DE2453512B2 - Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein Fluid - Google Patents
Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein FluidInfo
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Description
65
in CiH ΐΠ εΐΠ€Γ
Hauptleitung strömendes Fluid, insbesondere von gelösten Chemikalien in Brauch- oder Trinkwasser, mit
einem in der Hauptleitung angeordneten, ein Druckgefäß erzeugenden Stauorgan, das gegen Federkraft
versctiiebbar ist, mit einem Dosiergefäß, daus dem das Dosiermedium unter Wirkung des Druckgefälles über
eine Dosierleitung in das Fluid gefördert wird, wobei die Dosierleitung an eine von der Hauptleitung abgezweigte und mit einer Drossel versehene Teilstromleitung
angeschlossen ist
Vorrichtungen dieser Gattung dienen dazu, einem Fluid, insbesondere Brauch- oder Trinkwasser, das in
wechselnder Menge eine Hauptleitung durchströmt, in vorbestimmtem Anteil ein Dosiermedium zuzusetzen.
Dabei wird üblicherweise angestrebt, daß unabhängig von der Strömungsintensität des Fluids die Dosierung,
d. h. das Mengenverhältnis von Dosiermedium zu Fluid,
ihren vorbestimmten Wert möglichst genau beibehält Gattungsgemäße Vorrichtungen arbeiten grundsätzlich
so, daß durch das Stauorgan ein Druckgefälle in der Hauptleitung erzeugt wird, wobei das Dosiergefäß über
die Dosierleitung mit der Ober- und mit der Unterdmckseite in Verbindung steht Liegt das Dosiermedium in fester Form vor, so wird das Fluid durch eine
im Dosiergefäß angeordnete Packung des Dosiermediums hindurchgeleitet und mit gelösten Feststoffen
wieder in dte Hauptleitung eingeleitet In flüssiger oder
gasförmiger Form bereitgestellte Dosiermedien werden üblicherweise in einem im Dosiergefäß angeordneten
flexiblen Beutel untergebracht, der durch den oberhalb
des Stauorgans herrschenden Überdruck unter Abgabe des Dosiermediums auf der Unterdmckseite komprimiert wird. In jedem Fall wird das Dosiermedium unter
Wirkung des Druckgefälles in das Fluid gefördert Da ohne besondere Maßnahme mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit auch das Druckgefälle rasch
abnimmt wird bei gattungsgemäßen Vorrichtungen das Stauorgan gegen Federkraft verschiebbar angeordnet,
so daß sein Strömungswiderstand mit abnehmender Strömungsgeschwindigkeit zunimmt
Bekannte Dosiervorrichtungen lassen sich im wesentlichen in zwei Gruppen unterteilen. Bei einer Ausführungsform anderer als der eingangs beschriebenen
Gattung (vgl. DE-PS 6 41986) mündet die vom Dosiergefäß kommende Dosierleitung direkt in die
Hauptleitung ein. Zur Verbesserung der Dosiergenauigkeit wird mit einem Regelorgan in Form einer
Düsennadel, die mit dem Stauorgan verbunden ist, der Querschnitt der Dosierleitung hinter der Dosiervorrichtung unmittelbar am Auslaß in die Hauptleitung
gesteuert. Die Regelnadel müßte bei dieser Anordnung bei kleinen Dosiermengen von wenigen mg/1 sehr lang
sein und dürfte eine nur sehr geringe Steigung aufweisen. Abgesehen von dem notwendigerweise sehr
großen Hub einer solchen Regelnadel, der in Dosiervorrichtungen schon aus Platzgründen nicht zu beherrschen
ist, lassen sich solche Regelnadeln mit so geringer Steigung und unter Umständen balliger Kontur
fertigungstechnisch nicht mehr realisieren.
Bei bekannten Dosiervorrichtungen der eingangs beschriebenen Gattung (vgl. DE-OS 15 42 294) ist die
vom Dosiergefäß kommende Dosierleitung nicht unmittelbar an die Hauptleitung sondern an eine von
dieser abgezweigten Teilstromleitung angeschlossen, in der ein Drosselorgan in Form einer Blende angeordnet
ist. Dabei wird davon ausgegangen, daß das durch das Stauorgan in der Hauptleitung erzeugte Druckgefälle
proportional in der Teilstromleitung vorliegt, so daß
theoretisch eine stetige Proportionalregelung gegeben wäre. In der Praxis zeigt sich dabei aber, daß eine
genaue Dosierung auch bei kleinen Durchflußmengen nicht erreicht wird. Befindet das Stauorgan sich bei
geringen Durchflußmengen noch in seiner Ruhelage, so erfolgt in der Teilstromleitung bereits eine Dosierung,
ohne daß in der Hauptleitung eine Strömung besteht Infolgedessen kommt es im Bereich kleiner Durchfloßmengen
zu einer starken Oberdosierung. Überdies ergibt sich Ober den gesamten Stellbereich des
Stauorgaas eine nicht lineare Abhängigkeit, da in der Hauptleitung ein veränderlicher Querschnitt, in der
Teilstromleitung dagegen ein konstanter Querschnitt vorliegt Dies alles hat zur Folge, daß die Dosierung sich
nur unzureichend kontrollieren und reproduzieren läßt und daß bei kleinen Durchflußmengen eine genaue
Dosierung völlig unmöglich ist
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Gattung so
weiterzubilden, daß eine eindeutige und reproduziert»-
re Dosierung insbesondere bei kleinen Dosiermengen erreicht wird. Dabei wird in den meisten Fällen
angestrebt, im gesamten Arbeitsbereich Proportionalität zwischen Fluid und Dosiermedium, also eine
konstante Dosierung einzuhalten. Grundsätzlich ist es 2s aber auch möglich, daß mit Rücksicht auf den
Chemismus, der durch die Dosierung eingeleitet werden soll, die vorbestimmte Dosierung von der Menge des
Fluids abhängt.
Diese Aufgabe wird bei einer Dosiervorrichtung d?r
eingangs beschriebenen Gattung durch die Vereinigung der kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst
Es beeinflußt somit die Regelnadel den Durchsatz sowohl in der Teilstromleitung als auch in der
Dosierleitung, und zwar aufgrund der Verbindung mit dem Stauorgan entsprechend dessen momentaner
Stellung nach Maßgabe der Strömungsverhältnisse in der Hauptleitung. Damit wird die Zugabe des
Dosiermediums in die Hauptleitung nicht unmittelbar sondern über einen von der Hauptleitung abgezweigten
und das Dosiermedium aufnehmenden Teilstrom gesteuert. Dies hat zur Folge, daß eine Fluidströmung
unter allen Umständen und selbst bei kleinsten Durchsatzmengen gleichzeitig in Haupt- und Teilstromleitung
besteht, wodurch eine außerordentlich genaue reproduzierbare und unkritische Einstellung der Zugabe
des Dosiermediums selbst bei kleinsten Durchsatzmengen erreicht wird.
Praktische Versuche haben gezeigt, daß mit einer in dieser Weise aufgebauten Dosiervorrichtung eine
stetige und praktisch lineare Abhängigkeit zwischen Haupt- und Dosierstrom bis zu kleinsten Durchsatzmengen
erreicht werden kann. Die im wesentlichen parabolische Außenkontur des Diffusors läßt sich
aufgrund der gegenüber einer Nadel erheblich kürzeren Länge ohne weiteres herstellen. Als Stauorgan ist eine
in Richtung der Strömungsachse verschiebbare Blende vorgesehen, die vorteilhafterweise umfangsseitig von
einer an der Hauptleitung festgelegten Ringmembran geführt ist. Die Blende bewirkt eine ihrem freien ω
Querschnitt verhältnisgleiche Änderung des Mündungsquerschnittes, so daß der freie Querschnitt der Blende
bei gegebenem Differenzdruck vor und hinter der Blende die Teilstrommenge so festsetzt, daß an der
Drosselstelle in der Teilstromleitung eine stetige und lineare Funktion gegeben ist. Die bewegliche Blende
bringt gegenüber bekannten Stauscheiben den Vorteil, daß wesentlich geringere Turbulenzen auftreten, die bei
der Formgebung des Diffusors berücksichtigt werden müßten. Vor und hinter der Blende herrscht ein im
wesentlichen statischer Druck.
Vorzugsweise ist die Drossel der Teilstromleitung als
Düse ausgebildet, in der die Dosierleitung mündet Die Regelnadel ist vorteilhafterweise exakt kegelförmig
ausgebildet und ragt in die Austrittöffnung der Teilstromleitung hinein, wobei der Diffusor eine sich in
Strömungsrichtung derart verjüngende Außenkontur aufweist, daß in Verbindung mit der Kegelkontur der
Regelnadel die Dosiermenge der Durchflußmenge in der Hauptleitung direkt proportional ist Die exakt
kegelförmige Kontur der Regelnadel läßt sich dabei ohne weiteres herstellen, zumal sie wegen der im
Teilstrom verhältnismäßig großen Durchflußmenge eine ohne weiteres realisierbare Steigung aufweisen
kann.
Es empfiehlt sich weiter, in der vom Dosiergefäß zu der in der Teilstromleitung vorgesehenen Düse
führenden Dosierleitung eine regelbare Drosselstelle anzuordnen. Dabei kann zusätzlich die Außenkontur des
Diffusors an den im Dosierbereich auftretenden Druckverlust der Drosselstelle angepaßt werden. An
dieser regelbaren Drosselstelle kann einerseits die absolute Dosiermenge, beispielsweise in mg/1 eingestellt,
andererseits aber auch das Gerät an unterschiedliche Viskositäten des Dosiermediums, beispielsweise an
unterschiedliche Konzentrationen angepaßt werden. Der Druckverlust der Strömung an der Drosselstelle
wird durch die Außenkontur des Diffusors exakt kompensiert und zwar über den gesamten Dosierbereich.
Die über die Drosselstelle zu dosierende Flüssigkeit steht also immer im gleichen Verhältnis zum
Hauptstrom.
Nachstehend ist die Erfindung anhand einer in der Zeichnung im Querschnitt dargestellten Ausführungsform beschrieben.
Das Gerät weist eine Hauptleitung 1 auf, die von dem Fluid in Richtung der Pfeile 2 durchströmt wird. Die
Hauptleitung 1 weist einen Zulaufstutzen 3 und einen Ablaufstutzen 4 auf, mittels der das Gerät an ein Rohroder
Schlauchnetz angeschlossen wird. Mit der Hauptleitung 1 ist ein Behälter 5 verbunden, in dem ein das
Dosiermedium enthaltendes Gefäß, z. B. ein elastischer Beutel 6 eingehängt ist, der beim wiedergegebenen
Ausführungsbeispiel über einen Flansch 7 an die Hauptleitung 1 angeschraubt ist. In dieser, und zwar in
der Strömungsachse ist eine Teilstromleitung 8 angeordnet, an deren Einlauf 9 ein Sieb 10 befestigt ist und
deren Auslaß als Diffusor 11 ausgebildet ist. Der in der
Teilstromleitung 8 vorhandene Kanal ist im mittleren Bereich zu einer Düse 12 verengt, in weiche eine
Dosierleitung 13 aus dem Dosiergefäß 6 einmündet. In der Dosierleitung 13 ist eine Drosselstelle 14 vorgesehen,
deren Querschnitt vorzugsweise regelbar ist. Die zur Änderung des Querschnitts dienende Vorrichtung
kann herkömmlicher Art sein, so daß aus Übtrsichtlichkeitsgründen auf ihre Darstellung verzichtet worden ist.
Ferner sitzt in der Dosierleitung 13 ein Rückschlagventil 15.
In der Hauptleitung 1 ist im Bereich des Diffusors 11 ein Stauorgan in Form einer Blende 16 angeordnet, die
umfangsseitig von einer Ringmembran 17 geführt ist, so daß sie axial verstellbar ist. Die Blende 16 ist
stromabwärts von einer Feder 18 belastet. Ferner weist sie einen Bügel 19 auf, an dem eine Regelnadel 20
angeordnet und mittels einer Feder 21 gegen Verdrehen gesichert ist. Die Regelr.ade! 20 ragt in die vom Diffusor
11 umgebene Austrittsöffnung der Teilstromleitung hinein. Eine Bewegung der Blende 16 überträgt sich
über den Bügel 19 auf die exakt kegelförmige Regelnadel 20, wodurch der Mündungsquerschnitt 22
der Teilstromleitung 8 variiert wird.
Die Öffnung 23 der Blende 16 umgibt den Diffusor 11 an einer Außenseite 24. Die Außenseite 24 des Diffusors
11 weist eine etwa parabolische Außenkontur auf, die dem Druckverlust, insbesondere in der Drossel 14
Rechnung trägt. ι ο
Bei Betrieb des Gerätes stellt sich aufgrund der als
Stauorgan wirkenden Blende 16 stromaufwärts derselben ein Überdruck ein, während stromabwärts der
Blende ein Unterdruck herrscht. Der Überdruck herrscht weiterhin auf der Außenseite des Beutels 6. is
Dieses Druckgefälle liegt ferner vor und hinter der Düse
12 in der Teilstromleitung 8 vor. Bei Änderung der Durchflußmenge in der Fluid-Leitung 1 nimmt die
Blende 16 eine andere Stellung ein. Mit der Blende 16 bewegt sich auch die Regelnadel 20, so daß einer
Änderung des freien Querschnitts 23 eine proportionale Änderung des Querschnitts 22 entspricht. Diese
Proportionalität bleibt über den gesamten Verstellbereich der Blende 16 erhalten.
Durch die Anordnung der Teilstromleitung 8 in der Strömungsachse des Hauptstroms wird das vorgemischte
Dosiermedium auch in der Achse eingegeben, wodurch eine schnelle und gute Durchmischung
gewährleistet ist, was bei den bekannten Geräten, bei denen der Teilstrom als Bypaß ausgeführt ist, nicht der
Fall ist. Dies ist insbesondere in der Wasseraufbereitung beim Impfen mit Polyphosphaten von Bedeutung, da
sich diese nur sehr schlecht in Wasser lösen. Durch die Zugabe in der Strömungsachse findet eine sehr schnelle
Durchmischung statt, so daß die gemischte Konzentration schon unmittelbar hinter der Impfstelle gleichmäßig
vorliegt.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein in einer Hauptleitung
strömendes Fluid, insbesondere von gelösten Chemi-Italien in Brauch- oder Trinkwasser, mit einem in der
Hauptleitung angeordneten, ein Druckgefälle erzeugenden Stauorgan, das gegen Federkraft verschiebbar ist, mit einem Dosiergefäß, aus dem das
Dosiermedium unter Wirkung des Druckgefälles Ober eine Dosierleitung in das Fluid gefördert wird,
wobei die Dosierleitung an eine von der Hauptleitung abgezweigte und mit einer Drossel versehene
Teilstromleitung angeschlossen ist, gekennzeichnet durch die Vereinigung der Merkmale, ι s
daß der freie Querschnitt der Teilstromleitung (8) durch eine Regelnadel (20) steuerbar ist, die in den
Ausiäß der Teilstromleitung (8) hineinragt und mit dem Stauorgan (16) verbunden ist, daß die
Teilstromleitung (8) in der Strömungsachse der Hauptleitung (1) angeordnet ist und daß das
Stauorgan als axial verschiebbare Blende (16) ausgebildet ist und mit einer öffnung (23) einen am
Austrittsende (22) der Teilstromleitung (8) vorgesehenen Diffusor (11) umgibt.
2. Dosiergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drossel als Düse (12), ausgebildet
ist, in der die Dosierleitung (14) mündet
3. Dosiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regelnadel (20) exakt
kegelförmig ausgebildet ist und in die Austrittsöffnung (22) der Teilstromleitung (8) hineinragt, und
daß der Diffusor (11) eine sich in Strömungsrichtung
derart verjüngende Außenkontur (24) aufweist, daß
in Verbindung mit der Kegelkontur der Regelnadel
(20) die Dosiermenge der Durchflußmenge in der Hauptleitung (1) direkt proportional ist
4. Dosiergerät nach einem de. Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß in der Dosierleitung (13) eine regelbare Drosselstelle (14) angeordnet ist.
5. Dosiergerät nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (24) des
Diffusors (11) zusätzlich an den im Dosierbereich auftretenden Druckverlust der Drosselstelle (19)
angepaßt ist
6. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenkontur (24)
des Diffusors (11) etwa parabolisch ist.
7. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (16)
umfangsseitig von einer an der Hauptleitung (1) festgelegten Ringmembran (17) geführt ist.
8. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (16)
stromabwärts einen die Regelnadel (20) tragenden Bügel (19) aufweist.
9. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichne·, daß in der Dosierleitung
(13) vor der Düse (12) ein Rückschlagventil (15) angeordnet ist.
10. Dosiergerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilstromleitung
(8) vor ihrem Einlaß (9) ein Sieb (10) aufweist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742453512 DE2453512C3 (de) | 1974-11-12 | 1974-11-12 | Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein Fluid |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742453512 DE2453512C3 (de) | 1974-11-12 | 1974-11-12 | Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein Fluid |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2453512A1 DE2453512A1 (de) | 1976-09-23 |
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Family
ID=5930584
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742453512 Expired DE2453512C3 (de) | 1974-11-12 | 1974-11-12 | Dosiervorrichtung zum Dosieren von Flüssigkeiten oder Gasen in ein Fluid |
Country Status (1)
Country | Link |
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Families Citing this family (3)
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US4418869A (en) * | 1979-09-24 | 1983-12-06 | Healy James W | Hose mounted fluid mixing sprayer |
US4846220A (en) * | 1984-06-04 | 1989-07-11 | Animedics, Inc. | Medicator with readily changeable orifice size |
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-
1974
- 1974-11-12 DE DE19742453512 patent/DE2453512C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2453512A1 (de) | 1976-09-23 |
DE2453512C3 (de) | 1979-12-06 |
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Legal Events
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