DK167132B1 - Fremgangsmaade og indretning til styring af densiteten af et af et flydende og et gasformigt stof sammensat udgangsprodukt - Google Patents

Description

i DK 167132 B1

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde til styring af densiteten af et af et flydende og et gasformigt stof i en blander sammensat udgangsprodukt, hvor densiteten af udgangsproduktet måles i transportledningen for dette, måleværdien (den faktiske densitet) sam-5 menlignes med en på forhånd givet densitetsværdi (ønsket værdi), og den tilførte mængde af det gasformige stof efterreguleres ved afvigelser. Opfindelsen angår desuden en indretning til densitetsstyring som angivet i krav 2's indledning.

En fremgangsmåde af den ovenfor angivne art er kendt fra US-A-10 4.154.537. Den i patentskriftet beskrevne indretning tjener specielt til blanding af bageingredienser som f.eks. mælk, vand og flydende fedt med luft til fremstilling af dej.

Blandinger af to flydende udgangsstoffer fremstilles også ved en fremgangsmåde ifølge EP-A-0 025 844, hvor det f.eks. drejer sig om frem-15 stilling af en skumstofdannende reaktionsblanding, navnlig en opskumme-lig polyurethanreaktionsblånding. De hertil anvendte stoffer er flydende, f.eks. polyol og isocyanat.

Til opnåelse af et godt slutprodukt udføres der før tilsætningen til blanderen flere målinger på disse to væsker, specielt bestemmes den-20 siteten af mindst én af komponenterne ved hjælp af et radiometrisk måleapparat under højt tryk og under lavt tryk, og volumenstrømmen måles ved hjælp af en tæller. Ud fra højtryks- og lavtryksmålingerne aktiveres så ved hjælp af en datamat en indstillingsindretning for den til den respektive væske svarende gastilførsel sindretning, hvorved gastilførslen 25 kan reguleres efter en på forhånd givet ønsket værdi.

Til anvendelse ved en fremgangsmåde af den indledningsvis anførte art, hvor et af udgangsstofferne er gasformigt, er denne kendte fremgangsmåde unødvendigt omkostningskrævende.

De opskummede produkter, hvis fremstilling fremgangsmåden ifølge 30 opfindelsen beskæftiger sig med, kan f.eks. være levnedsmidler såsom fløde, men også farveflotter, f.eks. til indfarvning af tekstiler. Ved opskumning af produkter af denne art er det vigtigt at holde litervægten af det opskummede stof og dermed den frie skumdensitet så konstant som muligt. Dette er i det første af de to eksempler ønskeligt for at opnå 35 en upåklagelig fyldning af pakningen med den foreskrevne produktmængde, og i det andet eksempel for at opnå en ensartet indfarvning af tekstilerne. Man må her være opmærksom på, at densiteten af det frembragte skum i transportledningen ikke er identisk med densiteten af skummet ved DK 167132 B1 2 atmosfærisk tryk ved dettes udgang fra transportledningen (den frie skumdensitet), således at en indretning ifølge US-A-4.154.537, som er beregnet til forarbejdning af andre produkter, ikke ved de ovenfor anførte opskummede produkter er tilstrækkelig til at sikre en på forhånd 5 givet værdi af densiteten af skummet efter dettes udtræden fra transportledningen.

Den foreliggende opfindelse har derfor som opgave på så simpel måde som muligt at videreudvikle den kendte fremgangsmåde og den kendte indretning ifølge US-A-4.154.537 således, at litervægten (den frie skumden-10 sitet) af opskummede produkter, sammensat af et flydende og et gasformigt stof, kan holdes konstant med høj nøjagtighed.

Denne opgave løses med en fremgangsmåde som angivet i krav 1, og en indretning som angivet i krav 2.

Opfindelsens grundidé består altså i, ved en sammenhørende måling 15 af skumdensiteten og trykket i skumtransportledningen at bestemme den frie skumdensitet ved en specifik sammenknytning af disse målestørrelser og ved regulering af gastilsætningen bringe denne faktiske værdi mod den på forhånd givne ønskede værdi af den frie skumdensitet.

Til dette formål er der ved indretningen ifølge opfindelsen til ud-20 øvelse af denne fremgangsmåde i skumtransportledningen indskudt et ra-diometrisk densitetsmåleanlæg og et trykmåleapparat i umiddelbar nærhed af hinanden, hvilke over en efterfølgende beregningsanordning og en regulator styrer reguleringsventilen for gasledningen.

Opfindelsen beskrives nærmere i det følgende ved hjælp af et udfø-25 relseseksempel under henvisning til tegningen.

I en væskeledning 10 tilføres væsken, som skal opskummes, en blander 13, i hvis anden blandeindgang en gasledning 11 udmunder. I afhængighed af ydelsen af den (ikke viste) transportpumpe i væskeledningen kan den tilførte gasmængde afstemmes efter den tilførte væskemængde ved 30 hjælp af en reguleringsventil 12 i gasledningen 11, således at der kan indstilles et bestemt forhold mellem de to skumkomponenter i blanderen 13.

Blandet i dette forhold forlader skummet blanderen 13 med et bestemt overtryk pQ via en skumtransportledning 14.

35 I overensstemmelse med opfindelsen er der nu i skumtransport1 ed- . ningen 14 installeret et densitetsmåleanlæg 15 og umiddelbart ved siden deraf et trykmåleapparat 16, som måler densiteten p^ og overtrykket pQ i området for densitetsmålestedet. Under forudsætning af, at densiteten />p DK 167132 B1 3 af udgangsproduktet (væskedensitet) kan anses for en konstant værdi, er det muligt tilnærmelsesvis at angive skummets frie skumdensitet øL, altså skumdensiteten under atmosfærisk tryk ud fra de målte værdier og pQ, som følger: 5 'f 's 'L * 1 - - »r ff - 's + fs '»o + 10 (pQ målt i bar) P.g.a. denne fysiske sammenhæng er det muligt i en efterfølgende beregningsanordning 17 (efter indføring af væskedensiteten p^) at beregne den frie skumdensitet p^ ved anvendelse af de to måleværdier p<. og p 15 uden behov for prøveudtagning. Som beregningsanordning kan benyttes en mikroprocessor, som i takt spørger om de forekommende to måleværdier og ved hjælp af den indprogrammerede eller angivne ligning beregner den frie skumdensitet. Dette regneresultat udgør så den faktiske værdi for den frie skumdensitet. Det volder herefter ikke nogen vanskeligheder i 20 takt at sammenligne denne faktiske værdi med den givne ønskede værdi for den frie skumdensitet ved hjælp af et passende mikroprocessorprogram og ved afvigelser aktivere en regulator 18, som på sin side indstiller reguleringsventilen 12 i gastransportledningen 11.

25 Eksempel

Et anlæg, hvor det opskummede produkt er en farveflotte, arbejder med en transportmængde på ca. 600 1/h og en fri skumdensitet p^ på 50-180 g/1. Som densitetsmåleanlæg tjener et radiometrisk måleanlæg af typen "LB 379" fra firmaet Laboratorium Prof. Dr. Berthold, 7547 WiIdbad, 30 som beregningsanordning 17 anvendes måleforstærkeren for dette densitetsmål eanlæg "LB 379" på en sådan måde, at den i og for sig til temperaturkompensation beregnede måleindgang forbindes med en membrantrykop-tager som trykmåleapparat 16, og kalibreringskarakteristikken for temperaturkompensationen indstilles efter den ovenfor angivne ligning for den 35 frie skumdensitet. Ved tilsvarende skalakalibrering kan den frie skumdensitet p^ derefter aflæses på måleforstærkeren. På dette kommercielle apparat bliver de til temperaturkompensation beregnede indretninger altså benyttet til "trykkompensation" ifølge ovenstående ligning.

DK 167132 B1 4

Ved den anvendte membrantrykoptager svarer en indgangsstrøm på 0/4 o mA til et tryk på 1 kg/cm . Den sædvanligvis til temperaturkompensation benyttede strømindgang på måleforstærkeren tilføres følgelig et tryksignal i området fra 0/4 til 20 mA.

5 Den således opnåede "trykkorrigerede" faktiske værdi af den frie skumdensitet p^ føres derefter som reguleringsstørrelse til regulatoren 18 af PID-type og sammenlignes dér med den på regulatoren 18 indstillede ønskede værdi. Ud fra differenssignalet fås i regulatoren 18 indstillingsstørrelsen for reguleringsventilen 12 i gastransportledningen 11.

10 Med denne indretning kan variationerne i den frie skumdensitet Δ/>^ ved det ovenfor angivne udførelseseksempel begrænses til en værdi på < +/' 1 g/1, den relative variation Lp^/p^ ligger altså kun af størrelsesordenen 1%. Dette gælder specielt også i det tilfælde, hvor der kræves forskellige tilførselshastigheder: ved hjælp af regulerings- 15 sløjfen følger reguleringsventilen 12 automatisk efter, således at skumdensiteten holdes konstant.

Claims (3)

1. Fremgangsmåde til styring af densiteten af et af et flydende og et gasformigt stof i en blander (13) sammensat udgangsprodukt, hvor 5 densiteten af udgangsproduktet måles i transportledningen (14) for dette, måleværdien (den faktiske densitet) sammenlignes med en på forhånd givet densitetsværdi (ønsket værdi), og den tilførte mængde af det gas-formige stof efterreguleres ved afvigelser, KENDETEGNET ved, at man til styring af densiteten af et skum ved atmosfærisk tryk, som udgangspro- 10 dukt, ved dettes udtræden fra transportledningen (14) (fri skumdensitet) sammen med dets densitet (p^) i transportledningen (14) også måler overtrykket (pQ) i transportledningen (14) på et sted i umiddelbar nærhed deraf og ud fra disse to målinger (p$, pQ) og den kendte værdr af densiteten (flF) af det flydende stof ved hjælp af ligningen 15 'f 's 'L = 1 · - »f *F - »S + h (po + ') 20 (po målt i bar) beregner den faktiske værdi (p^*) af den frie skumdensitet, sammenligner den med den på forhånd givne værdi for den ønskede densitet og anvender den til regulering af gastilførslen. 25

2. Indretning til styring af densiteten af et af et flydende og et gasformigt stof i en blander (13) sammensat udgangsprodukt, med en væsketilgangsledning (10) og en gastilgangsledning (11) ved indgangen til blanderen (13), med en til dennes udgang tilsluttet transportledning 30 (14) for udgangsproduktet, med en reguleringsventil (12) i gastilgangsledningen (11) for gastilførslen, med en i transportledningen (14) anordnet radiometrisk densitetsmåleindretning (15) og med en beregningsanordning (17), der på indgangssiden er forbundet med densitetsmåleindretningen (15) og på udgangssiden med reguleringsventilen (12), KENDE-

35 TEGNET ved, at der i transportledningen (14) umiddelbart ved siden af densitetsmåleindretningen (15) er anordnet en trykmåleindretning (16), der på indgangssiden ligeledes er forbundet med beregningsanordningen (17), og at beregningsanordningen (17) ud fra signalerne fra trykmåle- DK 167132 B1 indretningen (16) og densitetsmåleindretningen (15) frembringer reguleringsstørrelsen til aktivering af reguleringsventilen (12). 5 10