FI78887C

FI78887C - Dosing procedure for liquids

Info

Publication number: FI78887C
Application number: FI863394A
Authority: FI
Inventors: Martti Riekkinen
Original assignee: Innovancon Oy
Priority date: 1986-08-22
Filing date: 1986-08-22
Publication date: 1989-10-10
Also published as: FI78887B; FI863394A0; FI863394A

Description

1 788871 78887

NESTEIDEN ANNOSTELUMENETELMÄ - FÖRFARANDE FÖR DOSERING AV VÄTSKAMETHOD OF DOSAGE OF LIQUIDS - FÖRFARANDE FÖR DOSERING AV VÄTSKA

Keksinnön kohteena on menetelmä nesteiden 5 annostelemiseksi, jossa eri nesteitä sekoitetaan tietyn konsentraation omaavaksi seokseksi.The invention relates to a method for dispensing liquids 5, in which different liquids are mixed into a mixture having a certain concentration.

Nykyiset nesteiden annostelu- ja mittausmenetelmät perustuvat siihen, että sekoitettavien nesteiden mittaus tapahtuu mahdollisimman tarkasti, jolloin virhe, 10 mikä joka tapauksessa aina mittauksessa syntyy, saadaan niin pieneksi kuin mahdollista. Näin virhe on mahdollista teoriassa saada häviävän pieneksi, mutta tällöin kustannukset nousevat helposti kohtuuttomiksi.Current methods of dosing and measuring liquids are based on measuring the liquids to be mixed as accurately as possible, so that the error, which in any case always occurs in the measurement, is kept as small as possible. In this way, it is possible in theory to make the error negligible, but then the cost easily becomes unreasonable.

Koska virhettä mittauksissa joka tapauksessa 15 aina esiintyy ja virhe on laadultaan usein systemaattinen, useissa peräkkäisissä samanlaisissa mittauksissa syntyvät virheet helposti kumuloituvat ja aiheuttavat pitemmän päälle suurenkin poikkeaman halutuista mittaustuloksista valmiissa seoksissa.In any case, since the error in the measurements always occurs and the error is often of a systematic quality, the errors occurring in several successive similar measurements easily accumulate and cause even a large deviation from the desired measurement results in the finished mixtures.

20 Keksinnön tarkoituksena on poistaa edellä mainitut epäkohdat. Erityisesti keksinnön tarkoituksena on tuoda esille nesteiden annostelumenetelmä, jossa eri nesteiden sekoitussuhteessa tapahtuvat virheet saadaan pysymään tietyissä ja riittävän tarkoissa rajoissa.The object of the invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks. In particular, it is an object of the invention to provide a method for dispensing liquids in which errors in the mixing ratio of different liquids are kept within certain and sufficiently precise limits.

25 Keksinnölle tunnusomaisten seikkojen osalta viitataan vaatimusosaan.25 As regards the features characteristic of the invention, reference is made to the claims.

Keksinnön mukaiselle nesteiden annostelumene-telmälle on ominaista, että eri nesteistä sekoitettavan seoksen ainepitoisuuksia ei pyritäkään saamaan täysin 30 oikeiksi, vaan eri konsentraatiot pidetään tietyissä, sallituissa rajoissa vaihdellen oikeiden arvojen ylä-ja alapuolella. Näin peräkkäisissä olennaisesti samanlaisissa annostuskerroissa tapahtuvat systemaattiset virheet eivät pääse kumuloitumaan.The method of dosing liquids according to the invention is characterized in that the aim is not to completely correct the substance concentrations of the mixture to be mixed from different liquids, but to keep different concentrations within certain, permissible limits, varying above and below the correct values. Thus, systematic errors occurring in successively substantially similar dosing times cannot be cumulated.

35 Keksinnön mukaisessa menetelmässä sekoitettavia nesteitä pumpataan kutakin erillisellä ja muista pumpuista riippumattomasti ohjauslaitteen avulla ohjat- 2 78887 tavalla syrjäytyspumpulla. Käytettäviksi pumpuiksi sopivat mäntäpumput, sylInteripumput ja vastaavat pumput, jotka toimivat selvästi erillisin, yksittäisin ja työtllavuudeltaan mitattavin työjaksoin.In the method according to the invention, the liquids to be mixed are each pumped separately and independently of the other pumps by means of a control device controlled by a displacement pump. Suitable pumps are piston pumps, cylinder pumps and similar pumps, which operate in clearly separate, individual and measurable work cycles.

5 Menetelmän mukaisesti jokainen pumppu kalibroi daan erikseen eli jokaisen pumpun yhden työjakson tilavuus määrätään. Tämä tapahtuu edullisesti mittaamalla useamman työjakson esim. 10 jakson yhteinen pumppaus-tilavuus, josta laskemalla yhden jakson tilavuus saadaan 10 olennaisen tarkkana arvona. Tämän jälkeen kalibrointi-tiedot annetaan ohjauslaitteelle ja ohjauslaitteelle annetaan ohjauskäsky halutun seoksen valmistamiseksi.5 According to the method, each pump is calibrated separately, ie the volume of one operating cycle of each pump is determined. This is preferably done by measuring the common pumping volume of several working cycles, e.g. 10 cycles, from which the volume of one cycle is calculated as a substantially accurate value. The calibration data is then given to the control device and the control device is given a control command to prepare the desired mixture.

Tämän jälkeen ohjauslaite laskee ja ohjaa kalibrointitietojen mukaan nesteiden ensimmäisen annos-15 tukeen, johon kuuluu olennaisesti ohjauskäskyn mukaisten nesteiden seossuhdetta vastaava määrä ao. nesteitä pumppaavien pumppujen työjaksoja. Toisin sanoen ohjauslaite laskee kulloinkin käytettäville pumpuille sopivan työjaksojen lukumäärän niin, että syntyvän seoksen kon-20 sentraatio on olennaisesti oikea seossuhteen virheiden pysyessä sellaisissa rajoissa, että seoksen käytön kannalta esiintyvillä poikkeamilla ei ole merkitystä.The control device then calculates and directs, according to the calibration data, to the first dose-15 support of the liquids, which comprises a number of operating cycles of the pumps pumping the respective liquids substantially corresponding to the mixture ratio of the liquids according to the control command. In other words, the control device calculates the appropriate number of operating cycles for the pumps used in each case so that the concentration of the resulting mixture is substantially correct, while the errors of the mixture ratio remain within such limits that the deviations in the use of the mixture are irrelevant.

Seuraavassa vaiheessa ohjauslaite laskee ja ohjaa ainakin yhden nesteiden seuraavan annostuksen 25 ottaen huomioon erikseen eri nesteiden edellisen annostuksen poikkeamat tavoitekonsentraatiosta. Toisin sanoen ohjauslaite vähentää työiskujen määrää sellaisilta aineilta, joita on seoksessa liikaa ja lisää työiskujen määrää sellaisille aineille, joita on liian vähän, tai 30 sitten pitää työiskujen määrän tietylle aineelle ennallaan, jos sitä on olennaisesti oikea määrä valmiissa seoksessa.In the next step, the control device calculates and controls the next dosage 25 of the at least one liquid, taking into account separately the deviations of the previous dosage of the different liquids from the target concentration. That is, the control device reduces the number of strokes from substances that are too much in the mixture and increases the number of strokes for substances that are too little, or then keeps the number of strokes for a given substance if it is substantially the right amount in the finished mixture.

Peräkkäisiä annostuksia voidaan suorittaa rajattomasti ja aina uutta annostusta laskiessaan oh-35 jauslaite ottaa huomioon kaikkien edellisten annostusten eri seoskomponenttien kumulatiiviset virheet ja uusi annostus sekoitetaan sen mukaisesti. Näin valmistettavan 3 78887 seoksen seossuhteet saadaan pysymään aina tietyissä rajoissa, joita rajoja voidaan käytettävän seoksen vaatimusten mukaisesti muutella.Successive dosages can be performed indefinitely, and each time a new dosage is calculated, the control device takes into account the cumulative errors of the various mixture components of all previous dosages, and the new dosage is mixed accordingly. The mixture ratios of the 3 78887 mixture thus prepared are always kept within certain limits, which limits can be varied according to the requirements of the mixture used.

Eräässä keksinnön mukaisen menetelmän sovellu-5 tuksessa käytettävien pumppujen työjaksojen tilavuuksia säädetään, jonka jälkeen pumput aina uudelleen kalibroidaan. Näin tilavuuksia säätämällä voidaan annostuksen suuruusluokka määrätä. Käytettävien työjaksojen tilavuuksia säätämällä voidaan myös seoksen eri komponenttien 10 sallittuja vaihteluvälejä muutella.In one embodiment of the method according to the invention, the volumes of the operating cycles of the pumps are adjusted, after which the pumps are always recalibrated. Thus, by adjusting the volumes, the order of magnitude of the dosage can be determined. By adjusting the volumes of work cycles used, the allowable ranges of the various components 10 of the mixture can also be varied.

Eräässä keksinnön sovellutuksessa ohjauslaitteen muistissa on tiedot valmistettavista seoksista, niiden seossuhteista sekä eri komponenttien sallituista vaihteluväleistä. Toinen mahdollisuus on, että mainitut 15 tiedot annetaan ohjauslaitteelle aina ennen seoksen valmistusta.In one embodiment of the invention, the memory of the control device contains information about the mixtures to be prepared, their mixture ratios and the permissible ranges of the various components. Another possibility is that said information is always given to the control device before the preparation of the mixture.

Keksinnön etuna tunnettuihin annostelumenetel-miin on, että useista peräkkäisistä olennaisesti samanlaisista annostusjaksoista huolimatta sekoitusvirheet 20 eivät pääse kumuloitumaan, vaan seossuhteissa olevat poikkeamat oikeista arvoista saadaan säädön avulla pysymään jatkuvasti tietyissä rajoissa.An advantage of the invention over the known dosing methods is that, despite several successive substantially similar dosing cycles, the mixing errors 20 cannot be accumulated, but deviations in the mixing ratios from the correct values can be kept continuously within certain limits by means of adjustment.

Seuraavassa keksinnön mukaista menetelmää selostetaan yksityiskohtaisesti viittaamalla oheiseen 25 piirustukseen, jossa kuva 1 esittää kalibrointitapahtumaa, ja kuva 2 esittää seoksen valmistusta.In the following, the method according to the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawing, in which Fig. 1 shows a calibration operation and Fig. 2 shows the preparation of the mixture.

Kuvan 1 mukaisesti keksinnön mukaisessa menetelmässä kalibrointi suoritetaan jokaiselle syrjäytys-30 pumpulle 1 erikseen. Pumpulla pumpataan käytettävää nestettä 2 ainakin yksi, mutta edullisesti useampi työjakso, ja näistä pumppauskerroista määrätään yhden työjakson tilavuus 3. Saatu kalibrointitieto 4 annetaan ohjauslaitteelle 5. Näin menetellään jokaisen pumpun 35 kohdalla.According to Figure 1, in the method according to the invention, the calibration is performed for each displacement pump 30 separately. The pump 2 pumps the liquid to be used for at least one, but preferably several, operating cycles, and the volume 3 of one operating cycle is determined from these pumping times. The obtained calibration information 4 is given to the control device 5. This is done for each pump 35.

Sen jälkeen, kun jokainen pumppu on kalibroitu erikseen keksinnön mukaisen annostelumenetelmän nestei- 4 78887 den annostus voi alkaa. Ohjauslaitteelle 5 kuvassa 2 annetaan ohjauskäsky tietyn seoksen valmistamiseksi. Ohjauslaitteella on tiedossa, mitä nesteitä 2 ja mitä pumppuja 1 se tarvitsee halutun nesteen valmistamiseksi 5 sekä tiedot pumppujen työtilavuuksista. Näillä tiedoilla ohjauslaite laskee tietyn suuruisen annostuksen ja ohjaa tarvittavia pumppuja sen mukaisesti, jolloin tiettyyn säiliöön 6 saadaan haluttu seos. Seoksen seossuhteet eivät ole täysin oikeat, koska pumppuja säädetään niiden 10 täysien työiskujen lukumäärien mukaan. Työiskujen tilavuuksia voidaan kuitenkin säätää samoin kuin yhdessä annostuksessa niiden lukumääriä. Näin seoksessa olevat seossuhteen poikkeamat oikeasta arvosta saadaan niin pieneksi, että sillä ei ole merkitystä seoksen käytön 15 kannalta.After each pump has been calibrated separately, the dosing of the liquids of the dosing method according to the invention can begin. The control device 5 in Fig. 2 is given a control command for the preparation of a certain mixture. The control device knows which liquids 2 and which pumps 1 it needs to produce the desired liquid 5, as well as information on the working volumes of the pumps. With this information, the control device calculates a certain amount of dosing and controls the necessary pumps accordingly, so that the desired mixture is obtained in a certain tank 6. The mixture ratios of the mixture are not completely correct because the pumps are adjusted according to their 10 full strokes. However, the volumes of the strokes can be adjusted as well as their numbers in a single dose. In this way, the deviations of the mixture ratio from the correct value in the mixture are made so small that it is not relevant for the use of the mixture.

Seuraavaa annostusta laskettaessa ohjauslaite ottaa huomioon edellisen annostuksen seossuhteen ja paljonko siellä on eri aineita liikaa tai liian vähän. Näin toisten aineiden osuutta lisätään, toisten vähenne-20 tään ja toisten pysyessä ennallaan, jolloin eri aineiden seossuhteet saadaan pysymään tiettyjen rajojen sisäpuolella.When calculating the next dosage, the control device takes into account the mixture ratio of the previous dosage and how much or too little different substances there are. In this way, the proportion of some substances is increased, others are reduced and others remain the same, whereby the mixing ratios of the different substances are kept within certain limits.

On huomattava, että keksinnön mukaisessa menetelmässä seossäiliöitä 6 voi olla useita ja niihin 25 pumpataan erilaisia nesteitä aina vuorotellen tarpeen mukaan, jolloin ohjauslaitteen muistissa on eri säiliöissä olevien seosten tarkat seossuhteet. Samoin on mahdollista erilaisin venttiilijärjestelyin käyttää samaa pumppua vuorotelleen eri nesteille tai pumpata 30 kahdella tai useammalla pumpulla joko samanaikaisesti tai vaihtoehtoisesti yhtä ja samaa nestettä.It should be noted that in the method according to the invention there can be several mixture tanks 6 and different liquids are pumped into them 25 alternately as needed, whereby the memory of the control device has the exact mixture ratios of the mixtures in the different tanks. It is also possible with different valve arrangements to use the same pump alternately for different liquids or to pump 30 with two or more pumps either simultaneously or alternatively the same liquid.

Täten keksintö ei rajoitu vain edellä selostettuihin sovellutuksiin, vaan sen sovellutukset voivat vaihdella patenttivaatimusten rajaamaan keksinnöllisen 35 ajatuksen puitteissa.Thus, the invention is not limited to the embodiments described above, but its applications may vary within the scope of the inventive idea defined by the claims.

Claims

5 78887

A method of dispensing liquids, characterized in that different liquids are each pumped by 5 separate displacement pumps (1) controlled by a control device (5) independently of the other pumps into a mixture having a substantially predetermined target concentration, in which each pump is calibrated separately, i.e. and the calibration information is provided to the control device, - the control device is given a control command to prepare a particular mixture, - the control device calculates and controls the first dosing of liquids according to the calibration data 15, including a number of operating cycles of the pumps pumping the liquid. 20 subsequent doses, taking into account separately the cumulative deviations of the previous or previous doses or doses of the different fluids from the target concentration by modifying, if necessary, the the number of work cycles per dose.

Method according to Claim 1, characterized in that the volumes of the operating cycles of the pumps (1) are adjusted in order to determine the order of magnitude of the dosing.

Method according to Claim 1, characterized in that the volumes of the operating cycles of the pumps (1) are adjusted in order to determine the permissible ranges of the various components of the mixture.

Method according to one of Claims 1 to 3, characterized in that the magnitude of a single dosing is determined by the error margins of the mixing ratios of the various liquids and the minimum number of operating cycles of the pumps (1).