DE2534260C3

DE2534260C3 -

Info

Publication number: DE2534260C3
Application number: DE2534260A
Authority: DE
Inventors: Wolf-Juergen Dr. Becker; Werner Magerkorth
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1975-07-31
Filing date: 1975-07-31
Publication date: 1979-07-19
Also published as: FR2319893A1; DE2534260A1; SE7608560L; BE844691A; NL7608384A; DE2534260B2; US4023709A; JPS5218351A; FR2319893B3

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur diskontinuierlichen Eindosierung einer bestimmten Flüssigkeitsmenge mit einer Dosiereinrichtung, die von der zu analysierenden Flüssigkeit durchströmt wird, wobei der Flüssigkeitszulauf mittels eines Dreiwegeventils entweder über die Dosiereinrichtung und ein nachgeschaltetes Sperrventil oder über eine Nebenschlußleitung mit dem Flüssigkeitsablauf verbindbar ist und wobei ein Programmsteuergerät zur Steuerung der Ventile und der Dosiereinrichtung vorhanden ist.

Bei der automatischen Analyse des Gesamtkohlenstoff-Gehaltes von Flüssigkeiten muß eine definierte Flüssigkeitsmenge in einen Verbrennungsofen injiziert werden.

Ein hierfür geeignetes Einspritzventil ist z. B. in der DE-OS 2261449 beschrieben. Dieses Einspritzventil besteht aus einer Ventilnadel, die bei einer Flüssigkeitseingabe für einen kurzen Zeitraum geöffnet wird. Während dieser Zeit wird eine kleine Probe der unter Druck anstehenden Flüssigkeit in die Verbrennungskammer injiziert und dort pyrolysiert. Der WasserdamDf und die zu Kohlendioxid verbrannten kohlen-

ίο

stoffhaltigen Verbindungen werden dann mittels eines Trägergases in ein Kohlendioxid-Gas-Analysengerät transportiert und quantitativ analysiert.

Zur Erzeugung eines konstanten Druckes am Flüssigkeitseingabeventil wird gemäß DE-OS 2261449 in den Flüssigkeitszulauf zum Einspritzventil eine Pumpe mit Ausgleichvolumen und in den Ablauf ein Druckregler mit Stellventil geschaltet. Auf diese Weise strömt die Flüssigkeit kontinuierlich durch das Ventil, und man erreicht, daß die Zusammensetzung der Probe immer dem aktuellen Zustand entspricht. Dies ist wichtig, um eine möglichst frühzeitige Information über die Änderung der Probenflüssigkeit zu erhalten. Zur Erzeugung eines geeigneten Vordruckes für das Einspritzventil wurden bisher Zahnradpumpen benutzt. Der Druckregler mit Stellventil wirkt als Drosselstelle und hält den Flüssigkeitsüberdruck am Ventil konstant. Das Puffervolumen zwischen Ventil und Pumpe gleicht die von der Pumpe herrührenden Druckstöße aus.

Eine auf dem gleichen Prinzip beruhende Vorrichtung zur Entnahme von Proben aus einer flüssigkeitsdurchströntten Leitung ist in dem US-Patent 3 282113 beschrieben.

Hierbei wird in einem By-pass mittels einer Pumpe eine Strömung aufrechterhalten. In der By-pass-Leitung befindet sich ein Dreiwegeventil, dessen Ausgänge einerseits mit der Hauptleitung und andererseits mit einem Probenbehälter verbunden werden können (s. Fig. 2). Das elektromagnetisch betätigte Dreiwegeventil wird von einem Programmsteuergerät entsprechend dem Probennahmezyklus geschaltet.

Die oben beschriebene Dosierung hat folgende Nachteile:

Das zudosierte Volumen ist abhängig von dem Druck, unter dem die Probenflüssigkeit im Ventil ansteht. Es ist also erforderlich, den Druck der Probenflüssigkeit sehr konstant zu halten. Diese Forderung kann nicht immer erfüllt werden. Es hat sich gezeigt, daß selbst bei einem dazwischengeschalteten Puffervolumen immer noch kleine Druckstöße von der Pumpe he; durchschlagen, was die Dosiergenauigkeit beeinträchtigt. Weiterhin ist es sehr aufwendig und schwierig, bei einer strömenden Flüssigkeit mit Hilfe einer Messung und Regelung des Druckes den Flüssigkeitsdruck an einem Dosierventil konstant zu halten. Hierzu ist in jedem Falle eine sehr teure und aufwendige Pumpe erforderlich. Es wäre wünschenswert, einfachere handelsübliche Förderpumpen einzusetzen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bekannte Dosiervorrichtung so zu verbessern, daß eine hochkonstante und reproduzierbare Dosierrate gewährleistet ist. Dieses Ziel soll mit möglichst geringern apparativem Aufwand erreicht werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Von wesentlicher Bedeutung ist dabei, daß ein konstanter Flüssigkeitsdruck nur kurzzeitig während des Dosierzeitpunktes am Dosierventil anliegt und daß die Druckregelung der Flüssigkeit auf die Druckregelung eines Gases (Luft) zurückgeführt wird.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß ein sehr konstanter, gut reproduzierbarer Flüssigkeitsdruck am Dosierventil erzeugt wird und daß die Fördereinrichtung für die zu dosierende Flüssigkeit keinen Einfluß auf die Dosier-

rate hat. Die pulsierende Förderung handelsüblicher Pumpen stört den Dosiervorgang nicht mehr. Als Förderpumpen können einfache Pumpen, wie z. B. Schlauchpumpe, Membranpumpe, Zentrifugalpumpe verwendet werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Figur zeigt ein Blockschaltbild der Vorrichtung zur Erzeugung eines konstanten Flüssigkeitsdruckes am Dosierventil.

Die Probenflüssigkeit wird in der Zeit, während der nicht dosiert werden soll, vom Zulauf 1 mit Hilfe der Pumpe 2 über ein Dreiwegeventil 3 durch das Dosierventil 4 und dann über das Zweiwegesperrventil 5 gefördert. Danach wird die Probenflüssigkeit in einem Ablauf 6 verworfen. Soll nun eine Probe in das Analyser.gerät 7 dosiert werden, so wird der Flüssigkeitsstrom durch das Dosierventil 4 vorübergei-jend unterbrochen und abgeschlossen. Das Dreiwegeventil 3 schaltet zu diesem Zweck um und die Probenflüssigkeit fließt über die Nebenanschlußleitung 8 direkt in den Ablauf 6. Die Zuführung zum Dreiwegeventil 3 muß gegenüber dem Dosierventil 4 dicht abschließen. Gleichzeitig wird das Sperrventil 5 geschlossen und mit Hilfe der Druckluftquelle 9 über eine zwischen dem Dreiwegeventil 3 und dem Dosierventil 4 angeschlossene Stichleitung ein konstanter Vordruck auf das Dosierventil 4 gegeben. Dadurch wird erreicht, daß während des Dosiervorganges die im Dosierventil 4 eingeschlossene Flüssigkeitsmenge unter dem konstanten Vordruck der Druckluftquelle 9 steht. Die Druckluftquelle 9 besteht hier aus einem Druckregler 10 mit einem Stellventil 11, der an ein betriebsinternes Preßluftnetz angeschlossen ist. Der Gasdruckregler 10 ist ein handelsübliches Bauelement Er erzeugt bei schwankendem Eingangsdruck einen hochkonstanten Ausgangsdruck. Der Ausgangsdruck selbst

wird mit dem Stellventil 11 eingestellt. Das Zuschalten der Druckluftquelle 9 erfolgt durch das Sperrventil 12. In die Anschlußleitung sind ferner ein Manometer 13 zur Kontrolle des Ausgangsdruckes und ein Rückschlagventil 14 eingebaut. Das Rückschlagventil 14 soll verhindern, daß Probenflüssigkeit in die Druckluftleitung gelangt. Es kann entfallen, wenn sichergestellt ist, daß das Sperrventil 12 nicht undicht ist bzw. entlüftet werden kann.

Nach der Dosierung einer Flüssigkeitsprobe mit

dem Dosierventil 4 schalten die drei Sperrventile 3, 5 und 12 in ihre Ausgangslage zurück. Dadurch wird der Luftdruck abgeschaltet und die Probenflüssigkeit strömt wieder durch das Dosierventil 4 zum Ablauf 6. Die Unterbrechung des Flüssigkeitsstromes durch das Dosierventil 4 hindurch ist damit wieder aufgehoben.

Das Dreiwegeventil 3, Dosierventil 4, Sperrventil 5 im Dosierventilabfluß und das Sperrventil 12 in der Druckluftleitung sind Magnetventile, die elek trisch betätigt werden. Sie werden von dem Pro grammsteuergerät 15 entsprechend der oben beschriebenen Reihenfolge des Dosiervorganges geschaltet.

Es ist selbstverständlich, daß anstelle von Luft zur

J» Erzeugung eines konstanten Vordruckes am Dosierventil auch ein anderes Gas, ζ. Β. Stickstoff, verwendet werden kann. Zu diesem Zweck brauchte nur eine Stickstoffbombe an den Druckregler 10 angeschlossen zu werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anordnung zur diskontinuierlichen Eindosierung einer bestimmten Flüssigkeitsmenge mit einer Dosiereinrichtung, die von der zu analysierenden Flüssigkeit durchströmt wird, wobei der Flüssigkeitszulauf mittels eines Dreiwegeventils entweder über die Dosiereinrichtung und ein nachgeschaltetes Sperrventil oder über eine Nebenschlußleitung mit dem Flüssigkeitsablauf verbindbar ist und wobei ein Programmsteuergerät zur Steuerung der Ventile und der Dosiereinrichtungvorhandenist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Eindosieren einer konstanten Flüssigkeitsmenge in ein Analysengerät

a) die Dosiereinrichtung aus einem Dosierventil

(4) gebildet ist,

b) daß zwischen dem Dreiwegeventil (3) und dem Dosierventil (4) oder zwischen dem Sperrventil (5) und dem Dosierventil (4) eine Druckluftquelle (9) zur Erzeugung eines konstanten Luftdruckes angeschlossen ist,

c) und daß Dosierventil (4), Sperrventil (5), Dreiwegeventil (3) und Druckluftquelle (9) mit einem Programmsteuergerät (15) in Wirkverbindung stehen, das bei einem Dosiervorgang den Flüssigkeitsstrom durch das Dosierventil (4) durch Schließen des Sperrventils (5) und Umschaltung des Zulaufs (1) auf die Nebenschlußleitung (8) vorübergehend unterbricht und gleichzeitig die Druckluft quelle (9) an das Dosierventil (4) schaltet, so daß die am Dosierventil eingeschlossene Flüssigkeitsmenge während des Dosiervorgangs unter konstantem Druck steht, wonach die Druckluftquelle (9) abgeschaltet und die Unterbrechung des Flüssigkeitsstroms am Dosierventil durch öffnen des Sperrventils

(5) und Schließen der Nebenschlußleitung (8) wieder aufgehoben wird.