DE102020110201A1 - Dosing device for dosing liquids - Google Patents

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Klaus Beck
Fabian MITTNACHT
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Abstract

Es wird eine Dosiervorrichtung (10) zur Dosierung von Flüssigkeiten angegeben, mit einem Behälter (20) zur Aufnahme einer zu dosierenden Flüssigkeit, mindestens einer Verteilereinheit (16) mit mindestens einer Fluidleitung (30) zum Führen der Flüssigkeit zu mindestens einer Dosiereinheit (22), und mit einer Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) zur Bestimmung der Viskosität der in dem Behälter (20) enthaltenen Flüssigkeit, wobei die Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) einen Fluidkreislauf (38) umfasst, der den Behälter (20), eine Pumpe (40) und einen Durchflussmesser (42) enthält.A dosing device (10) for dosing liquids is specified, with a container (20) for receiving a liquid to be dosed, at least one distributor unit (16) with at least one fluid line (30) for guiding the liquid to at least one dosing unit (22) , and with a viscosity determination device (18) for determining the viscosity of the liquid contained in the container (20), the viscosity determination device (18) comprising a fluid circuit (38) which comprises the container (20), a pump (40) and a flow meter (42) contains.

Description

Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten, insbesondere von Flüssigkeiten mit hoher Viskosität.The invention relates to a metering device for metering liquids, in particular liquids with high viscosity.

Flüssigkeiten werden häufig Druck-Zeit-gesteuert dosiert. Bei Flüssigkeiten mit einer temperaturabhängigen, variablen Viskosität treten bei Druck-Zeit-gesteuerten Dosierungen aufgrund der variablen Viskosität häufig Ungenauigkeiten auf. Eine erhöhte Viskosität führt beispielsweise zu einer von einem Kalibrierwert abweichenden verringerten Dosiermenge und eine geringere Viskosität zu einer erhöhten Dosiermenge.Liquids are often dosed in a pressure-time controlled manner. In the case of liquids with a temperature-dependent, variable viscosity, inaccuracies often occur with pressure-time-controlled metering due to the variable viscosity. An increased viscosity leads, for example, to a reduced dosage amount deviating from a calibration value, and a lower viscosity leads to an increased dosage amount.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, die Dosiergenauigkeit von Druck-Zeit-gesteuerten Dosiervorgängen für Flüssigkeiten mit variabler Viskosität zu verbessern.It is therefore an object of the invention to improve the metering accuracy of pressure-time-controlled metering processes for liquids with variable viscosity.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Dosiervorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten, mit einem Behälter zur Aufnahme einer zu dosierenden Flüssigkeit, mindestens einer Verteilereinheit mit mindestens einer Fluidleitung zum Führen der Flüssigkeit zu mindestens einer Dosiereinheit, und mit einer Viskositätsbestimmungseinrichtung zur Bestimmung der Viskosität der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit, wobei die Viskositätsbestimmungseinrichtung einen Fluidkreislauf umfasst, der den Behälter, eine Pumpe und einen Durchflussmesser enthält.This object is achieved according to the invention by a metering device for metering liquids, with a container for holding a liquid to be metered, at least one distributor unit with at least one fluid line for guiding the liquid to at least one metering unit, and with a viscosity determination device for determining the viscosity of the Container containing liquid, wherein the viscosity determination device comprises a fluid circuit which contains the container, a pump and a flow meter.

Die Dosiervorrichtung eignet sich besonders zur Dosierung von gelartigen Flüssigkeiten. Bei derartigen Flüssigkeiten wirken sich Temperaturschwankungen besonders stark auf die Viskosität der Flüssigkeit aus.The dosing device is particularly suitable for dosing gel-like liquids. With such liquids, temperature fluctuations have a particularly strong effect on the viscosity of the liquid.

Indem mittels der Viskositätsbestimmungseinrichtung die Viskosität einer zu dosierenden Flüssigkeit bestimmt werden kann, wird der Vorteil erreicht, dass eine Druck-Zeit-gesteuerte Dosierung besonders genau erfolgen kann, auch dann, wenn sich die Viskosität der Flüssigkeit aufgrund von Temperaturschwankungen ändert. Genauer gesagt kann eine Öffnungsdauer einer Dosiereinheit, insbesondere eines Ventils der Dosiereinheit, an eine vorliegende Viskosität angepasst werden.Since the viscosity of a liquid to be dosed can be determined by means of the viscosity determination device, the advantage is achieved that pressure-time-controlled dosing can take place particularly precisely, even if the viscosity of the liquid changes due to temperature fluctuations. More precisely, an opening duration of a metering unit, in particular a valve of the metering unit, can be adapted to a given viscosity.

Jede Dosiereinheit umfasst vorzugsweise ein Ventil und eine Düse. Wenn das Ventil geöffnet ist, kann Flüssigkeit durch die Düse in einen Behälter fließen.Each metering unit preferably comprises a valve and a nozzle. When the valve is open, liquid can flow through the nozzle into a container.

Bei einer Dosierung mittels der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kann eine sehr hohe Genauigkeit der Dosiermenge erreicht werden. So kann die Abweichung eines Ist-Werts einer dosierten Menge von dem Soll-Wert einer dosierten Menge bei unter 2% liegen.When metering by means of the metering device according to the invention, a very high accuracy of the metered amount can be achieved. For example, the deviation of an actual value of a metered amount from the target value of a metered amount can be less than 2%.

Dadurch, dass die Viskositätsbestimmungseinrichtung einen Fluidkreislauf umfasst, ist ein einziger Durchflussmesser ausreichend, um eine Dosiervorrichtung mit mehrere Dosiereinheiten zu steuern. Die erfindungsgemäße Dosiervorrichtung kann somit einen einfachen Aufbau mit wenigen Komponenten haben.Because the viscosity determination device comprises a fluid circuit, a single flow meter is sufficient to control a metering device with several metering units. The metering device according to the invention can thus have a simple structure with a few components.

Gemäß einer Ausführungsform umfasst die Viskositätsbestimmungseinrichtung eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, anhand des von dem Durchflussmesser gemessenen Durchflusses und/oder einer Stellgröße der Pumpe eine Viskosität der in dem Behälter enthaltenen Flüssigkeit zu bestimmen. Die Stellgröße korreliert beispielsweise mit der Pumpenleistung. Auf diese Weise kann die Viskosität einer im Fluidkreislauf zirkulierenden Flüssigkeit besonders genau bestimmt werden, derart, dass Veränderungen der Viskosität aufgrund von Temperaturschwankungen unmittelbar festgestellt werden. Dies verbessert die Dosiergenauigkeit zusätzlich.According to one embodiment, the viscosity determination device comprises a control unit which is set up to determine a viscosity of the liquid contained in the container on the basis of the flow rate measured by the flow meter and / or a manipulated variable of the pump. The manipulated variable correlates, for example, with the pump output. In this way, the viscosity of a liquid circulating in the fluid circuit can be determined particularly precisely, in such a way that changes in viscosity due to temperature fluctuations can be determined immediately. This also improves the dosing accuracy.

Beispielsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die Pumpe derart zu regeln, dass in dem Fluidkreislauf ein bestimmter, kontinuierlicher Durchfluss eingestellt ist. Je nach Viskosität der Flüssigkeit variiert die Pumpenleistung, die zum Erreichen des bestimmten Durchflusses notwendig ist. Somit lässt sich anhand der Pumpenleistung ein Wert der Viskosität ableiten. Alternativ kann eine Pumpe mit konstanter Leistung betrieben und der viskositätsabhängig veränderliche Durchfluss als Maß für die Viskosität verwendet werden.For example, the control unit is set up to regulate the pump in such a way that a specific, continuous flow rate is set in the fluid circuit. Depending on the viscosity of the liquid, the pump output that is necessary to achieve the specific flow rate varies. A viscosity value can thus be derived from the pump output. Alternatively, a pump can be operated with constant power and the viscosity-dependent variable flow rate can be used as a measure of the viscosity.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit eingerichtet, die Viskosität kontinuierlich zu überwachen.The control unit is preferably set up to continuously monitor the viscosity.

Nachgeschaltet kann auf Basis der mittels der Viskositätsbestimmungseinrichtung bestimmten Viskosität eine zeitbasierte Dosierung erfolgen.Downstream, a time-based metering can take place on the basis of the viscosity determined by means of the viscosity determination device.

Um die Dosierung zeitbasiert zu steuern, kann die Verteilereinheit eine Steuereinheit umfassen, die eingerichtet ist, die Öffnungsdauer der mindestens einen Dosiereinheit zu steuern oder sogar zu regeln. Durch die Steuerung der Öffnungsdauer kann eine definierte Menge einer Flüssigkeit dosiert werden.In order to control the dosing based on time, the distributor unit can comprise a control unit which is set up to control or even regulate the opening duration of the at least one dosing unit. By controlling the opening time, a defined amount of a liquid can be dosed.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Verteilereinheit eingerichtet, die Öffnungsdauer unter Berücksichtigung der von der Steuereinheit der Viskositätsbestimmungseinrichtung bestimmten Viskosität zu steuern oder zu regeln. Somit kann die Öffnungsdauer an die Viskosität angepasst werden, wodurch eine besonders genaue Dosierung erreicht wird.According to one embodiment, the control unit of the distribution unit is set up to control or regulate the opening duration taking into account the viscosity determined by the control unit of the viscosity determination device. The opening duration can thus be adapted to the viscosity, whereby a particularly precise metering is achieved.

Vorzugsweise ist die Steuereinheit der Verteilereinheit eingerichtet, die Öffnungsdauer kontinuierlich anzupassen, insbesondere basierend auf der bestimmten Viskosität.The control unit of the distributor unit is preferably set up to continuously adapt the opening duration, in particular based on the viscosity determined.

Die Steuereinheiten sind beispielsweise über eine Leitung verbunden, wobei über die Leitung Informationen von einer Steuereinheit an die andere Steuereinheit gesendet werden können. So kann eine Information über eine geänderte Viskosität unmittelbar nach der Bestimmung der Viskosität an die Steuereinheit der Verteilereinheit übermittelt werden.The control units are connected, for example, via a line, information being able to be sent from one control unit to the other control unit via the line. Information about a changed viscosity can be transmitted to the control unit of the distribution unit immediately after the viscosity has been determined.

Zusätzlich zu der Pumpe im Fluidkreislauf kann eine weitere Pumpe vorgesehen sein, um den Behälter mit Druckluft zu beaufschlagen. Die weitere Pumpe ist insbesondere Bestandteil der Verteilereinheit. Mittels der Pumpe kann eine Druck-Zeit-gesteuerte Dosierung realisiert werden. Genauer gesagt kann anhand des Drucks im Behälter und der Öffnungsdauer des Ventils eine definierte Menge der Flüssigkeit dosiert werden.In addition to the pump in the fluid circuit, a further pump can be provided in order to apply compressed air to the container. The further pump is in particular part of the distributor unit. The pump can be used to implement pressure-time-controlled dosing. More precisely, a defined amount of the liquid can be dosed on the basis of the pressure in the container and the opening time of the valve.

Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit der Verteilereinheit mit der dem Behälter zugeordneten weiteren Pumpe verbunden, um die Druckbeaufschlagung des Behälters zu regulieren. Das heißt, dass der Druck im Behälter angepasst werden kann an die zu dosierende Menge und an die Viskosität der Flüssigkeit. Durch eine Erhöhung des Drucks im Behälter kann eine Dosierung beschleunigt werden.According to one embodiment, the control unit of the distributor unit is connected to the further pump assigned to the container in order to regulate the pressurization of the container. This means that the pressure in the container can be adjusted to the amount to be dosed and the viscosity of the liquid. Dosing can be accelerated by increasing the pressure in the container.

Die Verteilereinheit weist beispielsweise mindestens zwei Dosiereinheiten und mindestens zwei Fluidleitungen auf, welche die beiden Dosiereinheiten mit dem Behälter strömungsmäßig verbinden. Dadurch kann bei einem Dosiervorgang die zu dosierende Flüssigkeit aus dem Behälter zu den Dosiereinheiten strömen. Eine Dosierung kann parallel durch beide Dosiereinheiten erfolgen.The distributor unit has, for example, at least two metering units and at least two fluid lines which fluidically connect the two metering units to the container. As a result, the liquid to be dosed can flow from the container to the dosing units during a dosing process. Dosing can be carried out in parallel by both dosing units.

Die Fluidleitungen können entweder durchgängig separat voneinander verlaufen oder einen gemeinsamen Leitungsabschnitt haben, von dem einzelne Fluidleitungen zu den Dosiereinheiten abzweigen.The fluid lines can either run continuously and separately from one another or have a common line section from which individual fluid lines branch off to the metering units.

Die Verteilereinheit kann direkt oder indirekt über den Fluidkreislauf der Viskositätsbestimmungseinrichtung mit dem Behälter strömungsverbunden sein.The distribution unit can be flow-connected to the container directly or indirectly via the fluid circuit of the viscosity determination device.

Die Fluidleitungen der Verteilereinheit können hierzu direkt mit dem Behälter oder direkt mit einer Leitung des Fluidkreislaufs der Viskositätsbestimmungseinrichtung verbunden sein. Somit kann, sobald eine Dosiereinheit geöffnet ist, Flüssigkeit durch die Dosiereinheit strömen. Indem die Verteilereinheit direkt mit dem Behälter oder indirekt über den Fluidkreislauf mit diesem verbunden werden kann, lässt sich der Aufbau der Dosiervorrichtung an die Bauraumgegebenheiten anpassen.For this purpose, the fluid lines of the distributor unit can be connected directly to the container or directly to a line of the fluid circuit of the viscosity determination device. Thus, as soon as a dosing unit is open, liquid can flow through the dosing unit. Since the distributor unit can be connected directly to the container or indirectly to it via the fluid circuit, the structure of the metering device can be adapted to the structural space conditions.

Gemäß einer Ausführungsform kann ein Druckmessgerät vorgesehen sein, um einen Druck im Behälter zu messen. Dadurch kann der Druck im Behälter überwacht und bei Bedarf angepasst werden.According to one embodiment, a pressure measuring device can be provided in order to measure a pressure in the container. This allows the pressure in the container to be monitored and adjusted if necessary.

Die Dosiervorrichtung kann des Weiteren mindestens eine Dosierstation aufweisen, welche die Dosiereinheit, ein Dosierobjekt und eine Messeinrichtung umfasst, wobei die Dosiervorrichtung eingerichtet ist, durch Ansteuern der Dosiereinheit eine Flüssigkeit in das Dosierobjekt zu dosieren, und die Messeinrichtung eingerichtet ist, die Menge und/oder das Gewicht der dosierten Flüssigkeit zu messen. Indem mittels der Messeinrichtung eine dosierte Menge und/oder ein Gewicht der dosierten Flüssigkeit gemessen werden kann, lässt sich die Genauigkeit der Dosierung nachträglich überprüfen. Die Messeinrichtung dient somit als Kontrolleinheit, ob die Dosierung durch die Dosiervorrichtung mit ausreichender Genauigkeit erfolgt. Sofern eine Abweichung festgestellt wird, kann die Dosiervorrichtung neu kalibriert werden.The dosing device can furthermore have at least one dosing station, which comprises the dosing unit, a dosing object and a measuring device, the dosing device being set up to dose a liquid into the dosing object by controlling the dosing unit, and the measuring device being set up to measure the amount and / or measure the weight of the dispensed liquid. Since a metered amount and / or a weight of the metered liquid can be measured by means of the measuring device, the accuracy of the metering can be checked subsequently. The measuring device thus serves as a control unit to determine whether the dosing is carried out with sufficient accuracy by the dosing device. If a discrepancy is found, the metering device can be recalibrated.

Vorzugsweise ist die Messeinrichtung mit der Steuereinheit der Verteilereinheit gekoppelt, um der Steuereinheit eine Rückmeldung zur Menge und/oder dem Gewicht der dosierten Flüssigkeit zu geben. Basierend auf der Rückmeldung kann die Steuereinheit der Verteilereinheit die Öffnungsdauer und/oder den Druck im Behälter anpassen, sofern eine Abweichung zwischen der zu dosierenden Menge und/oder dem Gewicht und der von der Messeinheit gemessenen, tatsächlich dosierten Menge und/oder dem Gewicht der Flüssigkeit festgestellt wird.The measuring device is preferably coupled to the control unit of the distribution unit in order to provide the control unit with feedback on the amount and / or weight of the dosed liquid. Based on the feedback, the control unit of the distributor unit can adjust the opening duration and / or the pressure in the container if there is a discrepancy between the amount to be dosed and / or the weight and the actually dosed amount and / or the weight of the liquid measured by the measuring unit is detected.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und aus den beiliegenden Zeichnungen, auf die Bezug genommen wird. In den Zeichnungen zeigen:

  • - 1 schematisch eine erfindungsgemäße Dosiervorrichtung und
  • - 2 schematisch eine weitere erfindungsgemäße Dosiervorrichtung.
Further advantages and features of the invention emerge from the following description and from the accompanying drawings, to which reference is made. In the drawings show:
  • - 1 schematically a metering device according to the invention and
  • - 2 schematically another metering device according to the invention.

1 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer Dosiervorrichtung 10 zur Dosierung einer Flüssigkeit, genauer gesagt zur Dosierung einer Flüssigkeit, deren Viskosität bei Temperaturschwankungen variiert. 1 illustrates schematically the structure of a metering device 10 for dosing a liquid, more precisely for dosing a liquid whose viscosity varies with temperature fluctuations.

Die Dosierung der Flüssigkeit erfolgt insbesondere mittels einer sogenannten Druck-Zeit-Steuerung.The liquid is metered in particular by means of a so-called pressure-time control.

Die Dosiervorrichtung 10 umfasst Dosierstationen 14 zur Abgabe und Aufnahme einer dosierten Flüssigkeit.The dosing device 10 includes dosing stations 14th for dispensing and absorbing a dosed liquid.

Die Dosiervorrichtung 10 weist ferner eine Verteilereinheit 16 und eine Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 zur Bestimmung der Viskosität einer zu dosierenden Flüssigkeit auf. Die zu dosierende Flüssigkeit ist in einem Behälter 20 gelagert, der Teil der Dosierungsvorrichtung 10 sein kann.The dosing device 10 also has a distribution unit 16 and a viscosity determining device 18th to determine the viscosity of a liquid to be dosed. The liquid to be dosed is in a container 20th stored, the part of the dosing device 10 can be.

Die Verteilereinheit 16 umfasst im veranschaulichten Ausführungsbeispiel zwei Dosiereinheiten 22, durch die eine Flüssigkeit abgegeben werden kann, eine Steuereinheit 24, eine Pumpe 26 zur Beaufschlagung des Behälters 20 mit Druck, ein Druckmessgerät 28 zur Messung des Drucks in dem Behälter 20 sowie Fluidleitungen 30, die zu den Dosiereinheiten 22 führen. Es können jedoch auch mehr als zwei Dosiereinheiten 22 vorgesehen sein.The distribution unit 16 comprises two metering units in the illustrated embodiment 22nd through which a liquid can be dispensed, a control unit 24 , a pump 26th for loading the container 20th with pressure, a pressure gauge 28 for measuring the pressure in the container 20th as well as fluid lines 30th that go to the dosing units 22nd to lead. However, more than two dosing units can also be used 22nd be provided.

Die Dosiereinheiten 22 weisen jeweils ein, insbesondere ein einziges Ventil 32 und eine, insbesondere eine einzige Düse 34 auf.The dosing units 22nd each have a, in particular a single valve 32 and one, especially a single nozzle 34 on.

Die Steuereinheit 24 ist mit den Ventilen 32 der Dosiereinheiten 22 und mit der Pumpe 26 verbunden, und zwar über elektrische Leitungen 36.The control unit 24 is with the valves 32 of the dosing units 22nd and with the pump 26th connected via electrical lines 36 .

Eine Dosierung der Flüssigkeit kann durch das Öffnen einer Dosiereinheit 22, genauer gesagt des Ventils 32, für eine definierte Zeitdauer erfolgen. Die Öffnungsdauer der Dosiereinheit 22 kann durch die Steuereinheit 24 gesteuert oder sogar geregelt werden.Dosing of the liquid can be done by opening a dosing unit 22nd , more precisely the valve 32 for a defined period of time. The opening time of the dosing unit 22nd can through the control unit 24 controlled or even regulated.

Darüber hinaus ist die Steuereinheit 24 eingerichtet, die Pumpe 26 zu steuern und so den Druck im Behälter 20 zu regulieren.In addition, the control unit 24 set up the pump 26th to control and so the pressure in the container 20th to regulate.

Die Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 umfasst einen Fluidkreislauf 38 in dem der Behälter 20, eine weitere Pumpe 40 und ein Durchflussmesser 42 zur Messung eines Volumenstroms angeordnet sind, wobei Pumpe 40 und Durchflussmesser 42 außerhalb des Behälters 20 liegen.The viscosity determination device 18th includes a fluid circuit 38 in which the container 20th , another pump 40 and a flow meter 42 are arranged for measuring a volume flow, with pump 40 and flow meter 42 outside the container 20th lie.

Bei der Pumpe 40 handelt es sich um eine geregelte Pumpe. Der Durchflussmesser 42 ist beispielsweise ein Massedurchflussmesser und umfasst z. B. einen Coriolis-Sensor.At the pump 40 it is a regulated pump. The flow meter 42 is for example a mass flow meter and includes e.g. B. a Coriolis sensor.

Alternativ ist der Durchflussmesser 42 ein Volumenstrommessgerät.An alternative is the flow meter 42 a volume flow meter.

Die Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 weist des Weiteren eine Steuereinheit 44 auf. Diese ist mit der Steuereinheit 24 der Verteilereinheit 16 verbunden, und zwar über eine elektrische Leitung 46.The viscosity determination device 18th furthermore has a control unit 44 on. This is with the control unit 24 the distribution unit 16 connected via an electrical line 46 .

Die Steuereinheit 44 der Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 ist eingerichtet, anhand des von dem Durchflussmesser 42 gemessenen Durchflusses und einer Stellgröße der Pumpe 40, zum Beispiel anhand einer aufgenommenen Leistung der Pumpe 40, die Viskosität der in dem Behälter 20 enthaltenen Flüssigkeit zu bestimmen. Insbesondere kann die Pumpe 40 durch die Steuereinheit 44 derart geregelt werden, dass ein konstanter Durchfluss im Fluidkreislauf 38 erzeugt werden kann.The control unit 44 the viscosity determination device 18th is set up based on the flow meter 42 measured flow rate and a manipulated variable of the pump 40 , for example based on the power consumed by the pump 40 , the viscosity of the in the container 20th to determine the liquid contained. In particular, the pump 40 by the control unit 44 be regulated in such a way that a constant flow in the fluid circuit 38 can be generated.

Der Zusammenhang zwischen der Viskosität beziehungsweise der Pumpenstellgröße und einer notwendigen Dosierzeit kann mittels Messung oder Simulation ermittelt werden.The relationship between the viscosity or the pump manipulated variable and a necessary metering time can be determined by means of measurement or simulation.

Die Fluidleitungen 30 der Verteilereinheit 16 sind mit dem Fluidkreislauf 38 verbunden, sodass eine Flüssigkeit, die in dem Fluidkreislauf 38 zirkuliert, durch die Fluidleitungen 30 zu den Dosiereinheiten 22 strömen kann.The fluid lines 30th the distribution unit 16 are with the fluid circuit 38 connected so that a liquid that is in the fluid circuit 38 circulates through the fluid lines 30th to the dosing units 22nd can flow.

Genauer gesagt hat der Fluidkreislauf 38 einen Fluidausgang 45, durch welchen Flüssigkeit in die Fluidleitungen 30 fließen kann. Der Fluidausgang 45 bildet somit eine Schnittstelle zwischen der Verteilereinheit 16 und der Viskositätsbestimmungseinrichtung 18.More precisely, the fluid circuit has 38 a fluid outlet 45 through which liquid enters the fluid lines 30th can flow. The fluid outlet 45 thus forms an interface between the distribution unit 16 and the viscosity determining device 18th .

Über den Fluidkreislauf 38 sind die Fluidleitungen 30 somit indirekt mit dem Behälter 20 strömungsverbunden, sodass eine Flüssigkeit, die in dem Behälter 20 enthalten ist, mittels der Dosiereinheiten 22 abgegeben werden kann.Via the fluid circuit 38 are the fluid lines 30th thus indirectly with the container 20th fluidly connected so that a liquid that is in the container 20th is included, by means of the dosing units 22nd can be delivered.

Im veranschaulichten Beispiel haben die Fluidleitungen 30 einen gemeinsamen Leitungsabschnitt 31, der mit einer Leitung 33 des Fluidkreislaufs 38 strömungsverbunden ist.In the illustrated example, the fluid lines have 30th a common line section 31 , the one with a lead 33 of the fluid circuit 38 is flow-connected.

Alternativ können die Fluidleitungen 30 auch komplett separat voneinander sein. In diesem Fall wären am Fluidkreislauf 38 zwei Ausgänge 45 vorgesehen.Alternatively, the fluid lines 30th also be completely separate from each other. In this case, the fluid circuit would be 38 two exits 45 intended.

Bei einem Dosiervorgang, das heißt, wenn das Ventil 32 der Dosiereinheit 22 geöffnet ist, wird Flüssigkeit aus dem Behälter 20 über die Verteilereinheit 16 durch die Dosiereinheiten 22 an die Dosierstationen 14 abgegeben, die unterhalb der Dosiereinheiten 22 platziert sind.During a dosing process, that is, when the valve 32 the dosing unit 22nd is open, liquid will come out of the container 20th via the distribution unit 16 through the dosing units 22nd to the dosing stations 14th released below the dosing units 22nd are placed.

Jede Dosierstation 14 umfasst zu diesem Zweck neben der Dosiereinheit 22 ein Dosierobjekt 50, zum Beispiel einen Behälter, das die durch die Dosiereinheit 22 abgegebene Flüssigkeit aufnehmen kann. Nach erfolgter Dosierung wird das Dosierobjekt 50 entfernt und durch ein weiteres Dosierobjekt 50 ausgetauscht.Every dosing station 14th includes for this purpose in addition to the dosing unit 22nd a dosing object 50 , for example a container that is passed through the dosing unit 22nd can absorb dispensed liquid. After the dosing has taken place, the dosing object becomes 50 removed and by another dosing object 50 exchanged.

Des Weiteren umfassen die Dosierstationen 14 jeweils eine Messeinrichtung 52, die eingerichtet ist, die Menge und/oder das Gewicht der dosierten Flüssigkeit zu messen. Beispielsweise ist die Messeinrichtung 52 eine Waage.The metering stations also include 14th one measuring device each 52 which is set up to measure the amount and / or the weight of the dispensed liquid. For example, the measuring device 52 a scale.

Die Messeinrichtungen 52 sind mit der Steuereinheit 24 der Verteilereinheit 16 gekoppelt, beispielsweise über Leitungen 54, um Informationen über die Menge und/oder das Gewicht der in das Dosierobjekt 50 dosierten Flüssigkeit an die Steuereinheit 24 zu übermitteln.The measuring devices 52 are with the control unit 24 the distribution unit 16 coupled, for example via lines 54 to get information about the amount and / or weight of the in the dispensing object 50 dosed liquid to the control unit 24 to submit.

Im Folgenden wird die Funktionsweise der Dosiervorrichtung 10 genauer erläutert.The following is how the dosing device works 10 explained in more detail.

Bevor ein Dosiervorgang stattfindet, wird Flüssigkeit in dem Fluidkreislauf 38 zum Zirkulieren gebracht, und zwar mittels der Pumpe 40 im Fluidkreislauf 38.Before a dosing process takes place, there is liquid in the fluid circuit 38 brought to circulation by means of the pump 40 in the fluid circuit 38 .

Zu diesem Zweck ist die Steuereinheit 44 der Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 eingerichtet, die Pumpe 40 zu steuern.This is the purpose of the control unit 44 the viscosity determination device 18th set up the pump 40 to control.

Während die Flüssigkeit durch den Fluidkreislauf 38 zirkuliert, wird ein Durchfluss durch den Durchflussmesser 42 gemessen.While the liquid through the fluid circuit 38 circulates, there is a flow through the flow meter 42 measured.

Genauer gesagt wird die Pumpe 40 derart von der Steuereinheit 44 geregelt, dass ein bestimmter, konstanter Durchfluss in Fluidkreislauf 38 erreicht wird, wobei der Durchfluss durch den Durchflussmesser 42 kontrolliert wird. Anders ausgedrückt bilden die Pumpe 40, der Durchflussmesser 42 und die Steuereinheit 44 einen Regelkreis, mittels dem über einen Soll-/lst-Vergleich ein konstanter Durchfluss geregelt wird. Die Steuereinheit 44 kann somit auch als Regler betrachtet werden.More precisely, the pump will 40 such from the control unit 44 regulated that a certain, constant flow in the fluid circuit 38 is achieved with the flow through the flow meter 42 is controlled. In other words, form the pump 40 , the flow meter 42 and the control unit 44 a control circuit, by means of which a constant flow rate is regulated via a target / actual comparison. The control unit 44 can therefore also be viewed as a controller.

Der gemessene Durchfluss sowie eine Stellgröße der Pumpe 40 werden von der Steuereinheit 44 erfasst. Bei der Stellgröße der Pumpe 40 handelt es sich beispielsweise um eine Leistungsaufnahme oder eine Betriebsstufe.The measured flow rate as well as a manipulated variable of the pump 40 are from the control unit 44 recorded. With the manipulated variable of the pump 40 it is, for example, a power consumption or an operating stage.

Die Steuereinheit 44 ist eingerichtet, anhand des gemessenen Durchflusses und/oder der Stellgröße der Pumpe 40 die Viskosität der in dem Behälter 20 enthaltenen Flüssigkeit zu bestimmen.The control unit 44 is set up based on the measured flow rate and / or the manipulated variable of the pump 40 the viscosity of the in the container 20th to determine the liquid contained.

Die Bestimmung der Viskosität beruht auf der Tatsache, dass bei höherer Viskosität eine entsprechend höhere Pumpenleistung erforderlich ist, um einen bestimmten Durchfluss zu erzeugen, als es bei einer niedrigeren Viskosität der Fall wäre.The determination of the viscosity is based on the fact that with a higher viscosity, a correspondingly higher pump output is required to generate a certain flow rate than would be the case with a lower viscosity.

Da die beiden Steuereinheiten 24, 44 miteinander über eine elektrische Leitung verbunden sind, kann die Steuereinheit 44 nach Bestimmung der Viskosität den Viskositätswert an die Steuereinheit 24 senden.As the two control units 24 , 44 are connected to one another via an electrical line, the control unit 44 after determining the viscosity, send the viscosity value to the control unit 24 send.

Die Steuereinheit 24 der Verteilereinheit 16 ist damit in der Lage, die Öffnungsdauer der Dosiereinheit 22 unter Berücksichtigung der Viskosität zu regeln.The control unit 24 the distribution unit 16 is thus able to determine the opening time of the dosing unit 22nd to be regulated taking into account the viscosity.

In Kenntnis der Viskosität kann ein Dosiervorgang mittels einer Druck-Zeit-gesteuerten Dosierung besonders genau erfolgen.With knowledge of the viscosity, a metering process can take place particularly precisely by means of a pressure-time-controlled metering.

Bei der Druck-Zeit-gesteuerten Dosierung wird der Behälter 20 mit einem bestimmten Druck beaufschlagt und das Ventil 32 einer Dosiereinheit 22 für eine definierte Öffnungsdauer geöffnet.With pressure-time-controlled dosing, the container 20th charged with a certain pressure and the valve 32 a dosing unit 22nd open for a defined period of time.

Bei variierender Viskosität variiert bei gleicher Öffnungsdauer jedoch auch die Menge der bei einem Dosiervorgang durch die Dosiereinheit 22 abgegebenen Flüssigkeit. Die variierende Viskosität lässt sich jedoch durch eine mittels der Steuereinheit 24 entsprechend angepassten Öffnungsdauer ausgleichen.If the viscosity varies, however, the amount of the during a dosing process by the dosing unit also varies with the same opening duration 22nd dispensed liquid. The varying viscosity can, however, be controlled by means of the control unit 24 compensate accordingly adjusted opening times.

Neben der Öffnungsdauer lässt sich zudem der Druck im Behälter 20 mittels der Pumpe 26 anpassen, um die Menge der bei einem Dosiervorgang dosierten Flüssigkeit zu beeinflussen.In addition to the opening time, the pressure in the container can also be checked 20th by means of the pump 26th adjust to influence the amount of liquid dosed during a dosing process.

Da die Viskosität anhand einer Durchflussmessung bestimmt wird, spricht man auch von einer Druck-Zeit-Durchfluss-gesteuerten Dosierung.Since the viscosity is determined on the basis of a flow measurement, it is also referred to as pressure-time-flow-controlled dosing.

Wird eine Flüssigkeit in ein Dosierobjekt 50 abgegeben, das auf einer Messeinrichtung 52 steht, misst die Messeinrichtung 52 die Menge und/oder das Gewicht der dosierten Flüssigkeit. Die Messeinrichtung 52 dient somit als Kontrolleinrichtung.Is a liquid in a dispensing object 50 issued on a measuring device 52 stands, the measuring device measures 52 the amount and / or weight of the dispensed liquid. The measuring device 52 thus serves as a control device.

Mit der Dosiervorrichtung 10 sind beispielsweise bis zu 50 Dosierungen pro Minute möglich, wobei pro Dosierung zwischen 1 ml und 15 ml dosiert werden.With the dosing device 10 are for example up to 50 Dosages per minute possible, with between 1 ml and 15 ml being dosed per dosage.

2 zeigt eine Dosiervorrichtung 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform. 2 shows a dosing device 10 according to a further embodiment.

Die Dosiervorrichtung 10 gemäß 2 unterscheidet sich von der Dosiervorrichtung 10 gemäß 1 dadurch, dass die Fluidleitungen 30 nicht indirekt über den Fluidkreislauf 38 mit dem Behälter 20 strömungsverbunden sind, sondern direkt mit dem Behälter 20 strömungsverbunden sind.The dosing device 10 according to 2 differs from the dosing device 10 according to 1 in that the fluid lines 30th not indirectly via the fluid circuit 38 with the container 20th are flow-connected, but directly with the container 20th are flow-connected.

Die Fluidleitungen 30 sind im veranschaulichten Beispiel separat voneinander ausgebildet.The fluid lines 30th are formed separately from one another in the illustrated example.

Alternativ können die Fluidleitungen 30 auch einen gemeinsamen Leitungsabschnitt 31 haben, der direkt mit dem Behälter 20 strömungsverbunden ist, ähnlich wie es in 1 veranschaulicht ist.Alternatively, the fluid lines 30th also a common line section 31 have that directly with the container 20th is fluidic, similar to that in 1 is illustrated.

Die Viskositätsbestimmungseinrichtung 18 kann vom gemeinsamen Leitungsabschnitt 31 abgezweigt sein oder sie steht, wie in 2 veranschaulicht, ausschließlich mit dem Behälter 20 in Strömungsverbindung.The viscosity determination device 18th can from the common line section 31 be branched off or it stands, as in 2 illustrated, exclusively with the container 20th in flow connection.

Claims (11)

Dosiervorrichtung (10) zur Dosierung von Flüssigkeiten, mit einem Behälter (20) zur Aufnahme einer zu dosierenden Flüssigkeit, mindestens einer Verteilereinheit (16) mit mindestens einer Fluidleitung (30) zum Führen der Flüssigkeit zu mindestens einer Dosiereinheit (22), und mit einer Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) zur Bestimmung der Viskosität der in dem Behälter (20) enthaltenen Flüssigkeit, wobei die Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) einen Fluidkreislauf (38) umfasst, der den Behälter (20), eine Pumpe (40) und einen Durchflussmesser (42) enthält.Dosing device (10) for dosing liquids, with a container (20) for receiving a liquid to be dosed, at least one distributor unit (16) with at least one fluid line (30) for guiding the liquid to at least one dosing unit (22), and with a Viscosity determination device (18) for determining the viscosity of the liquid contained in the container (20), the viscosity determination device (18) comprising a fluid circuit (38) which contains the container (20), a pump (40) and a flow meter (42) . Dosiervorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) eine Steuereinheit (44) umfasst, die eingerichtet ist, anhand des von dem Durchflussmesser (42) gemessenen Durchflusses und/oder einer Stellgröße der Pumpe (40) eine Viskosität der in dem Behälter (20) enthaltenen Flüssigkeit zu bestimmen.Dosing device (10) after Claim 1 , characterized in that the viscosity determination device (18) comprises a control unit (44) which is set up, on the basis of the flow rate measured by the flow meter (42) and / or a manipulated variable of the pump (40), a viscosity of the in the container (20) to determine the liquid contained. Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinheit (16) eine Steuereinheit (24) umfasst, die eingerichtet ist, die Öffnungsdauer der mindestens einen Dosiereinheit (22) zu steuern.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the distribution unit (16) comprises a control unit (24) which is set up to control the opening duration of the at least one dosing unit (22). Dosiervorrichtung (10) nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) der Verteilereinheit (16) eingerichtet ist, die Öffnungsdauer unter Berücksichtigung der von der Steuereinheit (44) der Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) bestimmten Viskosität zu steuern oder zu regeln.Dosing device (10) after Claim 2 and 3 , characterized in that the control unit (24) of the distribution unit (16) is set up to control or regulate the opening duration taking into account the viscosity determined by the control unit (44) of the viscosity determination device (18). Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere Pumpe (26) vorgesehen ist, um den Behälter (20) mit Druckluft zu beaufschlagen.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a further pump (26) is provided in order to apply compressed air to the container (20). Dosiervorrichtung (10) nach Anspruch 5 und einem der Ansprüche 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (24) der Verteilereinheit (16) mit der dem Behälter (20) zugeordneten weiteren Pumpe (26) verbunden ist, um die Druckbeaufschlagung des Behälters (20) zu regulieren.Dosing device (10) after Claim 5 and one of the Claims 3 and 4th , characterized in that the control unit (24) of the distributor unit (16) is connected to the further pump (26) assigned to the container (20) in order to regulate the pressurization of the container (20). Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinheit (16) mindestens zwei Dosiereinheiten (22) und mindestens zwei Fluidleitungen (30) aufweist, welche die beiden Dosiereinheiten (22) mit dem Behälter (20) strömungsmäßig verbinden.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor unit (16) has at least two dosing units (22) and at least two fluid lines (30) which fluidically connect the two dosing units (22) to the container (20). Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteilereinheit (16) direkt oder indirekt über den Fluidkreislauf (38) der Viskositätsbestimmungseinrichtung (18) mit dem Behälter (20) strömungsverbunden ist.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the distributor unit (16) is flow-connected to the container (20) directly or indirectly via the fluid circuit (38) of the viscosity determination device (18). Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druckmessgerät (28) vorgesehen ist, um einen Druck im Behälter (20) zu messen.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a pressure measuring device (28) is provided in order to measure a pressure in the container (20). Dosiervorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dosiervorrichtung (10) mindestens eine Dosierstation (14) aufweist, welche die Dosiereinheit (22), ein Dosierobjekt (50) und eine Messeinrichtung (52) umfasst, wobei die Dosiervorrichtung (10) eingerichtet ist, durch Ansteuern der Dosiereinheit (22) eine Flüssigkeit in das Dosierobjekt (50) zu dosieren, und die Messeinrichtung (52) eingerichtet ist, die Menge und/oder das Gewicht der dosierten Flüssigkeit zu messen.Dosing device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the dosing device (10) has at least one dosing station (14) which comprises the dosing unit (22), a dosing object (50) and a measuring device (52), the dosing device (10) is set up to dose a liquid into the dosing object (50) by controlling the dosing unit (22), and the measuring device (52) is set up to measure the amount and / or weight of the dosed liquid. Dosiervorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (52) mit der Steuereinheit (24) der Verteilereinheit (16) gekoppelt ist, um der Steuereinheit (24) eine Rückmeldung zur Menge und/oder dem Gewicht der dosierten Flüssigkeit zu geben.Dosing device (10) after Claim 10 , characterized in that the measuring device (52) is coupled to the control unit (24) of the distribution unit (16) in order to provide the control unit (24) with feedback on the amount and / or weight of the dosed liquid.
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