DK148196B - Doseringsanlaeg - Google Patents

Description

148196

Opfindelsen angår et doseringsanlæg og kan med størst fordel finde anvendelse i den kemiske industri til dosering af gasser i væsker og i næringsmiddelindustrien til behandling af effluenter og naturligt forekommende vand.

Der kendes et anlæg til automatisk dosering af gas i en væske, f.eks. chlor i vand, hvilket anlæg omfatter en ejektor til blanding af gas med vand, en gasstrøm-kontrolenhed og et rotameter monteret på gasfødeledningen.

Dette anlæg er ikke i stand til at opretholde en bestemt mængde chlor i vand ved varierende vandstrømninger, hvilket medfører, at der i vand forekommer større eller mindre chlorkoncentrationer.

Et andet kendt doseringsanlæg omfatter en ejektor til blanding 148196 2 af en gas i vand, en gasstrøm-kontrolenhed med en aktiveringsmekanisme, og en vakuum-membranventil, der er koblet til gasstrøm-kontrolenheden og pneumatisk sammenknyttet med ejektoren. Dette kendte doseringsanlæg har tillige et rotameter med en differentiel, induktiv pickup, som er koblet til gasstrøm-kontrolenheden og til en i en gas-fødeledning placeret gastryk-kontrolenhed. Doseringsanlægget er yderligere forsynet med et styre- og reguleringskredsløb indeholdende en med en blænder udstyret væskestrømsmåler, der er anbragt i hovedledningen og sammenknyttet med en til en omsætter koblet og med en differentiel, induktiv pickup forsynet differentiel trykmåler.

Doseringsanlægget har også et gas/væske-forholdet indstillende organ, som er knyttet sammen med gasstrøm-kontrolenhedens aktiveringsmekanisme.

Et anlæg af forannævnte kendte art er imidlertid ikke i stand til at opfylde kravet om nøjagtig dosering i tilfælde af hurtigt varierende absorptionsgrad for gassen i væsken og i tilfælde af hurtigt varierende væskestrømningshastigheder.

Det tilsigtes med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe et doseringsanlæg med et sådant kredsløbsarrangement og med en sådan udformning af kontraventilen, at der opnås stor nøjagtighed ved dosering af en gas i en væske, også i tilfælde af bratte variationer i absorptionsgraden af gassen i væsken og ved bratte ændringer i væske-strømningshastighederne .

Med henblik herpå er et doseringsanlæg, omfattende en ejektor til blanding af en gas i en væske, hvilken ejektor er knyttet hydraulisk til en hovedledning, en gasstrøm-kontrolenhed med en aktiveringsmekanisme, en vakuum-membranventil, der er koblet til gasstrøm-kontrolenheden og pneumatisk sammenknyttet med ejektoren, et rotameter med en differentiel, induktiv pickup, som er koblet til gasstrøm-kontrolenheden og til en i en gasfødeledning placeret gastryk-kontrolenhed, en med en blænder udstyret væskestrømsmålér, der er anbragt i hovedledningen og hydraulisk sammenknyttet med en til en omsætter koblet og med en differentiel, induktiv pickup forsynet differentiel trykmåler, og et gas/væske-forholdet indstillende organ, der elektrisk er knyttet sammen med gasstrøm-kontrolenhedens aktiveringsmekanisme, ifølge opfindelsen ejendommeligt ved, at der findes - en koncentrationsmåler, der er placeret i hovedledningen i en afstand fra ejektoren, som er tilstrækkelig til måling af den vedholdende koncentration af gas i væsken, - et organ til indstilling af gassens koncentration i væsken, 3 148196 - en til sidstnævnte organ, til koncentrationsraåleren og via en aktiveringsmekanisme til det gas/væske-forholdet indstillende organ koblet elektronisk korrektionskontrolenhed for nævnte organ til indstilling af gas/væske-forholdet, - en signalfordeler forbundet til omsætteren og til en væskestrømsmåler , - en omsætter koblet til rotameterets differentielle, induktive pickup og til en signalfordeler, hvor den elektriske kobling mellem det gas/væske-forholdet indstillende organ og gasstrøm-kontrolenhedens aktiveringsmekanisme sker gennem en elektronisk, til signalfordelerne koblet kontrolenhed for gasstrøm/væskestrøm-forholdet, og hvor den pneumatiske kobling mellem ejektoren og vakuum-menbranventilen sker gennem en pilotstyret kontraventil .

En udførelsesform for doseringsanlægget er ifølge opfindelsen ejendommelig ved, at den pilotstyrede kontraventil omfatter et cylindrisk legeme med en rørforbindelse, der passerer gennem en første af nævnte legemes endevægge langs dennes midterakse og holdes i afstand fra en anden af dette legemes endevægge, at der i rørforbindelsen nær legemets første endevæg findes en port og en membran med et centralt hul, som optager en cylindrisk muffe, der passer nøje sammen med legemets anden endevæg, hvilken membran er således monteret i det cylindriske legeme, at der mellem denne membran og legemets endevægge dannes to lige store kamre med porte for gassens til- og afgang og således, at den cylindriske muffe og rørforbindelsen er ko-aksiale.

Anlægget kan med fordel have en til overvågning af gasstrømmen bestemt gasstrømsindikator, som er koblet til signalfordeleren og placeret i den umiddelbare nærhed af gasstrøm-kontrolenheden.

Anlægget kan ifølge opfindelsen ligeledes være udformet på en sådan måde, at der findes en trykmåler til kontrol af doseringsanlægget og til lettelse af indstillingen af gastryk-kontrolenheden, og at trykmåleren er indskudt mellem rotameteret og gastryk-kontrolenheden .

Det er endvidere tilrådeligt, at der i anlægget findes en til signalfordeleren koblet gasstrømsmåler, som er placeret i umiddelbar nærhed af organet til indstilling af gassens koncentration i væsken.

Doseringsanlægget ifølge opfindelsen giver mulighed for en betydelig forbedring af den nøjagtighed, hvormed en gas doseres i en væske.

4 U8196

Anlægget kræver ikke permanent tilstedeværelse af en operatør til at betjene eller passe anlægget, hvilket er en arbejdsbesparende foranstaltning.

Ved anvendelse af et doseringsanlæg ifølge opfindelsen i vandbehandlingsanlæg kan der spares betydelige mængder chlorgas, da det på grund af anlæggets store nøjagtighed og pålidelighed ikke længere er nødvendigt at dosere chlorgas i mængder over den optimale grænse.

Doseringsanlægget ifølge opfindelsen er meget pålideligt i drift og kan fungere i mere end et år uden forebyggende vedligeholdelse.

Anlægget er fuldstændigt gastæt, hvilket udelukker forurening af det automatiske kontrol- og målerum.

Anvendelsen af doseringsanlægget ifølge opfindelsen forbedrer væskekvaliteten, f.eks. drikkevands kvalitet, betydeligt.

Opfindelsen forklares nærmere nedenfor i forbindelse med en bestemt udførelsesform under henvisning til tegningen, som viser et funktionsdiagram af et doseringsanlæg ifølge opfindelsen.

Doseringsanlægget omfatter en ejektor 1 til blanding af en gas med en væske, f.eks. chlorgas med vand, hvilken ejektor er knyttet hydraulisk til en hovedledning 13, en gasstrøm-kontrolenhed 2 med en aktiveringsmekanisme 3, en vakuum-membranventil 4, der er koblet til gasstrøm-kontrolenheden 2, samt en til ejektoren 1 og vakuum-membranventilen 4 koblet, pilotstyret kontraventil 5.

Doseringsanlægget omfatter ligeledes et rotameter 6 med en differentiel, induktiv pickup 7, som er koblet til gasstrøm-kontrolenheden 2 og til en gastryk-kontrolenhed 8, der via et filter 9 og en tilgangsventil 10 er forbundet til en gasfødeledning 11.

En pil A angiver den retning, i hvilken væsken tilføres under tryk, medens en pil B viser retningen for- gastilførslen.

Doseringsanlægget omfatter yderligere en med en blænder 12 udstyret væskestrømsmåler, der er anbragt i hovedledningen 13 (hvor en pil C viser den retning, i hvilken den målte væske bliver tilført) , samt en til en omsætter 16 koblet og med en differentiel, induktiv pickup 15 forsynet differentiel trykmåler 14.

Doseringsanlægget har ligeledes en koncentrationsmåler 17, der er placeret i hovedledningen 13 i en afstand fra ejektoren 1, som er tilstrækkelig til måling af den vedholdende koncentration af gas i væsken, et organ 18 til indstilling af gassens koncentration i væsken, et gas/væske-forholdet indstillende organ 19, samt en elektronisk korrektionskontrolenhed 20 for nævnte organ til indstilling af gas/væske-forholdet, hvilken korrektionskontrolenhed er koblet til 148196 5 organet 18 til indstilling af gassens koncentration i væsken, til koncentrationsmåleren 17 via et additionsled 20', samt via en aktiveringsmekanisme 21 til det gas/væske-forholdet indstillende organ 19.

Endvidere findes der en signalfordeler 22 forbundet til omsætteren 16 og til en væskestrømsmåler 23 samt en omsætter 24, der er koblet til rotameteret 6's differentielle, induktive pickup 7 og til en anden signalfordeler 25.

Doseringsanlægget omfatter en elektronisk kontrolenhed 26 for gasstrøm/væskestrøm-forholdet, som via et additionsled 27 er forbundet til signalfordelerne 22 og 25 og til det gas/væskeforholdet indstillende organ 19.

Omsætteren 24 er af samme art som omsætteren 16.

Sidstnævnte omsætter 16 indeholder en demodulator 28 og.en korrektionsenhed 29, der gennem et additionsled 30 er forbundet til en jævnstrømsforstærker 31. Omsætteren 16 indeholder ligeledes en ferroresonant-stabilisator 32 forbundet til den differentielle, induktive pickup 15.

Signalfordelerne 22 og 25 er ligeledes ens og omfatter hver to serieforbundne dioder 33 og 34 med en modstand 35 forbundet til den ene af diodernes anode.

Kontrolenhederne 20 og 26 er ligeledes ens og omfatter hver en seriekreds bestående af en modulator 36, en vekselstrømsforstærker 37, en demodulator 38 og en magnetisk forstærker 39, hvis udgang via en tilbagekoblingsenhed 40 og et additionsled 40' er forbundet til indgangen af modulatoren 36.

Koncentrationsmåleren 17 består af en føler 41 forbundet til en jævnstrømsforstærker 42.

Den pilotstyrede kontraventil 5 omfatter et cylindrisk legeme 43 med en rørforbindelse 44, der passerer gennem en første af nævnte legeme 43's endevægge langs dennes midterakse og holdes i afstand fra hinanden af dette legemes endevægge, hvorhos der i denne rørforbindelse 44 er tilvejebragt en port 45 i nærheden af legemet 43's første endevæg, samt en membran 46 med et centralt hul, som optager en cylindrisk muffe 47, der passer nøje sammen med legemet 43's anden endevæg.

Membranen 46 er monteret således i det cylindriske legeme 43, at der mellem dette legemes endevægge og membranen 46 dannes to lige store kamre 48 og 49 med porte 50 og 51 for gassens tilgang, henholdsvis afgang. Den cylindriske muffe 47 og rørforbindelsen 44 148196 6 er arrangeret indbyrdes koaksiale.

Doseringsanlægget omfatter endvidere en til overvågning af gasstrømmen bestemt gasstrømsindikator 52, som er koblet til signal- „ fordeleren 25 og placeret i den umiddelbare nærhed af gasstrøm/kon-trolenheden 2.

I doseringsanlægget findes der endvidere en trykmåler 53 til kontrol af doseringsanlægget og til lettelse af indstillingen af gastryk-kontrolenheden 8, hvilken trykmåler 53 er indskudt mellem rotameteret 5 og gastryk-kontrolenheden 8.

Endelig findes der i doseringsanlægget en indikator 54 for stillingen af gasstrøm-kontrolenheden 2, hvilken indikator er knyttet sammen med kontrolenhedens aktiveringsmekanisme 3, samt en til signalfordeleren 25 koblet gasstrømsmåler 55, som er placeret i umiddelbar nærhed af organet 18 til indstilling af gassens koncentration i væsken.

Anlægget ifølge opfindelsen fungerer på følgende måde:

Fra gasfødeledningen 11 tilføres gas gennem tilgangsventilen 10 og filteret 9. Sidstnævnte fjerner mekaniske urenheder fra gassen. Gastrykket holdes konstant ved hjælp af gastryk-kontrolenheden 8. Rotameteret 6 med den differentielle, induktive pickup 7 måler gasstrømmen. Dernæst strømmer gassen igennem gasstrøm-kontrolenheden 2, vakuum-membranventilen 4, der kun er åben i tilfælde af, at der skabes et undertryk mellem ventilen 4 og ejektoren 1, og kontraventilen 5 ind i ejektoren 1, hvor det blandes med den væske, der tilføres i den med en pil A viste retning, hvorefter den resulterende gas/væske-blanding træder ind i den med pilen C angivne hovedstrøm.

Dernæst måles væske- og gasstrømningshastighederne.

Mængden af den passerende gas måles ved hjælp af den differentielle, induktive pickup 7, der er monteret i rotameteret 6 og ved hjælp af omsætteren 24, hvorfra signalet via fordeleren 25 føres til den elektroniske kontrolenhed 26 for gasstrøm/væskestrøm-forholdet, til indikatoren 52 og til gasstrømsmåleren 55.

Væskestrømningshastigheden måles ved hjælp af blænderen 12, den differentielle trykmåler 14 med den differentielle, induktive pickup 15 og omsætteren 16, hvorfra målesignalet via fordeleren 22 føres til den elektroniske kontrolenhed 26 for gas s trøm/væskestrøm-forholdet og til væskestrømsmåleren 23. Det ønskede forhold mellem gassen og væsken skabes ved hjælp af det gas-/væske-forholdet indstillende organ 19.

7 148196 Såfremt balancen mellem gas/væske-forholdene forstyrres, modtager den elektroniske kontrolenhed 26's indgang et fejlsignal fra additionsleddet 27.

På udgangen af den elektroniske kontrolenhed 26 frembringes der et signal, som påtrykkes gasstrøm-kontrolenheden 2's aktiveringsmekanisme 3, indtil ovennævnte balance mellem gas/væske-for-holdene er genoprettet.

Den ønskede koncentration af gas i væsken indstilles ved hjælp af indstillingsorganet 18. Et signal, som angiver den ønskede gaskoncentration, tilføres fra udgangen af indstillingsorganet 18 til den elektroniske kontrolenhed 20, der ligeledes modtager et signal, som angiver den aktuelle koncentration af gas i væsken, hvilket sidstnævnte signal tilføres fra koncentrationsmåleren 17. Disse signaler sammenlignes, og såfremt den aktuelle koncentration afviger fra den ønskede, tilføres der via aktiveringsmekanismen 21 et signal fra den elektroniske kontrolenhed 20 til det gas/væske-forholdet indstillende organ 19, hvorefter gas/væske-forholdet korrigeres i indstillingsorganet 19 ved en såkaldt I-regulering. Integrationstiden afhænger af den tid, det tager for væsken at strømme fra det punkt, hvor gas/væske-blandingen introduceres i væsken, til koncentrationsmåleren 17.

Doseringen af en gas i en væske sker - afhængigt af et forindstillet gas/væske-forhold - næsten øjeblikkeligt, og gas/væske-forholdet korrigeres afhængigt af den forindstillede og aktuelle koncentration af gas i væsken, hvorved doseringens nøjagtighed er forbedret betydeligt.

Kontraventilen 5's funktion er følgende. I begyndelsestilstanden passer den cylindriske muffe 47 nøje sammen med en endevæg i ventillegemet 43. Så snart gassen tilføres, optræder der en trykforskel tværs over membranen 46, hvilket medfører, at denne membran 46 forskydes sammen med den cylindriske muffe 47, således at gassen frit kan strømme ind i rørforbindelsen 44 og derfra videre til ejek-toren 1. En sådan udformning af ventilen tillader ikke væske at strømme til kontrolenheden 2 og rotameteret 6, hvilket sikrer stor nøjagtighed ved måling og regulering af gastilførslen.

Omsætteren 16 fungerer på følgende måde. Vekselspændingen fra den differentielle, induktive pickup 15 omsættes af demodulatoren 28 til en jævnspænding og adderes til spændingen fra korrektionsenheden 29. Det resulterende signal forstærkes ved hjælp af jævnstrømsforstærkeren, ved hvis udgang der frembringes et jævnstrøms- 148196 8 signal, som er proportionalt med væskestrømningshastigheden.

Korrektionskontrolenheden 20 virker på følgende måde. Indgangen af kontrolenheden 20 modtager det signal, som er et resultat af sammenligningen af de signaler, som angiver den ønskede og den aktuelle koncentration af gas i væsken. Dette signal omsættes af mo-dulatoren 36 til et vekselstrømssignal, forstærkes i forstærkeren 37, hvorefter det forstærkede jævnstrømssignal efter at være blevet ensrettet i demodulatoren 38 føres til indgangen af den magnetiske forstærker 39, På udgangen af den magnetiske forstærker 39 frembringes der et impulssignal med regulerbar bredde og relativ varighed, hvilket signal føres til aktiveringsmekanismen 21.

Trykmåleren 53 giver mulighed for at kontrollere doseringsanlægget og letter indstillingen af gasstrøm-kontrolenheden 2.

Med den foreliggende opfindelse opnås der en betydelig forøgelse af den nøjagtighed, hvormed en gas doseres i en væske, f.eks. chlorgas i drikkevand, hvilket forbedrer drikkevandets kvalitet væsentligt.

Claims (2)

148196

1. Doseringsanlæg omfattende en ejektor (1) til blanding af en gas i en væske, hvilken ejektor er knyttet hydraulisk til en hoved-ledning (13), en gasstrøm-kontrolenhed (2) med en aktiveringsmekanisme (3), en vakuum-membranventil (4), der er koblet til gasstrømkontrolenheden (2) og pneumatisk sammenknyttet med ejektoren (1), et rotameter (6) med en differentiel, induktiv pickup (7), som er koblet til gasstrøm-kontrolenheden (2) og til en i en gasfødeledning (11) placeret gastryk-kontrolenhed (8), en med en blænder (12) udstyret væskestrømsmåler, der er anbragt i hovedledningen (13) og hydraulisk sammenknyttet med en til en omsætter (16) koblet og med en differentiel,induktiv pickup (15) forsynet differentiel trykmåler (14), og et gas/væske-forholdet indstillende organ (19), der elektrisk er knyttet sammen med gasstrøm-kontrolenhedens (2) aktiveringsmekanisme (3), kendetegnet ved, at der findes - en koncentrationsmåler (17), der er placeret i hovedledningen (13) i en afstand fra ejektoren (1), som er tilstrækkelig til måling af den vedholdende koncentration af gas i væsken, - et organ (18) til indstilling af gassens koncentration i væsken, - en til sidstnævnte organ (18), til koncentrationsmåleren (17) og via en aktiveringsmekanisme (21) til det gas/væske-forholdet indstillende organ (19) koblet elektronisk korrektionskontrolenhed (20) for nævnte organ til indstilling af gas/væske-forholdet, - en signalfordeler (22) forbundet til omsætteren (16) og til en væskestrømsmåler (23), - en omsætter (24) koblet til rotameterets (6) differentielle, induktive pickup (7) og til en signalfordeler (25), hvor den elektriske kobling mellem det gas/væske-forholdet indstillende organ (19) og gasstrøm-kontrolenhedens (2) aktiveringsmekanisme (3) sker gennem en elektronisk, til signalfordelerne (22, 25) koblet kontrolenhed (26) for gasstrøm/væskestrøm-forholdet, og hvor den pneumatiske kobling mellem ejektoren (1) og vakuum-membranventilen (4) sker gennem en pilotstyret kontraventil (5).

2. Anlæg ifølge krav 1, kendetegnet ved, at den pilotstyrede kontraventil (5) omfatter et cylindrisk legeme (43) med en rørforbindelse (44), der passerer gennem en første af nævnte legemes (43) endevægge langs dennes midterakse og holdes i afstand fra en anden af dette legemes endevægge, at der i rørforbindelsen (44) nær legemets (43) første endevæg findes en port (45) og en membran