DE3919698C1 - Quasi-continuously working gravimetric doser - has pump supplying processing container from intermediate container on scales and supplied from reservoir by top-up pump - Google Patents
Quasi-continuously working gravimetric doser - has pump supplying processing container from intermediate container on scales and supplied from reservoir by top-up pumpInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum gravi metrischen Dosieren mit einer Dosierpumpe, die das Dosier gut von einem Zwischenbehälter, der sich auf einer Waage befindet, in den Prozeß dosiert, wobei die Arbeitsgeschwin digkeit dieser Dosierpumpe durch eine Regeleinheit aufgrund des Ausgangssignals der Waage so geregelt wird, daß der Dosierstrom einen vorgegebenen Wert erreicht, und mit einer Nachfüllpumpe, die Dosiergut von einem Vorratsbehälter in den Zwischenbehälter auf der Waage fördert.The invention relates to a device for gravi metric dosing with a dosing pump, which is the dosing well from an intermediate container that is on a scale is metered into the process, the working speed due to a control unit the output signal of the scale is controlled so that the Dosing flow reaches a predetermined value, and with a Refill pump, the dosing from a storage container in conveys the intermediate container on the scale.
Eine Dosiervorrichtung dieser Art ist aus dem Zeitschrif tenartikel "Einsatz einer mikroprozessorgeregelten Dosier einrichtung in der Biotechnologie" von K. Memmert, R. Uhlendorf und C. Wandrey in Chemie-Ingenieur-Technik 59 (1987) Nr. 6, Seiten 501-504 bekannt.A metering device of this type is from the magazine tenartikel "Use of a microprocessor controlled dosing establishment in biotechnology "by K. Memmert, R. Uhlendorf and C. Wandrey in chemical engineering technology 59 (1987) No. 6, pages 501-504.
Nachteilig an dieser Vorrichtung ist, daß während der Nach füllzeit keine Regelung der Dosierung erfolgen kann, da dann beide Pumpen gleichzeitig fördern und der kleine För derstrom der Dosierpumpe im Waagensignal vollkommen über deckt wird vom wesentlich größeren Förderstrom der Nach füllpumpe. Um die Zeitdauer der ungeregelten Dosierung möglichst kurz zu halten, ist es notwendig, die Förder leistung der Nachfüllpumpe möglichst groß zu wählen, was jedoch zu einer großen und teuren Pumpe führt.The disadvantage of this device is that during the night filling time no regulation of the dosage can take place because then pump both pumps at the same time and the small pump the current of the dosing pump in the balance signal is completely above The much larger flow rate covers the night filling pump. The duration of the unregulated dosing To keep the funding as short as possible, it is necessary performance of the refill pump to choose as large as possible what however leads to a large and expensive pump.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Do siervorrichtung der oben angegebenen Art zu entwickeln, die ungeregelte Dosierzeiten vermeidet und die keine große Nachfüllpumpe benötigt. The invention is therefore based on the task of doing a Developing device of the type specified above, the avoids uncontrolled dosing times and not a big one Refill pump needed.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Dosier pumpe und die Nachfüllpumpe schubweise fördern und von der Regeleinheit so angesteuert werden, daß jeweils die eine Pumpe in den Pausen zwischen den Schüben der anderen Pumpe fördert.According to the invention this is achieved in that the dosing Pump and the refill pump in batches and from the Control unit are controlled so that one Pump in the breaks between the spurts of the other pump promotes.
Die Dosierung und die Nachfüllung erfolgen also pulsierend und damit quasikontinuierlich; die beiden pulsierenden Förderströme sind jeweils so gegeneinander phasenversetzt, daß der Förderschub der Nachfüllpumpe in die Förderpause der Dosierpumpe fällt und umgekehrt.The dosage and refill are pulsating and thus quasi-continuously; the two pulsating Flow rates are phase-shifted against each other that the delivery of the refill pump in the delivery break the dosing pump falls and vice versa.
Vorteilhafterweise wird zwischen den Förderzeiten der Do sierpumpe und den Förderzeiten der Nachfüllpumpe jeweils zusätzlich eine kurze Zwischenzeit eingelegt, in der die Waage aktiviert wird und das Gewicht des Zwischenbehälters ermittelt. Dadurch kann die Gewichtsermittlung durch die Waage statisch erfolgen und die Waage braucht nicht dyna misch betrieben zu werden.Advantageously, between the funding times of Thursday sierpump and the delivery times of the refill pump each in addition, there was a short split in which the Scale is activated and the weight of the intermediate container determined. This allows the weight to be determined by the The scale is static and the scale does not need dyna to be operated mixed.
Vorteilhafterweise wird die Förderzeit der Dosierpumpe und die Förderzeit der Nachfüllpumpe etwa gleich lang gewählt, damit die Förderstärke und damit die Größe beider Pumpen etwa gleich sein kann.The delivery time of the metering pump and the delivery time of the refill pump is approximately the same length, thus the delivery rate and thus the size of both pumps can be about the same.
Für viele Anwendungszwecke empfiehlt sich eine Schlauch pumpe als Dosierpumpe. Die schubweise Förderung wird dann zweckmäßigerweise durch einen Stop nach jeder vollen Um drehung erreicht. Besonders reproduzierbar wird dabei die Fördermenge pro Schub, wenn der Stop in dem Winkelbereich erfolgt, in dem die Fördermenge pro Drehwinkel ein Minimum durchläuft. A hose is recommended for many applications pump as dosing pump. The incremental funding will then expediently by a stop after every full order rotation reached. This becomes particularly reproducible Flow per stroke if the stop is in the angular range takes place in which the delivery rate per rotation angle is a minimum goes through.
Auch eine Membranpumpe läßt sich vorteilhafterweise ein setzen, da bei ihr die schubweise Förderung vom Arbeits prinzip her gegeben ist.A diaphragm pump can also advantageously be used because with her the incremental promotion of work is given in principle.
Die Regeleinheit enthält zweckmäßigerweise zwei Regel kreise: der erste Regelkreis regelt über die Häufigkeit der Schübe der Dosierpumpe den Dosierstrom auf den vorgegebenen Wert; ein zweiter Regelkreis regelt die Nachfüllpumpe so, daß im Mittel der Füllstand im Zwischenbehälter konstant bleibt. Erfolgt jeweils ein Schub der Nachfüllpumpe zwischen zwei Schüben der Dosierpumpe, so bleibt bei gleichen Förderstärken der beiden Pumpen der Füllstand von alleine gleich. Geringe Unterschiede in der Förderstärke zwischen der Nachfüllpumpe und der Dosierpumpe können dadurch ausgeglichen werden, daß die Nachfüllpumpe z.B. 10% größer gewählt wird und je nach Bedarf immer wieder mal ein Nachfüllschub ausgelassen wird. Es ist aber auch denkbar, daß bei Benutzung einer Schlauchpumpe als Nach füllpumpe die Nachfüllpumpe etwas mehr oder etwas weniger als eine Umdrehung je Schub ausführt, da es bei der Nach füllpumpe nicht so sehr auf eine gleichmäßige Fördermenge je Schub ankommt.The control unit expediently contains two rules circles: the first control loop regulates the frequency of the Push the dosing pump to the dosing flow to the specified one Value; a second control loop controls the refill pump so that on average the level in the intermediate container is constant remains. There is a push of the refill pump between two batches of the metering pump, so remains the same delivery rates of the two pumps the level of alone the same. Small differences in the delivery rate between the refill pump and the metering pump be compensated for by the refill pump e.g. 10% larger and again and again as required a refill is missed. It is also conceivable that when using a peristaltic pump as a night fill pump the refill pump a little more or a little less than one revolution per thrust as it runs at night filling pump not so much for an even delivery rate ever thrust arrives.
In einer vorteilhaften Weiterbildung ist vorgesehen, daß die Dosierpumpe und die Nachfüllpumpe zu einer einzigen, vorwärts/rückwärts fördernden Pumpe zusammengefaßt sind. Durch eine zusätzliche Ventilsteuerung wird dann diese Pumpe beim ersten Schub als Dosierpumpe, beim nächsten Schub als Nachfüllpumpe usw. benutzt. Der Geräteaufwand läßt sich dadurch noch weiter reduzieren.In an advantageous development it is provided that the dosing pump and the refill pump into one, forward / backward pump are summarized. Through an additional valve control, this is then Pump at the first push as a metering pump, at the next Thrust used as a refill pump, etc. The device effort can be reduced even further.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der schematischen Figuren näher beschrieben.The invention is based on the schematic Figures described in more detail.
Dabei zeigtIt shows
Fig. 1 das Schema einer gravimetrischen Dosiervorrich tung, Fig. 1 processing the schema of a gravimetric Dosiervorrich,
Fig. 2 die Massenströme einer gravimetrischen Dosiervor richtung bei einer Betriebsweise gemäß dem Stand der Technik, Fig. 2 shows the mass flows of a gravimetric Dosiervor direction at an operation according to the prior art,
Fig. 3 die Massenströme einer gravimetrischen Dosiervor richtung in der erfindungsgemäßen Ausführung, Fig. 3 shows the mass flows of a gravimetric Dosiervor direction in the embodiment of the invention,
Fig. 4 das Schema einer gravimetrischen Dosiervorrichtung in einer anderen Ausgestaltung und Fig. 4 shows the diagram of a gravimetric metering device in another embodiment and
Fig. 5 das Schema einer gravimetrischen Dosiervorrichtung in einer dritten Ausgestaltung. Fig. 5 shows the diagram of a gravimetric metering device in a third embodiment.
Die Dosiervorrichtung in Fig. 1 besteht aus einem Zwischen behälter 2, der auf einer Waage 1 steht, einer Dosierpumpe 3, die das zu dosierende Medium vom Zwischenbehälter 2 in den Prozeßbehälter 4 dosiert, und einer Nachfüllpumpe 5, die das Medium aus einem Vorratsbehälter 6 in den Zwischen behälter 2 nachfüllt. Die beiden Pumpen 3 und 5 werden von einer Regeleinheit 7 angesteuert, wobei die Regeleinheit 7 ihr Eingangssignal von der Waage 1 erhält.The metering device in Fig. 1 consists of an intermediate container 2 , which stands on a scale 1 , a metering pump 3 , which doses the medium to be dosed from the intermediate container 2 in the process container 4 , and a refill pump 5 , which the medium from a reservoir 6th refilled in the intermediate container 2 . The two pumps 3 and 5 are controlled by a control unit 7 , the control unit 7 receiving its input signal from the scale 1 .
Dosiervorrichtungen dieser Art nach dem Stand der Technik weisen eine Arbeitsweise auf, wie sie in den Diagrammen der Fig. 2 gezeigt ist: Im obersten Diagramm ist der Inhalt m 2 des Zwischenbehälters 2 auf der Waage 1 in Abhängigkeit von der Zeit t dargestellt; im mittleren Diagramm ist die Größe des Dosierstromes m 3 in Abhängigkeit von der Zeit darge stellt; im unteren Diagramm ist die Größe des Nachfüll stromes m 5 in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt. Vom Zeitpunkt t 0 bis zum Zeitpunkt t 1 läuft nur die Dosierpumpe 3 und fördert einen konstanten Dosierstrom m₃ in das Prozeßgefäß 4. Der Inhalt m 2 des Zwischenbehälters 2 nimmt von daher gleichmäßig ab. Die Regeleinheit 7 regelt dabei die Drehzahl der Dosierpumpe 3 so, daß dm 2/dt = m 3 konstant auf dem vorgegebenen Sollwert gehalten wird. Unterschreitet dabei der Inhalt m 2 des Zwischenbehälters 2 einen vorge gebenen Mindestwert m 2min , so wird die Nachfüllpumpe 5 eingeschaltet und füllt den Zwischenbehälter mit einem großen Förderstrom m 5 in möglichst kurzer Zeit wieder bis zu einem Maximalwert m 2max auf. Während der Laufzeit der Nachfüllpumpe, also vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 2, läuft die Dosierpumpe 3 ungeregelt mit konstanter Drehzahl weiter. In dieser Zeit kann die exakte Größe des Förder stromes m 3 nicht aus dem Waagensignal berechnet werden, und man ist darauf angewiesen, auf eine gleichmäßige Förderung der Dosierpumpe in der Nachfüllzeit zu vertrauen. Die Größe des Dosierstromes m 3 im mittleren Diagramm von Fig. 2 ist deshalb in dieser Zeit nur gestrichelt eingezeichnet. Man versucht daher, die Zeitdauer dieser ungeregelten Dosierung möglichst kurz zu machen, also eine möglichst große Nachfüllpumpe einzusetzen.Dosing devices of this type according to the prior art have a mode of operation as shown in the diagrams in FIG. 2: the top diagram shows the content m 2 of the intermediate container 2 on the scale 1 as a function of the time t ; in the middle diagram, the size of the metering flow m 3 is a function of time; the size of the refill current m 5 is shown in the lower diagram as a function of time. From time t 0 to time t 1 , only metering pump 3 runs and delivers a constant metering flow m ₃ into process vessel 4 . The content m 2 of the intermediate container 2 therefore decreases evenly. The control unit 7 controls the speed of the metering pump 3 so that d m 2 / d t = m 3 is kept constant at the predetermined target value. If the content m 2 of the intermediate container 2 falls below a predetermined minimum value m 2 min , the refill pump 5 is switched on and fills the intermediate container with a large flow rate m 5 in the shortest possible time up to a maximum value m 2 max . During the running time of the refill pump, that is from time t 1 to time t 2 , the metering pump 3 continues to run uncontrolled at a constant speed. During this time, the exact size of the flow rate m 3 cannot be calculated from the balance signal, and one has to rely on the even delivery of the metering pump during the refill time. The size of the metering flow m 3 in the middle diagram of FIG. 2 is therefore only shown in broken lines during this time. An attempt is therefore made to make the duration of this uncontrolled metering as short as possible, that is to say to use the largest possible refill pump.
Im Unterschied dazu können bei der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung bei gleicher Konfiguration der Pumpen und Behälter wie in Fig. 1 die Nachfüllpumpe 5 und die Dosier pumpe 3 gleich groß gemacht werden. Die Funktionsweise dieser Dosiervorrichtung ist in den Diagrammen in der Fig. 3 gezeigt. In den Diagrammen ist wieder der Inhalt m 2 des Zwischenbehälters 2 auf der Waage 1, der Dosierstrom m 3 und der Nachfüllstrom m 5 in Abhängigkeit von der Zeit t darge stellt. Die Dosierpumpe 3 und die Nachfüllpumpe 5 arbeiten schubweise, und der Schub der einen Pumpe fällt immer in die Pause der anderen Pumpe, so daß eine getrennte Erfassung der jeweiligen Massenströme durch die Waage möglich ist. Vom Zeitpunkt t 0 bis zum Zeitpunkt t 1 fördert die Dosierpumpe 3 Medium in das Prozeßgefäß 4. Vom Zeitpunkt t 1 bis zum Zeitpunkt t 2 fördert keine Pumpe, und die Waage 1 kann daher die Massenabnahme im Zwischen behälter 2 - und damit die in das Prozeßgefäß 4 dosierte Menge - statisch bestimmen. Vom Zeitpunkt t 2 bis zum Zeitpunkt t 3 fördert die Nachfüllpumpe 5, und anschließend vom Zeitpunkt t 3 bis zum Zeitpunkt t 4 fördert keine Pumpe, und die Waage 1 kann die Massenzunahme im Zwischenbehälter 2 statisch bestimmen. Vom Zeitpunkt t 4 bis zum Zeitpunkt t 5 fördert wieder die Dosierpumpe 3. Dieser Zyklus wiederholt sich dauernd.In contrast to this, the refill pump 5 and the metering pump 3 can be made the same size in the metering device according to the invention with the same configuration of the pumps and containers as in FIG. 1. The functioning of this dosing device is shown in the diagrams in FIG. 3. The diagrams again show the content m 2 of the intermediate container 2 on the scale 1 , the metering flow m 3 and the refill flow m 5 as a function of the time t . The metering pump 3 and the refill pump 5 operate in batches, and the thrust of one pump always falls into the pause of the other pump, so that the respective mass flows through the scale can be recorded separately. From time t 0 to time t 1 , the metering pump 3 delivers medium into the process vessel 4 . From the time t 1 to time t 2 , no pump delivers, and the scale 1 can therefore determine the mass decrease in the intermediate container 2 - and thus the amount metered into the process vessel 4 - statically. From the time t 2 to the time t 3 , the refill pump 5 delivers, and subsequently from the time t 3 to the time t 4 , no pump delivers, and the scale 1 can statically determine the increase in mass in the intermediate container 2 . From time t 4 to time t 5 , the metering pump 3 delivers again. This cycle is repeated continuously.
Die Regelung der Dosierung durch die Regeleinheit 7 erfolgt nun so, daß die Anzahl der Förderschübe der Dosierpumpe 3 pro Zeiteinheit so geregelt wird, daß der Mittelwert des Dosierstromes m 3 gleich dem vorgegebenen Sollwert ist. Ist die Nachfüllpumpe 5 genauso groß wie die Dosierpumpe 3 und ist die Anzahl der Förderschübe beider Pumpen pro Zeitein heit gleich, so würde theoretisch die Füllmenge im Zwischenbehälter immer zwischen den gleichen Grenzwerten hin und her pendeln. In der Praxis verbleibt aber immer ein geringes Ungleichgewicht, das sich über die Zeit aufinte griert und zum Überlaufen bzw. zum Leerpumpen des Zwischen behälters 2 führen würde, wenn nicht durch einen zweiten Regelkreis innerhalb der Regeleinheit 7 eine Stabilisierung des Inhaltes des Zwischenbehälters 2 erfolgt. Dieser zweite Regelkreis ändert entweder die pro Förderschub der Nach füllpumpe 5 geförderte Menge oder aber die Anzahl der Förderschübe der Nachfüllpumpe 5. In Fig. 3 ist dieser zweite Fall gezeigt: Die Fördermenge der Nachfüllpumpe 5 pro Förderschub ist hier etwas größer gewählt als die Fördermenge der Dosierpumpe 3 pro Förderschub. Dadurch steigt die Substanzmenge m 2 im Zwischenbehälter 2 langsam an. Zum Zeitpunkt t 6 wird dies dadurch ausgeglichen, daß ein Förderschub der Nachfüllpumpe 5 ausgelassen wird. Die Häufigkeit dieser Auslassungen richtet sich nach dem Unter schied in der Fördermenge pro Förderschub der beiden Pumpen.The regulation of the dosing by the control unit 7 is now carried out in such a way that the number of pumping strokes of the dosing pump 3 per unit time is regulated in such a way that the mean value of the dosing flow m 3 is equal to the predetermined target value. If the refill pump 5 is the same size as the metering pump 3 and the number of pumping strokes of both pumps per unit of time is the same, then theoretically the filling quantity in the intermediate container would always oscillate between the same limit values. In practice, however, remains always a small imbalance, the grated over time aufinte and would result in intermediate vessel 2 to overflow or for emptying, if not carried out by a second control loop within the control unit 7 is a stabilization of the contents of the intermediate container. 2 This second control loop changes either the amount delivered per delivery pump 5 or the number of delivery cycles of the delivery pump 5 . This second case is shown in FIG. 3: The delivery rate of the refill pump 5 per delivery thrust is chosen somewhat larger than the delivery rate of the metering pump 3 per delivery boost. As a result, the amount of substance m 2 in the intermediate container 2 increases slowly. At time t 6 , this is compensated for by the fact that a delivery boost of the refill pump 5 is omitted. The frequency of these omissions depends on the difference in the delivery rate per delivery surge of the two pumps.
Die schubweise Förderung läßt sich besonders gut mit Membranpumpen erreichen, ist aber auch mit Schlauchpumpen möglich. Beide Pumpentypen eignen sich auch für einen sterilen Betrieb, so daß mit der Dosiervorrichtung auch Dosierungen für biotechnologische Prozesse und ähnliche Anwendungsfälle möglich sind. Bei einer Membranpumpe mit Hubmagnet-Antrieb wird jeder Förderschub durch einen Impuls für den Hubmagneten ausgelöst, so daß die Regeleinheit 7 nur Impulse passender Breite und Folgefrequenz für die Dosierpumpe und die Nachfüllpumpe erzeugen muß. Werden Schlauchpumpen eingesetzt, so muß der Antriebsmotor jeweils z.B. eine volle Umdrehung ausführen und dann stoppen. Bei einem Schrittmotor-Antrieb ist dies leicht möglich. Zudem hat eine Schlauchpumpe auch bei konstanter Winkelgeschwin digkeit eine kurze Förderpause in dem Augenblick, in dem eine der Quetschrollen die Quetschphase beendet. In dieser Winkelstellung haben also geringe Schwankungen der Stopp stellung des Schlauchpumpenmotors keinen Einfluß auf die Größe der geförderten Substanzmenge. Läßt man also den Motor immer eine (oder auch mehrere) volle Umdrehungen ausführen und im Winkelbereich der Förderpause stoppen, so ergibt sich ohne großen Aufwand eine sehr konstante Förder menge pro Schub. Dies ist selbstverständlich nur für die Dosierpumpe 3 wichtig, während bei der Nachfüllpumpe 5 z.B. durch Verändern des Drehwinkels pro Förderschub eine Regelung der nachgefüllten Menge möglich ist. - Aber auch bei Membranpumpen mit Exzenter- oder Kurbelwellen-Antrieb ist eine Verlängerung der Förderpause relativ zum Förderschub möglich, indem der Antriebsmotor während der Vorwärtsbewegung der Membran (Förderschub) schneller läuft als während der Rückwärtsbewegung der Membran. Das normalerweise 1 : 1 betragende Zeitverhältnis von Förderhub zu Förderpause wird dadurch verkürzt, so daß in der Dosiervorrichtung zwischen den ineinander geschachtelten Förderschüben der Dosierpumpe und der Nachfüllpumpe Zeit zur statischen Massenbestimmung durch die Waage bleibt. Die statische Massenbestimmung ist nämlich deutlich genauer als die dynamische Massenbestimmung einer sich kontinuierlich verändernden Menge.The batchwise delivery can be achieved particularly well with diaphragm pumps, but is also possible with peristaltic pumps. Both types of pumps are also suitable for sterile operation, so that dosing for biotechnological processes and similar applications is also possible with the dosing device. In the case of a diaphragm pump with solenoid drive, each delivery thrust is triggered by a pulse for the solenoid, so that the control unit 7 only has to generate pulses of suitable width and repetition frequency for the metering pump and the refill pump. If peristaltic pumps are used, the drive motor must make one full revolution, for example, and then stop. This is easily possible with a stepper motor drive. In addition, a peristaltic pump also has a short delivery break at a constant angular speed at the moment when one of the squeeze rollers ends the squeeze phase. In this angular position, slight fluctuations in the stop position of the peristaltic pump motor have no influence on the size of the amount of substance delivered. So if you let the motor always make one (or even several) full revolutions and stop in the angular range of the delivery pause, this results in a very constant delivery quantity per batch without much effort. Of course, this is only important for the metering pump 3 , while in the refill pump 5, for example by changing the angle of rotation per delivery stroke, regulation of the replenished amount is possible. - But also with diaphragm pumps with eccentric or crankshaft drive, an extension of the delivery pause relative to the delivery thrust is possible by the drive motor running faster during the forward movement of the diaphragm (delivery thrust) than during the backward movement of the diaphragm. The time ratio of conveying stroke to conveying pause, which is normally 1: 1, is shortened, so that there remains time in the metering device between the nested pumping strokes of the metering pump and the refill pump for static mass determination by the scale. The static mass determination is namely much more precise than the dynamic mass determination of a continuously changing quantity.
Eine andere Ausgestaltung der Dosiervorrichtung ist in Fig. 4 gezeigt. Hier sind die beiden Pumpen 3 und 5 der ersten Ausgestaltung zu einer Pumpe 9 zusammengefaßt, die je nach Drehrichtung und je nach Stellung des Zwei-Wege Ventils 10 einmal als Dosierpumpe und einmal als Nachfüll pumpe arbeitet. In der in Fig. 4 gezeigten Stellung des Zwei-Wege-Ventils 10 arbeitet die Pumpe 9 als Dosierpumpe und fördert das zu dosierende Medium vom Zwischenbehälter 2 auf der Waage 1 in das Prozeßgefäß 4. Nach einer vollen Um drehung als Dosierpumpe bleibt die Pumpe 9 stehen, und die Regeleinheit S stellt das Zwei-Wege-Ventil 10 so um, daß die von der Pumpe kommende Leitung 11 mit der Leitung 12 zum Vorratsgefäß 6 verbunden ist. Während dieser Zeit kann die Waage statisch die Masse im Zwischenbehälter 2 bestimmen. Anschließend macht die Pumpe 9 eine volle Umdrehung in die entgegengesetzte Richtung, arbeitet dadurch also als Nachfüllpumpe und fördert Medium vom Vorratsbehälter 6 in den Zwischenbehälter 2. Anschließend stoppt die Pumpe 9 wieder, das Zwei-Wege-Ventil 10 wird wieder in die gezeichnete Stellung gebracht, und die Waage 1 bestimmt statisch die Masse im Zwischenbehälter 2. Anschließend beginnt wieder ein neuer Zyklus mit einer Dosierung in das Prozeßgefäß 4. - Das Regelungskonzept ist in dieser Ausgestaltung genauso wie in der ersten Ausgestaltung.Another configuration of the metering device is shown in FIG. 4. Here, the two pumps 3 and 5 of the first embodiment are combined to form a pump 9 which, depending on the direction of rotation and depending on the position of the two-way valve 10, works once as a metering pump and once as a refill pump. In the position of the two-way valve 10 shown in FIG. 4, the pump 9 works as a metering pump and conveys the medium to be metered from the intermediate container 2 on the scale 1 into the process vessel 4 . After a full rotation as a metering pump, the pump 9 stops, and the control unit S switches the two-way valve 10 so that the line 11 coming from the pump is connected to the line 12 to the reservoir 6 . During this time, the scale can statically determine the mass in the intermediate container 2 . The pump 9 then makes a full revolution in the opposite direction, thus working as a refill pump and conveying medium from the reservoir 6 into the intermediate container 2 . The pump 9 then stops again, the two-way valve 10 is brought back into the position shown, and the scale 1 statically determines the mass in the intermediate container 2 . Then a new cycle begins with a metering into the process vessel 4 . - The regulatory concept is the same in this embodiment as in the first embodiment.
Eine dritte Ausgestaltung ist in Fig. 5 gezeigt. In dieser Ausgestaltung sind die Pumpe und der Zwischenbehälter zu einer Einheit zusammengefaßt und befinden sich beide auf der Waage 1. Die Pumpe 14 ist der Einfachheit halber als Kolbenpumpe gezeichnet, wobei eine Membranpumpe in gleicher Weise einsetzbar ist. Der Antrieb der Pumpe 14 ist nur durch den Doppelpfeil 15 angedeutet, der Antrieb wird durch die Regeleinheit 13 gesteuert. In der Dosierphase bewegt sich der Kolben 16 in Fig. 5 nach rechts und drückt das zu dosierende Medium über das Ventil 18 in das Prozeßgefäß 4. Am rechten Umkehrpunkt des Kolbens 16 endet die Dosierphase und die Waage 1 bestimmt das Gewicht der leeren Pumpe 14. (Falls notwendig, kann durch eine entsprechende Ansteuerung des Antriebes 15 die Stillstandszeit im Umkehrpunkt verlängert werden, falls sonst die Zeit zur Wägung nicht ausreicht.) In der anschließenden Nachfüllphase bewegt sich der Kolben 16 nach links, das Ventil 18 schließt, das Ventil 17 öffnet, und Medium wird vom Vorratsbehälter 6 in das Arbeitsvolumen der Pumpe angesaugt. Am linken Umkehr punkt des Kolbens 16 endet die Nachfüllphase, und die Waage 1 bestimmt das Gewicht der vollen Pumpe 14. Anschließend folgt wieder eine Dosierphase. - In dieser Ausgestaltung wird also das Arbeitsvolumen der Pumpe 14 gleichzeitig als Zwischenbehälter benutzt. A third embodiment is shown in FIG. 5. In this embodiment, the pump and the intermediate container are combined into one unit and are both located on the scale 1 . For the sake of simplicity, the pump 14 is drawn as a piston pump, and a diaphragm pump can be used in the same way. The drive of the pump 14 is only indicated by the double arrow 15 , the drive is controlled by the control unit 13 . In the metering phase, the piston 16 moves to the right in FIG. 5 and presses the medium to be metered into the process vessel 4 via the valve 18 . The metering phase ends at the right reversal point of the piston 16 and the balance 1 determines the weight of the empty pump 14 . (If necessary, the drive 15 can be extended at the reversal point by appropriate control of the drive, if otherwise the time for weighing is not sufficient.) In the subsequent refilling phase, the piston 16 moves to the left, the valve 18 closes, the valve 17 opens , and medium is sucked from the reservoir 6 into the working volume of the pump. At the left reversal point of the piston 16 , the refilling phase ends, and the scale 1 determines the weight of the full pump 14 . A dosing phase then follows. - In this embodiment, the working volume of the pump 14 is simultaneously used as an intermediate container.
Statt der beiden Ventile 17 und 18, die durch die Druck differenz gesteuert werden, kann in der Ausgestaltung nach Fig. 5 selbstverständlich auch ein Zwei-Wege-Ventil wie in Fig. 4 eingesetzt werden, das von der Regeleinheit ge steuert wird und dadurch eine eindeutigere Begrenzung der Dosier- und Nachfüllphase erlaubt. - Umgekehrt kann in der Ausgestaltung nach Fig. 4 das Zwei-Wege-Ventil 10 auch durch zwei Einzelventile, die durch die Druckdifferenz gesteuert werden, ersetzt werden. - Ebenso ist in der Aus gestaltung nach Fig. 5 der Einsatz einer Schlauchpumpe, die vorwärts und rückwärts arbeitet (wie in Fig. 4), möglich. Der "Zwischenbehälter" wird dann durch ein Stück Schlauch (eventuell mit einer Verdickung) gebildet, in das periodisch hinein- und herausgepumpt wird.Instead of the two valves 17 and 18 , which are controlled by the pressure difference, a two-way valve as in FIG. 4 can of course also be used in the embodiment according to FIG. 5, which is controlled by the control unit and thereby one clearer limitation of the dosing and refilling phase allowed. - Conversely, in the embodiment according to FIG. 4, the two-way valve 10 can also be replaced by two individual valves which are controlled by the pressure difference. - Likewise, in the design from Fig. 5, the use of a peristaltic pump that works forwards and backwards (as in Fig. 4) is possible. The "intermediate container" is then formed by a piece of hose (possibly with a thickening) into which it is pumped in and out periodically.
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