DE9202020U1 - Misch-Dosiergerät - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Neuerung betrifft ein Misch-Dosiergerät zur Abgabe einer Prozeßflüssigkeit mit vorgegebener Mischeigenschaft, z. B. mit vorgegebener Temperatur und/oder Menge, wobei wenigstens zwei Zulaufleitungen z. B. für Heißwasser und für Kaltwasser vorgesehen sind.

Es ist bekannt, eine Prozeßflüssigkeit aus zwei unterschiedlichen Flüssigkeiten mit Hilfe eines Mischventiles aufzubereiten. Die bisher hierzu verwendeten Geräte sind aber konstruktiv relativ aufwendig und kostenintensiv.

Der Neuerung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der Eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß bei einfachem Geräteaufbau eine schnelle, zuverlässige und kostengünstige Mischung/Dosierung ermöglicht wird.

Nach der Neuerung wird dies dadurch erreicht, daß jede der Zulaufleitungen an den Eingang je eines Ventiles angeschlossen ist, daß die Ausgänge der Ventile in eine gemeinsame Ausgangsleitung münden, in der ein Ausgangs-Sensor liegt zur Messung der von jedem Ventil abgegebenen Flüssigkeitsmenge und deren Temperatur, daß ferner in jeder Zulaufleitung ein Temperatur-Sensor liegt, und daß die Ventile, die Temperatur-Sensoren und der Ausgangs-Sensor an eine gemeinsame elektronische Steuerung angeschlossen sind.

Anstatt jeder Zulauf leitung ein eigenes Ventil zuzuordnen, kann auch ein Mischventil vorgesehen werden, das einen individuellen Eingang für jede Zulaufleitung hat.
In der Ausgangsleitung zwischen dem Ausgangs-Sensor und einem Dosierbehälter ist zweckmäßigerweise ein Dosierventil eingebaut, das an die elektronische Steuerung angeschlossen ist.

Von der Ausgangsleitung zweigt vorzugsweise eine Zweigleitung ab, in der ein Spülventil liegt, das ebenfalls an die elektronische Steuerung angeschlossen ist.
Vorteilhafterweise ist ferner in jeder Zulaufleitung vor dem jeweiligen Ventil ein Rückschlagventil eingebaut.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Neuerung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur der Zeichnung erläutert, die schematisch ein Misch/Dosiergerät nach der Neuerung zeigt.

Das dargestellte Misch/Dosiergerät 10 umfaßt z. B. drei Zulaufleitungen 12, 14, 16, über die z. B. Heißwasser, Leitungswasser und Eiswasser zugeführt werden kann. Selbstverständlich kann das Gerät auch mehr als drei Zufuhrleitungen für unterschiedliche Flüssigkeiten umfassen, so daß in einem solchen Fall dann die gewünschte Mischung auch aus mehr als drei Flüssigkeiten aufbereitet werden kann.
Die Zulaufleitung 1 2 ist an den Eingang eines Ventiles ZV1, die Zulaufleitung 1 4 ist an den Eingang eines Ventiles ZV2 und die Zulaufleitung 1 6 ist an den Eingang eines Ventiles ZV3 angeschlossen.

Die Ausgänge der drei Ventile münden in eine gemeinsame Ausgangsleitung 18, die zu einem Dosierbehälter 20 führt. In der Ausgangsleitung 18 liegt ein Ausgangs-Sensor S_A. Zwischen dem letzteren und dem Dosierbehälter 20 ist ein Dosierventil 22 in die Ausgangsleitung 18 eingebaut.

Von der Ausgangsleitung 1 8 zweigt eine Zweigleitung 24 ab, in der ein Spülventil 26 liegt.

In die Zulaufleitungen 12, 14, 16 ist in Strömungsrichtung vor den Ventilen ZV1, ZV2 und ZV3 jeweils ein Rückschlagventil 28 eingebaut.

An die Zulaufleitung 12 ist zwischen dem Rückschlagventil 28 und dem Ventil ZV1 ein Temperatur-Sensor S₁ angeschlossen; an die Zulaufleitung 14 ist zwischen dem Rückschlagventil 28 und dem Ventil ZV2 ein Temperatur-Sensor S₂ angeschlossen und an die Zulaufleitung 1 6 ist zwischen dem Rückschlagventil 28 und dem Ventil ZV3 ein Temperatur-Sensor S₃ angeschlossen.

Die Temperatur-Sensoren S₁, S₂ und S₃ sind jeweils über eine elektrische Leitung 32 an eine gemeinsame elektronische Steuerung gelegt.

Die Ventile ZV1, ZV2 und ZV3 sind jeweils über eine elektrische Leitung 34 ebenfalls an die Steuerung 30 angeschlossen.

In gleicher Weise sind der Ausgangs-Sensor S_A über eine elektrische Leitung 36, das Dosierventil 22 über eine elektrische Leitung 38 und das Spülventil 26 über eine elektrische Leitung 40 an die Steuerung 30 gelegt.

Das neuerungsgemäße Misch/Dosiergerät arbeitet folgendermaßen.

Es soll eine vorgegebene Menge M_soj| mit vorgegebener Temperatur V_50n bereitgestellt werden. Der Benutzer gibt die Menge in Liter und die Temperatur in °Celsius in die Steuerung ein.

Voraussetzung zu Herstellung einer Mischung mit der Temperatur V_30n ist es, das an wenigstens einer der Zulaufleitungen Wasser mit einer Temperatur zur Verfügung steht, die höher ist als V_soM und an mindestens einer der Zulaufleitungen muß Wasser zur Verfügung stehen, dessen Temperatur niedriger als V_soN ist.

Wie bereits erwähnt, gibt nun die Bedienungsperson in die Steuerung 30 mittels einer Tastatur die gewünschte Menge M_soN und die gewünschte Temperatur V_soN ein.
Die von der Bedienperson eingegebenen Daten können auch von einer übergeordneten Steuerung digital eingelesen werden.
Die Steuerung 30 berechnet aus den eingebenen Daten den benötigten Wärmeinhalt Qsoll-

Die Steuerung ermittelt nun aufgrund dieser Daten, wieviele Einzeldosierungen notwendig sind, um ein hinreichend genaues Ergebnis zu erreichen.
Bei einer gewünschten Wassermenge von z. B. 50 Liter könnte z. B. die erste Einzeldosierung 25 Liter, die zweite Einzeldosierung 17,5 Liter und die dritte Einzeldosierung 7,5 Liter umfassen.

Die Steuerung 30 ermittelt nun zunächst mit Hilfe der Sensoren S₁, S₂ und S₃ welche Temperaturen an den Ventilen ZV1, ZV2 und ZV3 anliegen. Aufgrund der gemessenen Temperaturwerte ermittelt die Steuerung 30, welche Temperaturen der Solltemperatur V_son im oberen und im unteren Bereich am nächsten liegen. Dementsprechend werden zwei der drei Ventile ZV1, ZV2 und ZV3 ausgewählt.

Kann diese Bedingung nicht erfüllt werden, d. h. steht beispielsweise an keiner Zuleitungen 1 2, 1 4, 1 6 Wasser zur Verfügung, dessen Temperatur höher ist als V_so||, so ist ein Spülvorgang notwendig. Angenommen, daß die Zulaufleitung 12 Wasser mit einer Temperatur führen sollte, die an sich höher liegen sollte als die Solltemperatur, dieses Wasser sich aber inzwischen etwas abgekühlt hat, so daß eine Temperatur unter der Solltemperatur liegt, dann wird das Ventil ZV1 geöffnet, das Dosierventil 22 geschlossen und das Spülventil 26 geöffnet, gesteuert von der Steuerung 30, wodurch die Zulaufleitung 12 gespült wird wobei dieses Spülwasser über die Ausgangsleitung 18 und die Zweigleitung 24 sowie das geöffnete Spülventil 26 abströmt.

Durch die Spülung wird somit an der Zulaufleitung 12 (oder auch an einer anderen Zulaufleitung) das erforderliche Heißwasser bereitgestellt. Ist z. B. nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit, die Bedingung immer noch nicht erfüllt, d. h. das die Temperatur des Wasser in der Leitung 1 2 noch immer unter der Solltemperatur liegt, so wird der Spülvorgang abgebrochen, mit der Folge, daß die eingegebene Temperatur V_soN dann nicht bereitgestellt werden kann.

Steht aber nun an der Leitung 1 2 Heißwasser mit einer Temperatur zur Verfügung, die über der Solltemperatur V_sol| liegt, so wird nun dieses Ventil, z. B. das Ventil ZV1 von der Steuerung 30 über seine Leitung 34 angesteuert und geöffnet. Vorher hat die Steuerung das Spülventil 26 geschlossen und das Dosierventil 22 geöffnet.
Das über die Zulaufleitung 1 2 zugeführte Heißwasser strömt nun durch das geöffnete Ventil ZV1 und den Ausgangs-Sensor S_A über die Leitung 18 und das geöffnete Dosierventil 22 in den Dosierbehälter 20.

Während dieses Dosiervorganges wird die Menge und die Temperatur des zugeführten Heißwasser durch den Ausgangs-Sensor S_A gemessen, da die Temperaturen an den Sensoren S₁, S₂ und S₃ während der Wasserentnahme in der Regel nicht konstant sind, sondern durch die Jahreszeit und die Örtlichkeiten beinflußt werden.
Unter der Voraussetzung, daß die Ausgangsleitung 1 8 sehr kurz ist und die Sensoren S₁, S₂ und S₃ genau abgestimmt sind (d. h. alle Sensoren liefern das gleiche Ausgangssignal bei gleichen Wassertemperaturen) genügt es, daß der Sensor S_A nur die Wassermenge mißt.

Aus den gemessenen Daten bestimmt die Steuerung 30 den Wärmeinhalt der abgegebenen Heißwassermenge und berechnet ständig, ob der Wärmeinhalt der abgegebenen Heißwassermenge durch das Wasser mit der unteren Temperatur ausgeglichen werden kann, um auf die gewünschte Sollmenge mit der gewünschten Solltemperatur zu kommen. Sobald dies der Fall ist, d. h. sobald der zuviel abgegebene Wärmeinhalt der abgegebenen Heißwassermenge den Grenzwert erreicht hat, bei dessen Überschreitung er nicht mehr durch die niedrigere Temperatur des kalten Wassers ausgeglichen werden kann wird das Ventil, welches Wasser mit einer Temperatur über der Solltemperatur liefert, gesperrt (z. B. ZV1) und das Ventil, das Wasser mit niedriger Temperatur als V_soM liefert, (z. B. ZV2) geöffnet. Es fließt dann solange kälteres Wasser durch den Ausgangs-Sensor S_A in den Dosierbehälter 20 bis die erste Einzelmenge erreicht ist. (z. B. 25 Liter wie oben aufgeführt).
Danach folgt der zweite Dosiervorgang in derselben Weise (17,5 Liter in diesem Beispiel) und dann der dritte Dosiervorgang (7,5 Liter bei diesem Beispiel).
Aus der Summe der Wärmeinhalte, die aus den vom Ausgangs-Sensor S_A gelieferten Daten durch die Steuerung 30 berechnet werden, kann die Isttemperatur im Dosierbehälter 20 berechnet werden.

Claims (5)

Schutzansprüche

1. Misch/Dosiergerät zur Aufbereitung einer Prozeßflüssigkeit mit vorgegebener Mischeigenschaft, z. B. mit vorgegebener Temperatur und/oder Menge, wobei wenigstens zwei Zulaufleitungen vorgesehen sind, z. B. für Heißwasser und für Kaltwasser, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Zulaufleitungen (12, 14, 16) an den Eingang je eines Ventils (ZV1, ZV2, ZV3) angeschlossen ist, daß die Ausgänge der Ventile (ZV1, ZV2, ZV3) in eine gemeinsame Ausgangsleitung (1 8) münden, in der ein Ausgangs-Sensor (S_A) liegt zur Messung der von jedem Ventil abgegebenen Flüssigkeitsmenge und deren Temperatur, daß ferner in jeder Zulaufleitung (12, 14, 16) jeweils ein Temperatur-Sensor (S₁, S₂, S₃) liegt, und daß die Ventile (ZV1, ZV2, ZV3), die Temperatur-Sensoren (S₁, S₂, S₃) und der Ausgangs-Sensor (S_A) an eine gemeinsame elektronische Steuerung (30) angeschlossen sind.

2. Misch/Dosiergerät zur Aufbereitung einer Prozeßflüssigkeit mit vorgegebener Mischeigenschaft, z.B. mit vorgegebener Temperatur und/oder Menge, wobei wenigstens zwei Zulaufleitungen vorgesehen sind, z. B. für Heißwasser und für Kaltwasser, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zulauf leitung (12, 14, 16) an einen Eingang eines mit mehreren Eingängen versehenen Mischventils angeschlossen ist, dessen Ausgang in eine Ausgangsleitung (18) mündet, in der ein Ausgangs-Sensor (S_A) liegt zur Messung der vom Mischventil jeweils abgegebenen Flüssigkeitsmenge und deren Temperatur, daß ferner in jeder Zulaufleitung (12, 14, 16) ein Temperatur-Sensor (S₁, S₂, S₃) liegt, und daß das Mischventil, die Temperatur-Sensoren (S₁, S₂, S₃) und der Ausgangs-Sensor (S_A) an eine gemeinsame elektronische Steuerung (30) angeschlossen sind.

3. Misch/Dosiergerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ausgangsleitung (18) zwischen dem Ausgangs-Sensor (S_A) und einem Dosierbehälter (20) ein Dosierventil (22) liegt, das an die elektronische Steuerung (30) angeschlossen ist.

4. Misch/Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß von der Ausgangsleitung (18) eine Zweigleitung (24) abzweigt, in der ein Spülventil (26) liegt, das an die elektronische Steuerung (30) angeschlossen ist.

5. Misch/Dosiergerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zulaufleitung (12, 14, 1 6) je ein Rückschlagventil (28) eingebaut ist.