NO782800L - Maaleinnretning. - Google Patents

Description

Oppfinnelsen vedrører apparatindustrien og mer spesi-.... elt måleinnretninger.

Oppfinnelsen er særlig beregnet for bruk i kjemisk industri for måling av gasser i væsker og i matvareindustrien for behandling av avløpsvann og naturlig vann.

Det er kjent en innretning for automatisk måling av

en gass. i en væske, f. eks. klor i vann, omfattende en ejektor for blanding av.gass med vann, en gasstrømningsregulator og et rotameter som er montert i gassmateledningen.

Innretningen har den ulempe at den ikke opprettholder en ønsket mengde klor i vann når vannstrømmen varierer, noe som resulterer i en høyere eller lavere konsentrasjon av klor i vann.

En annen kjent måleinnretning omfatter en ejektor for blanding av gass med vann, en gasstrømningsregulator med en be-tjening smekanisme , en vakuum diafragmaventil som er koblet til gasstrømmen som reguleres og pneumatisk forbindes med ejektoren. Denne kjente måleinnretning innbefatter også et rotameter med en induktiv differensialføler som er koblet til gasstrømningsregula-toren og til en gasstrykkregulator som er montert på gassmateledningen.Måleinnretningen er videre utstyrt med en regulerings-krets som innbefatter en væskestrømningsmåler med en begrensningsinnretning anordnet i hovedledningen og forbundet med en differansialtrykkmåler med en induktiv differensialføler koblet til en omformer.

Måleinnretningen omfatter også en innretning som set-ter forholdet mellom gass og væske som er elektrisk forbundet med aktivatoren for gasstrømningsregulatoren.

Den tidligere kjente innretning gir imidlertid ikke den krevede målingsnøyaktighet i tilfelle av hurtig varierende absorpsjonsgrad for gassen av væsken og væskestrømningshastighe-tene.

Foreliggende oppfinnelse har til hensikt å tilveie-bringe en måleinnretning med en slik kretsanordning og en slik kontrollventilutforming at det sikres en høy nøyaktighet for måling av en gass i en væske ved skarpe variasjoner i absorp-sjonsgraden for gassen i væsken og i væskestrømningshastigheter.

Oppfinnelsen består i at det i en måleinnretning som omfatter en ejektor for blanding av en gass med en væske og som er hydraulisk forbundet med en hovedledning, en gasstrømnings-regulator med en betjeningsmekanisme, en vakuum diafragmaventil som er forbundet med gasstrømningsregulatoren og pneumatisk forbundet med ejektoren, et rotameter med en induktiv differansial-føler som er koblet til en gasstrykkregulator plasert på en gassmateledning, en. væskestrømningsmåler som innbefatter en begrensningsinnretning anordnet i hovedledningen og hydraulisk forbundet med en differensialtrykkmåler med en induktiv, diffe-rensialføler koblet til en første omformer, og en fastsettings-anordning for forholdet mellom gass og væske som er elektrisk forbundet med betjeningsmekanismen for gasstrømningsregulatoren, ifølge oppfinnelsen det også er anordnet en konsentrasjonsmåler plasert på hovedledningen i en avstand fra ejektoren, som er tilstrekkelig for å måle den permanente konsentrasjon av gass i væske, en innretning for å sette konsentrasjonen for gassen i væsken og en elektronisk korreksjonsregulator for fastsettingen av gass til væskeforholdet som er koblet til innretningen for fastsettelse av konsentrasjonen av gass i væske, til konsentrasjonsmåleren og via en betjeningsmekanisme til fastsettingsinnretningen for gass til væskeforholdet, en første signalfordeler som er.koblet til den første omformer og til en væskestrømnings-måler, og en andre omformer som er koblet til den induktive differansialføler for rotameteret og til en andre signalfordeler, hvor den elektriske kobling mellom fastsettingsinnretningen for gass til væskeforholdet og betjeningsmekanismen for gasstrøm-ningsregulatoren over en elektronisk regulator for gass til væskestrømningsforholdet er koblet til signalfordelerne og hvor den pneumatiske kobling for ejektoren til vakuum diafragmaventilen er ført gjennom en pilotbetjent kontrollventil.

Fortrinnsvis bør den pilotbetjente kontrollventil inn-befatte "et sylindrisk legeme med en rørforbindelse som passerer gjennom en første endevegg i legemet langs dets sentrale akse og som er avstandsplasert fra en andre endevegg i legemet, med en åpning anordnet i rørforbindelsen nær den første endevegg i legemet, og et diafragma med et sentralt hull som er tilpasset en sylindrisk hylse som er intimt tilpasset til den andre endevegg i legemet, hvilket diafragma er montert i det sylindriske legeme slik at to like rom dannes mellom endeveggene til. legemet og diafragmaet med åpninger for å la gass føres inn og ut, og hvor den sylindriske hylse og rørforbindelsen er koaksialt anordnet.

Det er hensiktsmessig hvis måleinnretningen er utstyrt med en gasstrømningsindikator som er beregnet for å måle gasstrømmen, og som er forbundet med den andre signalfordeler og plasert i umiddelbar nærhet av gasstrømningsregulatoren.

Det er også hensiktsmessig hvis måleinnretningen er utstyrt med en trykkmåler for kontroll av måleinnretningen og for å lette innstilling av gasstrykkregulatoren, hvilken trykkmåler er innsatt mellom rotameteret og gasstrykkregulatoren.

Det er videre hensiktsmessig hvis måleinnretningen

er utstyrt med' en gasstrømningsmåler som er forbundet med den andre signalfordeler og plasert i umiddelbar nærhet til innretningen for fastsettelse av konsentrasjonen av gass i væske.

Den foreslåtte måleinnretning tillater en vesentlig økning av nøyaktigheten for måling av gass i en væske.

Den krever ikke permanent tilstedeværelse av en be- . tjening eller vedlikeholdsmann, noe som er et arbeidsbesparende trekk.

Når den foreslåtte innretning benyttes i. vannbehand-lingsanlegg, kan vesentlige mengder klorgass spares, da det ikke er nødvendig å måle klorgass i mengder over den optimale grense på grunn av den høye nøyaktighet og pålitelighet for innretningen.

Måleinnretningen ifølge oppfinnelsen er meget pålite-lig i drift og kan drives lengre tid enn ett år uten vedlikehold.

Innretningen er fullstendig gasstett, som hindrer forurensning av det automatiske regulerings- og målerom.

Bruken av den foreslåtte måleinnretning forbedrer vesentlig kvaliteten for væsken, dvs. drikkevann.

Oppfinnelsen skal i det følgende nærmere beskrives • under henvisning til et utførelseseksempel som er fremstilt på tegningen, som viser skjematisk et funksjonsdiagram for en måleinnretning ifølge oppfinnelsen.

Tegningen viser en måleinnretning som omfatter en ejektor 1 for blanding av en gass med en væske, f. eks. klorgass med vann, hvilken ejektor er hydraulisk forbundet med. en hovedledning, en gasstrømningsregulator 2 med en betjeningsmekanisme 3, en vakuum diafragmaventil 4 som er koblet til gasstrøm-ningsregulatoren 2 og en pilotbetjent kontrollventil 5 som er koblet til ejektoren 1 og vakuum diafragmaventilen 4.

Måleinnretningen omfatter også et rotameter 6 med en induktiv differensialføler 7 som er koblet til gasstrømningsre-gulatoren 2 og til en gasstrykkregulator 8 som er forbundet via et filter 9 og en innløpsventil 10 med en gassmateledning 11.

Pilen A angir retningen i hvilken væsken mates inn under trykk, mens pilen B viser retningen for gassmatingen.

Måleinnretningen omfatter videre en væskestrømnings-måler som innbefatter en begrensningsinnretning 12 som er anordnet i hovedledningen 13 (hvor pilen C viser retningen i hvilken væsken som måles blir matet), og en dif f erensialtrykkmåler 14 med en induktiv differansialføler 15 koblet til en omformer 16.

Måleinnretningen er også utstyrt med en konsentrasjonsmåler 17 plasert på hovedledningen 13 i en avstand fra ejektoren 1 som er tilstrekkelig for måling av en jevn konsentrasjon av gass-i væske, en innretning 18 for fastsetting av konsentrasjonen av gass i væske, en fastsettingsinnretning 19 for forholdet gass til-væske og en elektronisk korreksjonsregulator 20 for fastsettingsinnretningen for forholdet mellom gass og væske, som er koblet til innretningen 18 for fastsetting av konsentrasjonen for gassen i væsken, med konsentrasjonsmåleren 17 via en adderingsdel 20', og med fastsettingsinnretningen 19 for gass til væskeforholdet via en betjeningsmekanisme 21.

Det er videre anordnet en signalfordeler 22 som er koblet til omformeren 16 og til en væskestrømningsmåler 23, og en omformer 24 som er koblet til den induktive differansialføler 7 på rotameteret 6 og til en signalfordeler 25.

Måleinnretningen omfatter en elektronisk regulator 26 for gass til væskestrømningsforholdet, som er koblet via en addering'sdel 27 til signalfordelerne 22 og 25 og til fastsettingsinnretningen 19 for gass til væskeforholdet.

Omformeren 24 svarer til omformeren 16. Sistnevnte innbefatter en demodulator 28 og en korreksjonsdel .29 som er forbundet med en adderingsdel 30 til en likestrømsforsterker 31. Omformeren 16 innbefatter også en ferroresonansstabilisator 32 som er forbundet med den induktive differensialføler 15.

Signalfordelerne 22 og 25 er også like og omfatter hver to dioder 33 og 34 som er forbundet i serier, med en mot-stand 3 5 forbundet til anoden på en av diodene.

Regulatorene 2 0 og 26 er også like, og hver omfatter eri seriekrets som innbefatter en modulator 36, en vekselstrøms-forsterker 37, en demodulator 38 og en magnetisk forsterker 39 med sin utgang forbundet via en tilbakekoblingsenhet 4 0 og en adderingsdel 40' til inngangen for modulatoren 35.

Konsentrasjonsmåleren 17 omfatter en føler 41 som er forbundet med en likestrømsforsterker 42.

Den pilotbetjente kontrollventil 5 innbefatter et sylindrisk legeme 43 med en rørforbindelse 44 som passerer gjennom en første endevegg i legemet 43 langs den sentrale akse og som er avstandsplasert fra en andre endevegg i legemet 43, med en del 4 5 som er anordnet nær den første endevegg til legemet 4 3 og et diafragma 4 6 med et sentralt hull som er tilpasset en sylindrisk hylse 47 som er tett tilpasset til den andre endevegg for legemet 43.

Diafragmaet 4 6 er montert slik i det sylindriske legeme 43 at to like rom 48 og 49 dannes mellom endeveggene til legemet 43 og diafragmaet 46 med åpninger 50 og 51 for å slippe gass inn og ut. Den sylindriske hylse 47 og rørforbindelsen 44 er koaksialt anordnet.

Måleinnretningen omfatter videre en gasstrømningsindi-.. kator 52 som er beregnet for å måle gasstrømmen, og er koblet til signalfordeleren 25 og anordnet'i den umiddelbare nærhet til gasstrømningsregulatoren 2.

Måleinnretningen er også utstyrt med en trykkmåler 53 for å kontrollere måleinnretningen og å lette innstilling av gasstrykkregulatoren 8. Trykkmåleren 53 er innsatt mellom rotameteret 6 og gasstrykkregulatoren 8.

Dessuten omfatter måleinnretningen en indikator 54 for stillingen for regulatoren 2, som er forbundet med betjeningsmekanismen 3 og en gasstrømningsmåler 55 som er koblet til signalfor deleren 25 og plasert i umiddelbar nærhet av innretningen 18 for fastsetting av konsentrasjonen for' gass i væske.

Den foreslåtte måleinnretning virker på følgende måte: Gass mates inn fra gassmateledningen 11 gjennom inn-løpsventilen 10 og filteret 9. Sistnevnte fjerner mekaniske urenheter fra gassen. Gasstrykket holdes konstant ved hjelp av regulatoren 8. Rotameteret 6 med den induktive differansialfø-ler 7 måler gasstrømmen. Deretter strømmer gassen gjennom gass-strømningsregulatoren 2, vakuumdiafragmaventilen 4, som er åpen bare i tilfelle undertrykk, dannes mellom ventilen 4 og ejektoren 1, og kontrollventilen 5 til ejektoren 1 hvor den blandes med væske som mates inn i retningen som angitt med pilen A, og den resulterende gass-væskeblanding går inn i hovedstrømningsbanen som indikert' med pilen C.

Deretter blir væske-.og gasstrømningsmengdene målt.

Mengden av gass som passerer måles ved hjelp av den induktive differansialføler 7 som er montert på rotameteret 6 og omformeren 24 hvorfra signalet tilføres via fordeleren 25 til den elektroniske regulator 26 for gass til væskestrømningsforhol-det,. til indikatoren 52 og til gasstrømningsmåleren 55.

Væskestrømningsmengden måles ved hjelp av begrens-ningsinnretningen 12, differansialtrykkmåleren 14 med den induktive differansialføler 15 og omformeren 16, fra hvilken målesig-nalet tilføres via fordeleren 22 til den elektroniske regulator 26 for gass til væskestrømningsforholdet og til strømningsmåle-ren 23. Dettkrevede forhold mellom gass og væske tilveiebringes ved hjelp av f astsettingsinnr etningen 19.. for gass til væskef orholdet.

Hvis balansen for forholdene mellom gass og væske for-styrres, vil inngangen til den elektroniske regulator 26 motta et feilsignal fra adderingsdelen 27.

Ved utgangen til den elektroniske regulator 26 frembringes et signal som tilføres til betjeningsmekanismen 3 for gasstrømningsregulatoren 2 til forholdet mellom gass og væske igjen er utbalansert.

Den krevede konsentrasjon for gass i væske fastsettes ved hjelp av innretningen 18. Et signal som er representativt for den ønskede gasskonsentrasjon tilføres fra utgangen på fastsettingsinnretningen 18 til den elektriske regulator 20 som også mottar et signal som er representativt for' den aktuelle konsentrasjon av gass i væske, idet sistnevnte signal tilføres fra konsentrasjonsmåleren 17. Disse signaler sammenlignes, og hvis den aktuelle konsentrasjon adskiller seg fra den ønskede tilfø-res et signal fra den elektriske regulator 20 via betjeningsmekanismen 21 til fastsettingsinnretningen 19 for gass til væskeforholdet, hvoretter gass til væskeforholdet korrigeres i fastsettingsinnretningen 19 med tidsintegrasjon. Integrasjonstiden avhenger av den tid det tar for væsken til å strømme fra punktet for innføringen av gass-væskeblandingen i væsken opp til konsen-tras jonsmåleren 17.

Målingen av en gass i en væske bevirkes i avhengighet av et på forhånd fastsatt forhold mellom gass og væske tilnær-net øyeblikkelig, og gass til væskeforholdet korrigeres i avhengighet av den forutbestemte verdi og aktuelle konsentrasjoner for gass i væske, hvorved nøyaktigheten for målingen er vesentlig forbedret.

Man skal nå betrakte driften av kontrollventilen 5.

I begynnelsestilstanden passer den sylindriske hylse 47 tett til en endevegg på ventillegemet 43. Så snart gass mates inn, vil det opptre en trykkforskjell over diafragmaet 4 6 med det resultat at membranen 4 6 forskyves sammen med den sylindriske hylse 47, og gassen kan fritt strømme inn i rørforbindelsen 44 og videre til ejektoren. En slik.konstruksjon av ventilen tillater ikke at væske.strømmer til regulatoren 2 og rotameteret 6, noe som sikrer stor nøyaktighet for måling og regulering av gassmatingen. Omformeren 16 virker på følgende måte : Vekselstrømsspenningen fra den induktive differansial-føler 15 omformes av demodulatoren 28 til en likespenning og adderes til spenningen for korreksjonsdelen 29. Det resulterende signal forsterkes av likestrømsforsterkeren ved hvis utgang et likestrømssignal frembringes som er proporsjonalt med væske-strømningshastigheten.

Regulatoren 20 virker på følgende måte:

Inngangen til regulatoren 20 mottar signalet som resulterer fra sammenligning av signalene som er representative for den ønskede og den aktuelle konsentrasjon av gass i væske. Dette si'gnal omformes av modulatoren 36 til et vekselstrømssig-nal som forsterkes .av forsterkeren 37, og inngangen til den mag- netiske forsterker 39 mottar den forsterkede likestrøm som er likerettet av demodulatoren 38. Ved utgangen til den magnetis-ke forsterker 39 frembringes et pulssignal med innstillbar bred-de og relativ varighet, som tilføres til betjeningsmekanismen 21.

Trykkmåleren 53 tillater at måleinnretningen kan kon-trolleres og lette innstilling, av gasstrømningsregulatoren 8.

Foreliggende oppfinnelse muliggjør en økning av nøy-aktigheten for måling av gass i en væske, f. eks. klorgass i drikkevann, noe som i vesentlig grad forbedrer drikkevannskvali-teten.

Claims (5)

1. Måleinnretning omfattende en ejektor (1) for blanding av en gass med en væske.hydraulisk forbundet med en hovedledning (13), en gasstrø mningsregulator (2) med en betjeningsmekanisme (3), en vakuumdiafragmaventil (4) koblet til gasstrømningsregula-toren (2) og pneumatisk forbundet med ejektoren (1), et rotameter (6) med en induktiv differansialføler (7) koblet til gass-strømningsregulatoren (2) og til en gasstrykkregulator (8) plasert på en gassmateledning (11), en væskestrø mningsmåler innbe-fattende en begrensningsinnretning (12) anordnet i hovedledningen (13) og hydraulisk, forbundet med en differensialtrykkmåler (14) med en induktiv differensialføler (15) koblet til en omformer (16), og en fastsettingsinnretning (19) for gass til væskeforholdet elektrisk forbundet med betjeningsmekanismen (3) til gass-strømningsregulatoren (2). / karakterisert ved at innretningen er utstyrt med en konsentrasjonsmåler (17) plasert på hovedledningen (13) i en avstand fra ejektoren (1) som er tilstrekkelig for å måle den jevne konsentrasjon av gass i væske, en innretning (18) for fastsetting av konsentrasjonen av gass i væske, en elektronisk korreksjonsregulator (20) for gass til væskeforho.ldets fastsetting koblet til innretningen (18) for fastsetting av konsentrasjonen av gass i væske, til konsentrasjonsmåleren (17) og via en betjeningsmekanisme (21) til fastsettingsinnretningen (19) for gass til væskeforholdet, en signalfordeler (22) koblet til omformeren (16) og til.en væskestrøm-ningsmåler (23), en omformer (24) koblet til den 'induktive diffe-rensialføler (7) for rotameteret (6) og til en signalfordeler (25), hvor den elektriske kobling mellom fastsettingsinnretningen (19) for gass til væskeforholdet og betjeningsmekanismen (3) for gasstrømningsregulatoren (2) er koblet gjennom en elektronisk regulator (26) for' gass til væskestrømningsf orholdet :.til signalfordelerne (22, 25) og hvor den pneumatiske kobling for ejekto-. ren (1) til vakuumdiafragmaventilen (4) er ført gjennom en pilotbetjent kontrollventil (5).

2. Måleinnretning ifølge krav 1, karakterisert ved at den pilotbetjente kontrollventil (5) innbefatter et sylindrisk legeme (43) med en rø rforbindelse (4) som går gjennom første, endevegg i legemet (43) langs dets sentrale akse og er avstandsplasert fra en andre endevegg på legemet (43) med en åpning (45) anordnet i rørforbindelsen (44) nær den førs-te endevegg i legemet (43) og et diafragma (46) med et sentralt hull som er tilpasset en sylindrisk hylse (47) som er tett tilpasset til den andre endevegg for legemet (43), idet diafragmaet (46) er.montert i det sylindriske legeme (43), slik at to like rom (48, 4 9.) dannes mellom endeveggene til legemet (43) og diafragmaet (4 6) med åpninger (50, 51) for å slippe gass inn og ut,. ■ og hvor den sylindriske hylse (47) og rørforbindelsen (44) er koaksialt anordnet.

3. Måleinnretning ifølge krav 1 og 2, karakterisert ved at den er forsynt med en gasstrø mningsindikator (■52). som er beregnet for å måle gasstrømmen, og koblet til sig- . nalfordeleren (25) og plasert i umiddelbar nærhet av gasstrøm-ningsregulatoren (2).

4. Måleinnretning ifølge krav 1- 3, karakterisert ved at den er forsynt med en trykkmåler (53) for kontroll av måleinnretningen og å lette innstilling av gasstrykkregulatoren (8), idet trykkmåleren (53) er innsatt mellom rotameteret (6) og gasstrykkregulatoren (8).

5. Måleinnretning ifølge krav 1-4, karakterisert ved at den er forsynt med en gasstrø mningsmåler (55) som er koblet til signalfordeleren (25) og plasert i umiddelbar nærhet av innretningen (18) for fastsetting av konsentrasjonen av gass i væsken.