DE1498459B2 - Vorrichtung zur regelung des dampfanteiles eines gas dampf gemisches - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Regelung des Dampfanteiles eines Gas-Dampf-Gemisches mit einer Einrichtung zur Messung des Gas-Dampf-Gemisches, einem Kühler zur Kondensation des Dampfanteiles sowie einer Einrichtung zur Messung des vom Dampf anteil befreiten Gasgemisches.

Es ist häufig erforderlich, den Dampfanteil eines Gas-Dampf-Gemisches in bestimmter Weise zu regeln, insbesondere konstant zu halten. Ein derartiger Fall liegt beispielsweise bei der Trocknung flächenhafter Materialbahnen aus Textilien oder Kunststoff vor. In der Praxis begnügt man sich bisher meist mit einer empirischen Regelung des Dampfanteiles des Gas-Dampf-Gemisches. Es ist ferner bekannt, zur Überwachung des Dampfanteiles von Zeit zu Zeit eine Probe des Gas-Dampf-Gemisches zu entnehmen, den Dampfanteil dieser Probe niederzuschlagen und das Kondensat zu wägen. Eine derartige Lösung genügt zwar zur Überwachung des Dampf anteiles eines Gas-Dampf-Gemisches,' dessen Dampfanteil nur sehr langsamen zeitlichen Schwankungen unterliegt. Sie ist dagegen in Fällen unbrauchbar, in denen rasche Änderungen des Dampfanteiles auftreten und schnell korrigiert werden müssen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Methode besteht darin, daß sich mit diesem Prinzip kaum eine kontinuierlich arbeitende Regelvorrichtung entwickeln läßt.

Zur Analyse von Gasgemischen ist ferner eine Vorrichtung bekannt, bei der durch je eine Pumpe genau gleiche Volumina in ein Absorptionsgefäß eingesaugt und hieraus abgesaugt werden, wobei die dadurch hervorgerufene Druckverminderung gemessen wird. Wegen der Anreicherung der-Absorptionsflüssigkeit mit dem einen Gasbestandteil ermöglicht diese bekannte Vorrichtung jedoch keinen Dauerbetrieb über eine längere Zeit. Durch unvermeidliche Unterschiede in der Pumpenleistung'"ergeben "sich ferner beträchtliche Meßungenauigkeiten. ·

Es ist ferner ein Meßgerät zur Bestimmung des Wasserdampfgehalts eines Gasgemisches bekannt, bei dem zwei Gefäße, in denen eine Druckmessung erfolgt, durch ein Kapillarrohr miteinander verbunden sind, wobei das eine Gefäß eine Verlängerung aufweist, in der der konndensierbare Bestandteil des Gasgemisches durch Kältewirkung ausgeschieden wird. Durch Messung des Druckunterschiedes der

, beiden Gefäße läßt sich der Gehalt des Gasgemisches

■ an Wasserdampf bzw. einem sonstigen abtrennbaren Bestandteil messen. Auch dieses Gerät arbeitet jedoch diskontinuierlich und ist wegen seiner durch die Drosselkapillaren bedingten großen Trägheit zur Regelung kurzfristiger Konzentrationsschwankungen nicht geeignet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Mängel der bekannten Ausführungen eine Vorrichtung der eingangs genannten ,. Art zu schaffen, die auf besonders einfache Weise und weitgehend trägheitsfrei die Regelung des Dampfanteiles eines kontinuierlich strömenden Gas-Dampf-Gemisches gestattet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die beiden Meßeinrichtungen als an sich bekannte Durchflußmesser ausgebildet sind, von denen der eine ein Dosierventil im Sinne einer konstanten Durchflußmenge durch diesen Durchflußmesser steuert, während der andere Durchflußmesser ein Signal zur Regelung des Dampfanteiles liefert.

Durchflußmesser sind zur Bestimmung bzw. Überwachung der Strömungsmenge eines Gases bereits bekannt. Erfindungsgemäß wird jedoch eine spezielle Kombination zweier Durchflußmesser erstmals zum Aufbau einer Regelvorrichtung verwendet, die auf besonders einfache Weise und in einem kontinuierlichen Betrieb eine selbsttätige Regelung des Dampfanteiles eines Gas-Dampf-Gemisches ermöglicht. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dabei durch einen sehr einfachen Aufbau, insbesondere eine kleine Zahl von Teilen aus.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung veranschaulicht. Die Vorrichtung enthält einen ersten Durchflußmesser 1, einen zweiten Durchflußmesser 2, eine Kühlschlange 3 mit einem Kondensatabscheider 4, ein Dosierventil 5 und eine Pumpe 6. Die beiden Durchflußmesser 1 und 2 sind als Schwebekörper-Durchflußmesser ausgebildet und besitzen einen Schwebekörper 7 bzw. 8, der je nach seiner Stellung in dem leicht konischen Rohr des Durchflußmessers einen mehr oder weniger großen Ringspalt freigibt und durch seine Stellung die Durchflußmenge an einer Skala des Durchflußmessers anzeigt.

Der.Durchflußrnesser 1 ist mit zwei durch je eine Lichtquelle 9>a bzw. 9 b und eine Fotozelle 10 a bzw. 10 b gebildeten Lichtschranken versehen, die auf eine Steuereinrichtung 11 arbeiten, die den Dampfanteil des von der Regelvorrichtung zu überwachenden Gas-Dampf-Gemisches in dem gewünschten Bereich zwischen der oberen und unteren Sollwertgrenze hält.

In gleicher Weise ist der Durchflußmesser 2 mit

zwei durch je eine Lichtquelle 12 a bzw. 12 b und einer Fotozelle 13 a bzw. 13 b gebildeten Lichtschranken versehen, die auf eine Steuereinrichtung 14 arbeiten, die das Dosierventil 5 steuert.

An den Kondensatabscheider 4 schließt sich ein Kondensatablaufrohr 15 an, in dem sich ein Absperrhahn 16 befindet; Der über diesem Absperr-

hahn 16 liegende Teil des Rohres ist als Meßrohr ausgebildet. ?.'■.''. ..-■ . .-.:.".· ·':'.■

Der Durchflußmesser 1 ist mit einer Heizwicklung 17 versehen, die ihn auf einer Temperatur hält, die über der Kondensationstemperatur des Dampf anteiles des zu überwachenden Gas-Dampf-Gemisches liegt Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung ist folgendermaßen:
Von dem in seinem Dampf anteil zu regelnden Gas-

Dampf-Gemisch wird kontinuierlich über die Pumpe 6 eine Probe abgesaugt, die in Richtung des Pfeiles 18 zunächst den ersten Durchflußmesser 1 durchströmt und anschließend durch die wassergekühlte Kühlschlange 3 geführt wird, in der der Dampf anteil kondensiert. Das Kondensat fließt über den geöffneten Absperrhahn 16 und das Rohr 15 ab. Im Rohr 15 ist stets eine gewisse Kondensatmenge, vorhanden, die den Eintritt von Luft in das System verhindert.

Der nach Kondensation des Dampfanteiles verbleibende Gasanteil strömt über den Durchflußmesser 2, das Dosierventil 5 und die Pumpe 6 ab. Das Dosierventil 5 wird dabei vom Schwebekörper 8 über die beiden Lichtschranken des Durchflußmessers 2 und die Steuereinrichtung 14 so gesteuert, daß stets eine konstante Gasmenge über das Dosierventil 5 abströmt. Ändert sich beispielsweise im Laufe der Betriebszeit die Stellung des Dosierventils 5 im Sinne einer Vergrößerung der Durchflußmenge, so erreicht der Schwebekörper 8 die von der Lichtquelle 12 a und ao der Fotozelle 13 a gebildete obere Lichtschranken, was zur Folge hat, daß die Steuereinrichtung 14 das Dosierventil 5 im Sinne einer Drosselung des Gasstromes verstellt. Umgekehrt wird das Dosierventil 5 weiter geöffnet, wenn der Schwebekörper 8 auf die von der Lichtquelle 12 b und der Fotozelle 13 b gebildete untere Lichtschranke absinkt.

Wird auf diese Weise der Gasanteil des als Probe entnommenen Gas-Dampf-Gemisches konstant gehalten, so schwankt die Stellung des Schwebekörpers 7 des Durchflußmessers 1 in Abhängigkeit vom Dampfanteil des Gas-Dampf-Gemisches. Die von den Lichtquellen 9 a, 9 b und den Fotozellen 10 a, 10 b gebildeten Lichtschranken werden so eingestellt, daß sie die obere und die untere Grenze des Sollbereiches des Dampfanteiles bestimmen. Steigt dann in dem zu überwachenden Raum der Dampfanteil des Gas-Dampf-Gemisches, so kommt der Schwebekörper 7 in den Bereich der von der Lichtquelle 9 α und der Fotozelle 10 α gebildeten oberen Lichtschranke und bewirkt über die Steuereinrichtung 11 eine Drosselung der Dampfzufuhr zu dem hinsichtlich seines Dampfanteiles zu überwachenden Raum. Umgekehrt wird die Dampfzufuhr erhöht, wenn der Schwebekörper 7 auf die von der Lichtquelle 9 b und der Fotozelle 10 b gebildete untere Lichtschranke absinkt. Es versteht sich, daß die von der Steuereinrichtung 11 ausgeübte Regelung nicht unbedingt die Dampfzufuhr beeinflussen muß, sondern auch eine entsprechende Änderung der Gaszufuhr (im umgekehrten Sinne) bewirken kann, um den Dampfanteil des Gas-Dampf-Gemisches auf diese Weise konstant zu halten.

Bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren ist somit eine Messung des durch die Kühlschlange 3 im Kondensatabscheider 4 abgeschiedenen Kondensats an sich nicht erforderlich. Die über dem Absperrhahn 16 im Kondensatablaufrohr vorgesehene, mit einer Skala versehene Meßstrecke ermöglicht jedoch eine besonders einfache Eichung der Vorrichtnug, die sich insbesondere dann empfiehlt, wenn der Durchflußmesser 1 durch ein bei Normaltemperatur geeichtes, handelsübliches Gerät gebildet wird.

Bei der Eichung der erfindungsgemäßen Regelvorrichtung wird der Absperrhahn 16 geschlossen, die Vorrichtung während einer gewissen Zeit in Betrieb gehalten, die abgeschiedene Kondensatmenge gemessen und zusammen mit dem gemessenen Skalenwert des Durchflußmessers 2 für die Eichung der Skala des Durchflußmessers 1 herangezogen.

Im normalen Betrieb der Regelvorrichtung ist der Absperrhahn 16 dagegen geöffnet, so daß das Kondensat unmittelbar abfließt. Da sich Änderungen des Dampfanteiles in dem als Probe kontinuierlich abgesaugten Gas-Dampf-Gemisches sofort in einer Stellungsänderung des Schwebekörpers 7 des Durchflußmessers 1 wiederspiegeln, zeichnet sich das erfindungsgemäße Regelverfahren durch eine außerordentlich trägheitsfreie Regelung aus.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Vorrichtung zur^; Regelung des Dampfanteiles eines Gas-Dampf-Gemisches, mit einer Einrichtung zur Messung des Gas-Dampf-Gemisches, einem Kühler zur Kondensation des Dampfanteiles sowie einer Einrichtung zur Messung des vom Dampfanteil befreiten Gasgemisches, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßeinrichtungen als an sich bekannte .Durchflußmesser (1, 2) ausgebildet sind, von denen der. eine (z. B. 2) ein Dosierventil (5) im Sinne einer konstanten Durchflußmenge durch diesen" Durchflußmesser (z.B. 2)7steuert, während der andere Durchflußmesser (z. B. 1) ein Signal zur Regelung des Dampfanteiles liefert. .·..■■