DE4237904C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses eines zu dosierenden fließfähigen Stoffes - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses eines zu dosierenden fließfähigen StoffesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Durch
flusses eines zu dosierenden fließfähigen Stoffes nach dem
Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 2.
Eine in der Druckschrift US 5137046 gezeigte Vorrichtung ist
in der Lage, ein Verfahren der einleitend gekennzeichneten
Gattung auszuüben. Allerdings wird in der bekannten Vorrich
tung der Durchfluß von Treibstoff zum Betrieb einer Turbine
geregelt. Der Treibstoff ist bei derartigen Anwendungen in
guter Näherung als Newtonsche Flüssigkeit anzusehen, wobei
von der Konsistenz und Fließfähigkeit des Treibstoffs in der
Regel keinerlei den Durchfluß im Dosierorgan nachteilig
beeinträchtigende Wirkungen ausgehen. Aus diesem Grunde sind
der bekannten Vorrichtung auch keinerlei Maßnahmen zu ent
nehmen, wie denn beispielsweise selbst kleinste Volumen
ströme des Treibstoffs störungsfrei dosiert werden können.
In dem Sonderdruck der Zeitschrift BRAUWELT, Nr. 8/9 (1987)
ist unter dem Titel "Neue Wege beim Anstellen" ein Verfahren
zur Dosierung einer Bierhefesuspension in Bierwürze
beschrieben. Im Rahmen dieser speziellen Anwendung ergeben
sich eine Reihe von zu lösenden Problemen. Zum einen ist der
Volumenstrom der zu dosierenden Hefesuspension abhängig von
der Würzelaufleistung in der Durchflußleitung zu regeln.
Geringe Würzelaufleistungen erfordern zwangsläufig auch
kleine zu dosierende Volumenströme. Darüber hinaus kann die
Hefekonsistenz zwischen ca. 0,5 bis 2,0 Milliarden Zellen/ml
schwanken. Der sogenannte Anstellbereich erstreckt sich von
0 bis 50 Millionen Zellen/ml Würze, worunter die in die
Würze zu dosierende Hefe in Zellen/ml zu verstehen ist. Im
ungünstigsten Fall besteht die Aufgabe, bei geringer Würze
laufleistung, hoher Hefekonsistenz, die einhergeht mit hoher
Viskosität der Hefesuspension, und einer geringen gewünsch
ten Hefegabe in Zellen/ml den notwendigen Volumenstrom der
zu dosierenden Bierhefesuspension bereitzustellen. Hieraus
folgt, daß das bekannte Verfahren und die Vorrichtung zu
seiner Durchführung die in ihrer Förderleistung regelbare
Hefepumpe und das Hefedosier-Regelventil auf den erforder
lichen minimalen Durchsatz einzuregeln in der Lage ist. Das
Hefedosier-Regelventil muß ggf. zur Erfüllung der gestellten
Aufgabe auf einen minimalen Durchtrittsquerschnitt in seinem
Sitzbereich eingestellt werden, der allerdings die hochvis
kose Bierhefesuspension gerade noch ohne Verstopfungsgefahr
passieren
läßt. Die zugeordnete Hefepumpe ist beispielsweise
frequenzgeregelt und fördert bei der minimal möglichen
Regelfrequenz einen Mindestvolumenstrom.
Es hat sich nun gezeigt, daß bei den vorstehend geschilder
ten extremen Dosierbedingungen Störungen, insbesondere im
Sitzbereich des Hefedosier-Regelventils, auftreten können,
besonders dann, wenn größere Konsistenzunterschiede einer
insgesamt sehr inhomogenen Hefe vorliegen. Im auf engstem
Durchtrittsquerschnitt eingestellten Hefedosier-Regelventil
kann es zu Verstopfungen kommen, die eine genaue Hefegabe
nach Zellen/ml vom ersten bis zum letzten Liter Bierwürze,
wie dies heute von der Brauereipraxis gefordert wird, in
Frage stellen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren der einleitend gekennzeichneten Gattung und eine
Vorrichtung zu seiner Durchführung zu schaffen, die eine
störungsfreie Dosierung auch kleinster Volumenströme eines
fließfähigen Stoffes gewährleisten.
Diese Aufgabe wird durch Anwendung der Kennzeichenmerkmale
des Anspruchs 1 gelöst. Im Nebenanspruch 2 wird Schutz
begehrt für eine Vorrichtung zur Durchführung des vorge
schlagenen Verfahrens; vorteilhafte Ausführungsformen der
vorgeschlagenen Vorrichtung sind Gegenstand der weiteren
Unteransprüche.
Die bei dem vorgeschlagenen Regelverfahren sogenannte füh
rende Regelgröße ist der zwischen dem Saug- und dem Druck
bereich der Fördereinrichtung ausgetauschte zweite Volumen
strom Q(v). Dieser bewegt sich stets unterhalb der jeweili
gen Größe des ersten Volumenstromes Q(p), der durch die
Fördereinrichtung erzeugt wird. Der zweite Volumenstrom Q(v)
wird über das Regelventil in Abhängigkeit von dessen Hub
zwischen einem Minimal- und einem Maximalwert stufenlos ver
ändert, wobei es sich als zweckmäßig erwiesen hat, den Re
gelbereich des Regelventils weder in seinem untersten noch
in seinem obersten Bereich voll auszunutzen. Vielmehr er
folgt eine Beschränkung beispielsweise auf den Bereich zwi
schen 20 und 80% des maximalen Hubes. Der über die Förder
einrichtung erzeugte erste Volumenstrom Q(p) wird zwischen
einem oberen und einem unteren Wert stufenlos voreingestellt
und bleibt dann zunächst im wesentlichen konstant. Gemäß der
Erfindung resultiert nun der zu dosierende Volumenstrom Q(d)
aus der jeweiligen Volumenstromdifferenz zwischen dem ersten
und dem zweiten Volumenstrom Q(p) und Q(v). Dies bedeutet
konkret, daß kleinste zu dosierende Volumenströme Q(d) bei
maximal und größte bei minimal geöffnetem Regelventil im
vorgesehenen Hubbereich realisiert werden.
Aus dieser Tatsache ergibt sich ein grundlegender Unter
schied zum bekannten Verfahren, bei dem die kleinsten zu do
sierenden Volumenströme auch bei minimalem und die größten
bei maximalem Hub des Regelventils gegeben sind. Das nunmehr
vorgeschlagene Regelverfahren ist so ausgelegt, daß bei ei
nem maximal zu dosierenden Volumenstrom im gegebenen Stell
bereich des Regelventils und bei einer bestimmten einge
stellten Förderleistung der Fördereinrichtung ein Mindesthub
gegeben ist, der auch bei stark schwankenden Bierhefekonsis
tenzen noch einen sicheren Hefedurchsatz durch den Regelven
tilsitz gewährleistet.
Falls nun noch eine weitere Steigerung des Volumenstroms der
zu dosierenden Bierhefesuspension erforderlich wird, so wird
gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren auf eine zwar noch mög
liche, aus den eingangs genannten Gründen jedoch als nach
teilig empfundene weitere Reduzierung des Hubes des Regel
ventils verzichtet. Vielmehr werden gemäß dem vorgeschla
genen Regelverfahren bei Erreichen des Minimalwertes des
zweiten Volumenstromes Q(v) der erste und der zweite Volu
menstrom Q(p) und Q(v) gleichermaßen erhöht. Dies bedeu
tet, daß das Regelventil aus dem Randbereich des vorgese
henen Stellbereiches herausgeführt wird, so daß nunmehr eine
erneute Hubreduzierung bis zum neuerlichen Erreichen des
Minimalhubes möglich ist. Falls das Regelverfahren am ande
ren Ende des Hubbereiches im vorgesehenen Stellbereich
arbeitet, das heißt, falls bei gegebener Pumpenleistung der
maximal mögliche zweite Volumenstrom Q(v) bei maximal geöff
netem Regelventil ausgetauscht wird und somit ein minima
ler zu dosierender Volumenstrom Q(d) zur Verfügung steht,
und darüber hinaus eine weitere Reduzierung dieses zu do
sierenden Volumenstromes Q(d) erforderlich wird, wird gemäß
dem vorgeschlagenen Regelverfahren auf eine weitere Öffnung
des Regelventils über den maximalen Hub im vorgegebenen
Stellbereich hinaus verzichtet. Vielmehr werden bei Errei
chen des Maximalwertes des zweiten Volumenstromes Q(v) der
erste und der zweite Volumenstrom Q(p) und Q(v) gleicher
maßen erniedrigt. Nunmehr befindet sich das Regelventil
nicht mehr am Rande des oberen Stellbereiches, und es kann
aus dieser neuen Stellung heraus eine weitere Öffnung des
Regelventils und somit eine weitere Reduzierung des zu do
sierenden Volumenstromes Q(d) erfolgen.
Durch die stufenlose Veränderung des ersten und des zweiten
Volumenstromes Q(p) und Q(v) ist auch eine stufenlose
Regelung des Durchflusses des zu dosierenden fließfähigen
Stoffes über einen sehr großen und den Praxiserfordernissen
in aller Regel entsprechenden Volumenstrombereich gegeben.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens geht aus von
einer Fördereinrichtung in Verbindung mit einem Regelventil,
wobei das Regelventil zwei über einen Regelventilsitz mit
einander in Verbindung stehende Ventilgehäuseteile mit je
weils zwei Anschlußstutzen aufweist. Die Saugseite der För
dereinrichtung ist mit einem der Anschlußstutzen des einen
und die Druckseite mit einem der Anschlußstutzen des anderen
Ventilgehäuseteils verbunden. Darüber hinaus sind eine Vor
laufleitung, in der der zu dosierende fließfähige Stoff zu
geführt wird, an den zweiten Anschlußstutzen des saugseiti
gen und eine Dosierleitung an den zweiten Anschlußstutzen
des druckseitigen Ventilgehäuseteils angeschlossen. Mit die
ser Vorrichtung sind die durch das vorgeschlagene Verfahren
vorstehend angegebenen und erläuterten Verfahrensschritte
durchführbar. Im oberen Stellbereich des Regelventils wird
der größte Teil des über die Fördereinrichtung erzeugten er
sten Volumenstromes Q(p) in Gestalt des zweiten Volumenstro
mes Q(v) auf die Saugseite der Fördereinrichtung zurückge
führt, und nur die Differenz dieser beiden Volumenströme
Q(p)-Q(v) gelangt in die Dosierleitung, die aus dem druck
seitig an die Fördereinrichtung angeschlossenen Ventilge
häuseteil herausgeführt ist. Im unteren Stellbereich des Re
gelventils wird nur ein relativ kleiner zweiter Volumenstrom
Q(v) über das Regelventil vom druck- zum saugseitig an die
Fördereinrichtung angeschlossenen Ventilgehäuseteil geför
dert, so daß der überwiegende Teil des ersten Volumenstromes
Q(p) aus der Vorlaufleitung angesaugt und in die Dosierlei
tung überführt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Regelventils gemäß
der Erfindung ist dieses als Schließventil ausgebildet, mit
der Konsequenz, daß bei fehlender Anströmung des Regel
ventils der in Frage kommende Ventilantrieb federöffnend ar
beitet. Dies hat beispielsweise den Vorteil, daß bei Ausfall
der Ansteuerung des Regelventils dieses durch die im Antrieb
wirkende Feder vollständig geöffnet ist und somit in dieser
Stellung ohne weiteres im Durchfluß gereinigt werden kann.
Falls das Regelventil mit einem Membranantrieb ausgerüstet
ist, wie dies eine andere Ausführungsform des Regelventils
vorsieht, ist eine sehr feinfühlige Stellbewegung des
Schließgliedes durchführbar.
Wenn unter bestimmten extremen Betriebsbedingungen das Re
gelventil in den Bereich seines kleinstmöglichen Hubes ver
bracht werden muß, stellt eine weitere Ausgestaltung des Re
gelventils gemäß der Erfindung sicher, daß immer noch eine
Mindestströmung im Sitzbereich gegeben ist. Dies wird durch
eine Ausnehmung im Stellglied erreicht, die sich über einen
axialen Bereich im Stellglied erstreckt und deren Kontur in
der Querschnittsebene im Zusammenwirken mit dem Ventilsitz
näherungsweise derart ausgebildet ist, daß der Quotient aus
der Umfangslänge der Kontur und dem von der Umfangslänge be
randeten Durchtrittsquerschnitt möglichst klein ist und de
ren Durchtrittsquerschnitt im Zusammenwirken mit dem Ventil
sitz von einem Maximalwert am vordersten, dem Ventilsitz zu
gewandten Ende, bis auf Null abnimmt.
Aus den Erfordernissen des vorgeschlagenen Regelverfahrens
resultiert eine Fördercharakteristik der Fördereinrichtung,
wie sie näherungsweise durch eine rotierende Verdrängerpum
pe, vorzugsweise einer Drehkolbenpumpe, erreicht wird. Eine
ventilgesteuerte Kolbenpumpe, die am ehesten eine vom För
derdruck unabhängige Förderleistung aufweist und somit in
besonderer Weise für das vorgeschlagene Regelverfahren an
sich geeignet wäre, kommt einerseits aus Gründen der unzu
reichenden Reinigungsfähigkeit im Durchfluß und andererseits
aufgrund ihrer oszillierenden und damit mit Druckschwankun
gen verbundenen Förderung für das vorliegende Dosierproblem
nicht in Frage.
Ein Ausführungsbeispiel der vorgeschlagenen Vorrichtung zur
Regelung des Durchflusses eines zu dosierenden fließfähigen
Stoffes und das mit dieser Vorrichtung durchführbare Regel
verfahren werden in den nachfolgenden Figuren der Zeichnung
im einzelnen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 ein Verfahrensschema einer bevorzugten Aus
gestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung;
Fig. 2 in räumlich gegenständlicher Darstellung wesent
liche Teile der vorgeschlagenen Vorrichtung gemäß
Fig. 1 und
Fig. 3 ein Diagramm, das in Abhängigkeit von einem rela
tiven Hub des Regelventils die mit dem vorge
schlagenen Verfahren und der Vorrichtung zu seiner
Durchführung veränderbaren Volumenströme im Zusam
menwirken miteinander darstellt.
Die Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses eines zu do
sierenden fließfähigen Stoffes gemäß der Erfindung besteht
aus einem Abschnitt einer Durchflußleitung 1 (im vorstehend
dargestellten Anwendungsbeispiel wäre dies die Würzelei
tung), in der zwischen zwei Trübungsdetektoren 9 bzw. 10 ei
ne mit zwei nicht näher bezeichneten Ventilgehäuseteilen,
von denen jedes mit zwei Anschlußstutzen versehen ist, aus
gestattete Absperreinrichtung 4 und ein dieser, in Strö
mungsrichtung gesehen, nachgeordneter statischer Mischer 8
angeordnet sind. Eine der Absperreinrichtung 4 vorgeordnete
und in die Durchflußleitung 1 einmündende Hefeleitung 2 be
steht aus folgenden Teilabschnitten: einer Vorlaufleitung
2a, in der ein Strömungswächter 11 angeordnet ist, einer
saugseitigen und einer druckseitigen Umlaufleitung 2b bzw.
2c, wobei erstere einerseits zu einem Saug- (S) und letztere
einerseits zu einem Druckstutzen (D) einer Fördereinrichtung
7 führen, und einer Dosierleitung 2d, die einerseits mit ei
nem Anschlußstutzen der Absperreinrichtung 4 und anderer
seits zu einem Anschlußstutzen 3.2.2 eines hier unteren Ventilgehäuseteiles
3.2 eines Regelventiles 3 verbunden ist und
die eine Meldeeinrichtung 12 zur Feststellung von Flüssig
keiten unterschiedlicher Trübung und Farbe beinhaltet. Die
druckseitige Umlaufleitung 2c ist an einen weiteren An
schlußstutzen 3.2.1 des Ventilgehäuseteiles 3.2 des Regel
ventils 3 angeschlossen, während die saugseitige Umlauf
leitung 2b an einem Anschlußstutzen 3.1.1 eines hier oberen
Ventilgehäuseteiles 3.1 des Regelventils 3 Aufnahme findet.
Ein weiterer Anschlußstutzen 3.1.2 des Regelventils 3 ist
mit der Vorlaufleitung 2a der Hefeleitung 2 verbunden. Bei
dem dargestellten Regelventil 3 handelt es sich um ein mit
einem Membranantrieb ausgestattetes Ventil, welches feder
öffnend ist und nach der Nomenklatur auf dem Gebiet der Re
gelventile ein sogenanntes Schließventil darstellt. Die För
dereinrichtung 7 ist vorzugsweise eine sogenannte Drehkol
benpumpe, die als rotierende Verdrängerpumpe arbeitet, ohne
Ventilsteuerungen auskommt und im Durchlauf gereinigt werden
kann, d. h. CIP-Reinigungsfähigkeit aufweist (CIP bedeutet:
Reinigung an Ort und Stelle im Durchlauf). Aus dem oberen
Ventilgehäuseteil der Absperreinrichtung 4, in das die Do
sierleitung 2d einerseits einmündet, ist andererseits ein
Ablaufleitungsabschnitt 2e herausgeführt. Dieser ist über
eine Absperreinrichtung 5 zu einem mittigen Anschluß des Ge
häuses eines Wechselventils 6 geführt, an dessen unterem An
schluß eine Ausschubleitung 2f und an dessen oberem Anschluß
eine Rücklaufleitung 2g angeschlossen ist.
Ein nach dem vorgeschlagenen Verfahren über die Förderein
richtung 7 zu erzeugender erster Volumenstrom Q(p) wird über
die saugseitige Umlaufleitung 2b aus dem oberen Ventil
gehäuseteil 3.1 des Regelventils 3 angesaugt und über die
druckseitige Umlaufleitung 2c dem unteren Ventilgehäuseteil
3.2 zugeführt. Zwischen den Ventilgehäuseteilen 3.2 und 3.1
wird, in dieser Richtung gesehen, ein zweiter Volumenstrom
Q(v) über den dort vorgesehenen Regelventilsitz ausge
tauscht. Die jeweilige Volumenstromdifferenz zwischen dem
ersten und dem zweiten Volumenstrom Q(p) und Q(v) ergibt den
zu dosierenden Volumenstrom Q(d). Seine Zuführung erfolgt
über die Vorlaufleitung 2a und seine Abführung über die
Dosierleitung 2d. Die Absperreinrichtung 4 verbindet in ih
rer Offenstellung die Dosierleitung 2d mit der Durchflußlei
tung 1.
Der erste Trübungsdetektor 9 mißt die Vortrübung der Würze
vor der Dosierung mit Hefezellen, der zweite Trübungsdetek
tor 10 ihre Trübung nach der Dosierung. Aus der Differenz
der Trübungssignale wird die über die Absperreinrichtung 4
in die Bierwürze dosierte Hefe nach Zellzahl/ml ermittelt.
Die Meldeeinrichtung 12 hat die Aufgabe, festzustellen, wann
ein Medienwechsel an dieser Stelle in der Hefeleitung 2 vor
liegt. Diese führt entweder eine Bierhefesuspension oder ein
Reinigungsmittel, wobei der Bierhefeausschub über die Aus
schubleitung 2f und der Reinigungsmittelausschub über die
Rücklaufleitung 2g, jeweils in Abhängigkeit von der Stellung
des Wechselventils 6, erfolgt. Der in der Vorlaufleitung 2a
angeordnete Strömungswächter 11 hat die Aufgabe, festzustel
len, ob eine Bierhefesuspension in der Hefeleitung 2 an
steht. Falls dies nicht gegeben ist, wird über eine Verrie
gelungsschaltung verhindert, daß die Fördereinrichtung 7 an
läuft und durch Trockenlauf beschädigt oder zerstört wird.
In Fig. 2 ist die in Fig. 1 schematisch in ihrem Aufbau
dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung räumlich ge
genständlich dargestellt. Es wurden für die gleichen Bau
teile gleiche Bezeichnungen gewählt. Die Darstellung gemäß
Fig. 2 vermittelt einen realistischen Eindruck von der Grö
ßenordnung der einzelnen Bauteile und ihren Relationen zu
einander. Eine detaillierte Beschreibung der Vorrichtung ge
mäß Fig. 2 erübrigt sich, da die vorstehende Beschreibung
zu Fig. 1 uneingeschränkt auch auf die Fig. 2 lesbar ist.
Das vorgeschlagene Verfahren zur Regelung des Durchflusses
eines zu dosierenden fließfähigen Stoffes gemäß der Erfin
dung und die sich daraus ergebenden Vorteile sollen an Hand
des aus Fig. 3 ersichtlichen Diagrammes kurz erläutert wer
den.
Auf der Ordinate des Diagrammes sind der erste, der zweite
und der zu dosierende Volumenstrom Q(p) bzw. Q(v) bzw. Q(d)
aufgetragen. Auf der Abszisse ist das Verhältnis des jewei
ligen Hubes h zum maximal möglichen Hub H skaliert. Ein
Verhältnis h/H=1 bedeutet, daß das Regelventil vollständig
geöffnet ist. Die auf der Abszisse angegebenen Verhältnisse
h/H=0,2 und h/H=0,8 kennzeichnen den beim vorgeschlagenen
Verfahren vorzugsweise vorgesehenen und in vorteilhafter
Weise ausnutzbaren Stellbereich.
Der hubabhängige Verlauf des zweiten Volumenstromes Q(v) sei
durch die eingezeichnete und entsprechend bezeichnete Gerade
gegeben. Die Fördereinrichtung 7 werde beispielsweise derart
betrieben, daß ein erster Volumenstrom Q(p)I vorliege. Die
Volumenstromdifferenz Q(p)I-Q(v), der jeweils zur Dosierung
zur Verfügung stehende Volumenstrom, ist zwangsläufig hub
abhängig und ist im Diagramm mit Q(d) gekennzeichnet. Der
Minimalwert des zweiten Volumenstromes Q(v)min ist bei einem
Hubverhältnis h/H=0,2, sein Maximalwert Q(v)max bei einem
Hubverhältnis h/H=0,8 gegeben. Unterhalb des Minimal- und
oberhalb des Maximalwertes wird keine weitere Verstellung
des Regelventils 3 angestrebt. Sollen nun der jeweils zu do
sierende Volumenstrom Q(d) vergrößert bzw. weiter verklei
nert werden, sieht das vorgeschlagene Verfahren zur Regelung
des Durchflusses eines zu dosierenden Stoffes vor, daß bei
Erreichen des Minimalwertes Q(v)min der erste und der zweite
Volumenstrom Q(p) bzw. Q(v) gleichermaßen erhöht, und daß
bei Erreichen des Maximalwertes Q(v)max der erste und der
zweite Volumenstrom Q(p) bzw. Q(v) gleichermaßen erniedrigt
werden. Am vorgenannten Minimalwert erfolgt eine Öffnungs
bewegung des Regelventils 3 um einen Differenzhub d(h/H)min,
und am Maximalwert ist eine Schließbewegung um einen Diffe
renzhub d(h/H)max vorgesehen. Die vorgenannten Stellhübe ge
hen einher (im erstgenannten Fall) mit einer Erhöhung des
durch die Fördereinrichtung 7 erzeugten ersten Volumen
stromes von Q(p)I auf Q(p)II und im anderen Falle durch Er
niedrigung des ersten Volumenstromes von Q(p)I auf Q(p)III.
Der durch diese Maßnahmen zusätzlich gewonnene Spielraum zur
Regelung des zu dosierenden Volumenstromes Q(d) ist aus den
beiden im Diagramm schräg schraffierten Dreiecken zu ent
nehmen. Der Vorteil des Verfahrens liegt unter anderem da
rin, daß der gewonnene Spielraum durch Änderungen des Hubes
im bevorzugten Stellbereich des Regelventils 3 - und nicht
etwa durch Überschreiten dieses Stellbereiches über die vor
genannten Grenzen hinaus - erreicht wird. In den im Diagramm
mehr qualitativ als quantitativ dargestellten Fallbeispielen
beträgt im unteren Stellbereich die Erhöhung des zu dosie
renden Volumenstromes Q(d) maximal den Betrag dQ(d)I-II, und
im oberen Bereich ergibt sich eine Erniedrigung des zu do
sierenden Volumenstromes Q(d) maximal um den Betrag
dQ(d)I-III (vgl. schraffierte Dreiecke). Im unteren Bereich
steht nunmehr ein maximaler zu dosierender Volumenstrom
Q(d)IImax, im oberen Bereich ein minimaler zu dosierender
Volumenstrom Q(d)IIImin zur Verfügung.
Durch eine geeignete Regeleinrichtung der Fördereinrichtung
7 läßt sich der durch diese erzeugte erste Volumenstrom Q(p)
kontinuierlich in seiner Größe verändern. Über den Membran
antrieb des Regelventils 3 ist darüber hinaus eine stufen
lose Änderung seines Hubes und damit eine kontinuierliche
Änderung des zweiten Volumenstromes Q(v) gegeben. Das Zu
sammenwirken dieser beiden kontinuierlich zu ändernden Vo
lumenströme Q(p) und Q(v) führt in der vorgeschlagenen Vor
richtung gemäß der Erfindung zu einer sehr feinfühlig änder
baren Volumenstromdifferenz und damit zu einem kontinuier
lich änderbaren zu dosierenden Volumenstrom Q(d).
Die vorstehend erläuterten Zusammenhänge gelten sinngemäß
auch dann, wenn die Kennlinie (zweiter Volumenstrom Q(v))
des Regelventils 3 nicht, wie dargestellt, linear verläuft,
und wenn die Kennlinie der Fördereinrichtung 7 (erster Vo
lumenstrom Q(p)) einen anderen als in Fig. 3 dargestellten,
vom Hubverhältnis h/H des Regelventils 3 abhängigen Verlauf
nimmt.
Claims (6)
1. Verfahren zur Regelung des Durchflusses eines zu do
sierenden fließfähigen Stoffes, wobei der Durchfluß
durch eine in ihrem Volumenstrom regelbare Förderein
richtung im Zusammenwirken mit einem Regelventil ge
regelt, ein zwischen einem oberen und einem unteren
Wert stufenlos veränderbarer, im wesentlichen konstanter erster
Volumenstrom Q(p) über eine Fördereinrichtung er
zeugt, zwischen dem Druck- und Saugbereich der För
dereinrichtung ein zweiter, in Grenzen stufenlos veränderlicher
Volumenstrom Q(v) ausgetauscht wird und wobei der zu
dosierende Volumenstrom Q(d) aus der jeweiligen Volu
menstromdifferenz Q(p)-Q(v) = Q(d) resultiert und dem
Saugbereich zu- und aus dem Druckbereich zur Do
sierung abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet,
- - daß der zu dosierende Stoff aus einer Bierhefesus pension besteht und
- - daß bei Erreichen eines Minimalwertes des zweiten Volumenstromes letzterer und der erste Volumenstrom Q(v) und Q(p) gleichermaßen erhöht
- - und bei Erreichen eines Maximalwertes des zweiten Volumenstromes beide Volumenströme gleichermaßen erniedrigt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach An
spruch 1, mit einer Fördereinrichtung in Ver
bindung mit einem Regelventil, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Regelventil (3) zwei über einen Re
gelventilsitz miteinander in Verbindung stehende Ven
tilgehäuseteile (3.1, 3.2) mit jeweils zwei Anschluß
stutzen aufweist, daß die Saugseite (S) der Förder
einrichtung (7) mit einem der Anschluß
stutzen des einen und die Druckseite (D) mit einem
der Anschlußstutzen des anderen Ventilgehäuseteils
(3.1 bzw. 3.2) verbunden ist, und daß eine Vor
laufleitung (2a) an den zweiten Anschlußstutzen des
saugseitigen und eine Dosierleitung (2b) an den zwei
ten Anschlußstutzen des druckseitigen Ventilgehäuse
teils (3.1 bzw. 3.2) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Regelventil (3) als Schließventil ausgebildet
ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Regelventil (3) mit einem Membran
antrieb ausgerüstet ist.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Stellglied des Regelventils
(3) eine eine Mindestströmung in seinem Sitzbereich
sicherstellende Ausnehmung aufweist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (7) als ro
tierende Verdrängerpumpe, vorzugsweise als Drehkol
benpumpe, ausgebildet ist.
Priority Applications (1)
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DE19924237904 DE4237904C2 (de) | 1992-11-10 | 1992-11-10 | Verfahren und Vorrichtung zur Regelung des Durchflusses eines zu dosierenden fließfähigen Stoffes |
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---|---|---|---|---|
US5137046A (en) * | 1991-04-24 | 1992-08-11 | Allied-Signal Inc. | Fluid metering apparatus |
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1992
- 1992-11-10 DE DE19924237904 patent/DE4237904C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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