DE1498477B2

DE1498477B2 - Dosiervorrichtung

Info

Publication number: DE1498477B2
Application number: DE19651498477
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1965-08-23
Filing date: 1965-08-23
Publication date: 1971-08-12
Also published as: DE1498477A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Dosiervorrichtung für organ 1, bestehend aus einem Verschlußorgan bzw. Flüssigkeiten, bei der ein von einem Hauptstrom ab- einem Ventilteller 2 und einem diesem angepaßten gezweigter Teilstrom die Zumischflüssigkeit aus einem Sitz 3. Das Meßorgan 1 ist im Hauptstrom des Ströparallelgeschalteten Behälter verdrängt und sie unter mungsmediums angeordnet, dem ein Dosiermittel zuAusnutzung eines Differenzdrucks in den Hauptstrom 5 gesetzt werden soll.

drückt, mit einem im Hauptstrom angeordneten Das Meßorgan 1 hat in bei Dosierventilen üblicher Drosselorgan, insbesondere einem Ventilteller mit Weise eine doppelte Funktion, nämlich
einem zugehörigen Sitz, das starr mit einem Steuer- a) Messen der Durchflußmenge im Hauptstrom, organ für den Querschnitt der die Zumischflüssigkeit wobei der Grad des Abhebens des Verschlußenthaltenden Leitung gekoppelt ist. io organs 2 von seinem zugehörigen Sitz 3 ein Maß

Eine bekannte Dosiervorrichtung dieser Art hat für die Durchflußmenge im Hauptstrom ist;
den Nachteil, daß bei nur geringer Öffnung des Dros- b) Einstellen der Durchflußmenge des Hauptselorgans im Hauptstrom eine der Hauptstrommenge Stroms, d. h. also übliche Ventilfunktion,
nicht entsprechende Zumischflüssigkeitsmenge durch Somit ist das Organ 1 seiner Funktion nach sowohl das Steuerorgan für die Zumischflüssigkeit fließt Die 15 Meßorgan als auch Stellglied; es wird jedoch der voreingestellten Mengenverhältnisse zwischen Haupt- Einfachheit halber hier als Meßorgan bezeichnet. Die Stromflüssigkeit und Zumischflüssigkeit sind hierbei momentane Stellung des Verschlußorgans 2 gegenim Betriebe nicht über den gesamten Durchfluß- über dem Sitz 3, d. h. also der Grad des Abhebens bereich des Hauptstroms konstant. Die Vermeidung des Verschlußorgans 2 vom Sitz 3, wird mittels eines dieses Nachteils ist bereits in der Weise versucht wor- 20 Hebels 4 starr auf das Steuerteil 5 übertragen, das den, daß man im Steuerteil für die Zumischflüssigkeit die Dosiermittelmenge, die dem Hauptstrom zudo-Korrekturöffnungen angebracht hat, die schon bei siert werden soll, mengenproportional an den Hauptminimalem Hauptstromfluß bereits eine ausreichende strom anpaßt Es ist also so, daß zum Erzielen eines Menge Zumischflüssigkeit freigeben. Jedoch ist die stets gleichbleibenden Dosiermittel-Konzentrats im Korrektur im Steuerteil vergleichsweise sehr aufwen- 25 Hauptstrom in allen Leistungsbereichen die von der dig. Außerdem ist es bei der bekannten Vorrichtung Zuströmseite 6 zur Abströmseite 7 über das Meßsehr nachteilig, daß die Korrekturöffnungen relativ organ 1 strömende Hauptstrommenge der. von der klein sein müssen und infolgedessen leicht verschmut- Zuströmseite 16 zur Abströmseite 17 über das Steuerzen. Ein solches Verschmutzen aber macht die Wir- teil 5 fließenden Dosiermittelmenge entsprechen muß. kung der Korrekturöffnungen im Steuerteil wieder 30 Dies ist bei bekannten, nicht korrigierten Meßorganen hinfällig. nicht möglich. Insbesondere im Anfangsbereich der

Die Aufgabe der Erfindung besteht also darin, bei Leistungskurve ist es wünschenswert, das vom Meßeiner Dosiervorrichtung der eingangs definierten Art organ 1 auf das Steuerorgan 5 abgegebene Signal zu jegliche Abweichungen im Zumischverhältnis im An- verstärken, damit über den ganzen Leistungsbereich fangsbereich der Öffnungskurve des Hauptstromven- 35 eine mengenproportionale Zudosierung möglich ist. tils zu vermeiden. F i g. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem im

Die Erfindung löst dieses Problem dadurch, daß Verschlußorgan 2 ein ring- oder teilringförmiger Einein Verstellen des Steuerorgans um einen bestimmten stich, Absatz oder eine entsprechende Nut 8 vorge-Betrag in jedem Stellungsbereich eine im wesent- sehen ist, und wobei der Sitz 3 so ausgebildet ist, daß liehen gleich große Querschnittsänderung in der die 40 er bei verschlossenem Meßörgan 1 in den Einstich 8 Zumischflüssigkeit enthaltenden Leitung zur Folge über dessen Gesamtlänge eingreift. Es ist also bei hat, während eine Verstellung des Drosselorgans um beginnendem Abheben des Verschlußorgans 2 von einen bestimmten Betrag im unmittelbar an die seinem Sitz 3 ein entsprechend der Ausbildung des Schließstellung anschließenden Bereich eine gerin- Einstichs 8 und des in ihn eingreifenden Sitzes 3 gegere Querschnittsänderung als eine Verstellung um 45 knickter Durchlaß bzw. Strömungspfad 18 gebildet, den gleichen Betrag im weiter geöffneten Zustand der den Durchfluß des Hauptstroms verzögert und zur Folge hat. dadurch im Anfangsleistungsbereich das Meßsignal

Die Anwendung der Erfindung bringt den Fort- verstärkt.

schritt, daß die erforderlichen Korrekturen auch Mit progressivem öffnen des Meßorgans 1, also dann sicher stattfinden, wenn die Zumischflüssigkei- 50 progressivem Abheben des Verschlußorgans 2 von ten eingedickte oder ungelöste Stoffe enthalten. Ein dem Sitz 3 wird die sogenannte Verzahnung zwischen weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß das Steuerteil dem Einstich 8 und dem in ihn eingreifenden korrein einfacher Weise für sämtliche Flüssigkeiten gleich spondierenden Organ, in diesem Falle 3, geringer, bis ausgebildet werden kann, während die Korrektur das Meßorgan 1 so weit offensteht, daß die Strömung lediglich durch entsprechende Wahl der Formen des ₅₅ des Hauptstroms ohne Durchlaufen des Einstichs 8 Drosselorgans vorgenommen wird. _und damit ohne zusätzliche Verzögerung bzw. Um-

Weitere die Erfindung ausgestaltende Merkmale lenkung und Bremsung durchfließen kann. In diesem

sind den Unteransprüchen sowie der Zeichnung und Bereiche ist also das Verhältnis zwischen der Zu-

der zugehörigen Beschreibung zu entnehmen. dosiermenge und der Hauptstrommenge im wesent-

Die Zeichnung zeigt einige Ausführungsbeispiele 60 liehen konstant, was angestrebt ist.

der Erfindung; im einzelnen zeigt Die notwendige Korrektur im Anfangsbereich der

Fig. 1 eine Schnittansicht eines mit einem Meß- Leistungskurve wird sich im allgemeinen nach dem

organ ausgestatteten Dosierventils, Viskositätsgrad der zu mischenden Strömungsmedien

Fig. 2 einen Teilschnitt durch einen Dosierschie- richten. Die Verzögerung des Hauptstroms im An-

ber mit Meßorgan, 65 fangsbereich der Leistungskurve kann beispielsweise

F i g. 3 bis 9 Teilschnitte durch verschiedene Aus- durch die Tiefe des jeweiligen Einstichs 8 und durch

führungen von Meßorganen. den Winkel zwischen der Zuströmflanke 9 und der

F i g. 1 zeigt ein Dosierventil mit einem Meß- Abströmflanke 10 des Einstichs 8 beeinflußt werden.

Maßgeblich für die Größe der Korrektur des Anfangsleistungsbereiches des Hauptstroms ist also vor allem der Grad der Verzögerung der Strömung im Einstiche. . ■ ^v

F i g. 2 zeigt eine andere Anwendung des erfindungsgemäßen Meßorgans 1. In Fig.2 ist der Teilschnitt 6 eines Dosierschiebers gezeigt, der im Bereiche des Meßorgans 1 geschnitten ist. Die Übertragung des Meßsignals vom Meßorgan 1 auf das hier nicht gezeigte Steuerteil erfolgt durch axiale Verschiebung des Verschlußorgans 2 auf den Steuerbolzen 14. Die Korrektur der Leistungskurve im Hauptstrom ist in diesem Falle relativ groß, da sich beim Abheben des Verschlußorgans 2 vom Ventilsitz 3 der Durchgang 10 und 18 wegen des tiefen Einstiches 9 sehr spät öffnet und dadurch ein verstärktes Meßsignal gegeben wird. Dies ist besonders bei zähflüssigen Medien von Bedeutung.

Für die Ausbildung des die Verzögerung im Anfangsbereich der Leistungskurve bewirkenden Einstichs, Absatzes oder der Nut 8 sind viele, grundsätzlich gleich oder ähnlich wirkende Ausbildungsformen möglich. In der Dosiertechnik wird die Einstellung und die Mengenanpassung der zu mischenden Komponenten häufig nach Erfahrung vorgenommen. Die besonders einfache Ausbildung der die Korrektur bewirkenden Organe ermöglicht es, die Meßorgane 1 jeweils an jeden möglichen Viskositätsgrad der zu mischenden Flüssigkeiten anzupassen. Natürlich ist es möglich, zusätzlich den Einflußquerschnitt im Teil 6 so zu verengen, daß bei maximalem Durchfluß ein erhöhter Druck entsteht und dadurch die Mischkurve nochmals korrigiert wird.

F i g. 3 zeigt das Verschlußorgan 2 zuströmseitig konvex gewölbt ausgebildet. In dem Verschlußorgan 2 ist ein kreisförmiger Einstich 8 vorgesehen, in den der Sitz 3 eingreift. Konzentrisch zu dem genannten Einstiche ist ein weiterer Absatz8' im Verschlußorgan 2 vorgesehen, durch den die Strömung des Hauptstroms noch stärker gebremst wird. Die Korrektur, die durch den Absatz 8' erfolgt, ist zwar nicht so stark wie diejenige, die durch den Einstich 8 und den Eingriff des Sitzes 3 in den Einstich 8 bewirkt wird, aber sie genügt in vielen Fällen zur Feineinstellung und zur genauen Linearisierung des Mischungsverhältnisses zwischen Dosiermittel und Hauptstrom über den gesamten Leistungsbereich.

Eine andere Beeinflussung der Korrektur mittels des erfindungsgemäßen Meßorgans 1 ist in F i g. 4 gezeigt. Hier ist zwischen der Zuströmflanke 9 des Verschlußorgans 2 und der korrespondierenden Flanke des in den Einstich 8 eingreifenden Sitzes 3 ein gewisser Winkel vorgesehen, so daß über «inen bestimmten Teil der Leistungskurve nur eine verminderte Verzögerung eintritt.

F i g. 5 zeigt einen Teilschnitt durch ein Meßorgan 1 gemäß der Erfindung, dessen Verschlußorgan 2 in diesem Fall zwei zueinander konzentrische Einstiche bzw. Absätze 8 aufweist, wobei das korrespondierende Organ, in diesem Fall der Sitz 3, mit entsprechend ausgebildeten und entsprechend vielen Stufen 28 versehen ist, die in geschlossenem Zustand des Meßorgans 1 in die genannten Absätze 8 eingreifen. Durch eine derartige Maßnahme wird in einem begrenzten Teil der Leistungskurve eine größere Verzögerung erreicht.

F i g. 6 zeigt das Meßorgan mit einem Verschlußorgan 2, bei dem die Zuströmflanke 9 des Einstichs bzw. Absatzes 8 gekrümmt ausgebildet ist. Eine derartige Ausbildung stört den normalen Strömungspfad im Hauptstrom relativ schwach, so daß auch die Korrektur der Leistungskurve relativ gering ist.

Eine ähnliche Ausführung wie in F i g. 6 ist in Fig.7 gezeigt, wo jedoch die Krümmung der Zuflußflanke sehr gering ist und sich nur über einen Teilbereich 19 der Flanke 9 erstreckt.

Je nach Form und Ausbildung des Verschlußorgans 2, ζ. B. als Klappe oder als Ventilteller, ist es auch möglich, einen Einstich bzw. Absatz beispielsweise im Verschlußorgan bzw. Ventilteller 2 nur über einen Teilbereich, d. h. beispielsweise über ein Kreissegment 11 gemäß F i g. 8, vorzusehen. Hierbei wird also nur ein Teil des Hauptstroms, der nämlich durch den Einstich 8 im Bereiche des Segments 11 hindurchtritt, in erfindungsgemäßer Weise verzögert, wodurch eine beliebige Korrektur der Leistungskurve vorgenommen wird. .

so Aus dem Teilschnitt durch ein Meßorgan 1 gemäß Fig. 9 ist erkennbar, daß erfindungsgemäß der Einstich 8 auch im Sitz 3 vorgesehen sein kann, während das Verschlußorgan 2 so ausgebildet ist, daß es in den genannten Einstich 8 im Sitz 3 mit seinem Rand ein-

s5 greift. Selbstverständlich sind auch hier alle Ausführungsmöglichkeiten, wie sie oben aufgeführt sind, durchführbar und wählbar, wobei in diesem Fall der Strömungspfad durch einen nach außen gekrümmten oder geknickten Durchlaß zwischen Sitz 3 und Ver-Schlußorgan 2 durchgeführt wird.

Claims

Patentansprüche:

1. Dosiervorrichtung für Flüssigkeiten, bei der ein von einem Hauptstrom abgezweigter Teilstrom die Zumischflüssigkeit aus einem parallelgeschalteten Behälter verdrängt und sie unter Ausnutzung eines Differenzdrucks in den Hauptstrom drückt, mit einem im Hauptstrom angeordneten Drosselorgan, insbesondere einem Ventilteller mit einem zugehörigen Sitz, das starr mit einem Steuerorgan für den Querschnitt der die Zumischflüssigkeit enthaltenden Leitung gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verstellen des Steuerorgans um einen bestimmten Betrag in jedem Stellungsbereich eine im wesentlichen gleich große Querschnittsänderung in der die Zumischflüssigkeit enthaltenden Leitung zur Folge hat, während eine Verstellung des Drosselorgans (1) um einen bestimmten Betrag im unmittelbar an die Schließstellung anschließenden Bereich eine geringere Querschnittsänderung als eine Verstellung um den gleichen Betrag im weiter geöffneten Zustand zur Folge hat.

2. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur starren Kopplung zwischen Drosselorgan (1) und Steuerorgan (5) in an sich bekannter Weise ein Hebel (4) vorgesehen ist.

3. Dosiervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Ventilteller (2) und/oder im Sitz (3) ein ring- oder teilringförmiger Einstich (8), Absatz oder eine entsprechende Nut vorgesehen sind.

4. Dosiervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Einstich (8) bei geschlossenem Zustand des Drosselorgans (1) ganz oder teilweise mit einer Ranke oder mit mehreren

Flanken an den in ihn eingreifenden Teil des korrespondierenden Organs (2 bzw. 3) anlegt, so daß der Strömungspfad bei beginnendem Abheben des Ventiltellers (2) zunächst stark, bei weiter fortschreitendem Abheben weniger stark umgelenkt ist, wobei die Flanken (9, 10) des Einstichs (8) und der in diesen eingreifende Teil des korrespondierenden Organs (3 bzw. 2) die seitlichen . Begrenzungsflächen des Strömungspfades (18) bilden.

5. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Einstich (8) eine Zuflußflanke und Abflußflanke nach Maßgabe der gewünschten Korrektur der Meßgröße wählbar ist. . '

6. Dosiervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der

Einstich (8) aus mehreren, beispielsweise konzentrischen Absätzen (8, β⁷) besteht, wobei das korrespondierende Organ (3 bzw. 2) mit entsprechend ausgebildeten und entsprechend vielen Stufen (28) versehen ist, die in geschlossenem Zustand des Drosselorgans (1) in die Absätze (8, 8') eingreifen.

7. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (2) des Drosselorgans (1) als Teller, Klappe od. dgl. ausgebildet ist.

8. Dosiervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (2) zuströmseitig ballig, konisch oder konvex gewölbt ausgebildet ist, wobei der Einstich,(8) im Bereich der balligen, konischen oder gewölbten Mantelfläche vorgesehen ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen