DE2602867A1

DE2602867A1 - Verfahren und vorrichtung zum automatischen dosieren von fluessigkeitsmengen

Info

Publication number: DE2602867A1
Application number: DE19762602867
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Niehaus
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-01-27
Filing date: 1976-01-27
Publication date: 1977-07-28

Description

Verfahren und Vorrichtung zum automa-
tischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen.
Die Erfindung betrifft- ein Verfahren und eine Vorrichtung zum automatischen Dosieren von vorgegebenen Flüssigkeitsmengen.
In Getränkeausgabeautomaten werden, wenn es sich nicht um verpackte Ware handelt, Flüssigkeitsmengendosierungen benötigt.
Es sind Dosiervorrichtungen in den verschiedensten Ausführungsformen bekannt. Die bekannteste und am meisten vertretene Methode besteht darin, daß die Flüssigkeiten direkt gemessen werden.
Es werden entweder in den Meßstrom eingeschaltete Dosiergefäße, Dosierpumpen oder Dosierblenden hei einem entsprechenden Förderdruck eingesetzt. Die Meßeinrichtungen stehen somit in unmittelbarem Kontakt mit den zu dosierenden Flüssigkeiten. Praktisch alle Flüssigkeiten für Getränkeautomaten sind leicht verderblich. Aus diesem Grunde müssen die Dosiereinrichtungen ebenso wie die Vorratsbehälter gekiihlt und auch in bestimmten Zeiträumen gereinigt werden. Eine Wartung ist deshalb nur durch Fachpersonal möglich; der Aufwand ist entsprechend hoch.
Des weiteren sind Dosiervorrichtungen bekannt, die mit einer indirekten Meßmethode arbeiten. Hier wird die durch das Austreten der Flüssigkeit hervorgerufene Unterdruckbildung durch eine Meßmembran gemessen. Dieses Meßverfahren benötigt einen mechanischen Aufbau, der ein stabiles Ausgabegefäß bzw. eine Druckkammer sowie eine membran voraussetzt, deren Hohlrauminhalt größer als die bzw. gleich der auszugebenden Flüssigkeitsmenge ist. Diese Membran kann somit nur in einem bestimnten Volumenverhältnis reguliert werden. Größere zieigen bedürfen stets einer irechanischen Änderung. reiner muß die Membran sehr leicht sein, um den Unterdruck hering zu halten. Das bedeutet aber andererseits Wartezeiten zum Rücksenken der Membran zwischen den einzelnen Ausgabeimpulsen. Ferner muß ein sehr exakt arbeitendes Luftabschlußventil verwandt werden.
Auch hierbei ist zur Wartung Fachpersonal erforderlich.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Service-Aufwand für Fachpersonal für die Beschickung von Getränkeautomaten zu vermeiden, das Reinigungsproblem auf ein tiinimum abzusenken und eine wartungsfreie Dosiervorrichtung zu schaffen, die sich elektronisch auf praktisch beliebige mengen einstellen läßt, wobei durch die elektronische Vorwahl sowohl die Programmie-,rung als auch die Auslösung ungebunden an die Ausgabeeinheit sind.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemaß der Erfindung ein Verfahren zum automatischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen vorgeschlagen, nach dem das Auslaßventil des die zu dosierende Flüssigkeit aufnehmenden Raumes mit einer düsenartigen Offnung mit vorgegebenem Querschnitt zum Einleiten von Luft in -den Raum zwecks Druckausgleich über die in ein elektrisches Signal umgewandelte Geschwindigkeit des aus der düsenartigen Öffnung aus- und in den Raum strömenden Luftstromes gesteuert wird.
Des weiteren sieht das Verfahren vor, daß die Geschwindigkeit des durch die düsenartige Öffnung austretenden Luftstromes in einen proportional analogen Gleichstrom umgesetzt und mit diesem ein verlustarmer Kondensator bekannter Größe mit einem linear proportional zur ausfließenden Flüssigkeitsmenge stehenden Spannungsanstieg gespeist wird.
Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen unter Verwendung eines die zu dosierende Flüssigkeit aufnehmenden Behälters mit einem bodenseitigen Flüssigkeitsablaufstutzen mit einem-Auslaßventil, die in der Weise ausgebildet ist, daß die Abdeckung des Behälters mit einer düsenartigen Luftdurchströmöffnung mit vorgegehenem Querschnitt versehen ist, in deren Durchströmungsbereich ein NTC-Widerstand eines NTC-Anemometers angeordnet ist, das mit dem als elektrisches Steuerventil ausgebildeten Auslaßventil verbunden ist.
Aufgrund der erfindungsgemäßen ausbildung der Vorrichtung mit einem Flüssigkeitsbehälter für die zu dosierende Flüssigkeit mit einem Auslaßventil, wobei der Flüssigkeitsbehälter durch eine obere Abdeckung gegen Verschmutzung geschützt ist, und mit einer in der Abdeckung vorgesehenen Luftansaugöffnung von bekanntem Querschnitt, ist die Möglichkeit gegeben, die durch die Luftansaugöffnung nachströende Luft in Form ihrer Windgeschwindigkeit pro Zeiteinheit zu messen. Hierbei wird die Windgeschwindigkeit in ein entsprechendes elektrisches Signal umgesetzt, beispielsweise mittels eines iTC-Anemometers, Vorteilhaft ist dabei die Verwendung einer Umsetzvorrichtung, die die Windgeschwindigkeit in einen proportional analogen Gleichstrom umsetzt.
Wird mit diesem Gleichstrom ein verlustarmer Kondensator bekannter Größe gespeist, so entspricht die jeweilige Ladespannung einer bis dahin ausgeflossenen Flüssigkeitsmenge. Der Spannungsanstieg am Kondensator ist damit linear proportional zur ausgegebenen Flüssigkeitsmenge. ei Erreichen einer vorgegebenen Spannung am Kondensator kann damit der Ausqabeprozeß definiert gestoppt werden. Elektronisch ist es ohne weiteres möglich, die Windgeschwindigkeit in beliehige Stronverhältnisse umzusetzen bzw. die Vergleichsspannung zu variieren.
Damit sind große und kleine unterschiedliche Dosiermengen vorauszubestimmen. Der Öffnungsquerschnitt des Auslaßventils ist steuerbar über die Umsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in einen Gleichstrom, der einen bestimmten Spannungsabfall an einem Meßwiderstand hervorruft. Änderungen der Strömungsgeschwindigkeiten bedingen somit Änderungen der Gleichspannung am Meßwiderstand und können erfindungsgemäß über einen Nachführregler auf ein konstantes Maß zurückgeführt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung eignen sich jedoch auch für die Dosierung von großen Flüssigkeitsmengen. Es wird dann ein verhältnisgleicher Strom in an sich bekannter Weise durch einen Amperestundenzähler gemessen.
Dieser Amperestundenzahler kann gleichfalls mit Vorgabekontakten das thschalten bei bestimmten tiengen hewerkstelligen.
Es lassen sich auch beide Auswertungen in Serie schalten.
Dadurch wird es möglich, Einzeldosierungen vorzunehmen, die von Ausgabeimpuls zu Ausgabeimpuls variiert werden können und mit dem Zähler addiert werden. Der Benutzer der Vorrichtung hat somit einen überblick über die jeweils ausgeflossene Gesamtmenge. Diese "Iglichkeit ist vorgesehen beispielsweise für Fernüberwachungen von größeren Ausgabeanlagen. Machfüllpersonal kann daher immer rechtzeitig an die entsprechend frequentierten Certite geschickt werden, ohne daß durch Leersperre Automaten vorübergehend außer Betrieb gesetzt werden.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgeraäß ausgebildeten Vorrichtung zum automatischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 die Dosiervorrichtung,teils in Ansicht, teils in einem senkrechten Schnitt und Fig. 2 ein Schaltschema zum Betrieb der Vorrichtung.
Die erfindungsgemäß ausgebildete Dosiervorrichtung besteht aus einem die dosierende Flüssigkeit F aufnehmenden obenseitig offen ausgebildeten Behalter lo mit einem vorzugsweise bodenseitig angeordneten Ablaufstutzen 11, der ein Auslaßventil 12 trägt, das als elektromagnetisches Steuerventil ausgebildet sein kannw (Fig. 1).
In der oberen mit 15 bezeichneten Behälterabdeckung ist ein Einlaßstutzen 21 mit einer düsenartigen Öffnung 20 vorgesehen, durch die die Luft in Pfeilrichtung X zum Druckausgleich in den Raum oberhalb der Flüssigkeit F in den Behälter lo strömen kann.
Der Querschnitt der Öffnung 20 ist vorgegeben; er erfordert bei Normalbetätigung nur eine geringe Gtrömungsgeschwindigkeit zum Druckausgleich.
Im Luftdurchströmungsbereich ist in der düsenartigen Öffnung 2-o ein mit 30 bezeichneter in an sich bekannter Weise ausgebildeter NTC-Widerstand angeordnet, der über ein Anemometer 40 mit dem Auslaßventil 12 verbunden ist.
Anemometer sind bekannt. Ihre Arbeitsweise beruht darauf, daß die Abkühlung eines elektrisch aufgeheizten NTC-Widerstandes in einem gasförmigen oder flüssigen Medium eine Funktion der Wärmekapazität, der Temperatur und der Strömungsgeschwindigkeit des Mediums ist. Nach dem Eliminieren des Einflusses der Mediumtemperatur und dem Kalibrieren des Gerätes kann die Spannungsänderung am NTC-Widerstand oder auch die Stromänderung als alleinige Meßgröße für die Strömungsgeschwindigkeit verwendet werden.
Zur Sicherung der oberen Öffnung des Einlaßstutzens 21 des Behälters lo gegen Verschmutzung ist der Einlaßstutzen 21 mit einer Abdeckung 18 versehen, die in einem Abstand von der oberen Öffnung des Einlaßstutzens 21 angeordnet ist, so daß die Luft in den Behälterinnenraum einströmen kann.
Die Schaltungsanordnung für den NTC-Widerstand geht aus Fig. 2 hervor. In der Schaltung ist mit 50 ein Stromgenerator mit konstantem Strom, mit K ein Kondensator, mit Ru der NTC-Widerstand und mit R2 ein Vergleichswidergtand bezeichnet.
In dem Fall, in dem der öffnungsquerschnitt des Auslaßventils 12 über die Umsetzung der Strömungsgeschwindigkeit in einen Gleichstrom erfolgt, der einen bestimmten Spannungsabfall an einem Meßwiderstand hervorruft, ist der Kondensator K in der Schaltung gemäß Fig. 2 durch einen Meßwiderstand zu ersetzen.
- Patentansprüche -

Claims

PATFNTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zum automatischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaßventil des die zu dosierende Flüssigkeit aufnehmenden Raumes mit einer düsenartigen oeffnung mit vorgegebenem Querschnitt zum Finleiten von Luft in den Pvaum zwecks Druckausgleich über die in ein elektrisches Signal umgewandelte Geschwindigkeit des aus der düsenartigen öffnung ausströmenden Luftstromes gesteuert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des durch die düsenartige öffnung austretenden Luft stromes in einen proportional analogen Gleichstrom umgesetzt und mit diesem ein verlustarmor Kondensator bekannter Größe mit einem linear proportional zur ausfließenden Flüssigkeitsmenge stehenden Spannungranstieg gespeist wird.
3. Vorfahren' nach Anspruch 1, dadurch gekenngeichnet, daß die Querschnittsöffnung des Auslaßventils über die Umsetzung der Strömungsgeschwindigkeit der in den Raum einströmenden Luft in einen bestimmten an einem Meßwiderstand hervorrufenden Spannungsabfall gesteuert wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Dosieren von Flüssigkeitsmengen unter Verwendung eines die zu dosierende Flüssigkeit aufnehmenden Behälters mit einem bodenseitigen Flüssigkeitsablaufstutzen mit einem Auslaßventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Abdeckung (15) des Behälters (lo) mit einer düsenartigen Luftdurchströmöffnung (20) mit vorgegebenem Querschnitt.versehen ist, in deren Durchströmungsbereich ein NTC«Widerstand (30) eines NTC-Anemometers (40) angeordnet ist, das mit dem als elektrisches Steuerventil ausgebildeten Auslaßventil (12) verbunden ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die düsenartige Luftdurchströmöffnung (20) aufnehmende und in der oberen Behälterabdeckung (15) vorgesehene Einlaßstutzen (21) mit einer oberen Abdeckung (18) versehen ist, die in einem Abstand vom oberen umlaufenden Rand des Einlaßstutzens (21) unter Ausbildung eines Zwischenraumes für die Luftzufuhr angeordnet ist.