DE1423844A1 - Fluessigkeitsmischsystem mit zwei Mischkomponentenleitungen - Google Patents

Description

Brltannie House, Finsbury Circus, London E.C. 2, England.

The de Hsvrilland Engine Company Limited, Leavesden, Hertfordshire, England.

Flüssfgfceitsmisehsystem mit zwei Mischkomponentenleitungen.

Die Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsmischsystem mit zwei Klsehkennponentenleitungen, von denen Jede einen Strömungsmesser srecfweist, welcher mit einem Signalgeber für elektrische Signale verbunden ist, die in eine verhältnisbildende Schaltung eingespeist werden und mit einer in Abhängigkeit warn gebildeten Signalverhältnis das Mischungsverhältnis der FlUssigiteitskomponenten einregelnden elektromagnetischen Beder Dosierventile.

Me der Erfindung zugrunde liegende technische Aufgabe besteht darin, mit elektronischen Mitteln nicht nur ein Gerät zur Überwachung einer gewünschten Flüssigkeitsmischung zu schaffen, sondern ein Mischsystem, welches auf beliebige Mischverhältnisse ohne Zeitverlust eingestellt werden kann

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und sich mit seiner Arbeitsweise insbesondere in ein vollständiges Steuer- und Mischsystem einfügen läßt, das zahl- ■ reiche Punktionen mit hoher Genauigkeit zu erfüllen vermag.

Ein derartiges Steuer- und Mischsystem wird beispielsweise für Zapfstellen von Kraftfahrzeugen benötigt, an denen beliebige Mischungen verschiedener flüssiger Kraftstoffe mit unterschiedlichen Eigenschaften und. dementsprechend verschiedenen Einzelpreisen abgegeben werden kann und dabei nicht nur eine Kontrolle des Mischungsverhältnisses und der Gemischanteile durch elektronische Steuerung durchgeführt werden soll, sondern auch eine vorbestimmte Gesamtmenge selbsttätig abgemessen und häufig sogar nach dem angegebenen Gesamtpreis zu erfassen ist.

Alle diese Forderungen, die für eine einwandfreie Überwachung bei rascher Kundenabfertigung und mit einem erträglichen technischen Aufwand an Zapfsäulen erfüllt werden müssen und in ganz entsprechender Weise auch im Zusammenhang mit der industriellen Verfahrenstechnik verlangt werden, können mit den bisher bekannten mechanischen Geräten zur Gemischregeltmg in diesem Zusammenhang nicht verwirklicht werden, weil eine mechanische Regelung weder mit der erforderlichen Genauigkeit zu arbeiten vermag, noch auf willkürliche Werte umstellbar ist, wenn z.B. die Preiserfassung als Meßkriteriura dienen soll, und weil außerdem die Anpassung mechanischer Gemischregler an ein Steuersystem mit allen genannten Funktionen ohne tragbaren technischen Aufwand nicht durchführbar ist. Außerdem ist die Wirkungsweise eines solchen mechanischen Differentialreglers darauf beschränkt, den Durchfluß als gegebene Größe anzusehen und dazu mit Hilfe einer Koraponentenleitung ein druckluftgesteuertes Regelventil zu baänflussen. Man braucht ein* Differentialgetriebe mit Vorgelege, Spiralfederkupplung und Wechselrädern und andererseits ein

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zweites Vorgelege mit Rutschkupplung bei schwenkbarer Lagerung des Differentials mittels Planetenrädern und bei plötzlich einsetzenden Durchflußänderungen wird ein etwaiger Bewegungsüberschuß des voreilenden Flüssigkeitszählers vorübergehend gespeichert, sowie im weiteren Verlauf des Regelvorganges allmählich ausgeglichen. Alle diese Maßnahmen lassen sich auch nicht elektronisch in gleicher Weise verwirklichen, abgesehen von der damit verbundenen Meßungenauigkeit.

Die Genauigkeit der Flüssigkeitsmischung ist jedoch für moderne Industrielle Verfahren außerordert lieh wichtig und desgleichen auch für den Sonderfall ei-ner Zapfsäule von flüssigen Kraftstoffen, weil der Abnehmer die Gewißheit haben will, daß er genau sein Gemisch erhält und vor allem auch nicht zu viel bezahlen muß bei Flüssigkeitspreisen, die im Wettbewerb der Tankstellen um Bruchteile einer Währungseinheit verschieden sind. Zur Lösung der vorliegenden Aufgabe können deshalb auch die bisher bekannten Digitalzähler mit Impulssteuerung nicht eingesetzt werden, bei denen eine große Anzahl von Einzelimpulsen der einen Flüssigkeitsströmung mit einer entsprechenden Impulsfolge der anderen Flüssigkeitszuleitung an einem Zählwerk erfaßt und in Abhängigkeit davon nur in bestimmten Zeitabständen zur Nachregelung des Mischungsverhältnisses benutzt werden können. Insbesondere soll im Falle einer Zapfsäule für Kraftstoffe das Mischungsverhältnis kontinuierlich eingehalten und der Zapfvorgang jederzeit beendet werden können, ohne daß man die von einer Digitalstufe erfaßten Abweichungen des Mischungsverhältnisses etwa durch nachträgliche Zugabe einer geänderten Mischung ausgleichen könnte. Eine

3>0 bekannte elektrische Ausgleichschaltung dieser Art, die eine Verhältnis-Matrix liefert, eignet sich also hierzu nicht. Ebensowenig kann ein aus der regelungstechnischen Praxis bekannter Digitalrechner diese Aufgabe erfüllen, der anstelle eines Quotientenbildners einen kontinuierlich ver-

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gleichenden bidirektionalen Zähler hat und ganze Impulsfolgen nach ihrer Frequenz unterscheidet, um daraus eine Nachstellung von entsprechenden Dosierpumpen digital abzuleiten. Auch bei dieser elektronischen Vorrichtung wird nur die anteilmäßige '5 Nachsteuerung einer Flüssigkeitskomponente auf die gesamte Durchflußmenge bezogen und keineswegs eine genaue Addition beider Komponenten durchgeführt.

Es zeigt sich also, daß die bekannten Digitalregler, die . eine bestimmte Auswertzeit erfordern und deshalb mit großen Im-Pulsfrequenzen, die gestellte Aufgabe nicht erfüllen und trotz ihres elektronischen Aufwandes auch nicht die geforderte Genauigkeit ergeben. In neuerer Zeit gewinnt zwar die digitale Meßtechnik an Bedeutung und häufig einen Vorrang gegenüber dem analogen Messen, es ist jedoch für das Digital-Prinzip bekannt, daß eine einmal gewählte Zählgeschwindigkeit die Meßgenauigkeit nur auf Kosten der Zeitkonstante des Reglers verändern kann und umgekehrt. Deshalb geht die Erfindung von dem Gedanken aus, aufwendige elektronische Impulserzeuger zu vermeiden und die für eine genaue Mengenerfassung der Flüssigkeiten benutzten Strömungsmesser, deren Drehzahlen die erfaßte Gesamtmenge als Vielfaches einer geförderten Flüssigkeitseinheit angeben, unmittelbar zur Erzeugung von Impulsen auszunutzen, die einmal zur Messung, Kontrolle und vorgegebenen Dosierung der Flüssigkeit herangezogen werden können und zum anderen durch einen direktenVergleich untereinander auch ein zuverlässiges Mischsystem ergeben, dessen Ergebnisse im Hinblick auf die eindeutige Mengenerfassung keinen Fehler aufweisen. Dieser Lösungsgedanke ist nicht nur mit überraschend einfachem technischen Aufwand zu verwirklichen, sondern.insbe^ sondere deshalb den wesentlich aufwendigeren elektronischen Digital-Geraten überlegen, weil er unmittelbar die tatsächlich vorbeiströmenden Flüssigkeitsmengen in das gewünschte Verhältnis setzt und nur solche· Impulssignale benötigt, die den strö-

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menden Flttssigkeitsmengen genau entsprechen, wenn man als Signalgeber auf einer Drehachse der Strömungsmesser angeordnete Scheiben benutzt, die mit einer ringförmigen Anordnung von Lichtfenstern versehen und in den Weg einer fotoelektrischen Lichtschranke eingeschaltet sind. Deshalb wird

zur Lösung der gestellten Aufgabe im Zusammenhang mit einem Steuer- und Meßsystem für Plüssigkeitsmischungen und entsprechenden Strömungsmessern, die unmittelbar als Signalgeber zweier Einzelströmungen dienen, gemäß der Erfindung vorgeschlagen, daß beide Signalgeber gleichzeitig den jeweiligen Durchflußmengen entsprechende Impulssignale einer auf das vorgegebene Mischungsverhältnis einstellbaren Differentialschaltung überlagern, die kontinuierlich auf eine Steuerschaltung der elektromagnetischen Dosierventile der betreffenden Misch-

15 komponentenleitungen einwirkt.

Das erfindungsgemäße Flüssigkeitsmischsystem arbeitet trotz des geringen technischen Aufwandes außerordentlich genau, insbesondere für den Zweck, aus verschiedenen Flüssigkeiten zusammengesetzte Kraftstoffmengen nach Menge oder Preis zu erfassung und nach vorausbestimmten Summen der einen oder anderen Art vollautomatisch abzugeben.

Die durch das erfindungsgemäße FlUssigkeitsmischsystem erreichte Zusammenarbeit mit der gesamten Steuerung einer Zapf-' säule hat den praktischen Vorteil, daß Menge oder Preis des Flüssigkeitsgemisches genau erfaßbar sind, was der Abnehmer verlangt, jedoch Fehler des Mischungsverhältnisses, welche den Regelvorgang steuern, völlig außer Betracht bleiben. Das ist wichtig, weil der Abnehmer ein bestimmtes Zahlenverhältnis verlangt und überhaupt keinen Wert darauf legt, daß dieses

JO Verhältnis auf Dezimalen genau eingehalten wird, andererseits jedoch wünscht, daß die tatsächlich abgegebenen Mengen außerordentlich genau erfaßt werden. Diese Forderung wird durch

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die vorliegende Erfindung in vollem Umfang erreicht, weil die durch die betreffenden Geräte bedingte Genauigkeit der . Mengenerfassung infolge der vorgeschlagenen Mischungsregelung keine Einbuße erleidet. Wird beispielsweise ein Bruch-. teil des teureren Kraftstoffes Benzol zu wenig gezapft, dann ist auch der Gesamtpreis des Gemisches um diesen Bruchteil anteilmäßig geringer. Zur Mischungsregelung selbst können · im Bedarfsfalle sowohl die Impulse zur Mengenerf&ssung beider Plüssigkeitsströmungen herangezogen werden··; als auch andere Impulsfolgen, die von beiden Strömungen abgeleitet und bei einem solchen Steuersystem in^selir vorteilhafter .._Blit Weise einer willkürlichen Preisänderung angepaßt werden können, indem man einfach die betreffenden Impulsgeberscheiben an den Strömungsmessern austauscht. Hiejgjg^.wird erfindungsgemäß vorgesehen, daß jeder Strömungsmesser mit einem separaten Signalgeber für elektrische Signale ausgerüstet ist, die drehzahlabhängig die Menge der Flüssigkeitsströmung erfassen und mit den auswechselbaren Signalschej.b.ejfc*auch die Einzelpreise, sowie grundsätzlich in gleicher Weise auch für andere Zwecke irgendwelche andere Flussigkeitseigenschaften, wie Viskosität, spezifische Dichte, Färbung usw. Die bevorzugte Eignung des erfindungsgemäßen Mischsystemes für Kraftstoffzapfsäulen erlaubt die Abgabe flüssiger Brennstoffgemische nach der gewünschten Oktanzahl, wenn man danach das betreffende Mischungsverhältnis beider Komponenten einstellt. Die Mengenerfassung und die Preisermittlung ist damit in vorteilhafter Weise verknüpft und alle Funktionen können unter Verwendung bekannter elektronischer Geräte ohne zusätzliche Hilfsimpulse in der Weise durchgeführt werden, daß man auf vorgegebene Speicher eingestellte Werte einfach mit de.r Steuerleitung zur Unterbrechung der Flüssigkeitsströmung verbindet und die betreffende Zapfsäule in dem Zeitpunkt ausschaltet, in welchem der· vorgegebene Gesamtwert der Menge oder des Preises von. der abgegebenen Flüssigkeitsmischung

J5 erreicht 1st. - ■ .

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Das erfindungsgemäße Mischsystem mit der Differentialschaltung läßt sich zweckmäßig in der Weise verwirklichen, daß die Differentialschaltung in Form einer Brückenschaltung über zwei Eingangsübertrager, die den Mischkomponenten entsprechenden Impulsfolgen aufnimmt, zur Veränderung des Mischungsverhältnisses einen regelbaren Abgleichwiderstand umfaßt und mit einem polarisierten Relais in Verbindung steht, das jede zahlenmäßige Abweichung der eintreffenden Impulsfolgen unverzüglich in einen Steuerstrom zur Nachregelung des betreffenden elektromagnetischen Dosierventiles umsetzt. Diese Differentialschaltung kann mit Hilfe des Abgleichwiderstandes auch bis zum völligen Abschluß einer der beiden Plüss-igkeitsleitungen eingestellt werden, so daß man auch Steuersysteme mit mehr als zwei verschiedenen Flüssigkeitsströmungen damit regeln kann, bei welchen eine dritte Flüssigkeit in einem wählbaren Verhältnis mit der ersten und zweiten Flüssigkeit oder auch nur mit einer von diesen beiden Flüssigkeiten gemischt werden soll. Die Wahl der Flüssigkeiten, ob Kraftstoffe oder Schmierstoffe, spielt dabei keine Rolle, so lange die betreffenden Strömungsmesser einwandfrei arbeiten.

Eine andere und noch einfacher aufgebaute elektronische Schaltung zur praktischen Verwirklichung des erfindungsgemäßen Mischsystemes läßt sich dadurch erreichen, daß eine kontinuierliche Ventilregelspannung an einem Potentiometer mit Einstellabgriff anliegt, welchem ein elektromechanisches Differentialrelais mit den Schaltleitungen zu den Sehaltschützen zweier entgegengesetzt wirkender magnetischer Erregerwicklungen zur Nachregelung der Dosierventileinstellung nachgeschaltet ist. An vorhandene Flüssigkeitstanks mit den entsprechenden Förderpumpen kann man im Bedarfsfalle ohne weiteres mehrere Zapfsäulen mit dem erfindungsgemäßen Mischsystem und in Verbindung mit dem bevorzugten Steuersystem anschließen, oder auch mehrere Zapfstellen, die abwechselnd in Betrieb und auf diese Weise zu kontrollieren sind.

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Zwei bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Mischsysteraes sind mit allen für die notwendigen Einzelfunktionen bekannten elektrischen Schaltungen in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

5 Fig. 1 den scheraatisehen Gesamtschaltplan,

Fig. 2, 3, 4A, 4b bis einschließlich Fig. 18 die an sich bekannten Schaltungen der einzelnen Geräteteile,

Fig. 19 mit Fig. 19A bis 19C und 20 die Klemmbretter zur Herstellung der Leitungsverbindungen,

Fig. 21 die erfindungsgemäß eingesetzte Differentialschaltung,

Fig. 22 das Blockdiagramm einer Gesamtanordnung mit drei Strömungszuleitungen und den entsprechenden Signalgeräten, sowie dazu

Fig» 2J) das Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Mischsystemes mit der Differentialschaltung,

Fig. 24 das einfachste Blockschaltbild mit zwei Flüssigkeitsanschlüssen und schließlich

Fig. 25 die einfachste Differentialschaltung zur Verwirklichung des erfindungsgemäßen Mischsystemes.

Das in Fig. 22 dargestellte Blockschaltbild zum Strömungsverlauf und zu den elektronischen Geräten eines Steuer- und Mischsystemes für drei Flüssigkeiten läßt die einzelnen Arbeitsstufen der Signalerzeugung, Impulswandlung, Irapulssummierung, Mischungskontrolle bzw. Einstellung und Ablesung der erfaßten Werte übersichtlich erkennen. Beim gezeichneten

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Ausführungsbeispiel nach Fig. 22 werden auswählbare Anteile ,■ von zwei Flüssigkeiten über Zuleitungen IA und IB einer dritten Flüssigkeitsströmung über die Zuleitung IC beigemischt, während das Grundprinzip der Mischung aus Fig. 23* die Funktionsweise des Gesamtsystemes aus Fig. 24 und die vollständige der gesamten elektrischen Schaltung aus den Tafeln 1 bis 24 der Anlage hervorgeht.

Die Tafeln 1 bis 24 enthalten .die Angaben, die in Verbindung mit den Bezugsziffern zu den Fig. 1 bis 20 den Verlauf der einzelnen Stromleitungen wiedergeben, deren Darstellung dem Fachmann geläufig und deshalb nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist.

Das Blockschaltbild nach Fig. 25 zeigt das unter Verwendung bekannter Einzelgeräte zu verwirklichende Grundprinzip, nach welchem das erfindungsgemäße Flüssigkeitsmischsystem arbeitet. Eine Zuleitung IA für flüssigen.Kraftstoff ist mit einem Strömungsmesser 2A verbunden, der vorzugsweise als kraftbetriebene Pumpe auch zum Fördern der Flüssigkeit in die angeschlossene Leitung J5A herangezogen werden kann. Die Fördermenge wird durch eine sich drehende Welle 4A gemessen, auf welcher eine Scheibe 5A als Signalgeber befestigt ist und mit einer ringförmig angeordneten Anzahl von durchsichtigen Lichtfenstern auf folgende Weise impulsähnliche Lichtsignale erzeugt» Von einer Lichtquelle 6A ausgehendes Licht wird beim Erscheinen der ringförmig angeordneten Lichtfenster auf der Scheibe 5A jeweils von einer fotoelektrischen Zelle 7A aufgenommen und zur Ausschaltung jeder Fehlerquelle werden die Lichtsignale über die Leitung 8A einem Impulswandler 9A zugeführt, der exakte rechteckige Impulse über die Leitung loA an den Eingang einer Summierschaltung II¹ liefert.

In gleicher Weise werden gleichförmig rechteckige Impulse von der zweiten Flüssigkeitszuleitung IB eines flüssigen Kraft-

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stoffes anderer Oktanzahl ebenfalls der Summierschaltung 11' zugeführt. Die Summierschaltung 11^f umfaßt die erfindungsgemäße Differentialschaltung der aus Pig. 21 bzw. Fig. 25 ersichtlichen Art, welche auf das vorgegebene Mischungsverhältnis wie folgt zurückwirkt.

Aus der Differentialschaltung II¹ erreichen die erzeugten Differenzsignale über Leitungen 12 und 12A ein Steuergerät 1^5, welches über mechanische oder besser elektrische· Verbindungen 14A und 14b mit den elektromagnetischen Dosierventilen 15A und 15B in Verbindung steht. Diese Dosierventile ermöglichen eine sehr genaue Drosselung der beiden gemessenen Strömungen in den Leitungen l6A bzw. l6B, die zur gemeinsamen Mischleitung 17 führen. Die Konstruktion solcher Drosselventile oder -schieber ist bekannt und insbesondere bei verunreinigungsfreien Flüssigkeiten genau eichbar.

Wenn das Flüssigkeitsmischsystem in Betrieb ist_/ fließen beide Flüssigkeiten durch die Zuleitungen IA und IB unter kontinuierlicher Erzeugung von Impulssignalen zur Mischleitung, zwei Folgen von untereinander gleichen und in Recht- -eekform umgewandelten Impulsen gelangen an die Differentialsohaltung 11', die auf das vorgegebene Mischungsverhältnis eingestellt ist. Infolgedessen ist die Regelung sehr empfindlich und eine zahlenmäßige Abweichung der beiden Impulsfolgen bewirkt eine entsprechende Verschiebung des eingestellten Gleichgewichtes. Infolgedessen wird ein entsprechend polarisiertes Stromsignal der Steuerschaltung 135 zugeführt, die das betreffende elektromagnetische Dosierventil 15A, bzw. 15B nachregelt, wodurch sich die davon gedrosselte Flüssigkeitsströmung sofort ändert und die betreffende Zählimpulsfolge wieder den vorgeschriebenen "Frequenzwert¹¹ erhält, womit der Regelvorgang beendet ist. Die Empfindlichkeit einer solchen Regelung läßt sich bekanntlich so steigern, daß beide Drosselventile, in kurzen Zeitabständen ^alternierend,

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an den Regelvorgang "angebunden" sind und dabei nur so geringe Strömungsänderungen erzeugen, daß der infolge der gleichartigen Ausbildung beider an der Regelung beteiligten Zweige geförderte Mittelwert dem vorgesehenen Mischungsverhältnis außerordentlich genau entspricht.

Aus Pig."24 ist die geschilderte Wirkungsweise im Zusammenhang mit dem gesamten Steuersystem zur beliebigen Erfassung der Flüssigkeitsmenge oder des Flüssigkeitspreises ersichtlich. Auf der Welle 4A mit der Impulsgeberscheibe 5A ist eine zweite Scheibe 6A angebracht, die in gleicher Weise, aber mit anderer Frequenz als die Scheibe 5A aus deren Lichtquelle 7A Steuersignale einer fotoelektrischen Zelle 8A erzeugt. Zwei verschiedene Impulsfolgen gelangen über, die Leitungen 9A und 1OA an nachgeschaltete Impulswandler IJA und

15 12A.

In gleicher Weise werden von der zweiten Zuleitung IB einer anderen Flüssigkeitssorte über die ganz entsprechenden und mit dem Buchstaben B bezeichneten Einzelgeräte zwei weitere Impulsfolgen erzeugt.

Im Anschluß an die Umformung der impulsähnlichen Signale zu exakten Rechteckimpulsen gelangen die vier ihrer Frequenz nach verschiedenen Impulsfolgen paarweise derart an zwei Summierstufen 15 bzw. 16, daß die Preisanteile der beiden geförderten Flüssigkeitsmengen über die Leitungen HA und HB in der Summier stufe 15 addiert, über die Leitung 17 einem Impulszählwerk 19 zugeführt und als Summenwert an einem Preisanzeigegerät 21 ablesbar sind, während die dem Volumen der geförderten Flüssigkeitsmengen entsprechenden Anteile von der Summierstufe 16 erfaßt werden. Über die Leitung l8 und ein Impulszählwerk 20 wird die Mengenanzeige 22 gesteuert, so daß kontinuierlich vom Beginn des Zapfvor-

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ganges an beide Meßgrößen überwacht werden können bis zum ablesbaren Endpreis oder Ehdvolumen nach Litern, wenn sich das gesamte Steuersystem ausschaltet.

Zur vollautomatischen Abgabe einer verlangten Flüssigkeitsmenge bzw. einer durch den Preis des gewünschten Mischungsverhältnisses bestimmten Flüssigkeitsmenge enthält das Steuer- und Mischsystem nach Fig. 24 im Anschluß an Jede der beiden Summierstufen 15 und 16 über die Leitungen J50 bzw. .- je eine Speicherstufe 31 und 33 mit einem entsprechenden Im-.0 pulszählwerk, daß auf den gewünschten Wert eingestellt werden kann und bei Inbetriebnahme des Gesamtsystemes abläuft, bis der gewünschte Wert erreicht ist. Dann wird wahlweise über einen Umschalter 36 die Steuerleitung 37 unter Strom gesetzt und gemeinsam in beiden Flüssigkeitszuleitungen ein Absperrventil 24A, bzw. 24B in an sich bekannter Weise betätigt.

In Verbindung damit arbeitet das erfindungsgemäße Mischsystem durch den Vergleich zweier dem gleichen Flüssigkeitskennwert zugeordneter Impulsfolgen in beiden Flüssigkeitsleitungen, und zwar beim Ausführungsbeispiel nachFig. 32 durch den Anschluß der Differentialschaltung 27 parallel zu den beiden Leitungen 14A und l4B. Sobald sich eine Abweichung vom eingestellten Mischungsverhältnis ergibt, wird über eine der beiden Steuer leitungen 28A oder 28B am Ausgang der Differentialschaltung 27 die Steuereinrichtung 29A bzw. 29B unter Strom gesetzt, so daß die nachgeschalteten elektromagnetischen Dosierventile 23A und 23B kontinuierlich das Mischungsverhältnis nachregeln. Die aus der gemeinsamen Ausgangsleitung 26 entnommene Flüssigkeitsmischung entspricht damit dem eingestellten Wert und selbst geringfügige Abweichungen haben in diesem Zusammenhang des erfindungsgemäßen Mischsystemes weder auf die Summierung des Gesamtpreises noch auf die Gesamtmenge der abgegebenen Mischung Einfluß, welche mit der

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Genauigkeit der verwendeten Strömungsmesser 2A und 2B zuvor einstellbar und an den Anzeigegeräten 21 und 22 abzulesen sind. Die Arbeitsweise ist vollautomatisch und mit zuverlässig arbeitenden elektronischen Geräten der beschriebenen Art für jeden praktischen Pail ausreichend genau, so daß zur Bedienung keine geschulten Fachkräfte benötigt werden. Gerade dieser Vorteil macht das erfindungsgemäße Mischsystem in Verbindung mit Steuer- und Meßsystemen der beschriebenen Art auch besonders geeignet für die industrielle Automatisierung des Fertigungsablaufes der chemischen Verfahrenstechnik.

Fig. 21 zeigt die Einzelheiten einer praktischen Ausführung der erfindungsgemäßen Kontrolle des Mischverhältnisses, wonach die Differentialschaltung in Form einer Brückenschaltung über zwei Eingangsübertrager 51* 52, die den Mischkomponenten entsprechenden Impulsfolgen aufnimmt, zur Veränderung des Mischungsverhältnisses einen regelbaren Abgleichwiderstand 39 umfaßt und mit einem polarisierten Relais 53 in Verbindung steht, das Jede zahlenmäßige Abweichung der eintreffenden Impulsfolgen unverzüglich in einen Steuerstrom zur Nachregelung des betreffenden elektromagnetischen DosierventUes umsetzt. Außer den betreffenden Gleichrichtern enthält die Brückenschaltung nach Fig. 21 nur lineare WirkwiderstMnde und die zur Glättung benötigten Kondensatoren. Als polarisiertes Relais 53 verwendet man zweckmäßig ein marktgängiges Erzeugnis hoher Ansprechempfindlichkeit und die eingezeichneten Transistoren erzeugen ausreichend hohe Steuerströme für eine sehr empfindliche Nachregelung des Mischungsverhältnisses .

Fig. 25 zeigt als zweites Ausführungsbeispiel eine Anordnung bekannter Schaltelemente, die fast das gleiche leistet und mit noch geringerem Aufwand sehr zuverlässig zu arbeiten vermag.. Zu diesem Zweck wird nach Fig. 25 vorgesehen, daß zwischen den

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Anschlußleitungen 1 und 2 eine kontinuierliche Ventilregelspannung an einem Potentiometer 3 mit Einstellabgriff 4 anliegt, welchem ein elektromechanisches Differentialrelais 6, 8, 10 mit den S ehalt leitungen 11, 13 zu den Schaltschützen 12, 15 bzw. l4, 17 zweier entgegengesetzt wirkender magnetischer Erregerwicklungen 16, 18 zur Nachregelung der Dosierventileinstellung nachgeschaltet ist, Pig. 25. Die über die beiden Steuerleitungen 11 und 13 in entgegengesetztem Sinne wirkenden Steuerströme halten diese Relaisschaltung im jeweils eingestellten Gleichgewichtszustand, wobei vorteilhafterweise noch eine mechanische Kupplung 19 an einem Schwenkhebel 20 jeweils die Regelbewegung der Erregerwicklung l6 mit einem entgegengesetzten Bewegungsvorgang der im gleichen Zeitpunkt nicht erregten Wicklung 18 kuppelt. Auf diese Weise wird die erfindungsgemäße Kontrolle des Mischungsverhältnisses auch ohne Veränderung der geförderten Gesamtmenge durchführbar und eine vollständige Entkopplung dieses Regelvorganges gegenüber den Summierstufen 15 und 16 nach Pig. 24 erreicht,, weil die Änderung einer Impulsfolge gleichzeitig durch die entgegengesetzte Änderung der anderen Impulsfolge kompensiert ist. Ein Beispiel für die Einstellbarkeit des Mischungsverhältnisses zeigt Pig. 22 mit dem über eine Zuleitung 40 angeschlossenen Abgleichwiderstahd 39· Im übrigen ist die mit drei Zuleitungen IA, IB, IC zusammenarbeitende Anordnung nach Pig. 22 die gleiche wie nach Pig. 24. Lediglich die mit dem Buchstaben C bezeichneten Zusatzgeräte zur Erfassung der Mengen- bzw. Preisanteile der dritten Flüssigkeit kommen in Fig. 22 hinzu, wobei in diesem Falle das Mischungsverhältnis dieser dritten Flüssigkeit nicht in den Regelvorgang einbezogen ist. Die Punktionsweise und die Schaltung aller übrigen Geräteteile ist aus den Zeichnungen Fig. bis Fig. 20 in Verbindung mit den Tafeln 1 bis 24 des Anhanges ersichtlich. Nach Fig. 1 werden die Impulse je nach Einstellung des einstellbaren Ausgleichwiderstandes 39 ^den Impulswandlern 60, 6l und 62 zugeführt, aus denen sie in recht-

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eckiger Form austreten. Pig. 2 zeigt die Impulswandler 60 und 62, während der Stromkreis des Impulswandlers 6l in Pig. j? dargestellt ist.

Die auf diese Weise erzeugten Impul-se gelangen zu einer elektronischen Tasteinheit 22, deren Schaltung Pig. 4A zeigt. In dieser Einheit tastet ein elektronischer Schalter jeden Impulskanal mit einer Geschwindigkeit ab, die ungefähr sechsmal größer ist, als die höchstmögliche Frequenz der eingehenden Impulse. Zur Sicherheit gegen Störimpulse arbeitet die Tasteinheit 22 in der Weise, daß dann und nur dann jeder Impulskanal mindestens zweimal abgetastet wird, wenn ein Meßimpuls eintrifft. Infolgedessen können keine Störimpulse die Arbeitsweise des Systemes beeinflussen.

Von der Tasteinheit 202 werden dann die Impulssignale zur Integriereinheit 201 nacj.* Fig. 1 übertragen, deren Einzelheiten mit den Anschlußleitungen 13 bis 15 in Fig. 5 dargestellt sind. Aus der Integriereinheit 201 werden die Impulse der Impulszählstufe 19 nach Fig. 1 zugeführt und in der aus Fig. 6 ersichtlichen Weise wird dann und nur dann ein Ausgangsimpuls ausgelöst, wenn gleichzeitig zwei Signale an der Stelle 15 erscheinen.

Zu diesem Zweck ist das Zählwerk 19 als Vierdekaden-Ziffernzählwerk ausgebildet mit vier Stromkreisen 204, deren Einzelheiten in Fig. 6 dargestellt sind.

Die Ausgangssignale dieser Stromkreise werden in der nachfolgenden Stufe durch vier ent sprechende Stromkreise 205 verstärkt, deren Schaltung Fig. 7 zeigt. Dem Impulszählwerk 19 nach Fig. 24 ist die entsprechende Ausgangsstufe 21 zugeordnet, die Fig. 1 zeigt und das entsprechende Ablesegerät

JO darstellt, und zwar in gleicher Weise auch das entsprechende Anzeigegerät 22 nach Fig. 24.

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Außerdem werden vom Zählwerk 19 nach Pig. I auch entsprechende Signale an die Verteilerstufe 43 übertragen, deren Einzelheiten mit vier Übertragungswegen aus Pig. ·8 ersichtlich sind und mit der Vorwahlstufe 351 bzw. 32 nach Pig. 1 in Verbindung stehen, deren Schaltung Fig. 12 zeigt.

Die beschriebenen Stromkreise und Schaltstufen bilden ein System zur Messung und Voreinstellung des Preises der abgegebenen Flüssigkeit. Außerdem umfaßt das System eine zweite -Gruppe gleichartiger Stromkreise und Schaltstufen zur Messung und Voreinstellung der Menge der abgegebenen Flüssigkeit. Diese Geräte sind im Aufbau identisch und in Fig. 1 durch Hinzufügung des Buchstabens A zu den betreffenden Bezugsziffern bezeichnet. Wenn eine vorbestimmte Impulszahl vor der Inbetriebnahme des Systemes nach dem Preis oder nach der Ge- · samtmenge eingestellt ist, dann wird nach Inbetriebnahme beim Erreichen der betreffenden Impulszahl die Vorwahlstufe 207 nach Fig. 12 in der Weise erregt, daß zunächst die Erregerwicklungen der Sperrventile 24A und 24B bzw. 24C nur teilweise die Flüssigkeitsströmung sperren und die genannten Ventile noch von entsprechenden Klinken festgehalten werden, wenn noch eine bestimmte Anzahl von Impulsen bis zur vorgesehenen Lieferungsmenge aussteht. Zu diesem Zweck wird die in Fig.12 im einzelnen dargestellte Schaltstufe 207 nach Fig. 1 erregt, der eine zweite Schaltstufe 208 nachgeordnet ist, die auf die nachfolgenden Impulse anspricht und in Fig. 13 dargestellt ist. Bei nun verminderter Flüssigkeitsströmung werden die genannten Absperrventile beim Eintreten des letzten Zählimpulses durch Freigabe der Sperrklinken vollständig geschlossen. Diese Wirkung ermöglicht eine sehr rasche Flüssigkeitsabgabe nahezu der gesamten Menge und außerdem am Ende des Betriebsvorganges mit der genauen Bemessung der gewünschten Gesamtmenge infolge der stark reduzierten Strömungsgeschwindigkeit auch die Vermeidung von Druckstößen im Leitungssystem.

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Außerdem sind noch Abschirmstufen 210 und 211 nach Pig. IO bzw. Fig. 11 vorgesehen und als Siebstufen gegen Störimpulse ausgebildet. Die Schaltung eines Systemes 110 von Halterelais ist in Fig. 14 dargestellt. Die Einschaltstufe 206 nach Fig. 1 zeigt Fig. 15· Damit werden beim Abnehmen des nicht dargestellten. Zapf ventiles eines Tankschlauches aus der Haltevorrichtung der betreffenden Zapfsäule die Zähltrommeln der Ablesegeräte 21 und 22 nach Fig. 24 auf den Wert null zurückgestellt und gleichzeitig die Sperrklinke 38 nach Fig. 24 der beiden Absperrventile 24A und 24B freigegeben bzw. die beiden Sperrklinken 38 und 38c des in Fig.^22 dargestellten Steuersystemes. Die Impulse der voreingestellten Preistasteinheit 202 bzw. der auf die Menge eingestellten Tasteinheit 202A . werden naoh Fig. 1 einer Mischkontrollstufe 44 zugeleitet mit je einem Impulswandler 212 nach Fig. 16, bzw. 215 nach Fig. l8. Außerdem enthält die Mischkontrollstufe 44 einen Multivibrator 205, dessen Schaltung Fig. 17 zeigt. Die hierzu beschriebenen Stromkreise sind in Form gedruckter Schaltungen auf entsprechenden Karten hergestellt, die im einzelnen aus Fig. 19A bis Fig. 19C nach Fig. 19 zusammengestellt und aus Fig. 20 in Verbindung mit Fig. 22 wie folgt zu beschreiben sind: Ein Steckerbrett 45, in welches die Klemmstecker der Stromkreise 205A, 204A, 209A, 210A, 202A sowie 203, 211 und 210 in der dargestellten Weise einsteckbar sind, stellt die stromleitenden Verbindungen her. Ein zweites Steckerbrett 46 nimmt in gleicher Weise die in Fig. I9A ohne die betreffenden Buchstaben bezeichneten Anschlüsse der Stromkreise 205» 204, 209 sowie 201, 202 und der Stromkreise 206, 207, 208, bzw. 110 auf.

Die stromleitenden Verbindungen zu den Ablesegeräten 21 und 22 werden über ein Klemmenbrett 47 hergestellt, das Fig. 19B zeigt, und in Verbindung damit die Vielfachstecker 48, 49 und 50 zum Anschluß der Vorwahlstufe hergestellt, wie im einzelnen aus Flg. 20 ersichtlich ist.

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Zum Anschluß der Differentialschaltung nach Pig. 21 in Verbindung mit dem Blockschaltbild des Gesamtsystemes nach Fig. 22 ist folgendes zu bemerken. Die aus den Impulswandlerstufen 212 und 213 nach Pig. 1 abgezweigten Leitungen liegen an den beiden Eingangsübertragern 51 und 52 nach Fig. 21, deren Sekundärwicklungen in die entsprechenden Zweige der Differentialschaltung mit den Gleichrichtern und den Abgleichwiderständen einbezogen sind. Die Anschlüsse des zur Einstellung des Mischungsverhältnisses vorgesehenen Abgleiohwider-Standes 39 bzw. eines nicht näher dargestellten Gleiohstrombezugpunktes sind durch entsprechende Pfeile in Fig. 21 angedeutet.

Das polarisierte Relais 53> dessen Ausschläge die beiden Dosierventile 23A und 23B im Sinne von Fig. 24- steuern, wird L5 immer dann erregt, wenn sich die Differentialschaltung nicht im vorgesehenen Gleichgewichtszustand befindet, und die polarisierte Arbeitsweise des Relais 53 bewirkt die erforderliche Richtung des erfindungsgemäJßen Regelvorganges.

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Claims (2)

1. Flüssigkeitsmischsystem mit zwei Mischkomponentenleitungen, von denen jede einen Strömungsmesser aufweist, welcher mit einem Signalgeber für elektrische Signale verbunden ist, die in eine verhältnisbildende Schaltung eingespeist werden und mit einer in Abhängigkeit vom gebildeten Signalverhältnis das Mischungsverhältnis der Flüssigkeitskomponenten einregelnden elektromagnetischen Betätigung der Dosierventile, dadurch gekennzeichnet, daß beide Signalgeber (5A, 5B, Pig. 23 bzw. 6a, 6b, Fig. 24) gleichzeitig und vorzugsweise über zwei Impulswandler (9A, 9B, Fig. 25 bzw. 12A, 12B, Fig. 24) den jeweiligen Durchflußraengen der Flüssigkeiten proportionale Impulsfolgen an einer auf das vorgegebene Mischungsverhältnis einstellbaren Differentialschaltung (II¹, Fig. 23 bzw. 27, Flg. 24) überlagern, die kontinuierlich auf eine Steuerschaltung (13, Flg. 23 bzw. 29A, 29B, Fig. 24) der elektromagnetischen Dosierventile (15A, 15B, Fig. 23 bzw. 23A, 23B, Fig. 24) der betreffenden Mischkomponentenleitungen einwirkt.

2. Flüssigkeitsmischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differentialschaltung in Form einer Brückenschaltung (Fig. 21) über zwei Eingangsübertrager (51> 52), die den Mischkomponenten entsprechenden Impulsfolgen aufnimmt, zur Veränderung des Mischungsverhältnisses einen regelbaren Abgleichwiderstand (39) umfaßt und mit einem polarisierten Relais (53) in Verbindung steht, das jede zahlenmäßige Abweichung der eintreffenden Impulsfolgen unverzüglich in einen Steuerstrom zur Nachregelung des betreffenden elektromagnetischen Dosierventiles umsetzt.

BAD ORIGlMAL 809802/C71D

Flüssigkeitsmischsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine kontinuierliche Ventilregelspannung an einem Potentiometer (3) mit Einstellabgriff (4) anliegt, welchem ein elektromechanisches Differentialrelais (6, 8, 10) mit den Schaltleitungen (11, 13) zu den Schaltschützen (12, 15) bzw. (l4, 17) zweier entgegengesetzt wirkender magnetischer Erregerwicklungen (16, 18) zur Nachregelung der Dosierventileinstellung nachgeschaltet ist (Pig. 25).