DE2017530A1

DE2017530A1 - Method and device for the controlled dosage of liquids or liquefied gases

Info

Publication number: DE2017530A1
Application number: DE19702017530
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1970-04-13
Filing date: 1970-04-13
Publication date: 1971-10-28

Description

Verfahren und Vorricllturlg zur geregelten Dosierung von I?lüss igkeiten oder verflüssigten Gasen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Dosiergerät zur Regelung des Durchflußes bei der Dosierung von unter Druck stebenden Flüssigkeiten oder Verflüssigten Gasen, das in der chemischen Industrie, insbesondere aber bei der Düngung in der Landwirtschaft zur Anwendung kommen kann.Process and procedure for the controlled dosing of liquids or liquefied gases The invention relates to a method and a metering device for regulating the flow rate when metering liquids under pressure or liquefied gases, which are used in the chemical industry, but especially in fertilization can be used in agriculture.

Derartige Dosierverfahren dienen dazu, den Zeittichen Zufluß m' (kg/s) einer Flüssigkeit oder eines verflüssigten Gases auf eine gewünschte Größe manuell einstellen und automatisch regeln zu können.Such dosing methods serve to keep the time tables influx m '(kg / s) a liquid or a liquefied gas to a desired size manually to be able to set and regulate automatically.

Bei chmischen Prozessen ist es oft nötig, Durchfldsse in Abhängigkeit von Prozeßvariablen zu steuern, bzw. zu reg@@n.In the case of chemical processes, it is often necessary to determine the flow rate as a function of to be controlled by process variables or to reg @@ n.

In der Landwirtschaft ist es ebenfalls nötig, die Zufuhr von flüssigen bzw. verflüssigten Düngemitteln auf oder in den Boden bei der Fahrt mit entsprechenden Ausbringungsgeräten zu steuern bzw. zu regeln. Es soll eine innerbalb eines Feldes je Flächeneinheit gleiche vorherbestimmte Menge, die Belagsdichte B (kg/ha) Düngemittel ausgebracht werden. Diese Belagsdichte B ist in folgender Weise abhängig vom Volumen-Durchfluß # (dm³/s) der Dichte # (kg/dm³) des Mediums, der Arbeitsbreite b (m) des Gerites und der Fahrgeschwindigkeit #F (m/S) ; Die Düngung erfolgt durch eine Anzahl u gleichmäßig über die ganze Arbeitsbreite angeordneter, von einem Verteiler über Schläuche versorgter Ausbringorgane, die hei Flüssigdüngung im allgemeinen ihre Öffuungen über dem Boden, bei Düngung mit verflüssigtem Cas @@ Boden selbst hahen. Der Massen-Durchfluß m@a soll für jedes Ausbringorgan im gleichen Zeiüpuiikt gleich groß seile, so daß gilt: Die Übereinstimmung mi@ dieser Forderung gibt ein Maß @ür die Güte der Breitenverteilung.In agriculture, it is also necessary to control or regulate the supply of liquid or liquefied fertilizers on or into the ground while driving with appropriate application devices. Within a field, the same predetermined amount of fertilizer per unit area, the covering density B (kg / ha), should be applied. This covering density B depends in the following way on the volume flow # (dm³ / s) the density # (kg / dm³) of the medium, the working width b (m) of the device and the driving speed #F (m / S); The fertilization is carried out by a number of spreading organs evenly arranged over the entire working width, supplied by a distributor via hoses, which generally have their openings above the ground when using liquid fertilization, and when fertilizing with liquefied Cas @@ soil themselves. The mass flow rate m @ a should be the same size for each discharge element in the same time, so that the following applies: The agreement with this requirement gives a measure of the quality of the width distribution.

@on den vier Einflußgrößen q, #, vF und b ist lediglich die letzte, die Arbeitsbreite b, insofern als konstant anzuschen, als sie nicht während des Düngevergangs geändert wird, oder sich ändert.Of the four influencing variables q, #, vF and b, only the last one is the working width b, insofar as constant, as it is not during the Fertilizing schedule changed becomes, or changes.

Die drei übrigen Einflußgrößen sind während der Arbeit mehr oder weniger veränderlich: Die Fahrgeschwindigkeit vF ist abhängig von dem durch den Bodenzustand becinflußten Zugkraftbedarf des Düngegerätes, von den techn. Eigenschaften der Zugmaschine, vom Schlupf der Triebräder und vom Fahrer. Die Abweichungen vom Soll können - 100 bis 50% betragen.The other three influencing factors are more or less during work variable: The driving speed vF depends on the condition of the ground becontinued traction requirement of the fertilizer, from the techn. Characteristics of the tractor, from the slip of the drive wheels and from the driver. The deviations from the target can be - 100 up to 50%.

Die Dichte # des Mediums ist temperaturabhängig. Der Einfluß ist besonders groß bei der Anwendung von Flüssiggas Ammoniak (NH3) ), das zur Sellkullg des Dampfdmtckes uiid zur Verhütung @on Blasenbildung für die Messung mit eichfähigen Volumenzählern geküblt werden muß. Die Temperaturen sind dann abhängig vom Durchfluß und von der Kühlzeit. Es treten bei der Anwendung von NH3 Dichteänderungen von 10 % auf.The density # of the medium depends on the temperature. The influence is special great when using liquefied ammonia (NH3)), which is used to sell the steam uiid to prevent the formation of bubbles for measurements with calibratable volume counters must be potted. The temperatures are then dependent on the flow rate and the Cooling time. When using NH3, density changes of 10% occur.

Der Volumen-Durchfluß q muß, da er ja die Regelgröße ist, zur Erreichung der gewünschten Belagsdichte vorgewählt bzw.The volume flow rate q must, since it is the controlled variable, to be achieved the desired covering density preselected or

laufend geändert werden.are constantly being changed.

Es sind Einrichtungen bekannt, bei denen die Dosierung durch Drosselung erfoigt, wobei die Einflüsse von Förderdruck und Gegendruck weitgchend dadurch eliminiert werden, daß die Differenz der Drücke vor und hinter dem Drosselventil konstant gchalten wird. Eine von diesen Drücken vollkommen unabhängige Durchflußsteuerung ist aber zumindest bei ungekühlten verflüssigten Gasen wegen der hinter der Drossel erfolgenden Druckabsenkung mit Dampfblasenbildung nicht möglich. Bei einer iii der Britischen Patentschrift Nr. 1 130 133 beschriebenen Ausführung wird der Einfluß der Fahrgeschwindigkeit durch eine voii eillel odenrad angetriebene Fliehkraftsteuerung berücksichtigt. Eine Berücksichtigung der Dichte des Mediums erfolgt bei diesen bekannten Vorrichtungen nicht.There are devices known in which the dosage by throttling erfoigt, whereby the influences of delivery pressure and counter pressure are largely eliminated ensure that the pressure difference upstream and downstream of the throttle valve is constant will. However, a flow control completely independent of these pressures is at least with uncooled liquefied gases because of the downstream of the throttle Pressure reduction with formation of vapor bubbles is not possible. At an iii of the British Patent No. 1,130,133 embodiment described is the influence of the driving speed accounted for by a centrifugal control system driven by a voii eillel oden wheel. The density of the medium is taken into account in these known devices not.

Von Bauer u. Konold wird in der Literatur (Landmaschinenojoarkt Würzburg Nr. 3/1968) ein Regelsystem erwähnt, das einen Schwebekörperdurchflußmesser als Geber für den Durchfluß verwendet. Das System berücksichtigt nicht die Fahrgeschwindigkeit und entgegen der Angabe in dieser Literaturstelle nicht die Dichte des Mediums; denn der Anzeigewert eines Schwebekörperdurchflußmessers ist abhängig von der Dichte.Von Bauer u.Konold is mentioned in the literature (agricultural machinery ojoarkt Würzburg No. 3/1968) mentions a control system that uses a variable area flow meter as a Transmitter used for the flow. The system does not take into account the driving speed and contrary to the information in this reference, not the density of the medium; because the display value of a variable area flow meter depends on the density.

Außerdem ist der Schwebekö.rperdurchflußmesser aufgrund seiner Erschütterungsempfindlichkeit nicht geeignet für die Fahrt auf dem Felde.In addition, the floating body flow meter is sensitive to vibrations not suitable for driving in the field.

Es ist ferner eine Steuereinrichtung bekannt, die den Einfluß der Fahrgeschwindigkeit berücksichtigt und eine Drosseleinrichtung' mit teilweisem Ausgleich von Förder-und Gegendruck verwendet. Eine Berücksichtigung der Dichte erfolgt hierbei nicht. Eine diesbezügliche Beschreibung ist enthalten in: isensee, E. : Technische und arbeitswirtschaftliche Aspekte der Flüssigdüngung. In "Bericht über das 3. KTBL-Gespräcii Flüssige Mineraldüngung KTBL Manuskriptdruck, Frankfurt 1970.There is also a control device known that the influence of Driving speed taken into account and a throttle device 'with partial compensation used by conveying and back pressure. The density is taken into account here not. A description of this is contained in: isensee, E.: Technische and economic aspects of liquid fertilization. In "Report on the 3rd KTBL conversation Liquid mineral fertilization KTBL manuscript print, Frankfurt 1970.

Es sind ferner volumetrische Dosiereinrichtungen bekannt, die mit Kolben oder Membranpumpen arbeiten, die entweder von der Schlepperzapfwelle angetrieben werden, wohei eine Berücksichtigung der Fahrgeschwindigkeit nicht möglich ist, oder Bodenantrieb haben, oder vom Dampfdruck des verflüssigten Gases angetrieben und vom Bodenantrieb gesteuert werden.There are also known volumetric metering devices with Piston or diaphragm pumps work, which are either driven by the tractor PTO shaft where the driving speed cannot be taken into account, or Have ground propulsion, or propelled by the vapor pressure of the liquefied gas and controlled by the ground drive.

Eine derartige Dosiereinrichtung ist beschrieben im Deutschen Gebrauchsmuster Nr. 1 985 440.Such a metering device is described in the German utility model No. 1 985 440.

In der Deutschen Offenlegungsschrift Nr. 1 918 226 ist ein Verfahren zur wiederkehrenden Abgabe einer Strömungsmittelmenge beschrieben, das eine geschwindigkeitsabhängige Dosierung von Düngemitteln dadurch ermöglicht, daß ein wegabhängig angesteuerter Zeitschalter ein Absperrventil für gleichbleibende Zeitintervalle öffnet. Die obere Grenze der geschwindigkeitsabhängigen Dosierung ist dann erreicht, wenn aus der intermittierenden eine kontinuierliche Strömung wird.In German Offenlegungsschrift No. 1 918 226 there is a method for the recurring delivery of a quantity of fluid described, which is a speed-dependent Dosing of fertilizers is made possible by the fact that a path-dependent controlled Timer a shut-off valve for constant time intervals opens. The upper limit of the speed-dependent dosage is then reached when the intermittent flow becomes a continuous flow.

Diesen Vorgenannten Dosiereinrichtungen mit Kolben oder Membranpumpen oder mit Zeitschalter ist gemeinsam, daß die Massen-Durchflußgeschwindigkeit nicht gleichmäßig, sondern schwankend oder sogar intermittierend ist und eine Berücksichtigung der Dichteänderungen nicht vorgesehen ist.These aforementioned metering devices with pistons or diaphragm pumps or with a timer it is common that the mass flow rate is not uniform, but fluctuating or even intermittent, and a consideration the density changes is not provided.

ür die landwirtschaftliche Anwendung ist es nötig, den zu dosierenden Flüssigdünger über eine so große Breite zu verteilen, daß eine Ausbringung in oder auf den Bo-den nur unter Aufteilung des Gesamtdurchflusses auf mehrere Ausbringwerkzeuge möglich ist. Diese Aufteilung kann durch eine Vielzahl bekannter Verteiler geschehen, die in folgenden Offenlegungs--und Patentschriften beschrieben sind: Deutsche Patentschrift 919 916 Deutsche Patentschrift 829 071 Deutsche Offenlegungsschrift 1 902 309 Britische Patentschrift 951 910 In allen bekannten Ammoniak-Düngeverfahren wird die Drosselung im Strömungsverlauf vor der Verteilung vorgenommen, so d-aß alle diese Verteiler in einem Gebiet relativ niedrigen Druckes arbeiten, bei dem ein Teil des NH3 verd@mpft. Dies bringt zwei Nachtelle mit sich: Einmal bildet sich in den Verteilerräumen ein Flüssigkeitsspiegel aus, der Schwankt, abhängig von Ajiderungen der Beschleunigung, iicrvorgcrufcii durch Lageänderungen (ilanglage) oder Er-Schütterungen bei der Fahrt über das Feld, und bewirkt, daß die ini allgemeinen kreisriligförmig angeordneten Auslaßöffnungen bzw. -rohre verschieden hoch von Flüssigkeit und Dampf bedeckt sind. Eine Verteilung in ungleiche Mengen ist die Folge.For agricultural use it is necessary to dose the To distribute liquid fertilizer over such a large width that an application in or on the ground only by dividing the total flow over several spreading tools is possible. This division can be done by a large number of known distributors, which are described in the following published publications and patents: German patent specification 919 916 German Patent 829 071 German Offenlegungsschrift 1 902 309 British Patent specification 951 910 In all known ammonia fertilization methods, the throttling made in the course of the flow before the distribution, so d-ate all of these distributors work in an area of relatively low pressure where some of the NH3 evaporates. This has two drawbacks: First, it forms in the distribution rooms Fluid level, which fluctuates depending on changes in acceleration, iicrvorgcrufcii due to changes in position (ilanglage) or tremors while driving across the field, and causes the ini generally circular arranged Outlet openings or pipes are covered by different levels of liquid and vapor. A distribution in unequal quantities is the consequence.

Zum anderen ist die Verteilung stark abhäiigig vom jeweiligen Strömungswiderstand, der in den einzelnen Leitungen uiid dcii Ausbringorganen auftritt. Er wird beeinflußt vom Zustand der Leitungen und den Bedingungen an der Austrittsöffnung.On the other hand, the distribution is strongly dependent on the respective flow resistance, which occurs in the individual lines uiid dcii discharge organs. He is influenced the condition of the lines and the conditions at the outlet opening.

Besonders beim Einbringen in den Boden kommt es häufig vor, daß einzelne Auslaßöffnungen verstopft werden uiid damit ei Rückstau bis in den Verteiler entsteht, Die nicht mehr ausgebrachte Menge des verstopften Auslasses kann sich auf die restlichen Ausbringorgane verteilen, ohne daß sich dabei der Druck aber so wesentlich erhöhen Tyüre, daß die Verstopfung oder Querschnittsverengung beseitigt würde. Die "Nachgiebigkeit" der Verteilung ist um so größer, je höher die Anzahl der Teilströme ist.Especially when it is introduced into the ground, it often happens that individual Outlet openings are clogged so that there is a back pressure up to the distributor, The amount of clogged outlet that is no longer discharged can affect the rest Distribute discharge organs without increasing the pressure so significantly Tyure that the obstruction or constriction of the cross-section would be removed. The "compliance" the distribution is greater, the higher the number of substreams.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine von den Einflußgrößen Fahrgeschwindigkeit, Dichte, Förderdruck (Pumpendruck oder Dampfdruck im Behälter) und Gegendruck unabhängige Dosierung zu ermöglichen und eine zwangsweise Aufteilung der dosierten Gesamtmenge in, nach ihrem Verhältnis vorbestimmte, Teilmengen zu gewährleisten, weitestgehend unabhängig voll den auftretenden Beschleunigungsänderungen an den VerteileiX-richtungen und von Querschnittsänderungen der Ausbringleizungen und -öffnungen. Weiterhin soll eine eingetretene Verstopfung einer Ausbringöffnung automatisch wieder beseitigt werden.The object of the invention is to determine one of the influencing variables driving speed, Density, delivery pressure (pump pressure or vapor pressure in the container) and back pressure independent To enable dosing and a compulsory division of the total amount dosed in, according to their ratio, to ensure partial quantities, as far as possible regardless of the acceleration changes occurring in the distribution directions and changes in the cross-section of the discharge constrictions and openings. Furthermore should any clogging of an application opening is automatically eliminated will.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß elli Regelverfahren mit veränderlicher Drosselung der Flüssigkeit oder des Verflüssigten Gases in der Regelstrecke zur Anwendung kommt, bei detii als Regelgröße die Durchrlul'-geschwindigkeit des Mediums dient, und diese mittelbar gemessen wird a:Ls Geschwindigkeit einer ihr proportiosi'o Lil Sekundärbewegung, die entsteht in einer von der Flüssigkeit oder dem verflüssigten Gas durchströmten volumetrischen Meßeinrichtung, die auch eine Pumpe sein kann.The object is achieved according to the invention in that elli control methods with variable throttling of the liquid or liquefied gas in the Controlled system is used, with detii the flow rate as the controlled variable of the medium is used, and this is measured indirectly a: Ls speed of a their proportiosi'o Lil secondary movement that arises in one of the liquid or the liquefied gas flowed through volumetric measuring device, which is also a Can be pump.

Die Vorteile dieses Verfahrens sind folgende: Durch die Anwendung eines Regelverfahrens mit Messung der tatsäohlichen Durchflußgeschwindigkeit werden die Einflüsse des schwankenden Förderdruckes vor, und des Gegendruckes hijter der Drossel ausgeschaltet. Einfach uiid betriebssicher wird die Durchflußgeschwindigkeit mittelbar festgestellt durch Messrnig der Geschwindigkeit eines entsprechenden Bauteiles eines Volumenzählers. Beim Vorbandensein einer Kolben- bzw. Membranpumpe, kann vorteilbafterweise auch deren Kolbenstange bzw. Membran als Geschwindigkeitsgeber dienen, so fern eiii reproduzierbar er Zusammenhang zwischen dieser und der Flüssigkeitsgeschwindigkeit besteht. Die Messung selbst kaun mechanisch-elcktrisch mit einem Ta chogenera tor oder über einen lmpulsgeber erfolgen. Bei der landwirtschaft lic heii Anwendung ist die mittelbare Messung außerdem kostenmäßig günstig, weil bei der Düngemittelausbringung durch Lohnunternehmen ohnedies ein gecichter Volumenzähler vorhanden sein muß. Dlmit werden Nachteile verschiedener anderer Meßverfahren umgangen, zum Beispiel ist die unmittelbare Durchflußmessung auf induktivem Wege bei NH3 wegen seiner zu geringen Leitfähigkeit nicht möglich.The advantages of this procedure are as follows: By the application a control method with measurement of the actual flow rate the influences of the fluctuating delivery pressure before, and the back pressure hijter the Throttle switched off. The flow rate is simply and reliably operational indirectly determined by measuring the speed of a corresponding component of a volume counter. When a piston or diaphragm pump is in front of it, advantageously their piston rod or membrane also serve as a speed sensor, as long as eiii reproducible the relationship between this and the liquid velocity consists. The measurement itself can be carried out mechanically and electrically with a tachogenerator or via a pulse generator. When used in agriculture the indirect measurement is also inexpensive because of the fertilizer application by contractors a locked volume counter must be available anyway. Dlmit disadvantages of various other measurement methods are avoided, for example the Immediate flow measurement by inductive means with NH3 because of its too low Conductivity not possible.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindullg berücksichtigt als zusätzlich die Fähiungsgröße Secinflussend die Dichte des Mediums. Mau erhält sie als Funktion der Temperatur.The further development of the invention is considered as additional the ability quantity Secininfluences the density of the medium. Mau receives it as a function the temperature.

Die Temperaturmessung, 7 die beispielsweise mit einem Widerstandsthermometer erfolgen kann, ist einfach und billig.The temperature measurement, 7 for example with a resistance thermometer is easy and cheap.

Sie gibt bei Flüssigkeiten und verflüssigten Gasen, in gewünschtem Maße unabhängig vom Druck, ein Maß für die Dichte.It gives in the case of liquids and liquefied gases, in the desired Dimensions independent of the pressure, a measure of the density.

Der Massendurchfluß kann somit geregelt werden durch Regelung des Volumendurchflusses unter Berücksichtigung der jeweiligen Dichte.The mass flow can thus be regulated by regulating the Volume flow taking into account the respective density.

Die weitere Ausgestaltung der Erfindung wendet ein Verfahren an, bei dem zwangsläufig und gleichzeitig mit der Drosselung eine bestimmte, unveränderliche Aufteilung des gesamten Mengenstronis in mehrere einzelne Teilströme vorgenommen wird.The further embodiment of the invention uses a method in which inevitably and simultaneously with the throttling a certain, unchangeable Division of the entire quantity tronis made into several individual partial flows will.

Der Vorteil dieses Verfahrens liegt einmal in der Vercinfachung insofern, als keine gotreniit en Einrichtungen verwendet werden müssen für die beiden Vorgänge Drosseln und Verteilen.The advantage of this procedure lies in the simplification to the extent that as no necessary facilities have to be used for the two operations Throttling and distributing.

Zum aiideren wird durch Aufrechterhaltung des hohen Druckes bis zum Verteilorgang vermieden, daß ein auftretender Rückstau in einer Teilstrom-Leitung wesentlichen Einfluß auf die Verteilung nimmt. Die auftretenden Gegendrücke hinter der Drossel sind, wenn man von totalen Verstopfungen absieht, größerlordllullgsllläßig klein gegen den Förderdruck vor der Drossel, so daß Änderungen dieser Gcgendrücke keinen nennenswerten Einfluß auf die Dosierung und Verteilung haben. Eine eingetretene Verstopfung eines Ausbriiigorganes wird dadurch beseitigt, daß sich hinter der Drossel bei Stillstand der Strömung der volle Vordruck aufbauen kann.In addition, by maintaining the high pressure up to Distributing process avoided that a backflow occurring in a partial flow line has a significant influence on the distribution. The counter pressures occurring behind the throttle are, if one disregards total blockages, larger lordllullglosig small against the delivery pressure upstream of the throttle, so that changes in these Gcgenddrucke have no significant influence on the dosage and distribution. A occurred Blockage of a Ausbriiigorganes is eliminated by the fact that behind the throttle the full pre-pressure can build up when the flow stops.

Zur Durchführung des Verfahrens wird -eine Vorrichtung zur Drosselung und Verteilung verwendet, bei der die Verteilung durch mehrere Bohrungen in -einem Zylindermantel erfolgt, und die Dosierung mit einem in diesem Zylindermantel axial verstellbaren Kolben dadurch vorgenommen wird, daß dieser die Bohrungen gleichzeitig und stetig öffnen oder schließej kann.A device for throttling is used to carry out the method and distribution used in which the distribution through multiple holes in one Cylinder jacket takes place, and the metering with one in this cylinder jacket axially adjustable piston is made in that this the holes at the same time and can open or close continuously.

Der Vorteil dieser Vorrichtung ist die kostenmäßig günstige Ausführung mit einem einzigen bewegten Teil. Die Fertigung des Zylinders, des Kolbens und der Boilrungen im Zylindermantel ist einfach und kann genau genug ausgeführt werdeii.The advantage of this device is the inexpensive design with a single moving part. The manufacture of the cylinder, the piston and the Boilrungen in the cylinder jacket is simple and can be carried out accurately enough.

Bei Verwendung von Flüssiggas muß dieses zur Vermeidung voll Fehlmessungen im Volumenzähler vor Eintritt in das Meßgerät soweit gekühlt werden, daß die dabei entstehende Erniedrigung des Dampfdruckes Dampfblasenbildung mit Sicherheit verhindert.When using liquid gas, this must be completely incorrect to avoid measurements are cooled in the volume counter before entering the measuring device so that the resulting lowering of the vapor pressure prevents the formation of vapor bubbles with certainty.

Dies kann geschehen in einem Wärmeaustauscher, in dem die WärlSe des zu messenden Flüssiggas es abgeführt wird an das hinter der -Drossel entspannte Flüssigkeits-Gas-Gemisch niederer Teluperatur. In der weiteren Ausbildung der Vorrichtung ist das Drossel- und Verteilorgang Bestandteil dieses Wärmeaustauschers, wobei der Wärmedurchgang im wesentlichen durch die Verteilerleitungen hinter der Drossel erfolgt.This can be done in a heat exchanger, in which the heat dissipates Liquid gas to be measured is discharged to the expanded gas downstream of the throttle Liquid-gas mixture of low teluperature. In the further development of the device the throttle and distribution system is part of this heat exchanger, where the Heat transfer takes place essentially through the distribution lines behind the throttle.

Dies hat den Vorteil, daß ein gesonderter Wärmeaustauscher entfällt und die Wärme unmittelbar dort abgeführt werden kann, wo die niedrigsten Temperaturen entstehen.This has the advantage that a separate heat exchanger is not required and the heat can be dissipated directly where the lowest temperatures are develop.

Ein Ausführungsbeispiel ist auf der Zeichnung in Figur 1 und 2 dargestellt.An exemplary embodiment is shown in the drawing in FIGS. 1 and 2.

Fig. 1 zeigt das vollständige Funktionsschema für ein Ausbringungsgerät zur Düngung mit flüssigem Ammoniak (NH3).Fig. 1 shows the complete functional diagram for an application device for fertilization with liquid ammonia (NH3).

Im Tank 1 steht das flüssige Ammoniak unter seinem natüreichen Druck, d.h. dem der jeweiligen Temperatur entsprechenden Dampfdruck, zur Verfügung. 1Cm Betrieb durchströmt es nacheinander den Absperrschieber 2, den Filter 3 und den Wärmeaustauscher 4, in dem es gekühlt wird. Die Kühlung ist von ausschlaggebender Bedeutung für die nachfolgende volumetrische Messung denn durch die strömende Bewegung wird der statische Druck des verflüssigten NH3 erniedrigt, so daß cin Teil verdampft. Die mitgeführten Dampfblasen würden bei der nachfolgenden' Volumenmessung und -dosierung Fehler ergeben. Durch die Kühlung kann der Dampfdruck des NH3 so woit erniedrigt werden, daß er mit Sicherheit unter dem statischen Druck liegt. (Auf die Konstruktion des Wärmeaustauschers wird weiter unten noch näher eingegangen.In tank 1 the liquid ammonia is under its natural pressure, i.e. the vapor pressure corresponding to the respective temperature. 1 cm During operation, it flows through the gate valve 2, the filter 3 and the one after the other Heat exchanger 4 in which it is cooled. Cooling is of the essence Significance for the subsequent volumetric measurement because of the flowing movement the static pressure of the liquefied NH3 is lowered so that a part evaporates. The entrained vapor bubbles would in the subsequent 'volume measurement and metering Errors. As a result of the cooling, the vapor pressure of the NH3 can be lowered be sure that it is below the static pressure. (On the construction of the heat exchanger will be discussed in more detail below.

Der nachfoigende Gasabscheider 8 verhindert Fehlmessungen uiid -dosierungen iii der kurzen Anlaufzeit nach Inbetriel)-setzung des Gerätes, wenn der Wärmeaustauscher noch nicht arbeitet. Nach dem Gasabscheider erreicht das N113 die Temperaturmeßstrecke am Fühler 9, einem Widerstandsthermometer, und anschließend die Volumen-M'eßeinrichtung 10.The following gas separator 8 prevents incorrect measurements and dosing iii the short start-up time after the unit has been put into operation, if the heat exchanger not yet is working. After the gas separator, the N113 reaches the Temperature measuring section on the sensor 9, a resistance thermometer, and then the volume measuring device 10.

In dieser strömt das NH3 ein in das 4/2 - Wegeventil 11 und drückt im Zylinderraum 12 den Kolben 13 mit der Kolbenstange 15 in den Zylinderraum 14. Das darin befindliche NH wird 3 vom Kolben 13 durch das 4/2-Wegeventil 11 nach außen gedrückt. Hat sich der Kolben 13 in eine Endstellung im Zylinderraum 14 bewegt, so wird das Ventil 11 mit einem Sr)rungwerk 16 von der Kolbenstange umgeschaltet, so daß nunmehr der Zylinder 14 gefüllt und der Zylinder 12 entleert wird, bis die Kolbenstange in der anderen Endstellung am Rückschaltpunkt angekommen ist, bei dem das Ventil 11 wieder in die ursprüngliche Stellung geschaltet wird und der weitere Ablauf sich wiederholend, wie beschrieben, erfolgen kann.In this, the NH3 flows into the 4/2 way valve 11 and presses in the cylinder space 12, the piston 13 with the piston rod 15 in the cylinder space 14. The NH located therein is 3 from the piston 13 through the 4/2-way valve 11 to the outside pressed. If the piston 13 has moved into an end position in the cylinder chamber 14, the valve 11 is switched over by the piston rod with a control mechanism 16, so that now the cylinder 14 is filled and the cylinder 12 is emptied until the Piston rod has arrived in the other end position at the reset point at which the valve 11 is switched back to the original position and the other Repetitive process, as described, can take place.

Die Geschwindigkeit des Kolbens 13 und damit die Volumendurchflußgeschwindigkeit wird abgenommen von dem induktiven Aufnehmer 17, in dem elektrische Impulse durch Zähne le an der Kolbenstange erzeugt werden. Die Impulse werden umgewandelt im Regelverstärker 34 in ein analoges, der Impulsfrequenz proportionales Signal.The speed of the piston 13 and thus the volume flow rate is picked up from the inductive pick-up 17, in which electrical pulses pass through Teeth le are generated on the piston rod. The impulses are converted in the control amplifier 34 into an analog signal proportional to the pulse frequency.

Aus dem Ventil 11 strömt das flüssige Nil3 in eine Baueinheit 19, bestehend aus einem Verteiler, mehreren gemeinsam regelbaren Drosseln und einem FJärmeaustauscher. Die Konstruktion dieser Baueinheit ist in Figur 2 dargestellt. Sie zeigt einen Schnitt durch die im wesentlichen rotationssymmetrische Vorrichtung, die anhand der Strömungsverläufe näher beschrieben wird: Durch die Öffnung 20 tritt das vom Ventil 11 kommende N113 ein iii die zylindrischc Verteilerkammer 21 In dieser ist ciii verstellbarer Kolben 22, der den Querschnitt der ri1igförmig im Zylind ermant el angebrachten Austritt sbohruiig en 23 stetig verengen oder freigeben kann. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wird die die Austrittsquerschnitte verändernde Axia lbewegung des Kolbens erreicht durch Hinein-und Herausschrauben des mit Gewinde versehenen Kolbenansatzes 24 in das Gewindesackloch 25. Die dazu nötige Rotationsbewegung wird erzeugt von einem am Kolbenzapfen 26 angeschlossenen Stellmotor 30 (Fig. 1).The liquid Nil3 flows out of the valve 11 into a structural unit 19, consisting of a distributor, several jointly controllable throttles and one FJ heat exchanger. The construction of this unit is shown in FIG. It shows a section through the essentially rotationally symmetrical device, which is described in more detail with reference to the flow curves: passes through the opening 20 the N113 coming from the valve 11 a iii the cylindrical distribution chamber 21 in this is ciii adjustable piston 22, which has the cross-section of the ring-shaped in the cylinder ermant el mounted outlet drilled holes 23 steadily narrow or can share. In the illustrated embodiment, the exit cross-sections changing axial movement of the piston achieved by screwing in and out of the threaded piston shoulder 24 into the threaded blind hole 25. The to The necessary rotational movement is generated by a connected to the piston pin 26 Servomotor 30 (Fig. 1).

hinter der Drosselstelle erfolgt in den Bohrungen 23 ünd 27 uiid iii den Rohrleitungen 28 eine starke Druckabsenkung aufgrund des weseiitlicii geringer werdenden Strömungswiderstandes in den nachfolgenden Leitungen und Ausbringorganen.behind the throttle point takes place in the bores 23 and 27 uiid iii the pipes 28 a strong pressure drop due to the weseiitlicii less developing flow resistance in the following lines and discharge organs.

Infolgedessen verdampft das Flüssiggas zum großen Teil und erfährt eine starke Temperaturabsenkung. Das entstehende Temperaturgefälle verursacht eine Wärmeübertragung an das entspannte NH3. von dem vom Filter 3 leer durch die Öffnung 5 in den Raum 6 einströmenden weitgehend flüssigen NH3. Der Verteilerrohrträger 29 wirkt als Prallplatte für das einströmende NH3 und bewirkt eine gleichmäßige Verteilung im Raum 6.As a result, the liquefied gas largely evaporates and experiences a sharp drop in temperature. The resulting temperature gradient causes a Heat transfer to the relaxed NH3. from that of the filter 3 empty through the opening 5 largely liquid NH3 flowing into space 6. The distribution pipe support 29 acts as a baffle plate for the inflowing NH3 and causes a uniform flow Distribution in room 6.

Durch die Auslaßöffnung 7 fließt das gekühlte NH3 zum Gasabscheider 8, wie bereits beschrieben.The cooled NH3 flows through the outlet opening 7 to the gas separator 8, as already described.

Das entspannte NH3 strömt schließlich aus den Verteilerrohren 28 durch Schläuche 31 (Fig. 1) uiid die Ausbringorgane 32 in den Boden. Auftretende Strömungswiderstandsänderungen in den Verteilerleitungen und Ausbringorganen haben nur sehr geringen Eiiifluß auf die Verteilung, da sie durchweg klein sind gegen den Strömungswiderstand in den Drosseslstellen.The expanded NH3 finally flows through the distribution pipes 28 Hoses 31 (Fig. 1) uiid the discharge organs 32 in the ground. Occurring flow resistance changes in the distribution lines and discharge organs have only very little egg flow the distribution, since they are consistently small compared to the flow resistance in the Throttling points.

Bei eingetretenen Verstopfungen an den Ausbringorganen baut sich bis zu ihrer Beseitigung der volle, vor den Drosseln herrschende Druck auf Der gesamte Regelkreis sei nun anhand der Fig. 1 beschrieben: Die Führungsgröße W im Regelkreis ist der gewünschte Volumendurchfluß qSoll (dm³/s). Dieser ist abhängig von der Fahrgeschwindigkeit vF (m/s), der Belagsdichte B (kg/ha), der effektiven Breite des Düngegerätes b (m) und der Dichtes(kg/dm3): Die Geschwindigkeit vF wird voll einem bodenradgetriebenen Tachogenerator 33 als elektrische Spannung in den lRegelverstärker 34 eingegeben.If blockages occur in the discharge organs, the full pressure prevailing in front of the throttles builds up until they are removed. The entire control circuit will now be described with reference to FIG. This depends on the driving speed vF (m / s), the surface density B (kg / ha), the effective width of the fertilizer device b (m) and the density (kg / dm3): The speed vF is fed into the control amplifier 34 as an electrical voltage in a tachometer generator 33 driven by the ground wheel.

Da bei Flüssigkeiten die Temperatur mit großer Genauigkeit ein Maß für die Dichte ist, kann der Wert des Widerstandsthermometers t3 umgewandelt werden in ein der Dichte prooptionales Signal, das, wie die Fahrgeschwindigkeit, die I'ührungsgröße beeinflußt.Because with liquids the temperature is a measure with great accuracy for the density, the value of the resistance thermometer t3 can be converted into a signal proportional to the density, which, like the driving speed, is the command variable influenced.

Das Produkt aus der Belagsdichte B und der Düngebreite b, d.h. die Düngemittelgabe bezogen auf die überfahrene Strecke, ist der Sollwert im engeren Sinn. Er wird am Potentiometergeber 35 von Hand eingestellt.The product of the pavement density B and the fertilizer width b, i.e. the Fertilizer application based on the distance traveled is the target value in the narrower sense Sense. It is set manually on the potentiometer transmitter 35.

Die Regelgröße X ist der tatsächliche Durchfluß qist (dm³/s).The controlled variable X is the actual flow rate qist (dm³ / s).

Er wird vom Fühler 17 gemessen als Geschwindigkeit der Kolbenstange des Volumenmeßgerätes und eingegeben in den Regelverstärker. Dort wird die Regelabweichung x = W - X festgestellt und in bekannter Weise dadurch beseitigt, daß der Stellmotor 30 das Stellglied, den Drosselkolben 22, verstellt.It is measured by the sensor 17 as the speed of the piston rod of the volume measuring device and entered into the control amplifier. There is the system deviation x = W - X established and eliminated in a known manner in that the servomotor 30, the actuator, the throttle piston 22, adjusted.

Der Volumendurchfluß wird somit in der Weise geregelt, daß bei Veränderungen der Fahrgeschwindigkeit, der Dichte, des lPörder- oder des Gegendruckes eine Verstellung erfolgt, die die gewünschte Belagsdichte B bei einer bestimmten Dungebreite b im gewünschten Maße konstant hält.The volume flow is thus regulated in such a way that when there are changes the driving speed, the density, the delivery pressure or the counter pressure can be adjusted takes place that the desired pavement density B with a certain manure width b im keeps the desired dimensions constant.

PatentanspriicheClaims

Claims

Patent claims oho :: 1. Method for regulating the dosing of liquids or liquefied gases by means of an adjustable throttle device in particular for agricultural fertilization, -whereby the reference variable- (setpoint of the flow) can be influenced manually and by the driving speed, characterized in that that the flow rate of the liquid or the liquefied as a control variable Gas serves, and this-indirectly is measured as a velocity proportional to it Secondary movement that arises in one of the liquid or the liquefied Gas flowed through volumetric measuring device, which can also be a pump.

2.) Method according to claim 1, characterized in that the reference variable It is also influenced by the temperature of the medium, which is a measure of the density represents.

3.) Method according to claim 1 or 2, characterized in that with the throttling inevitably and at the same time a best division of the entire mass flow is made into several individual partial flows.

4.) Device for performing the method according to one of the preceding Claims d e k h e k e n n n z e i n e t that for throttling and distribution - several openings are made in the outer surface of a cylinder, the at the same time more or less released by an axially adjustable piston will.

5.) Device for performing the method according to claim 1, 2 or 3 characterized gekennzeichneü that the throttling and distributing element of the process according to claim 3 is part of a heat exchanger, in the heat of a to be cooled Liquid gas stream is discharged to the liquid-vapor mixture in the distribution lines behind the throttle-l.

L e r s e i t e