32) aufgelaufene Zählwert der vom Hallgenerator (30) abgeleiteten Impulse seinen Ausgangszustand ändert, sobald der ^ählwert des Zählers dem voreingestellten Wert im Komparator entspricht, zur gleichzeitigen.Rückstellung des Zählers und zum öffnen des Zuführventiles (14).

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Komparator (38) und dem Zuführventil (14) ein Zeitglied (19) geschaltet ist.

-9-

709817/0271

ORIGINAL INSPECTED

4. Einrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zuführventil (14) ein elektronisch ansteuerbarer Schalter (18) vorgeschaltet ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Rückstelleingang (33) des Zählers (32) und dem Ausgang des Komparators (38) ein vorzugsweise einstellbares (37) Zeitverzögerungsglied (36) eingeschaltet ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Ausgang des Zeitverzögerungsgliedes (36) und dem Rückstelleingang (33) des Zählers (32) ein Inverter (34) eingeschaltet ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschaltdauer des Zuführventils (14) von dem zwischen dem Ausgang des Komparators (38) und dem Zuführventil eingeschalteten Zeitglied (19) abhängig gemacht ist.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein an dem Flüssigkeitsdurchlaufzähler vorgesehenes Magnet (27) auf der gleichen Welle wie die Antriebsschraube (23), jedoch außerhalb der Flüssigkeit montiert ist.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigkeitszähler, Übertagungsmagneten und Hallgenerator zu einer in ein Rohrleitungssystem einsetzbaren, baulichen Einheit zusammengefaßt sind.

70981 7/0271