JP2020523188A - Method and mixing device for controlling the introduction of powdered material into a liquid for a batch mixing method - Google Patents

Method and mixing device for controlling the introduction of powdered material into a liquid for a batch mixing method Download PDF

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Abstract

本発明は、バッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体への粉末材料の導入を制御するための請求項1の冒頭部分に記載の方法であって、前記方法を実行するための混合装置であり、知られている先行技術の不利益を防ぐことを保証する前記方法および混合装置に関する。これはとりわけ、・粉末材料(P)が、計量パルス(i)の時間的並びによるパルスにて不連続な様相で供給され、各々のパルスは、粉末材料の質量流量([数1])、計量パルスの継続時間(Δt1)、および隣り合う計量パルスの間の時間間隔(Δt2)によって特徴付けられ、・一時的に利用可能な混合生成物(M*)について必要な攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力に比例する時間依存性の電力消費(l(t))が明らかにされ、・隣り合う計量パルスの間の時間間隔(Δt2)の終わりにおいて、時間依存性の電力消費(l(t))が、基準電力消費(l0)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きく上方または下方のいずれかにずれる場合に、次の計量パルス(i)の計量パルス継続時間(Δt1)が、前者の場合には短縮され、後者の場合には延長される、という方法によって達成される。【選択図】図1The invention relates to a method according to the preamble of claim 1 for controlling the introduction of powdered material into a liquid consisting of at least one component for a batch mixing method, the mixing being carried out for carrying out said method. Apparatus and said method and mixing device ensuring that it avoids the disadvantages of the known prior art. This is inter alia: the powder material (P) is supplied in a discontinuous manner in pulses by the temporal sequence of the metering pulses (i), each pulse being the mass flow rate of the powder material ([Equation 1]), Characterized by the duration of the metering pulse (Δt1) and the time interval between adjacent metering pulses (Δt2), the required stirring and/or shearing and/or shearing of the temporarily available mixed product (M*). A time-dependent power consumption (l(t)), which is proportional to the homogenization force, is revealed: At the end of the time interval (Δt2) between adjacent metering pulses, the time-dependent power consumption (l(t) t)) deviates from its respective assigned value in the time-dependent curve of the reference power consumption (10) either more or less than a predetermined tolerance, to the next metering pulse (i The metering pulse duration (Δt1) of 1) is shortened in the former case and extended in the latter case. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、バッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体への粉末材料の導入を制御するための請求項1の冒頭部分に記載の方法であって、粉末材料の導入および処理が、不連続な様相で働く均質な反応容器の滞留時間挙動の反応動力学関連の条件下で実質的に達成される方法、およびこの方法を実行するための混合装置に関する。 The invention is a method according to the preamble of claim 1 for controlling the introduction of a powdered material into a liquid consisting of at least one component for a batch mixing method, the introduction and treatment of the powdered material comprising: It relates to a method substantially achieved under the reaction kinetics-related conditions of the residence time behavior of a homogeneous reaction vessel working in a discontinuous manner, and a mixing device for carrying out this method.

液体への粉末材料の導入および一様な分布、ならびに該当する場合には液体における粉末材料の溶解に鑑みて、バッチ式で運転される混合方法(いわゆる、バッチ法)または連続的に運転される混合方法(いわゆる、インライン法)が、ミキサ技術においてよく知られた方法である。 In view of the introduction and the uniform distribution of the powder material in the liquid and, where applicable, the dissolution of the powder material in the liquid, a batch-wise mixing method (so-called batch method) or continuous operation Mixing methods (so-called in-line methods) are well known in the mixer art.

バッチ法の場合、液体および粉末材料の混合は、不連続なやり方で運転されるいわゆる反応容器(混合タンク)内での反応動力学によって実行される。特定の量の液体が、混合タンクにおいて利用可能にされ、粉末材料の所望の、または体系的に指定された乾燥物質濃度が液体において得られるまで、粉末材料が供給される。粉末材料および液体は、好ましくは絶えず攪拌および/または混合されて混合生成物を形成し、混合生成物は、粉末材料を一様に分布させる目的で均質化される。粉末材料を、連続的または非連続的なやり方で供給することができる。 In the case of batch processes, the mixing of liquid and powder materials is carried out by reaction kinetics in so-called reaction vessels (mixing tanks) which are operated in a discontinuous manner. A specific amount of liquid is made available in the mixing tank and the powder material is fed until the desired or systematically specified dry substance concentration of the powder material is obtained in the liquid. The powdered material and the liquid are preferably constantly stirred and/or mixed to form a mixed product, which is homogenized in order to evenly distribute the powdered material. The powdered material can be fed in a continuous or discontinuous manner.

インライン法の場合、液体および粉末材料は、いわゆる連続運転の反応容器(混合タンク)における反応動力学によって混合される。液体および粉末材料が、混合タンクに絶えず供給され、この粉末材料は、連続的または非連続的なやり方で供給され、混合生成物が、供給された液体および粉末材料の量に応じて、混合タンクから連続的なやり方で排出される。攪拌および/または混合、あるいはせん断および均質化によって、これが保証される。したがって、理論上の仮定では、混合生成物はどの時点でも同じ組成(例えば、乾燥物質濃度)を有し、温度の違いは生じない。排出された混合生成物における乾燥物質濃度は、混合プロセスの全期間にわたって見たとき、不変のままであり、すなわち一定である。 In the in-line method, liquid and powder materials are mixed by the reaction kinetics in a so-called continuously operating reaction vessel (mixing tank). Liquid and powder materials are constantly fed to the mixing tank, this powder material is fed in a continuous or discontinuous manner, and the mixed product is mixed tank depending on the amount of liquid and powder material fed. Is discharged in a continuous manner. This is ensured by stirring and/or mixing, or by shearing and homogenizing. Therefore, the theoretical assumption is that the mixed products will have the same composition (eg, dry matter concentration) at any one time and no difference in temperature will occur. The dry matter concentration in the discharged mixed product remains unchanged, i.e. constant, when viewed over the entire mixing process.

本発明は、バッチ法を使用して運転される混合方法であって、考えられるすべての具現化における混合方法を、専ら取り扱う。この点に関する混合方法および関連の混合装置が、例えば以下の非特許文献1で公開されている。 The present invention deals exclusively with mixing methods operated using the batch method, in all possible implementations. A mixing method and a related mixing device in this regard are disclosed in Non-Patent Document 1 below, for example.

上記の混合装置は、好ましくは、攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化装置を備えた混合タンクを有するいわゆる真空ミキサをさらに備える。例えば、混合タンクにおいて0.4〜4mの間の高さの自由充てんレベルを有することができる液体の自由表面に、この高さ範囲に応じて割り当てられる例えば0.2〜0.8barの大気圧に対する負圧が加えられ、したがって、一方では、混合プロセスの最中に液体から気体成分をより容易に除くことができ、他方では、液体があらゆる運転条件下で混合タンクの底部領域において大気圧に対する負圧を有する。粉末材料は、自由充てんレベルよりも下方のタンク壁の開口部から混合タンクへと導入される。この開口部は、混合タンクの外側の方向の管状の入口接続部に続き、入口接続部に、例えば粉末貯蔵タンクへとつながるパイプが取り付けられる。入口接続部、したがってパイプは、粉末材料の供給を制御する入口弁によって遮断することができるように構成されているため、一方では、このチャネルによって混合装置が周囲環境に対して閉じられ、他方では、粉末貯蔵タンクにおいて利用可能にされた或る量の粉末材料を、必要に応じて、存在する圧力条件に基づいて液体へと独立して供給することができる。この点で、粉末材料の好ましくは不連続な供給を有する混合装置が、特許文献1に記載されており、後者は一般的である。 The above-mentioned mixing device preferably further comprises a so-called vacuum mixer having a mixing tank with stirring and/or shearing and homogenizing devices. For example, the free surface of the liquid, which can have a free filling level of between 0.4 and 4 m in the mixing tank, is assigned according to this height range, for example an atmospheric pressure of 0.2 to 0.8 bar. A negative pressure is applied to the liquid, so that on the one hand it is easier to remove the gaseous constituents from the liquid during the mixing process, and on the other hand the liquid is against atmospheric pressure in the bottom region of the mixing tank under all operating conditions. Have a negative pressure. Powdered material is introduced into the mixing tank through an opening in the tank wall below the free fill level. This opening leads to a tubular inlet connection in the direction of the outside of the mixing tank, which pipe is attached to the inlet connection, for example to a powder storage tank. The inlet connection, and thus the pipe, is configured so that it can be shut off by an inlet valve that controls the supply of the powdered material, so that on the one hand this channel closes the mixing device to the ambient environment and on the other hand. , A quantity of powder material made available in the powder storage tank can be independently supplied to the liquid, if desired, based on the pressure conditions present. In this respect, a mixing device with a preferably discontinuous feed of powdered material is described in WO 03/09312, the latter being common.

例えば特許文献1に開示されているような粉末材料の不連続な供給は、供給が常にリフト弁として構成された入口弁の全開位置によって達成され、結果として入口弁の詰まりの恐れが最小化されるという利点を有する。それぞれの開位置の継続時間に応じて、多かれ少なかれ大量の粉末材料が断続的に液体へと導入されるため、原則として、粉末材料の対応する凝集の恐れが発生し、そのような凝集は、次の粉末材料が進入するときまでに攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化装置によって完全に溶解させられなければならず、可能な限り一様な粉末材料の分布を得る努力も同時に行われるべきである。これに関連して、粉末材料の断続的な供給は、混合プロセスのこの段階において一時的に利用可能な混合生成物を処理するために必要な攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力(割り当てられた装置の駆動力)の増加にて説明されることが示されている。この点で、割り当てられた駆動モータの電力消費に比例する駆動力の曲線は、ガウス正規分布曲線にほぼ対応する。 A discontinuous supply of powdered material, as disclosed for example in US Pat. No. 6,037,037, is always achieved by the fully open position of the inlet valve, which is designed as a lift valve, so that the risk of clogging of the inlet valve is minimized. Has the advantage of Depending on the duration of each open position, more or less large amounts of powdered material are intermittently introduced into the liquid, so that in principle there is a corresponding risk of agglomeration of the powdered material, such agglomeration occurring: By the time the next powder material enters, it must be completely dissolved by stirring and/or shearing and homogenizing equipment, and efforts should be made at the same time to obtain as uniform a distribution of the powder material as possible. .. In this connection, the intermittent supply of powdered material is the agitation and/or shear and homogenization forces (assigned) necessary to process the temporarily mixed product available at this stage of the mixing process. It is shown that this is explained by an increase in the driving force of the device). In this respect, the curve of the driving force, which is proportional to the power consumption of the allocated drive motor, corresponds approximately to the Gaussian normal distribution curve.

混合プロセスにおけるさらなる複雑化の要因は、不連続な様相で動作する反応容器または混合タンクの滞留時間挙動が、混合生成物の組成があらゆる時点において同一であることを理論的に仮定しているが、実際には、粉末材料の操作上の不連続な供給ゆえに、粉末材料の不均一に分布した凝集がますます生じ、その凝集は、粉末材料の次の供給によって混合タンクのすべての地点で完全には溶解していないことである。結果として、乾燥物質濃度が高すぎるために混合タンクが詰まる危険が存在する。 A further complication factor in the mixing process is that it is theoretically assumed that the residence time behavior of a reaction vessel or mixing tank operating in a discontinuous fashion is that the composition of the mixed product is the same at all times. In fact, due to the operational discontinuous feeding of powdered material, more and more unevenly distributed agglomerations of powdered material are produced, which agglomeration is complete at every point of the mixing tank by the next feeding of powdered material. That is not dissolved in. As a result, there is a risk of clogging the mixing tank due to too high dry matter concentration.

したがって、一方では、多かれ少なかれ大きな凝集が完全には溶解せず、混合生成物中に長時間にわたって存在する可能性を、排除することができない。他方では、上述の混合生成物中の粉末材料の不均一性により、この混合生成物内の微生物の増殖(細菌の増殖)の危険が存在し、これは、とくには混合タンクが加熱される場合に、これらの熱条件下で顕著になる。さらに、最後に述べた条件下では、混合タンクの加熱された壁に被膜(いわゆる、製品の付着)が形成される可能性がますます高くなり、これは、一方では熱の伝達を妨げ、他方では次の洗浄サイクルが来るまでの混合タンクの稼働時間を短くする。 Therefore, on the one hand, the possibility that more or less large agglomerates are not completely dissolved and may be present in the mixed product for a long time cannot be ruled out. On the other hand, due to the heterogeneity of the powdered material in the mixed product mentioned above, there is a risk of microbial growth (growth of bacteria) in this mixed product, especially when the mixing tank is heated. Moreover, it becomes remarkable under these thermal conditions. Furthermore, under the last-mentioned conditions, it is increasingly likely that a coating (so-called product deposit) will form on the heated walls of the mixing tank, which on the one hand impedes the transfer of heat and on the other hand. Then shorten the operating time of the mixing tank until the next cleaning cycle comes.

粉末材料の分布および凝集の溶解の程度に関する不均一性、ならびに粉末材料の供給の不釣り合いに大きい変動を防止し、過度に高い混合タンク内の乾燥物質濃度に起因する混合装置の閉塞を防止するための好都合な制御機構が、これまでのところ存在していないため、一時的に利用可能な混合生成物の攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化は、これまでのところ、おそらくは安全側となるように、ここで上述した種類の混合装置において、混合プロセスの全期間にわたって、大部分の期間において必要とされるよりも激しく行われている。この過度に激しい処理は、一方では製品を傷める作用を有する可能性があり、他方ではエネルギ効率に関して好ましくない。 Prevents non-uniformity in the distribution of powdered material and degree of dissolution of agglomerates, as well as disproportionately large fluctuations in the supply of powdered material, and prevents clogging of the mixing device due to excessively high dry substance concentrations in the mixing tank. Since no convenient control mechanism has so far existed, stirring and/or shearing and homogenizing the temporarily available mixed product has so far been probably on the safe side. In a mixing device of the type described here, the whole mixing process takes place more violently than is required for the most part. This overly vigorous treatment can, on the one hand, have a damaging effect on the product and, on the other hand, is detrimental in terms of energy efficiency.

インターネット<URL:http://www.qea.com/de/products/High−Shear−Batch−Mixer.jsp>Internet <URL:http://www. qea. com/de/products/High-Shear-Batch-Mixer. jsp>

独国特許出願公開第102015016766号明細書German Patent Application Publication No. 102015016766

本発明の目的は、バッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体への粉末材料の導入を制御するための一般的な方法、およびこの方法を実行するための割り当てられた混合装置を、上述の先行技術の欠点が除去されるようにさらに発展させることである。 The object of the present invention is to provide a general method for controlling the introduction of powdered materials into a liquid consisting of at least one component for a batch mixing method, and an assigned mixing device for carrying out this method, Further development is made so that the above-mentioned drawbacks of the prior art are eliminated.

本発明の目的は、請求項1の特徴を有する方法によって達成される。本発明の目的は、さらに、択一的な独立請求項9の特徴を有する方法を実行する混合装置によって達成される。混合装置の有益な構造は、従属請求項10の主題である。 The object of the invention is achieved by a method having the features of claim 1. The object of the invention is further achieved by a mixing device which carries out the method with the features of the alternative independent claim 9. An advantageous construction of the mixing device is the subject of dependent claim 10.

本発明は、本発明による方法と照らし合わせて、よく知られたバッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体成分への粉末材料の導入を制御するための方法から始まり、用語「コンポーネント」は、前記コンポーネントが、一般的な規則として、互いに引き離される分離された液体になり得るものであり、また互いから混合プロセスへ別々に供給されることができるという意味として理解されている。バッチ混合法は、一般的に最終結果に中高から高い乾燥物質濃度を有する中粘度、高粘度混合生成物、またさらなる処理の必要がない、または下流処理において少しのさらなる処理だけ必要な複数の液体コンポーネントを有する混合法に適用される。粉末材料の導入および処理は、反応動力学に関してみると、不連続な様相で働く均質な反応容器の滞留時間挙動の条件下で実質的に達成される。 The invention, in the context of the method according to the invention, begins with a method for controlling the introduction of a powdered material into a liquid component consisting of at least one component for the well-known batch mixing method, and the term "component". Is understood in the sense that, as a general rule, the components can be separated liquids that are separated from one another and can also be fed separately from each other into the mixing process. Batch mixing methods generally include medium viscosity, high viscosity mixed products with medium to high dry matter concentrations in the end result, and multiple liquids that do not require further processing or require only minor additional processing in downstream processing. Applies to mixed method with components. The introduction and processing of the powdered material, in terms of reaction kinetics, is substantially achieved under the conditions of the residence time behavior of a homogeneous reaction vessel acting in a discontinuous manner.

本方法は、或る量の液体が利用可能にされ、粉末材料が前記液体へと不連続なやり方で供給され、液体および粉末材料が絶えず攪拌および/または混合されて混合生成物を形成し、混合生成物は均質化されるというよく知られた方法とは区別される。粉末材料は、混合生成物中の粉末材料の乾燥物質濃度の時間依存性の曲線が、指定された最終値へと成長するまで供給される。 The method comprises making a quantity of liquid available, supplying powdered material to said liquid in a discontinuous manner, constantly stirring and/or mixing the liquid and powdered material to form a mixed product, A distinction is made from the well-known method that mixed products are homogenized. The powdered material is fed until the time-dependent curve of the dry substance concentration of the powdered material in the mixed product grows to the specified final value.

本方法の場合、解決の発明概念は、指定された最終値に割り当てられた少なくとも乾燥物質濃度の時間依存性の曲線に関する混合生成物の処方、および反応条件が、デフォルトデータの形態で指定されるということである。さらに、粉末材料が計量パルスの時間的並びによるパルスにてよく知られた不連続な様相で供給されることを提供する。これに関して、反応条件は、好まれた形態において、粉末材料が大気圧に関して混合タンク内の上部空間において負圧(真空)によって吸い出されるように供給されることを提供する。各々計量パルスは、粉末材料の質量流量(単位は[数1]に記載、以下同じ。)、計量パルスの継続時間(Δt1)、および隣り合う計量パルスの間の時間間隔(Δt2)によって特徴付けられる。 In the case of the present method, the inventive concept of the solution is that the formulation of the mixed product with respect to at least the time-dependent curve of the dry substance concentration assigned to the specified final value, and the reaction conditions are specified in the form of default data. That's what it means. Furthermore, it provides that the powdered material is delivered in a well-known discontinuous manner in pulses by means of a temporal sequence of metering pulses. In this regard, the reaction conditions, in their preferred form, provide that the powdered material is fed as it is sucked by negative pressure (vacuum) in the head space in the mixing tank with respect to atmospheric pressure. Each metering pulse is characterized by the mass flow rate of the powder material (units are described in [Equation 1], the same applies hereinafter), the duration of the metering pulse (Δt1), and the time interval between adjacent metering pulses (Δt2). To be

Figure 2020523188
Figure 2020523188

本方法は、指定された最終値で終わる体系的な乾燥物質濃度の時間依存性の曲線を形成し、飽和性のない(おおよそ直線の曲線)または飽和性のある(退行曲線)乾燥物質濃度との間において区別がなされる。
・飽和性のない乾燥物質濃度の曲線の場合、同量の粉末材料が、吸収の容量の枠組み内または同一の時間間隔で液体の溶解度制限内で計測されることができ、そのため、完全な混同生成物の均質化の間で乾燥物質濃度の時間依存性があるほぼ直線に上昇する曲線が調整される。
・飽和性のある乾燥物質濃度の曲線の場合、着実に減少する量の粉末材料が、吸収の容量の枠組み内または同一の時間間隔で液体の溶解度制限内で計測されることができ、そのため、完全な混合生成物の均質化の間で、乾燥物質濃度の時間依存性の逆行的に上昇する曲線が調整される。
The method creates a systematic time-dependent curve of dry matter concentration ending at a specified final value, with either a non-saturating (roughly linear curve) or a saturating (regression curve) dry matter concentration. A distinction is made between.
In the case of non-saturating dry substance concentration curves, the same amount of powdered material can be measured within the framework of the capacity of absorption or within the solubility limit of the liquid at the same time intervals, so that a complete confusion During the homogenization of the product, an approximately linear rising curve with a time-dependent dry matter concentration is adjusted.
In the case of a saturated dry matter concentration curve, a steadily decreasing amount of powdered material can be measured within the framework of the capacity of absorption or within the solubility limit of the liquid at the same time intervals, so that During the homogenization of the complete mixed product, a time-dependent retrograde rising curve of the dry matter concentration is adjusted.

本発明によると、指定された最終値で終わる乾燥物質濃度時間依存性の曲線は、明確に決定された計量パルスの並びによって定められる。 According to the invention, the dry substance concentration time-dependent curve ending at the specified final value is defined by a sequence of well-defined metering pulses.

1つの重要な制御工学的特徴は、一時的に利用可能な混合生成物について必要な攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力に比例する時間依存性の電力消費が明らかにされる。定められた数の粉末材料が、パルスにおいて混合プロセスまたはそれぞれ混合タンクに導入され、処理される場合、前記時間依存性の電力消費は常に、ほぼ正規分布の形で生じる。 One important control engineering feature reveals the time-dependent power consumption that is proportional to the stirring and/or shear and homogenization forces required for the temporarily available mixed product. If a defined number of powdered materials is introduced and processed in a mixing process or respectively a mixing tank in a pulse, the time-dependent power consumption always occurs in the form of a nearly normal distribution.

粉末材料は、吸収の液体または吸収の混合生成物に一様に分布するとすぐに、すなわち可能な限り均一に分布し、該当する場合には溶解するとすぐに、時間依存性の電力消費l(t)は、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線へと減少し、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線は、乾燥物質濃度c(t)の割り当てられた時間依存性の曲線の条件下で均質化された混合生成物へともたらされるべき攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力の特性である。基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線は、デフォルトデータに保存され、そこから使用され、混合生成物の処方および混合プロセスの反応条件に依存する。 The pulverulent material is distributed uniformly in the absorbing liquid or in the absorbing mixed product, i.e. as uniformly as possible and, if applicable, as soon as it dissolves, as a function of the time-dependent power consumption l(t ) Is reduced to a time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t), the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) is assigned to the dry substance concentration c(t). Characteristic of the stirring and/or shearing and homogenizing forces to be brought into the homogenized mixed product under the conditions of the curve of dependence. A time-dependent curve of the baseline power consumption l 0 (t) is stored and used from the default data and depends on the formulation of the mixed product and the reaction conditions of the mixing process.

隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の終わりにおいて、時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きく上方または下方のいずれかにずれることがあり得る場合に、次の計量パルスの計量パルス継続時間Δt1が、前者の場合には短縮され、後者の場合には延長される。 At the end of the time interval Δt2 between adjacent metering pulses, the time-dependent power consumption l(t) is determined from the respective assigned values in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t). If it is possible to shift either upward or downward by more than the tolerance of, the metering pulse duration Δt1 of the next metering pulse is shortened in the former case and extended in the latter case.

飽和性のない乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線に関して、本方法の第1の構成においては、これらの曲線が、計量パルスの継続時間Δt1と、隣り合う計量パルスの間の割り当てられた時間間隔Δt2との間の固定された継続時間−時間間隔比V(V=Δt1/Δt2=定数)によってそれぞれ定義されることを提供されている。 With respect to the time-dependent curves of the non-saturating dry matter concentration c(t), in the first configuration of the method, these curves are the duration Δt1 of the metering pulse and the assignment between adjacent metering pulses. It is provided that each is defined by a fixed duration-time interval ratio V (V=Δt1/Δt2=constant) with respect to the defined time interval Δt2.

乾燥物質濃度c(t)のそれぞれの曲線は、期間tにわたって上昇する、何故ならば、混合プロセスの全継続時間tにわたって見たとき、パルスにて絶えず計量される粉末材料の質量流量[数1]前記質量流量自体、最も一般的な場合において、時間依存性の粉末材料の質量流量は、一定である([数1]=定数)からである。粉末材料の質量流量は、混合タンク内の充てんレベルがほぼ不変である継続時間tにおいて、多くの時間、すなわち(t/Δt2)−時間、混合生成物の利用可能な不変の或る量の液体mに導入され、乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線は、次の式になる(1): The respective curve of the dry matter concentration c(t) rises over a period t, because when viewed over the total duration t of the mixing process, the mass flow rate of the powder material [equation 1] which is constantly metered in pulses. ], the mass flow itself, in the most general case, the mass flow rate of the time dependence of the powder material is from is constant ([number 1] = constant). The mass flow rate of the powdered material is such that for a period of time t, at which the filling level in the mixing tank is almost constant, for many hours, ie (t/Δt2)-hours, a certain constant amount of liquid available of the mixed product. The time-dependent curve of the dry matter concentration c(t) introduced into m F becomes the following equation (1):

Figure 2020523188
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最も実務指向の場合、一般的な規則として次の関係の第1の期間は、第2の期間と比べて小さいので、[数3]は、第1の比例定数[数4]を用いた式(1a)に従って、乾燥物質濃度c(t)に関して、ほぼ次のような結果になるようにほぼ設定されることができる。 In the most practice-oriented case, as a general rule, the first period of the following relationship is smaller than the second period, so [Equation 3] is an expression using the first proportional constant [Equation 4]. According to (1a), the dry matter concentration c(t) can be approximately set so as to obtain the following results.

Figure 2020523188
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Figure 2020523188
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固定された継続時間−時間間隔比V(V=Δt1/Δt2=定数)を有するこの制御工学的手段は、次の計量パルスに基づいて、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の対応する短縮または延長を本質的に比例してもたらす。 With a fixed duration-time interval ratio V (V=Δt1/Δt2=constant), this control-engineering means is based on the next metering pulse and correspondingly shortens the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. Or it provides an extension essentially proportionally.

飽和性の乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線に関して、本方法の第2の構成においては、これらの曲線が、計量パルスの継続時間Δt1と、隣り合う計量パルスの間の割り当てられた時間間隔Δt2との間の変化する継続時間−時間間隔比(V)(V=Δt1/Δt2≠定数)によって定義されるように提供され、
・時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きく上方にずれる場合、継続時間−時間間隔比Vが小さくされ、
・時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きく下方へとずれる場合、継続時間−時間間隔比Vが大きくされる。
With respect to the time-dependent curves of the saturated dry matter concentration c(t), in the second configuration of the method, these curves are assigned the duration Δt1 of the metering pulse and the distance between adjacent metering pulses. Provided as defined by the varying duration-time interval ratio (V) between the time interval Δt2 and V=Δt1/Δt2≠constant,
The duration if the time-dependent power consumption l(t) deviates from the respective assigned value in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) by more than a predetermined tolerance. The time interval ratio V is reduced,
Continuation if the time-dependent power consumption l(t) deviates from each assigned value in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) by more than a predetermined tolerance. The time-time interval ratio V is increased.

乾燥物質濃度c(t)のそれぞれの曲線は、期間tにわたって逓減的に上昇する、何故ならば、混合プロセスの全継続時間tにわたってみたとき、パルスにて絶えず計量される粉末材料の質量流量[数1]は、実際に一定である([数1]=定数)が、計量パルスの継続時間Δt1は着実に減少し、したがって計量される粉末材料の量mが着実に減少するからである。粉末材料の質量流量[数1]は、混合タンク内の充てんレベルがほぼ不変である継続時間tにおいて、混合生成物の利用可能な実質的に不変の体積Vへと導入され([数6])、乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線に従って混合生成物Mの密度ρが、増加し、後半は、第2の比例定数[数7]を用いた式(2)に従って表される: The respective curves of the dry matter concentration c(t) rise in a decreasing manner over a period t, because when viewed over the total duration t of the mixing process, the mass flow rate of the powdered material, which is constantly metered in pulses [[ [Equation 1] is actually constant ([Equation 1]=constant), but the duration Δt1 of the metering pulse steadily decreases, and thus the quantity m P of powdered material metered in steadily decreases. .. Mass flow [Number 1] of powder material, the time duration t fill level in the mixing tank is almost unchanged, is introduced into the volume V M available substantially unchanged mixed product ([6 ]), the density ρ M of the mixed product M increases according to the time-dependent curve of the dry matter concentration c(t), and the latter half follows the equation (2) using the second proportionality constant [Equation 7]. expressed:

Figure 2020523188
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Figure 2020523188
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Figure 2020523188
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可変の継続時間−時間間隔比Vを有するこれらの制御工学的手段は、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を変えずに、計量パルスの継続時間Δt1を短縮または延長できることを必要とし、あるいは計量パルスの継続時間Δt1を変えない場合には、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を適切なやり方で延長または短縮できることを必要とする。 These control-engineering means with a variable duration-time interval ratio V require that the duration Δt1 of the metering pulse can be shortened or extended without changing the time interval Δt2 between adjacent metering pulses, or If the duration Δt1 of the metering pulse is not changed, it is necessary that the time interval Δt2 between adjacent metering pulses can be extended or shortened in a suitable manner.

したがって、本発明による制御工学的手段は、本質的に、本方法の両方の構成においては、計量パルスの継続時間Δt1および隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2が、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2のそれぞれの終わりにおいて、一時的に利用可能な混合生成物を攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化するための時間に応じて確定される電力消費l(t)が、この点における均質化された混合生成物を処理するために必要な基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線に、実務指向の許容可能な許容誤差の枠組みの範囲内に近づくように選択されるという事実からなる。 Therefore, the control-engineering means according to the invention essentially comprises, in both configurations of the method, the duration Δt1 of the metering pulse and the time interval Δt2 between adjacent metering pulses such that At each end of the time interval Δt2, the power consumption l(t) determined as a function of time for stirring and/or shearing and homogenizing the temporarily available mixed product is equalized at this point. The fact that the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) required to process the processed mixed product is chosen to approach within the framework of the practice-oriented acceptable tolerances Consists of.

可能な限り、トラブルのないように粉末材料の計量を設計するために、粉末材料の質量流量[数1]は、計量パルスの継続時間にわたって一定であるという方法が提案されている。粉末材料の供給のための制御可能な開口部は、完全な開位置または閉位置の一方だけを溶解する。 In order to design the metering of the powder material as trouble-free as possible, a method has been proposed in which the mass flow rate of the powder material [Equation 1] is constant over the duration of the metering pulse. A controllable opening for the supply of powdered material melts only in one of the fully open or closed positions.

可能な限り、容易に扱えるように混合プロセスを制御するために、本方法の他の構成においては、計量パルスの継続時間の短縮または延長は、上方へとずれる電力消費または下方へとずれる電力消費が各々の場合に許容される過電流または許容される不足電流によって特定される電流範囲を離れる場合にもたらされることが提供されている。許容される過電流および許容される不足電流は、それぞれ基準電力消費の割り当てられた時間依存性の曲線のパーセンテージ割合によって決定される。 In order to control the mixing process to be handled as easily as possible, in other configurations of the method, shortening or lengthening the duration of the metering pulse results in a power consumption that shifts upward or a power consumption that shifts downward. Is provided in each case when leaving the current range specified by the permissible overcurrent or the permissible undercurrent. The permissible overcurrent and the permissible undercurrent are each determined by the percentage proportion of the assigned time-dependent curve of the reference power consumption.

これに関して、可能な限り正確な制御動作を確実にするために、本方法の他の構成においては、さらに計量パルスの継続時間の短縮または延長の程度は、基準電力消費の割り当てられた時間依存性の曲線からの時間依存性の電力消費のずれの程度の関数として決定されることが提案されている。 In this regard, in order to ensure the most accurate control action possible, in another configuration of the method, the degree of shortening or extending the duration of the metering pulse is further dependent on the assigned time dependence of the reference power consumption. It is proposed that it be determined as a function of the degree of time-dependent power consumption deviation from the curve of.

同一の処方を有する後続の混合プロセスのために使用可能な特定の処方のための実作業において得られる作業データを作成するために、本方法の他の構成において、少なくとも1つの液体への粉末材料の導入の制御の基礎をなすさらなる処方に応じたデフォルトデータが、先行の混合プロセスの経験値から得られて保存され、前記デフォルトデータは、混合または溶液温度、液柱の上方の圧力、液柱の上方の圧力から生じる反応圧力、攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化のための装置の回転速度、および基準電力消費の割り当てられた曲線に依存する許容される過電流および許容される不足電流であることが提供されている。 In order to produce working data obtained in the actual work for a particular formulation that can be used for subsequent mixing processes with the same formulation, in another configuration of the method, a powdered material into at least one liquid Further prescription-dependent default data underlying the control of the introduction of are obtained and stored from empirical values of previous mixing processes, said default data being the mixing or solution temperature, pressure above the liquid column, liquid column Reaction pressure resulting from the pressure above, the rotation speed of the device for stirring and/or shearing and homogenization, and the permissible overcurrent and permissible undercurrent depending on the assigned curve of the reference power consumption. Is provided.

同一の処方を有する後続の混合プロセスのために使用可能な特定の処方のための実作業において得られる作業データを作成するために、本方法の他の構成において、少なくとも1つの液体への粉末材料の導入の制御の過程において得られた好都合な処方に応じた制御パラメータ、すなわち計量パルスの継続時間、および隣り合う計量パルスの間の時間間隔が保存され、同一の処方の後の制御に利用されることが提供されている。 In order to produce working data obtained in the actual work for a particular formulation that can be used for subsequent mixing processes with the same formulation, in another configuration of the method, a powdered material into at least one liquid The convenient prescription-dependent control parameters obtained in the course of the control of the introduction, namely the duration of the metering pulse and the time interval between adjacent metering pulses, are stored and used for control after the same prescription. Are provided.

混合装置
本方法を実行するための混合装置は、液体を供給するための供給接続部と、混合生成物を排出するための出口接続部と、攪拌装置ならびに/あるいはせん断および均質化装置とを有するよく知られた方法の混合タンクを構成している。弁閉鎖部材を備える入口弁が混合タンク上に配置されている。入口弁を弁閉鎖部材によって全閉(閉位置)または全開(開位置)の間で調節することができる。粉末材料は、入口弁によって液体へと導入され、弁閉鎖部材を入口弁に割り当てられた制御装置によって閉位置または開位置へと動かすことができる。
Mixing device The mixing device for carrying out the method comprises a feed connection for supplying a liquid, an outlet connection for discharging the mixed product, a stirring device and/or a shearing and homogenizing device. It constitutes a well-known mixing tank. An inlet valve with a valve closing member is located on the mixing tank. The inlet valve can be adjusted by the valve closing member between fully closed (closed position) or fully opened (open position). The powdered material is introduced into the liquid by means of an inlet valve and the valve closing member can be moved to a closed or open position by means of a control device assigned to the inlet valve.

本発明によると、制御装置は、処方に応じたデフォルトデータ、ならびに計量パルスの継続時間および隣り合う計量パルスの間の時間間隔の形態の処方に応じた制御パラメータを備える混合装置を提供する。さらに、本発明によると、制御装置は、測定装置として構成された少なくとも1つの信号ピックアップを有し、信号ピックアップは、攪拌装置ならびに/あるいはせん断および均質化装置の時間依存性の電力消費を検出する。これらの性質を備えるので、制御装置は、時間依存性の電力消費の関数として、デフォルトデータおよび制御パラメータに関連して、弁閉鎖部材の閉位置または開位置を生じさせる。 According to the invention, the control device provides a mixing device with prescription-dependent default data and prescription-dependent control parameters in the form of the duration of the metering pulse and the time interval between adjacent metering pulses. Furthermore, according to the invention, the control device comprises at least one signal pickup configured as a measuring device, the signal pickup detecting a time-dependent power consumption of the stirring device and/or the shearing and homogenizing device. .. With these properties, the controller causes the closed or open position of the valve closure member to be associated with default data and control parameters as a function of time-dependent power consumption.

リフト弁として構成され、排他的に全開位置に粉末材料を供給し、その結果として最初から詰まりの影響の受けやすさを最小化する入口弁を最大限に活用するために、これに関してさらに、例として、粉末が作用する入口弁の弁ハウジング領域において、デッドスペースおよび中空空間を防止するために、有効な実施例において、弁閉鎖部材は、少なくとも粉末が作用する領域において、同じ直径を有する円筒形ロッドとして構成され、円筒形ロッド上に同じ直径を有する弁板が成形されていることが提供されている。入口弁が、全開位置に位置される場合、この実施例のために、一方では流れの障害を構成しない、および他方では、弁ハウジングの壁の近接に位置し、それ故にパイプ流の完全に構成された流れ領域の外に位置し、その結果、前記端領域内の壁を閉鎖するよどみ流れのみにいずれかの方法で接する弁板にて受け取られる座シールを構成しないように、その弁板を備える弁閉鎖部材は、粉末材料の完全に構成された流れからその最大の範囲まで延長される。 In order to maximize the use of the inlet valve, which is configured as a lift valve and exclusively delivers the powdered material in the fully open position, and consequently minimizes the susceptibility to clogging from the start, further examples in this regard As a result, in order to prevent dead spaces and hollow spaces in the valve housing region of the inlet valve on which the powder acts, in an advantageous embodiment, the valve closing member has a cylindrical shape with the same diameter, at least in the region on which the powder acts. It is provided that a valve plate configured as a rod and having the same diameter is molded on the cylindrical rod. When the inlet valve is located in the fully open position, it does not constitute a flow obstruction on the one hand for this embodiment, and on the other hand is located in the vicinity of the wall of the valve housing and therefore of the complete pipe flow. The valve plate so that it does not form a seat seal received at the valve plate that is in any way contacted only by the stagnation flow, which lies outside the defined flow region and thus closes the wall in said end region. The provided valve closure member extends from the fully constituted flow of powdered material to its maximum extent.

本発明は、以下の説明ならびに添付の図面および特許請求の範囲によってさらに詳細に表される。本発明は、バッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体への粉末材料の導入を制御するための方法のきわめてさまざまな構成にて実現されるが、好ましい方法およびこの方法を実行するための混合装置が、図面に記載される。 The invention is represented in more detail by the following description and the accompanying drawings and claims. The present invention is realized in a wide variety of configurations of methods for controlling the introduction of powdered materials into a liquid consisting of at least one component for a batch mixing method, but in order to carry out the preferred method and this method. The mixing device is described in the drawing.

バッチ混合法のための混合装置を概略図にて示している。A schematic diagram of a mixing apparatus for a batch mixing method is shown. 図1による混合装置へと粉末材料を供給するための入口弁を制御ヘッドハウジングを省いて半断面の斜視図にて示している。2 shows an inlet valve for feeding powdered material to the mixing device according to FIG. 1 in a perspective view in half section, omitting the control head housing. 本方法の定性的な表現にて、本発明による制御の特徴を基本的に表すために、一定である計量パルスの継続時間Δt1を有し、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を有する計量パルスの並びにおける時間依存性の電力消費l(t)を示しており、飽和性のない乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線が基準として採用されている。In a qualitative representation of the method, a metering with a constant metering pulse duration Δt1 and a time interval Δt2 between adjacent metering pulses is used to basically represent the characteristics of the control according to the invention. The time-dependent power consumption l(t) in the pulse sequence is shown, and the time-dependent curve of the non-saturating dry matter concentration c(t) is adopted as a reference. 本方法の定性的な表現にて、一定である計量パルスの継続時間Δt1/2を有し、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2/2を有する計量パルスの並びにおける時間依存性の電力消費l(t)を示しており、図3による乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線が基準として採用されている。In a qualitative representation of the method, a time-dependent power consumption in a sequence of metering pulses with a constant metering pulse duration Δt1/2 and a time interval Δt2/2 between adjacent metering pulses. 1(t) and the time-dependent curve of the dry matter concentration c(t) according to FIG. 3 is adopted as a reference. 本方法の定性的な表現にて、図3および図4による(飽和性のない)乾燥物質濃度の時間依存性のほぼ直線的に上昇する曲線を実現するための一定である計量パルスの継続時間Δt1を有し、一定である隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を有する計量パルスのより大きな並びにおける時間依存性の電力消費l(t)を示している。In a qualitative representation of the method, the duration of the metering pulse is constant in order to realize an almost linear rising curve of the time dependence of the (unsaturated) dry matter concentration according to FIGS. 3 and 4. 3 shows the time-dependent power consumption l(t) in a larger sequence of metering pulses with a constant time interval Δt2 between adjacent metering pulses with Δt1. 本方法の定性的な表現にて、(飽和性の)乾燥物質濃度の時間依存性の逓減的な曲線を実現するための計量パルスの着実に減少する継続時間Δt1を有し、隣り合う計量パルスの間の一定の時間間隔Δt2を有する計量パルスの並びにおける時間依存性の電力消費l(t)を示している。In a qualitative representation of the method, adjacent metering pulses have a steadily decreasing duration Δt1 of metering pulses to achieve a time-dependent decreasing curve of the (saturating) dry matter concentration. 3 shows the time-dependent power consumption l(t) in a series of metering pulses with a constant time interval Δt2 between.

混合装置(図1および図2)
混合装置1000は、とりわけ、好ましくは円筒形のタンクケーシング100.1と、上部タンク底部100.2と、下部タンク底部100.3とで構成される混合タンク100を有する。下部タンク底部100.3は、好ましくは、主に円錐形または円錐の形態にて下方に先細りであり、下端に混合生成物Mのための出口接続部100.4を有する。混合タンク100において、液体Fが、自由充てんレベルNを設定する供給接続部100.5を介して液体量mにて利用可能にされ、これにより、原則として、大気圧に対して負圧である液柱の上方の圧力pが、ここで議論される混合装置1000(例えば、真空ミキサ)に存在する。
Mixing device (Figs. 1 and 2)
The mixing device 1000 comprises, inter alia, a mixing tank 100 which is composed of a tank casing 100.1, preferably of cylindrical shape, an upper tank bottom 100.2 and a lower tank bottom 100.3. The lower tank bottom 100.3 is preferably downwardly tapered, mainly in the form of a cone or cone, with an outlet connection 100.4 for the mixed product M at the lower end. In the mixing tank 100, the liquid F is made available in a liquid volume m F via the supply connection 100.5 which sets the free filling level N, whereby, in principle, at negative pressure relative to atmospheric pressure. A pressure p above a liquid column exists in the mixing device 1000 (eg, vacuum mixer) discussed herein.

入口弁20が、タンクケーシング100.1または下部タンク底部100.3に配置されている。入口弁20は、供給ライン18を介して供給される粉末材料Pを、粉末材料質量流量[数1]にて不連続なやり方で液体Fまたは混合生成物Mへと供給する役に立つ。信号線22を介して入口弁20の制御ヘッドハウジング14と通信し、必要に応じて入口弁20を開位置または閉位置へと動かす制御装置30が、入口弁20に割り当てられている。混合タンク100内に、攪拌装置24が配置され、好ましくは下部タンク底部100.3の領域へと延びており、好ましくは中央に配置されて機械的に作用する第1の駆動モータ40によって、かなり低い第1の回転速度n1で駆動される。必要な攪拌作用を、例えば液体Fまたは混合生成物Mを循環ライン(図示せず)を介して再び送り、液体Fまたは混合生成物Mを混合タンク100へと好ましくは接線方向に進入させるなど、流れの機械的手段によって達成または支援することも可能である。 An inlet valve 20 is arranged in the tank casing 100. 1 or the lower tank bottom 100.3. The inlet valve 20 serves to supply the powder material P supplied via the supply line 18 to the liquid F or the mixed product M in a discontinuous manner at the powder material mass flow rate [Equation 1]. Assigned to the inlet valve 20 is a controller 30 that communicates with the control head housing 14 of the inlet valve 20 via signal line 22 and moves the inlet valve 20 to an open or closed position as required. Within the mixing tank 100, an agitator 24 is arranged, which preferably extends into the area of the lower tank bottom 100. 3 and is preferably arranged centrally by means of a mechanically acting first drive motor 40. It is driven at a low first rotation speed n1. The necessary stirring action is carried out, for example, by re-sending the liquid F or the mixed product M via a circulation line (not shown), causing the liquid F or the mixed product M to enter the mixing tank 100, preferably tangentially, It is also possible to achieve or support by mechanical means of flow.

攪拌装置24に代え、あるいは攪拌装置24に加えて、第2の駆動モータ50によってかなり高い第2の回転速度n2で駆動されるせん断および均質化装置26が、好ましくは下部タンク底部100.3の下部領域に、好ましくは偏心させて設けられる。前記せん断および均質化装置は、好ましくは、一方では液体Fまたは混合生成物Mを上方から吸い込み、他方では液体Fまたは混合生成物Mを下部タンク底部100.3の壁に近い領域において環状に排出し、したがって外側から内側へと向かう循環流が、好ましくは混合タンク100内に構成される。せん断および均質化装置26を通過する際に、液体Fおよび粉末材料P、あるいは結果として生じる混合生成物Mは、きわめて強力に機械的に混合され、好ましくはこれによって均質化される。 Instead of, or in addition to, the stirring device 24, a shearing and homogenizing device 26 driven by a second drive motor 50 at a significantly higher second rotational speed n2 is preferably provided in the lower tank bottom 100.3. It is preferably provided eccentrically in the lower region. Said shearing and homogenizing device preferably sucks liquid F or mixed product M from above on the one hand and annularly discharges liquid F or mixed product M on the other hand in the region near the wall of the lower tank bottom 100.3. However, a circulating flow from the outside to the inside is preferably configured in the mixing tank 100. On passing through the shearing and homogenizing device 26, the liquid F and the powdered material P, or the resulting mixed product M, are very strongly mechanically mixed and preferably homogenized thereby.

入口弁20は、リフト弁として構成される(図2)。弁座2aおよび弁座2aと相互作用する弁板8aを弁ハウジング2内に有しており、弁板は、弁閉鎖部材8上に構成されている。原則として、弁閉鎖部材8は、入口弁20が閉位置にあるときに弁座2aとの相互作用において封止をもたらす座シール10を受け入れる。弁座2aは、座開口部2bを有し、この開口部を通って、供給ライン18から管接続部2cを介して供給される粉末材料Pが液体F(図1)へと導入される。 The inlet valve 20 is configured as a lift valve (Fig. 2). It has a valve seat 2 a and a valve plate 8 a in the valve housing 2 which interacts with the valve seat 2 a, which valve plate is constructed on the valve closing member 8. In principle, the valve closing member 8 receives a seat seal 10 that provides a seal in interaction with the valve seat 2a when the inlet valve 20 is in the closed position. The valve seat 2a has a seat opening 2b, through which the powder material P supplied from the supply line 18 via the pipe connection 2c is introduced into the liquid F (FIG. 1).

好ましくは混合タンク100の壁に直接配置される入口弁20の接続点の上方の順番待ちの液体Fが、その液柱によって高さh(図1)を構成するため、前述の接続点の領域における静圧、したがって座開口部2bの領域における静圧は、液柱pの上方の圧力(好ましくは、負圧)と、液柱の高さhから生じる静圧とで構成される。例えば、p=0.2〜0.8barの負圧と、この圧力範囲に応じて割り当てられる液柱の高さh=0.2〜4mとを有する真空ミキサの場合、大気圧に対する負圧が座開口部2bの領域に依然として常に存在し、したがって座開口部2bが混合タンク100から吸い出され、したがって粉末材料Pが吸い込まれる。座開口部2bを、弁板8aによって、完全に閉じた閉位置、または完全に開いた開位置の間で調整することができる。弁ハウジング2は、ランタン型ハウジング4を介して、弁閉鎖部材8を駆動するための駆動ハウジング6に接続されている。好ましくは、圧力媒体が作用するばね/ピストン駆動装置であり、復帰ばね12が、原則として、好ましくは圧縮空気である圧力手段が駆動ハウジング6に作用していない場合に、弁閉鎖部材8を閉位置へと移動させる。弁閉鎖部材8の弁板8aに作用し、駆動ハウジング6を通って制御ヘッドハウジング14まで案内される弁棒8bが、駆動側において弁閉鎖部材8を軸方向に案内するように働く。弁閉鎖部材8は、少なくとも弁閉鎖部材8のうちの粉末が作用する領域において、同じ直径を有する円筒状のロッドとして構成され、このロッド上に同じ直径を有する弁板8aが成形される。この設計の構成のおかげで、弁閉鎖部材8のうちの粉末が作用する運動領域において、弁ハウジング2内の中空空間およびデッドスペースが防止され、弁閉鎖部材8を、その端部の弁板8aおよび関連の座シール10とともに、流れが完全に通過する弁ハウジング2の領域から最大限に引っ込めることが可能である。 Since the waiting liquid F above the connection point of the inlet valve 20, which is preferably arranged directly on the wall of the mixing tank 100, constitutes the height h (FIG. 1) by its liquid column, the area of the connection point mentioned above. The static pressure at, and hence the static pressure in the region of the seat opening 2b is composed of the pressure above the liquid column p (preferably negative pressure) and the static pressure generated from the height h of the liquid column. For example, in the case of a vacuum mixer having a negative pressure of p=0.2 to 0.8 bar and a liquid column height h=0.2 to 4 m assigned according to this pressure range, the negative pressure with respect to the atmospheric pressure is It is still always in the region of the seat opening 2b, so that the seat opening 2b is sucked out of the mixing tank 100 and thus the powder material P is sucked in. The seat opening 2b can be adjusted by the valve plate 8a between a fully closed closed position or a fully open open position. The valve housing 2 is connected via a lantern type housing 4 to a drive housing 6 for driving the valve closing member 8. Preferably a pressure medium actuated spring/piston drive, the return spring 12 closing the valve closing member 8 when no pressure means, in principle, preferably compressed air, act on the drive housing 6. Move to position. A valve rod 8b acting on the valve plate 8a of the valve closing member 8 and guided through the drive housing 6 to the control head housing 14 serves to guide the valve closing member 8 axially on the drive side. The valve closing member 8 is configured as a cylindrical rod having the same diameter in at least the region of the valve closing member 8 on which the powder acts, and the valve plate 8a having the same diameter is formed on this rod. Thanks to the design design, hollow spaces and dead spaces in the valve housing 2 are prevented in the movement region of the valve closing member 8 where the powder acts, and the valve closing member 8 is closed at its end with the valve plate 8a. And with the associated seat seal 10, it is possible to maximally withdraw from the area of the valve housing 2 through which the flow completely passes.

制御装置30(図1)は、少なくとも1つの信号ピックアップ16を有する。少なくとも1つの信号ピックアップ16は、例えば混合パラメータの測定装置であり、混合パラメータは、例えば混合タンク100内の液柱の上方の圧力p、液体Fの混合または溶液温度T、乾燥物質濃度cまたは乾燥物質濃度の時間依存性の曲線c(t)、回転速度n1、n2、ならびに攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化装置24、26の時間依存性の電力消費l(t)などである。信号ピックアップ16は、例として、図1においてはせん断および均質化装置26の第2の駆動モータ50の時間依存性の電力消費l(t)について示されている。これに加え、あるいはこれに代えて、他の混合パラメータを明らかにするさらなる測定装置を同様に設けることが可能である。 The controller 30 (FIG. 1) has at least one signal pickup 16. The at least one signal pickup 16 is, for example, a mixing parameter measuring device, which may be, for example, the pressure p above the liquid column in the mixing tank 100, the mixing or solution temperature T of the liquid F, the dry substance concentration c or the drying. These include the time-dependent curve c(t) of the substance concentration, the rotation speeds n1, n2, and the time-dependent power consumption 1(t) of the stirring and/or shearing and homogenizing devices 24, 26. The signal pickup 16 is shown by way of example in FIG. 1 for the time-dependent power consumption l(t) of the second drive motor 50 of the shearing and homogenizing device 26. In addition, or in the alternative, it is likewise possible to provide further measuring devices which reveal other mixing parameters.

方法(図1および図2と併せて図3〜図6)
粉末材料Pの導入および処理は、実質的に、不連続なやり方で働く均質反応容器の滞留時間挙動の反応速度論関連の条件下で達成される。この方法は、或る量の液体mが混合タンク100において利用可能にされ(供給接続部100.5を介した供給)、粉末材料Pが、この液体Fへと、最も一般的な場合には時間依存性の粉末材料質量流量[数1](t)であってよい粉末材料質量流量[数1]で入口弁20を介して不連続なやり方で供給されるように、既知のやり方で区別される。液体Fおよび粉末材料Pは、絶えず攪拌および/または混合されて混合生成物Mを形成し、混合生成物Mは均質化される。粉末材料Pは、混合生成物M中の粉末材料Pの乾燥物質濃度の時間依存性の曲線c(t)が指定された最終値Cに成長するまで供給される。
Method (FIGS. 3 to 6 in combination with FIGS. 1 and 2)
The introduction and treatment of the powdered material P is achieved substantially under the kinetics-related conditions of the residence time behavior of a homogeneous reaction vessel, which work in a discontinuous manner. The method is such that a certain amount of liquid m F is made available in the mixing tank 100 (feed via feed connection 100.5) and the powder material P is brought to this liquid F in the most common case. Is supplied in a discontinuous manner via the inlet valve 20 at a powder material mass flow rate [Equation 1], which may be a time-dependent powder material mass flow rate [Equation 1](t), in a known manner. To be distinguished. The liquid F and the powdered material P are constantly stirred and/or mixed to form a mixed product M, which is homogenized. The powder material P is fed until the time-dependent curve c(t) of the dry substance concentration of the powder material P in the mixed product M grows to the specified final value C E.

ここで説明される混合方法の場合、少なくとも指定された最終値Cに割り当てられた乾燥物質濃度の時間依存性の曲線c(t)に関する混合生成物Mの処方および反応条件が、デフォルトのデータDの形態で指定される。 In the case of the mixing method described here, the formulation and reaction conditions of the mixed product M with respect to the time-dependent curve c(t) of the dry matter concentration assigned to at least the specified final value C E are the default data. Specified in the D form.

粉末材料Pは、計量パルスi(図3および4)の時間的並びによるパルスにて期間tにわたって不連続なやり方で供給され、各々のパルスは、粉末材料の質量流量[数1]と、計量パルスの継続時間Δt1と、隣り合う計量パルス間の時間間隔Δt2とを特徴とする。粉末材料の質量流量[数1]は、本質的には、すでに示したように、粉末材料の時間依存性の質量流量[数1](t)であり、本出願の主題の場合、入口弁20の構造および切り替え特性ゆえに、粉末材料の質量流量[数1]はおおむね時間に依存せず、したがって一定である([数1]=定数)と仮定される。 The powder material P is supplied in a discontinuous manner over a period t in pulses by a temporal sequence of metering pulses i (FIGS. 3 and 4), each pulse being a mass flow rate of the powder material [Equation 1] and a metering pulse. It is characterized by a pulse duration Δt1 and a time interval Δt2 between adjacent metering pulses. The mass flow rate [Equation 1] of the powder material is essentially the time-dependent mass flow rate [Equation 1] (t) of the powder material, as already indicated, and in the case of the subject of the present application, the inlet valve Because of the structure and switching properties of 20, it is assumed that the mass flow rate [Equation 1] of the powder material is largely time-independent and thus constant ([Equation 1]=constant).

対応する期間tにわたって図3にやはりプロットされている時間依存性の電力消費l(t)が、図3による計量パルスの継続時間Δt1について、例えばせん断および均質化装置26の第2の駆動モータ50において明らかにされ、あるいは測定されている。この時間依存性の電力消費は、計量パルスi(図1)の直後の混合タンク100内の一時的に利用可能な混合生成物M*に必要な攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力に比例し、攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力は、攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化装置24、26によって加えられる。時間依存性の電力消費l(t)の曲線は、ガウス正規分布曲線に似ており、断続的に進入する粉末材料の質量流量[数1]につれて上昇して最大値に達し、次いで粉末材料の溶解Pに続いて、すなわち均質化された混合生成物Mの達成の場合に、この均質化された混合生成物Mに必要な時間依存性の電力消費l(t)へと次第に低下する。 The time-dependent power consumption l(t), which is also plotted in FIG. 3 over the corresponding time period t, for the duration Δt1 of the metering pulse according to FIG. 3 is, for example, the second drive motor 50 of the shearing and homogenizing device 26. Have been revealed or measured in. This time-dependent power consumption is proportional to the stirring and/or shearing and homogenizing forces required for the temporarily available mixed product M* in the mixing tank 100 immediately after the metering pulse i (FIG. 1). However, the stirring and/or shearing and homogenizing forces are applied by the stirring and/or shearing and homogenizing devices 24,26. The time-dependent power consumption l(t) curve resembles a Gaussian normal distribution curve, rising with the intermittently advancing mass flow of the powder material [Equation 1] to reach the maximum value, and then the powder material Following the dissolution P, i.e. in the case of achieving a homogenized mixed product M, there is a gradual decrease to the time-dependent power consumption l(t) required for this homogenized mixed product M.

本発明によれば、この典型的な挙動が、基準電力消費の時間依存性の曲線l(t)がデフォルトデータDから利用されるという点で、制御工学の条件において使用され、この曲線は、均質化された混合生成物Mへともたらされるべき攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力の特徴である。 According to the invention, this typical behavior is used in control engineering terms, in that the time-dependent curve l 0 (t) of the reference power consumption is taken from the default data D, which curve is , A characteristic of the stirring and/or shearing and homogenizing forces to be brought into the homogenized mixed product M.

隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2が、計量された量の粉末材料m=[数1]Δt1の溶解、混合、および均質化に充分でない場合、時間依存性の上方へとずれる電力消費l*(t)が測定され、したがって一時的に利用可能な混合生成物M*のこの状態において、更新された計量パルスiは、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の終わりにおいてまだ表示されない。同等の条件下で、時間依存性の下方へとずれる電力消費l**(t)が確認された場合、これは、隣り合う計量パルス間の時間間隔Δt2によっても定義される攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の段階が長すぎること、または計量された粉末材料の量mがこの段階にとって適切でないことを、知らせている可能性がある。 If the time interval Δt2 between adjacent metering pulses is not sufficient for the dissolution, mixing and homogenization of the metered quantity of powdered material m P =[Equation 1]Δt1, then the power consumption shifts upward in a time-dependent manner. In this state of the mixed product M*, in which l*(t) has been measured and thus is temporarily available, the updated metering pulse i is not yet displayed at the end of the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. .. Under comparable conditions, if a time-dependent downward power consumption l**(t) is observed, this is due to agitation and/or shear, which is also defined by the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. And may indicate that the homogenization step is too long or that the metered quantity of powdered material m P is not suitable for this step.

粉末材料Pが吸収の液体Fまたは吸収の混合生成物Mに一様に分布し、すなわち可能な限り均一に分布し、該当する場合には溶解するとすぐに、時間依存性の電力消費l(t)は、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線へと減少し、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線は、乾燥物質濃度c(t)の割り当てられた時間依存性の曲線の条件下で均質化された混合生成物Mへともたらされるべき攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力の特性である(図3〜図5:基準電力消費l(t)のほぼ直線的な時間依存性の曲線;図6:基準電力消費量l(t)の次第に減少する時間依存性の曲線を参照)。基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線は、純粋な液体Fだけが利用可能である時刻t=0において、基準電力消費の初期値l(t=0)=lで始まる(図3〜図6を参照)。この点に関し、基準電力消費l(t)の曲線は、デフォルトデータDに保存され、混合生成物Mの処方および混合プロセスの反応条件に依存する。 As soon as the powdered material P is evenly distributed in the absorbing liquid F or the absorbing mixed product M, ie as evenly as possible and, if appropriate, dissolved, the time-dependent power consumption l(t ) Is reduced to a time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t), the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) is assigned to the dry substance concentration c(t). Characteristic of the stirring and/or shearing and homogenizing forces to be brought to the homogenized mixed product M under the conditions of the dependence curve (FIGS. 3-5: reference power consumption l 0 (t) (See FIG. 6: gradually decreasing time-dependent curve of reference power consumption l 0 (t)). Time dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) at time t = 0 only pure liquid F is available, the initial value l 0 (t = 0) of the reference power = starting with l 0 (See Figures 3-6). In this regard, the curve of reference power consumption l 0 (t) is stored in the default data D and depends on the formulation of the mixed product M and the reaction conditions of the mixing process.

隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の終わりにおいて、時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きくずれている場合、上方へのずれまたは下方へのずれのいずれかが存在し得る(図3および図4を参照)が、続く計量パルスの計量パルス継続時間Δt1が、前者の場合には短縮され、後者の場合には延長される。許容誤差は、許容される過電流ΔI1および許容される不足電流ΔI2の指定で構成される(図3)。 At the end of the time interval Δt2 between adjacent metering pulses, the time-dependent power consumption l(t) is determined from the respective assigned values in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t). If it deviates more than the tolerance of, there may be either an upward deviation or a downward deviation (see FIGS. 3 and 4), but the metering pulse duration Δt1 of the following metering pulse is In the case of, it is shortened, in the latter case, it is extended. The permissible error is configured by designating the allowable overcurrent ΔI1 and the allowable undercurrent ΔI2 (FIG. 3).

短縮の場合が図4に示されており、この図示の事例においては、計量パルスの継続時間Δt1、したがって隣り合う計量パルス間の割り当てられた時間期間Δt2も、例えば半分にされている(Δt1/2;Δt2/2)。次いで、この計量モードの場合においても、隣り合う計量パルスの間の時間期間Δt2/2の終わりにおいて、指定の許容誤差の枠組みの範囲内で、上述の意味での必要な補正を必須にする時間依存性の上方または下方にずれる電力消費l*(t)、l**(t)が存在するか否かの検査が行われる。 The shortening case is shown in FIG. 4, in which case the duration Δt1 of the metering pulse and thus also the assigned time period Δt2 between adjacent metering pulses is for example halved (Δt1/ 2; Δt2/2). Then, also in the case of this metering mode, at the end of the time period Δt2/2 between adjacent metering pulses, within the framework of the specified tolerances, the time which makes the necessary correction in the above sense essential. A check is made as to whether there is a power consumption l*(t), l**(t) that deviates above or below the dependency.

許容される過電流ΔI1または許容される不足電流ΔI2によってそれぞれ決定される電流範囲を時間依存性の上方または下方へとずれる電力消費l*(t)、l**(t)が離れる場合、計量パルスΔt1の継続時間が短縮または延長される。許容される過電流および許容される不足電流ΔI1、ΔI2は、好ましくは、基準電力消費l(t)の割り当てられた時間依存性の曲線のパーセント割合によってそれぞれ決定される。さらに、計量パルスの継続時間Δt1の短縮または延長の程度は、好ましくは、基準電力消費l(t)の割り当てられた時間依存性の曲線からの時間依存性の電力消費l(t)のずれの程度の関数として決定される。混合生成物Mのそれぞれの処方によって最終的に決定される許容される過電流ΔI1および許容される不足電流ΔI2は、混合プロセスのデフォルトデータDの一部となり得る。 If the power consumption l*(t), l**(t) deviates from the current range determined by the allowable overcurrent ΔI1 or the allowable undercurrent ΔI2, respectively, upward or downward in a time-dependent manner, The duration of the pulse Δt1 is shortened or extended. The permissible overcurrents and the permissible undercurrents ΔI1, ΔI2 are preferably determined respectively by the percentage proportion of the assigned time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t). Furthermore, the degree of shortening or lengthening of the duration Δt1 of the metering pulse is preferably the deviation of the time-dependent power consumption l(t) from the assigned time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t). Is determined as a function of the degree of. The permissible overcurrent ΔI1 and permissible undercurrent ΔI2 finally determined by the respective formulation of the mixed product M can be part of the default data D of the mixing process.

粉末材料Pの少なくとも1つの液体Fへの導入を制御する過程で得られる適切な処方依存の制御パラメータS、すなわち計量パルスの継続時間Δt1および隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2が保存され、同じ処方の以後の制御に利用される。 A suitable prescription-dependent control parameter S obtained in the course of controlling the introduction of the powder material P into the at least one liquid F, namely the metering pulse duration Δt1 and the time interval Δt2 between adjacent metering pulses, is stored, It is used for the subsequent control of the same prescription.

混合装置1000の制御装置30は、本発明によれば、処方依存のデフォルトデータDならびに計量パルスの継続時間Δt1および隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の形態の処方依存の制御パラメータSを提供できるように設定される。さらに、制御装置30は、少なくとも、攪拌装置24ならびに/あるいはせん断および均質化装置26(図3、4)の時間依存性の電力消費l(t)を検出する測定装置として構成された信号ピックアップ16(図1)をさらに有する。本発明によれば、制御装置30は、時間依存性の電力消費l(t)の関数として、デフォルトデータDおよび制御パラメータSに関連して、弁 閉鎖部材8(図2)の閉位置または開位置を生じさせる。 The controller 30 of the mixing device 1000 provides, according to the invention, a prescription-dependent default data D and a prescription-dependent control parameter S in the form of a metering pulse duration Δt1 and a time interval Δt2 between adjacent metering pulses. It is set to be possible. Furthermore, the control device 30 comprises at least a signal pickup 16 configured as a measuring device for detecting the time-dependent power consumption l(t) of the stirring device 24 and/or the shearing and homogenizing device 26 (FIGS. 3, 4). (FIG. 1) is further included. According to the invention, the control device 30 determines, as a function of the time-dependent power consumption l(t), the closed position or the opening of the valve closing member 8 (FIG. 2) in relation to the default data D and the control parameter S. Give rise to a position.

この方法は、指定された最終値Cで体系的に終了する乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線をもたらし、飽和性のない乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線(おおむね直線状の時間依存性の曲線;図3〜図5を参照)または飽和性の乾燥物質濃度の時間依存性の曲線(次第に減少する時間依存性の曲線;図6を参照)の間で区別がなされるべきである。指定された最終値Cで終わる乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線は、特定の計量パルスiの並びによって定義され、すなわち計量パルスの継続時間Δt1および隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2によって明確に規定される。 This method yields a time-dependent curve of dry matter concentration c(t) that systematically ends with a specified final value C E , and a time-dependent curve of non-saturating dry matter concentration c(t). (Generally linear time-dependent curves; see FIGS. 3-5) or between time-dependent curves of saturating dry matter concentration (gradually decreasing time-dependent curve; see FIG. 6). A distinction should be made. The time-dependent curve of the dry matter concentration c(t) ending at the specified final value C E is defined by the sequence of the particular metering pulse i, ie the duration Δt1 of the metering pulse and between adjacent metering pulses. It is clearly defined by the time interval Δt2.

前述の式(1、1a)(c(t) = k1 V t)によって説明することができるように、純粋な液体F(図5)についてc(t=0)=0で始まる飽和性のない乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線に関して、本方法の構成においては、この曲線が、計量パルスの継続時間Δt1と隣り合う計量パルスの間の割り当てられた時間間隔Δt2との間の固定された継続時間−時間間隔比Vによって定義される(V=Δt1/Δt2=定数)。基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線からのずれの場合に、本発明によれば、一定の継続時間−時間間隔比Vにて、計量パルスの継続時間Δt1が(例えば、図3との対照において図4に定性的に示されているように)短縮され、あるいは延長される。固定された継続時間−時間間隔比Vを有するこの制御工学的手段は、必然的に、後続の計量パルスiに基づいて、隣り合う計量パルス間の時間間隔Δt2の対応する短縮または延長を比例にてもたらす。 As can be explained by the above equations (1, 1a) (c(t) = k1 V t), there is no saturation starting with c(t=0)=0 for pure liquid F (Fig. 5). With regard to the time-dependent curve of the dry matter concentration c(t), in the configuration of the method, this curve is between the duration Δt1 of the metering pulse and the assigned time interval Δt2 between adjacent metering pulses. It is defined by a fixed duration-time interval ratio V (V=Δt1/Δt2=constant). In the case of a deviation of the reference power consumption l 0 (t) from the time-dependent curve, according to the invention, at a constant duration-time interval ratio V, the duration Δt1 of the metering pulse is (e.g. 3 is shortened or extended (as qualitatively shown in FIG. 4 in contrast to 3). This control-engineering means with a fixed duration-time interval ratio V necessarily proportionately, based on the subsequent metering pulse i, a corresponding shortening or lengthening of the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. Bring.

上記の式(2)[数9]によって説明され得るとおりの飽和性の乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線(図6)に関して、本方法のさらなる構成においては、この曲線が、計量パルスの継続時間Δt1と隣り合う計量パルスの間の割り当てられた時間間隔Δt2との間の変化する継続時間−時間間隔比Vによって定義され(V=Δt1/Δt2≠定数)、
・時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当て値から、指定された許容誤差よりも大きく上方へとずれた場合、持続時間−時間間隔比Vが小さくされ、
・時間依存性の電力消費l(t)が、基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当て値から、指定された許容誤差よりも大きく下方へとずれた場合、持続時間−時間間隔比Vが大きくされる。
With respect to the time-dependent curve (FIG. 6) of the saturable dry matter concentration c(t) as can be explained by equation (2) [Equation 9] above, in a further configuration of the method, this curve is Defined by the varying duration-time interval ratio V between the duration Δt1 of the metering pulse and the assigned time interval Δt2 between adjacent metering pulses (V=Δt1/Δt2≠constant),
Persistence if the time-dependent power consumption l(t) deviates from the respective assigned value in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) by more than a specified tolerance. The time-time interval ratio V is reduced,
Persistence if the time-dependent power consumption l(t) deviates from the respective assigned values in the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) by more than a specified tolerance. The time-time interval ratio V is increased.

Figure 2020523188
Figure 2020523188

乾燥物質濃度c(t)のそれぞれの曲線は、純粋な液体Fにおけるc(t=0)=0から始まって期間tにわたって逓減的に上昇し(図6)、何故ならば、混合プロセスの全継続時間tにわたって見たとき、パルスにて絶えず計量される粉末材料の質量流量[数1]は実際に好ましくは一定である([数1]=定数)が、計量パルスの継続時間Δt1は着実に減少し、したがって計量される粉末材料の量mが着実に減少するからである。粉末材料の質量流量[数1]は、混合タンク100内の充てんレベルNがほぼ不変である混合プロセス全体の継続時間tにおいて、混合生成物の利用可能な実質的に不変の体積Vへと導入され(V≒定数)、混合生成物Mの密度ρが増加し、すなわち指定された最終値Cへと成長する乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線に従う。 The respective curves of the dry matter concentration c(t) start from c(t=0)=0 in the pure liquid F and gradually increase over the period t (FIG. 6), because of the total mixing process. The mass flow rate [Equation 1] of the powder material, which is constantly metered in pulses, is actually preferably constant ([Equation 1]=constant) when viewed over a duration t, but the duration Δt1 of the metering pulse is steady. , And therefore the amount of powdered material m P to be metered in steadily decreases. Mass flow rate of powder material [Number 1] is the filling level N is substantially invariant mixing process the entire duration t in the mixing tank 100, into the volume V M available substantially unchanged mixed product introduced (V M ≒ constant), density [rho M of the mixed product M increases, i.e. according to the time-dependent curve of the dry substance concentration c (t) of grow into given final value C E.

図6は、乾燥物質濃度c(t)の時間依存性の曲線の関数として、それぞれ計量された粉末材料の量m=[数1]Δt1が着実に減少する様子を示しており、いずれの場合も、それぞれの割り当てられた時間依存性の電力消費l(t)が、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2の終わりにおいて基準電力消費l(t)の割り当てられた時間依存性の曲線に近づいており、あるいは可能な限り最大限に一致している。この点において、曲線は、一方では混合生成物Mを保護し、他方ではエネルギ効率に優れたやり方で構成された上首尾の混合プロセスを示している。上記で説明した意味で、制御工学的手段は必要でない。許容される過電流または不足電流ΔI1、ΔI2からのずれが発生した場合に限り、制御機構が、図3および図4に関連して第1の方法について説明したやり方と同様のやり方で関与する。 FIG. 6 shows a steady decrease in the respectively metered quantity of powdered material m P =[Equation 1]Δt1 as a function of the time-dependent curve of the dry matter concentration c(t), which Once again, each assigned time-dependent power consumption l(t) has an assigned time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) at the end of the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. Approaching or matching as much as possible. In this respect, the curve shows a successful mixing process, which on the one hand protects the mixed product M and on the other hand is constructed in an energy-efficient manner. No control engineering measures are required in the sense explained above. Only if a deviation from the permissible overcurrent or undercurrent ΔI1, ΔI2 occurs, the control mechanism is engaged in a manner similar to that described for the first method in connection with FIGS. 3 and 4.

可変の継続時間−時間間隔比Vを有するこれらの制御工学的手段は、制御装置30が、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を変えずに、計量パルスの継続時間Δt1を短縮または延長できることを必要とし、あるいは計量パルスの継続時間Δt1を変えない場合には、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2を適切なやり方で延長または短縮できることを必要とする。 These control engineering measures with a variable duration-time interval ratio V allow the control device 30 to shorten or extend the duration Δt1 of the metering pulse without changing the time interval Δt2 between adjacent metering pulses. Or if the duration Δt1 of the metering pulse is not changed, it is necessary that the time interval Δt2 between adjacent metering pulses can be lengthened or shortened in a suitable manner.

したがって、本発明による制御工学的手段は、本質的に、本方法の両方の構成において、計量パルスの継続時間Δt1および隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2が、隣り合う計量パルスの間の時間間隔Δt2のそれぞれの終わりにおいて、一時的に利用可能な混合生成物M*を攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化するための時間に応じて確定される電力消費l(t)が、この点における均質化された混合生成物Mを処理するために必要な基準電力消費l(t)の時間依存性の曲線に、実務指向の許容可能な許容誤差の枠組みの範囲内に近づくように選択されるという事実からなる。 Therefore, the control-engineering means according to the invention is essentially such that, in both configurations of the method, the duration Δt1 of the metering pulse and the time interval Δt2 between adjacent metering pulses are the time between adjacent metering pulses. At each end of the interval Δt2, the power consumption l(t) determined as a function of time for stirring and/or shearing and homogenizing the temporarily available mixed product M* is homogeneous at this point. Chosen to approach the time-dependent curve of the reference power consumption l 0 (t) required to process the liquefied mixed product M within the framework of a practically-oriented acceptable tolerance. It consists of the fact that

1000 混合装置
100 混合タンク
100.1 タンクケーシング
100.2 上部タンク底部
100.3 下部タンク底部
100.4 出口接続部
100.5 供給接続部
20 入口弁
30 制御装置
40 第1の駆動モータ
50 第2の駆動モータ
2 弁ハウジング
2a 弁座
2b 座開口部
2c 管接続部
4 ランタン型ハウジング
6 駆動ハウジング
8 弁閉鎖部材
8a 弁板
8b 弁棒
10 座シール
12 復帰ばね
14 制御ヘッドハウジング
16 信号ピックアップ
18 供給ライン
22 信号線
24 攪拌装置
26 せん断および均質化装置
D デフォルトデータ
F 液体
基準電力消費の初期値(均質化された混合生成物M;l(t=0)=lのため)
(t) 基準電力消費
l(t) 時間依存性の電力消費(一時的に利用可能な混合生成物M*のため)
(l(t)) 上方へとずれる電力消費
(l**(t))下方へとずれる電力消費
ΔI1 許容される過電流
ΔI2 許容される不足電流
M 混合生成物
M* 一時的に利用可能な混合生成物
N 充てんレベル
P 粉末材料
S 制御パラメータ
T 混合または溶液温度
V 持続時間−時間間隔比
混合化合物の体積
ρ混合生成物の密度
c 乾燥物質濃度
c(t) 乾燥物質濃度の時間依存性の曲線
指定された最終値(時間依存性の曲線の)
h 液柱の高さ
i 計量パルス
k1 第1の比例定数[数4]
k1 第2の比例定数[数7]
或る量の液体
計量された量の粉末材料
[数1] 粉末材料の質量流量
[数1](t)時間依存性粉末材料の質量流量
n1 第1の回転速度
n2 第2の回転速度
p 液柱の上方の圧力
t 時間(一般的な)または混合プロセス全体の時間間隔
Δt1 計量パルスの継続時間
Δt2 計量パルスの間の時間間隔
1000 Mixing device 100 Mixing tank 100.1 Tank casing 100.2 Upper tank bottom 100.3 Lower tank bottom 100.4 Outlet connection 100.5 Supply connection 20 Inlet valve 30 Control device 40 First drive motor 50 Second Drive motor 2 valve housing 2a valve seat 2b seat opening 2c pipe connection 4 lantern type housing 6 drive housing 8 valve closing member 8a valve plate 8b valve rod 10 seat seal 12 return spring 14 control head housing 16 signal pickup 18 supply line 22 signal line 24 stirrer 26 shearing and homogenizing device D default data F liquid l 0 initial value of reference power consumption (because of homogenized mixed product M; l 0 (t=0)=l 0 )
l 0 (t) Reference power consumption l(t) Time-dependent power consumption (because of temporarily available mixed product M*)
(L * (t)) Power consumption that shifts upward (l ** (t)) Power consumption that shifts downward ΔI1 Allowable overcurrent ΔI2 Allowable undercurrent M Mixed product M* Temporarily available Do mixed product N filling level P powder material S control parameter T mixture or solution temperature V duration - density c dry matter concentration c (t) dry substance concentration of the volume [rho M mixed product of the time interval ratio V M mixture compound Time-dependent curve C E Final value specified (of time-dependent curve)
h Liquid column height i Metering pulse k1 First proportional constant [Equation 4]
k1 Second proportionality constant [Equation 7]
m F a certain amount of liquid m P a measured amount of powdered material [Equation 1] Mass flow rate of powder material [Equation 1] (t) Time dependency Mass flow rate of powder material n1 First rotation speed n2 Second rotation speed p Pressure above liquid column t Time (general) or entire mixing process Time interval Δt1 Duration of metering pulse Δt2 Time interval between metering pulses

Claims (10)

バッチ混合法のための少なくとも1つのコンポーネントからなる液体(F)への粉末材料(P)の導入を制御するための方法であって、
前記粉末材料(P)の導入および処理が、不連続な様相で働く均質な反応容器の滞留時間挙動の条件下で、
・或る量(m)の液体が利用可能にされ、前記粉末材料(P)が前記液体(F)へと不連続なやり方で供給され、
・前記液体(F)および前記粉末材料(P)が絶えず攪拌および/または混合されて混合生成物(M)を形成し、前記混合生成物(M)は均質化され、
・前記粉末材料(P)は、前記混合生成物(M)中の前記粉末材料(P)の乾燥物質濃度(c(t))の時間依存性の曲線が、指定された最終値(C)へと成長するまで供給される
ようなやり方にて達成される方法であり、
・前記指定された最終値(C)に割り当てられた少なくとも乾燥物質濃度(c(t))の前記時間依存性の曲線に関する前記混合生成物(M)の処方、および反応条件が、デフォルトデータ(D)の形態で指定され、
・前記粉末材料(P)は、計量パルス(i)の時間的並びによるパルスにて不連続な様相で供給され、各々のパルスは、前記粉末材料の質量流量([数1])、前記計量パルスの継続時間(Δt1)、および隣り合う計量パルスの間の時間間隔(Δt2)によって特徴付けられ、
・前記指定された最終値(C)で終わる乾燥物質濃度(c(t))の前記時間依存性の曲線は、明確に決定された計量パルス(i)の前記並びによって定められ、
・一時的に利用可能な混合生成物(M)について必要な攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の力に比例する時間依存性の電力消費(l(t))が明らかにされ、
・乾燥物質濃度(c(t))の前記割り当てられた時間依存性の曲線の条件のもとで前記均質化された混合生成物(M)へともたらされるべき前記攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化の特徴を示す基準電力消費(l(t))の時間依存性の曲線が、前記デフォルトデータ(D)から利用され、
・隣り合う計量パルスの間の前記時間間隔(Δt2)の終わりにおいて、前記時間依存性の電力消費(l(t))が、基準電力消費(l(t))の前記時間依存性の曲線におけるそれぞれの割り当てられた値から、所定の許容誤差よりも大きく上方または下方のいずれかにずれる場合に、次の計量パルス(i)の計量パルス継続時間(Δt1)が、前者の場合には短縮され、後者の場合には延長される
ことを特徴とする方法。
A method for controlling the introduction of a powder material (P) into a liquid (F) consisting of at least one component for a batch mixing method, the method comprising:
Under the conditions of the residence time behavior of a homogeneous reaction vessel, the introduction and treatment of said powder material (P) acting in a discontinuous manner,
A quantity (m F ) of liquid is made available and the powder material (P) is fed to the liquid (F) in a discontinuous manner,
The liquid (F) and the powdered material (P) are constantly stirred and/or mixed to form a mixed product (M), the mixed product (M) being homogenized,
-The powder material (P) has a final value ( CE ) for which the time-dependent curve of the dry substance concentration (c(t)) of the powder material (P) in the mixed product (M) is designated. ) Is achieved in such a way that it is supplied until
The formulation of the mixed product (M) with respect to the time-dependent curve of at least the dry substance concentration (c(t)) assigned to the specified final value (C E ) and the reaction conditions are the default data Designated in the form of (D),
The powder material (P) is supplied in a discontinuous manner in pulses according to the temporal sequence of the metering pulse (i), each pulse being a mass flow rate of the powder material ([Equation 1]), the metering. Characterized by the duration of the pulse (Δt1) and the time interval between adjacent metering pulses (Δt2),
The time-dependent curve of the dry matter concentration (c(t)) ending at the specified final value (C E ) is defined by the sequence of well-defined metering pulses (i),
A time-dependent power consumption (l(t)) proportional to the stirring and/or shear and homogenization forces required for the temporarily available mixed product (M * ) is revealed,
The stirring and/or shearing and homogenization to be brought to the homogenized mixed product (M) under the conditions of the assigned time-dependent curve of dry matter concentration (c(t)) A time-dependent curve of the reference power consumption (l 0 (t)) showing the characteristics of the conversion is used from the default data (D),
At the end of the time interval (Δt2) between adjacent metering pulses, the time-dependent power consumption (l(t)) is the time-dependent curve of the reference power consumption (l 0 (t)). If the measured pulse duration (Δt1) of the next metering pulse (i) deviates from its respective assigned value in either upward or downward by more than a predetermined tolerance, it shortens in the former case. And the latter case is extended.
飽和性のない乾燥物質濃度(c(t))の時間依存性の曲線が、前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)と、隣り合う計量パルスの間の前記割り当てられた時間間隔(Δt2)との間の固定された継続時間−時間間隔比(V)(V=Δt1/Δt2=定数)によって定められる、ことを特徴とする請求項1に記載の方法。 The time-dependent curve of the non-saturating dry matter concentration (c(t)) shows the duration of the metering pulse (Δt1) and the assigned time interval between adjacent metering pulses (Δt2). Method according to claim 1, characterized in that it is defined by a fixed duration-time interval ratio (V) between (V=Δt1/Δt2=constant). 飽和性の乾燥物質濃度(c(t))の時間依存性の曲線が、前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)と、隣り合う計量パルスの間の前記割り当てられた時間間隔(Δt2)との間の変化する継続時間−時間間隔比(V)(V=Δt1/Δt2)によって定められ、
・前記時間依存性の電力消費(l(t))が、基準電力消費(l(t))の前記時間依存性の曲線における前記それぞれの割り当てられた値から、前記所定の許容誤差よりも大きく上方にずれる場合、前記継続時間−時間間隔比(V)が小さくされ、
・前記時間依存性の電力消費(l(t))が、基準電力消費(l(t))の前記時間依存性の曲線における前記それぞれの割り当てられた値から、前記所定の許容誤差よりも大きく下方へとずれる場合、前記継続時間−時間間隔比(V)が大きくされる
ことを特徴とする請求項1に記載の方法。
A time-dependent curve of the saturable dry matter concentration (c(t)) shows the duration of the metering pulse (Δt1) and the assigned time interval between adjacent metering pulses (Δt2). Defined by the varying duration-time interval ratio (V) (V=Δt1/Δt2) between
The time-dependent power consumption (l(t)) is less than the predetermined tolerance from the respective assigned values in the time-dependent curve of the reference power consumption ( 10 (t)) When it deviates significantly upward, the duration-time interval ratio (V) is reduced,
The time-dependent power consumption (l(t)) is less than the predetermined tolerance from the respective assigned values in the time-dependent curve of the reference power consumption ( 10 (t)) The method according to claim 1, characterized in that the duration-time interval ratio (V) is increased if it deviates significantly downwards.
前記粉末材料の前記質量流量([数1])は、前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)にわたって一定である、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mass flow rate ([Equation 1]) of the powder material is constant over the duration ([Delta]t1) of the metering pulse. 前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)の前記短縮または延長は、上方へとずれる電力消費(l(t))または下方へとずれる電力消費(l**(t))が各々の場合に許容される過電流(ΔI1)または許容される不足電流(ΔI2)によって決定される電流範囲を離れる場合にもたらされ、前記許容される過電流および前記許容される不足電流(ΔI1、ΔI2)は、それぞれ基準電力消費(l(t))の前記割り当てられた時間依存性の曲線のパーセンテージ割合によって決定される、ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The shortening or lengthening of the duration (Δt1) of the metering pulse is achieved in each case where the upward power consumption (l * (t)) or the downward power consumption (l ** (t)) is different. The resulting overcurrent and the allowed undercurrent (ΔI1, ΔI2) are caused by leaving the current range determined by the allowed overcurrent (ΔI1) or the allowed undercurrent (ΔI2). 5. A method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that it is determined by a percentage percentage of the assigned time-dependent curve of the respective reference power consumption ( 10 (t)). 前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)の前記短縮または延長の程度は、基準電力消費(l(t))の前記割り当てられた時間依存性の曲線からの前記時間依存性の電力消費(l(t)、l(t)、l**(t))の前記ずれの程度の関数として決定される、ことを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。 The degree of shortening or lengthening of the duration (Δt1) of the metering pulse is determined by the time-dependent power consumption (l) from the assigned time-dependent curve of the reference power consumption (l 0 (t)). Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is determined as a function of the degree of deviation of (t), l * (t), l ** (t)). 前記少なくとも1つの液体(F)への前記粉末材料(P)の導入の制御の基礎をなす前記さらなる処方に応じたデフォルトデータ(D)が、先行の混合プロセスの経験値から得られて保存され、
前記デフォルトデータ(D)は、
・混合または溶液温度(T)、
・液柱の上方の圧力(P)、
・攪拌ならびに/あるいはせん断および均質化のための装置の回転速度(n1、n2)、および
・基準電力消費(l(t))の前記割り当てられた曲線に依存する許容される過電流(ΔI1)および許容される不足電流(ΔI2)
である、ことを特徴とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。
Default data (D) depending on the further formulation underlying the control of the introduction of the powdered material (P) into the at least one liquid (F) are obtained and stored from empirical values of previous mixing processes. ,
The default data (D) is
. Mixing or solution temperature (T),
・Pressure (P) above the liquid column,
The speed of rotation of the device for stirring and/or shearing and homogenization (n1, n2), and the permissible overcurrent (ΔI1) depending on the assigned curve of the reference power consumption (l 0 (t)) ) And the allowable undercurrent (ΔI2)
7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that
前記少なくとも1つの液体(F)への前記粉末材料(P)の導入の制御の過程において得られた好都合な処方に応じた制御パラメータ(S)、すなわち
・前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)、および
・隣り合う計量パルスの間の前記時間間隔(Δt2)
が保存され、同一の処方の後の制御に利用される、ことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。
A convenient prescription-dependent control parameter (S) obtained in the course of controlling the introduction of the powdered material (P) into the at least one liquid (F), ie: the duration of the metering pulse (Δt1) And, said time interval (Δt2) between adjacent metering pulses.
The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is stored and used for subsequent control of the same formulation.
液体(F)を供給するための供給接続部(100.5)と、混合生成物(M)を排出するための出口接続部(100.4)と、攪拌装置(24)ならびに/あるいはせん断および均質化装置(26)とを有する混合タンク(100)を有しており、弁閉鎖部材(8)を備える入口弁(20)が前記混合タンク(100)上に配置され、前記弁閉鎖部材(8)によって前記入口弁(20)を全閉(閉位置)または全開(開位置)の間で調節することができ、粉末材料(P)を前記液体(F)へと導入するための前記入口弁(20)は、前記弁閉鎖部材(8)を前記閉位置または前記開位置へと動かすことができる前記入口弁(20)に割り当てられた制御装置(30)を有している、請求項1に記載の方法を実行するための混合装置であって、
・前記制御装置(30)は、処方に応じたデフォルトデータ(D)、ならびに前記計量パルスの前記継続時間(Δt1)および隣り合う計量パルスの間の前記時間間隔(Δt2)の形態の処方に応じた制御パラメータ(S)を提供し、
・前記制御装置(30)は、測定装置として構成された少なくとも1つの信号ピックアップ(16)を有し、前記信号ピックアップは、前記攪拌装置(24)ならびに/あるいは前記せん断および均質化装置(26)の時間依存性の電力消費(l(t))を検出し、
・前記制御装置(30)は、前記時間依存性の電力消費(l(t))の関数として、前記デフォルトデータ(D)および前記制御パラメータ(S)に関連して、前記弁閉鎖部材(8)の前記閉位置または前記開位置を生じさせる
ことを特徴とする混合装置。
Supply connection (100.5) for supplying liquid (F), outlet connection (100.4) for discharging mixed product (M), stirrer (24) and/or shear and An inlet valve (20) having a homogenizer (26) and a valve closing member (8) is disposed on the mixing tank (100), and the valve closing member (100) is provided. 8) The inlet valve (20) can be adjusted between fully closed (closed position) or fully opened (open position) by 8) the inlet for introducing powdered material (P) into the liquid (F) The valve (20) comprises a control device (30) assigned to the inlet valve (20) capable of moving the valve closing member (8) to the closed position or the open position. A mixing device for carrying out the method according to 1.
The controller (30) is responsive to prescription in the form of default data (D), and the duration of the metering pulse (Δt1) and the prescription in the form of the time interval between adjacent metering pulses (Δt2). Control parameter (S)
The control device (30) has at least one signal pickup (16) configured as a measuring device, the signal pickup comprising the stirring device (24) and/or the shearing and homogenizing device (26). Time-dependent power consumption (l(t)) of
The controller (30), in relation to the default data (D) and the control parameter (S), as a function of the time-dependent power consumption (l(t)), the valve closing member (8). 2.) The mixing device for producing the closed position or the open position of 3).
前記弁閉鎖部材(8)は、少なくとも粉末が作用する領域において、同じ直径を有する円筒形ロッドとして構成され、該円筒形ロッド上に同じ直径を有する弁板(8a)が成形されている、ことを特徴とする請求項9に記載の混合装置。 The valve closing member (8) is configured as a cylindrical rod having the same diameter, at least in the region where the powder acts, and a valve plate (8a) having the same diameter is formed on the cylindrical rod. The mixing device according to claim 9, wherein
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