SE429410B - Doseringsanordning - Google Patents

Description

2 7 8 1 01 83 - 9 Denna kända doseringsanordning innefattar dessutom en rotame- ter med en med en differentialtransformator försedd givare, vilken rotameter är förbunden med gasflödeshastighetsregu- latorn och en gastrycksregulator, som är anordnad på en gas- tillförande rörledning. Denna kända doseringsanordning är vi- dare försedd med en styrkrets, som innefattar en vätskeflödes- hastighetsmätare med ett stryporgan, som är anordnat i en hu- vudrörledning och förbundet med en differentialtryolnnätare med en; till en omvandlare kopplad differentialtransformatorförsedd givare.

Denna kända anordning innefattar vidare en förinställ- ningsgivare, som är avsedd att förinställa ett inbördes bland- ningsförhållande mellan gas och vätska och är elektriskt kopp- lad till gasflödeshastighetsregulatorns påverkningsmekanism.

Denna kända anordning säkerställer emellertid icke den önskade doseringsnoggrannheten, då. vätskans gasabsorberings- grad ändras snabbt och vätskeflödeshastigheten ändras språng- vis. D g Det huvudsakliga syftet med uppfinningen är att åstad- komma en doseringsanordning, vars elektriska strömkretsar och backströmsventil är så. utformade, att man med hög noggrannhet kan inmata doserade mängder gas i vätska vid en plötslig änd- ring dels av vätskans gasabsorberingsförmàga och dels av vätskeflödeshastigheten.

Detta uppnås enligt uppfinningen medelst en doseringe- anordning, som innefattar en ejektor, som är avsedd att blan- da gas med vätska och är hydrauliskt förbunden med ett huvud- rör, en gasflödeshastighetsregulator med en päverkningsmeka- nism, dels en vakuumventil, som är förbunden med gasflödes- hastighetsregizlatorn och pneumatiskt förbunden med ejektorn, en rotameter med en av en differentialtransformator uppbyggd givare, vilken rotameter är förbunden med en på en gastill- förselledaiing anordnad gastryckregiulator, en vätskeflödes- hastighetsmätare, som innefattar ett strfyporgan, anordnat i huvudröret och hydrauliskt förbundet med en differential- tryckmätare med en av en differentialtransformator uppbyggd givare, som är kopplad till en första omvandlare, och en för- iinställningsgivare för förinställning av ett inbördes bland- ningsförhållande mellan gas och vätska, vilken förinställ- ningsgivare är kopplad till gasflödeshastighetsregwllatorns 7810183-9 5 påverkningsmekanism, varvid doseringsanordningen, enligt upp- finningen, kännetecknas av att den dessutom är försedd med en koncentrationsmätare, som är anordnad på huvudröret och skild från dejektorn ett avstånd, vilket är tillräckligt för att åstadkomma en stationär gaskoncentration i vätskan, en för- inställningsgivare för förinställning av en önskad gaskon- centration i vätskan, en elektronisk korrektionsregulator för förinställningsgivaren för ett inbördes blandningar- hållande mellan gas och vätska, vilken korrektionsregulator är kopplad till förinställningsgivaren för en gaskoncentra- tion i vätskan, till koncentrationsmätaren och, via påverk- ningsmekanismen, till förinställningsgivaren för ett inbör- des blandningsförhållande mellan gas och vätska, en första signalfördelare, som är kopplad till den första omvandlaren och till vätskeflödeshastighetsmätaren, och en andra omvand- lare, som är kopplad till rotameterns av en differentialtrans- formator uppbyggda givare och till en andra signalfördelare, varvid förinställningsgivaren för ett inbördes blandningsför- hållande mellan gas och vätska är kopplad till gasflödeshas- tighetsregulatorns pàvenkningsmekanism via en elektronisk re- gulator för reglering av ett förhållande mellan gas- och väts- keflödeshastigheten, vilken regulator är kopplad till signal- fördelarna, medan ejektorn är pneumatiskt förbunden med va- kuumventilen av membrantyp via en hydrauliskt förstärkande backströmsventil.

Företrädesvis är den hydrauliakt förstärkande back- strömsventilen försedd med ett cylindriskt hus med ett anslut- ningsrör, som via husets första ändvägg går längs husets cent- rumaxel och skilt från husets andra ändvägg på ett bestämt av- stånd och som är försett med ett i närheten av husets första ändvägg upptaget hål, och med ett membran med ett centrumhål, i vilket är fäst en bottenförsedd cylindriek hylsa, som anlig- ger tätt mot husets andra ändvägg, vilket membran är anordnat i det cylindriska huset så, att tvâ lika stora hàlrum bildas mellan husets ändväggar och membranet, vilka hàlrum är för- sedda med hål för tillförsel respektive avledande av gas, me- dan den cylindriska bottenförsedda hylsan och anslutningsröret är anordnade koaxiellt med varandra.

Företrädesvis är doseringsnordningen försedd med en gas- flödeshastighetsindikator, som är avsedd för kontroll av gas-1 7810183 9 4 flödeshastigheten och kopplad till den andra signalfördelaren och som är anordnad i omedelbar närhet av gasflödeshastig- hetsregulatorn.

Det är lämpligt, att doseringsanordningen är försedd med en tryckmätare, som är ansluten mellan rotametern och gastryckregulatorn och möjliggör kontroll av doseringsanord- ningen och snabbare justering av gastryckregulatorn.

Doseringsanordningen kan dessutom förases med ett mät- organ, som är avsett för mätning av gasflödeshastigheten och kopplat till den andra signalfördelaren och som är anordnat i omedelbar närhet till förinställningsgivaren för gaskoncent- rationen i vätskan.

Användningen av doseringsanordningen enligt uppfinning- en bidrar till att i hög grad öka gasdoseringsnoggrannheten i vätskan.

Doseringsanordningen enligt uppfinningen.behöver icke underhållas kontinuerligt, vilket ger en avsevärd arbetskraft- besparing. ' _ Vid användning av doseringsanordningen vid vattenre- ningsstationer inbesparas gasformig klorg ëtersom man icke be- höver inmata doserade mängder klor överstigande den optiømala gränsmängden. Genom att doseringsanordningen uppvisar hög funk- tionssäkerhet och noggrannhet, behöver gasformig klor icke do- seras i överskottsmängder.

Doseringsanordningen enligt uppfinningen har mycket hög funktionssäkerhet, varigenom den kan arbeta under en tid över- stigande ett år utan att den behöver underhållas profylaktiskt.

Anordningens konstruktionsenhster är helt hermetiskt förseglade, vilket förhindrar att gas eventuellt kan tränga in i ett rum, där manöverbord för automatisk reglering och mätning är anordnade. l Användningen av doseringsanordningen enligt uppfinning- en bidrar dessutom till avsevärt högre kvalitetsegenskaper hos vätskan ifråga, exempelvis dricksvatten.

Uppfinningen beskrivas närmare nedan under hänvisning till bifogade ritning, på vilken ett s.k. funktionsschema över doseringsanordningen enligt uppfinningen visas.

Doseringsanordningen innefattar en ejektor 1 (fig. 1), som är avsedd att blanda gas med vätska, exempelvis gasformig -J 7310183-9 5 klor med vatten, och hydrauliskt förbunden med ett huvudrör, en gasflödeshastighetsregulator 2 med en pàverkningsmekanism 5, en med regulatorn 2 förbunden vakuumventil 4 av membrantyp och en hydrauliskt förstärkande baokströmsventil 5, som är förbunden med ejektorn 4 och vakuumventilen 4.

Doseringsanordningen innefattar dessutom en rotameter 6, som har en med differentialtransformator försedd givare 7 och som är förbunden med gasflödeshastighetsreguktorn 2 och en gastryckregulator 8, vilken via ett filter 9 och en in- loppsventil 40 är förbunden med en gastillförselledning 44.

Pilar A och B anger tillförselriktningen för vätska un- der tryck respektive gastillförselriktningen.

Doseringsanordningen innefattar vidare en vätskeflödes- hastighetsmätare, som är försedd med ett i ett huvudrör 45 (där en pil C anger tillförselriktningen för den vätska, som skall doseras, dvs. inmatas i doserade mängder) anordnat stryp- organ 42 och en till en omvandlare 46 kopplad differential- tryckmätare 44 med en av en differentialtransformator upp- byggd givare 45.

Doseringsanordningen innefattar dessutom en koncentra- tionsmätare 47, som är anordnad pà huvudröret 45 och skild från ejektorn 4 med ett avstånd, som är tillräckligt för att åstadkomma en stationär gaskoncentration âvätskan, en förin- ställningsgivare 48 för förinställning av en gaskoncentration i vätskan, en förinställningsgivare 49 för förinställning av ett inbördes blandningsförhållande mellan gas och vätska och en elektronisk korrektionsregulator 20 för förinställningsgi- varen 49, vilken korrektionsregulator är kopplad till förin- ställningsgivaren 48, till koncentrationsmätaren 47 via en adderingsenhet 20'och till förinställningsgivaren 49 via en påverkningsmekanism 21.

Doseringsanordningen innefattar vidare en till omvand- laren 46 och en vätskeflödeshastighetsmätare 25 kopplad sig- nalfördelare 22 och en omvandlare 24, som är kopplad till ro- tameterns 6 av en differentialtransformator uppbyggda givare 7 och till en eignalfördelare 25.

Doseringsanordningen är försedd med en elektronisk re- gulator 26 för reglering av ett flödeshastighetsförhállande mellan gas och vätska, vilken regulator via en adderingsenhet 27 är kopplad till fördelarna 22 och 25 noh till förinställ- J 7810183-9 6 ningsgivaren 1-9 för förinställning av ett inbördes blandninge- förhållande mellan gas och vätska.

Omvandlaren 24 identisk med omvandlaren 16.

Omvandlaren 'l6 innefattar dels en demodulator 28, dels en korrektor 29, som via en adderingsenhet 50 är kopplad till en likströmsförstärkare 54, och dels en ferroresonansstabili- sator 52, som är kopplad till den av en differentialtransfor- mator uppbyggda givaren 15.

Fördelarna 22 och 25 är identiska med varandra och in- nefattar vardera två seriekopplade dioder 55, 54, varvid den ena diodens anod är kopplad till ett motstånd 55.

Regulatorerna 20 och 26 är identiska med varandra och innefattar vardera en modulator 56 i serie med en växelströms- förstärkare 57, demodulator 58 och en magnetisk förstärkare 59, vars utgång via en återkopplingsenhet 40 och en adderings- enhet 40' är kopplad till modulatorns 56 ingång.

Koncentrationsmätaren '17 innefattar en till en likströms- förstärkare 42 kopplad givare 41.

Den hydrauliskt förstärkande backströmsventilen 5 inne- fattar dels ett cylindriskt hus 45 med ett anslutningsrör 44, som via husets 45 första ändvägg går längs husets 45 centrum- axel och som är skilt med ett visst avstånd från husets 45 andra ändvägg och i närheten av husets 45 första ändvägg för- sett med ett hål 45, och dels ett membran 46 med ett centrum- hål, i vilket är fäst en cylindrisk bottenförsedd hylsa 47, som tätt anligger mot husets 45 andra ändvägg.

Membtanet 46 är anordnat i det cylindriska huset 45, så att två lika stora hålrum 48 och 49 bildas mellan husets 45 ändväggar och membranet 46, vilka hålrum är försedda med hål 50 respektive 51 för avledande respektive tillförsel av gas. Den cgrlindriska bottenförsedda hylsan 47 är anordnad ko- axiellt med anslutningsnöret 44.

Doseringsanordnirlgen innefattar dessutom en gasflödes- hastighetsindilcator 52, som är avsedd för kontroll av gasflö- deshastigheten och som är kopplad till signalfördelaren 25 och anordnad i omedelbar närhet av gasflödeshastighetsregu- latorn 2. I Doseringsanordrlingen innefattar vidare en tryckmätare 55, som avsedd att kontrollera doseringsanordningens ar- betsförlopp och som är ansluten mellan rotametern 6 och gas- " 7810183-9 7 tryckregulatorn 8 och gör regulatorns 8 justering snabbare.

Doseringsanordningen innefattar också en indikator 54, som är avsedd för kontroll av regulatorns 2 läge och förbun- den med påverkningsmekanismen 5, och en gasflödeshastighets- mätare 55, som är kopplad till signalfördelaren 25 och anord- nad i omedelbar närhet av förinställningsgivaren 48 för en gaskoncentration i vätskan.

Doseringsanordninn enligt uppfinningen fungerar på följande sätt.

Gas tillföres från gastillförselledningen 14 via in- loppsventilen 40 och filtret 9. Vid filtret 9 avskiljes meka- niska föroreningsämnen. Regulatorn 8 håller gastrycket konstant.

Rotametern 6 med den av en differentialtransformator uppbygg- da givaren 7 mätergasflödeshastigheten. Gasen strömmar vidare via gasflödeshastighetsregulatorn 2 och vakunmventilen 4 av membrantyp, som endast är öppen, då vakuum àstadkommes i rö- ret mellan ventilen 4 och ejektorn 4, varefter gasen via back- strömsventilen 5 strömmar inli ejektorn 1, där den blandas med en.vätska, som tillföras i en medelst pilen.A visad riktning.

Den bildade gas-vätskeblandningen införas i den huvudvätske- ström, vars strömningsriktning visas medelst pilen C på rit- ningen.

Man mäter sedan vätska- och gasflödeshastigheten.

Mängden strömmande gas mätes medelst den på rotametern 6 anordnade differentialtransformatorkopplade givaren 7 och omvandlaren 24, från vilken mätsignalen via fördelaren 25 över- föres till den elektroniska regulatorn 26 för reglering av flödeshastighetsförhàllandet mellan gas och vätska, till in- dikatorn 52 och gasflödeshastighetsmätaren 55.

Vätskeflödeshastigheten mätes medelst stryporganet 12, differentialtryckmätaren 14 med givaren 45 och omvandlaren 46, från vilken mätsignalen via fördelaren 22 överföras till den elektroniska regulatorn 26 och flödeshastighetsmätaren 25.

Eörinställningsgivaren 49 för flödeshastighetsförhàl- landet mellan gas och vätska förinställer det önskade inbör- des blandningäörhàllandet mellan gas och vätska.

Ifall detta jämviktsflödeshastighetsförhållande mellan gas och vätska störes, matas den elektronka regulatorns 26 ingång med en felsignal från adderingsenheten 27. vemez-e U 8 Över regulatorn 26 bildas en signal, som matas till på.- verkningsmekanismen 5 hos gasflödeshastighetsreglnlatorn 2 tills den förutbestämda jämvikten mellan gas- och vätskeflödeshas- tigheten àterställts. i Förinställningsgivaren '18 förinställer en önskad gas- koncentration i vätskan ifråga. En signal, som karakteriserar den önskade gaskoncentrationen i vätskan, överföres från för- inställnimgsgivaren '18 till den elektroniska regulatorn 20, som dessutom matas med en signal, som karakteriserar den verkliga gaskoncentrationen i vätskan och uttages från koncentrations- mätaren 17. Dessa signaler jämföres med varandra och usig- nalen från den elektroniska regulatorn 20 - ifall den verk- liga gaskoncentrationen icke motsvarar den förutbestämda - överföras via påverkningsmelcanismen 2'l till förinställnings- givaren '19 för förinställning av flödeshastighetsförhållandet mellan gas och vätska, varvid blandningsförhållandet mellan gas och vätska korrigeras vid förinställningsgivaren '19 under integrering under tiden. Integreringstiden beror i detta fall på den tid, under vilken vätskan strömmar från ínmatningsäzäl- let för gas-vätskeblandningen i vätskan till koncentrations- mätaren 47.

Doserad inmatning av gas i vätska sker i beroende av det förutbestämda flödeshastighetsförhållandet mellæa gas och vätska nästan momentant, varvid blandningáörhållandet mellan gas och vätska korrigeras i beroende av den förutbestämda och den verkliga gaskoncentrationen i vätskan, vilket bidrar till en avsevärd ökning av doseringsnoggrannheten för gas i vätskan.

Nedan beskrives verkningssättet hos backströmsventilen 5. I utgångsläget anligger den cylindriska bottenflörseddafllïyl- san 47 tätt mot husets 45 ändvägg. Samtidigt som gas inmatas, åstadkommes ett tryckfall över membranet 46, varigenom membra- net 46 och tillsammans med detta den cylindriska bottenför- sedda hylsan 4? förflyttas, vilket resulterar i att gasen in- matas i anslutningsröret 44 och vidare i ejektorn 'l. En sådan konstruktiv utformning av ventilen förhindrar att vätskan hem- nar i regulatorn 2 och rotametern 6, vilket bidrar till att mängden tillförd gas mätes och regleras noggrant.

Omvandlaren '16 fungerar på följande sätt. Växelspän- ningen från den av en differentialtransformator uppbyggda gi- 7819183-9 9 varen 45 omvandlas av demodulatorn 28 till en likspänning och adderas till den över korrektorn 29 uppträdande spänningen.

Den resulterande signalen förstärkas av likströmsförstärka- ren, över vars utgång formas en likströmssignal, som är pro- portionell mot vätskeflödeshastigheten.

Regulatorn 20 fungerar på följande sätt. Regulatorns 20 ingång matas med en resulterande signal, som erhållits ge- i nom jämförelse av de signaler, som karakteriserar den förut- l bestämda och den verkliga gaskoncentrationen i vätskan. Denna signal omvandlas av modulatorn 56 till en växelströmssignal, som förstärkas av förstärkaren 37. Den magnetiska förstärka- rens 39 ingång matas med en förstärkt, av demodulatorn 38 lik- riktad likström. Med hjälp av en återkopplingskrets formas över den magnetiska förstärkarens 39 utgång en pulssignal med reglerbar varaktighet och pulskvot. Pulssignalen från förstär- karens 59 utgång pàtryckes påverkningsmekanismen 21.

Doseringsanordningen innefattar tryckmätaren 55, som är avsedd att kontrollera doseringsanordningen och gör gas- tryckregulatorns 8 justering snabbare.

Uppfinningen gör det möjligt att i hög grad öka dose- ringsnoggrannheten för gas i vätska exempelvis gasformig klor i vätska, vilket väsentligen förbättrar kvalitetsegenskaperna hos dricksvatten.

Claims (5)

7810183-9 10 " Pacentkrav

1. Doseringsanordning innefattande en ejektor (1), som är avsedd att .blanda gas med vätska och hydrauliskt förbunden med ett huvudrör ('15), en gasflödeshastighetsregulator (2) med en páverkningsmekanism (5), en vayuumventil (4) avamem- brantyp, som är förbunden med gasflödeshastighetsregflatorn (2) och pneumatiskt förbunden med ejektorn (1), en rotameter (6) med en av en differentialtransformator uppbyggd givare (7), vilken rotameter är förbunden med regulatorn (2) och med en gastryckregllator (8), vilken anordnad på en gas- tillförselledning (11), en vätskeflödeshastighetsmätare, som innefattar ett i huvudröret ('15) anordnat stryporgan ('12), som är hydrauliskt förbundet med en differentialtryckmätare F(14) med en av en differentialtransformator uppbyggd givare ('15), vilken är kopplad till en omvandlare' (16), och en för- inställningsgivare (19) för förinställning av ett inbördes blandmngsförhållande mellan gas och vätska, vilken förin- ställningsgivare är kopplad till gasflödeshastíghetsregitlla- torns (2) påverkningsmekanism (5), k ä n n e t e o k n a d av att den är försedd med en koncentrationsmätare (17), som är anordnad på huvudröret (15) ooh skild från ejektorn (1) med ett avstånd, som är tillräckligt för att åstadkomma en stationär gaskoncentration i vätskan, en förinställnilngsgi- l vare ('18) för en gaskoncentration i vätskan, en elektronisk -korrektionsregwilator (20) för förinställningsgivar-en (19) för ett inbördes blandningsförhällande mellan gas och vätska, vilken regulator är kopplad till förinställningsgivaren ('18) för en gaskoncentration i vätskan, till koncentrationsmätaren (17) och - via en påverkníngsmekanism (21) - till förin- ställningsgivaren (19) för ett inbördes blandningsförhâllan- de mellan gas och vätska, en signalfördelare (22), som är kopplad till omvandlar-en ('16) och till en vätskeflödeshastig- -hetsmätare (25), en omvandlare (24), som är kopplad till ro- B 87.116 5.001! 7810183-9 11 tameterns (6) av en differentialtransformator uppbyggda givare (7) och till en signalfördelare (25), varvid förinställnings- givaren (19) för ett inbördes blandningsförhàllande mellan gas och vätska är kopplad till gasflödeshastighetsregulatorns (2) påverkningsmekanism (5) via en elektronisk regulator (26) för ett flödeshastighetsförhållande mellan gas och vätska, vilken regulator (26) är kopplad till signalfördelarna (22, 25), medan ejektorn (1) är pneumatiskt förbunden med vakunm- ventilen (4) av membrantyp via en hydrauliskt förstärkande baekströmsventil (5).

2. Anordning enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att den hydrauliskt förstärkande backströmsventilen (5) innefattar ett oylindriskt hus (45) med ett anslutningsrör (44), som är fört via husets (45) första ändvägg längs husets (45) centrumaxel och skilt med ett visst avstånd från husets (45) andra ändvägg och som är försett med ett i närheten av husets (45) första ändvägg upptaget hål (45), och ett membran (46) med ett centrumhål, i vilket är fäst en cylindrisk bot- tenförsedd hylsa (47), som tätt anliggešmot husets (45) andra ändvägg, vilket membran är anordnat i det cylindriska huset (45), så att två lika stora hålrum (48, 49) bildas mellan hn- sets (45) ändväggar och membranet (46), vilka hålrum är för- sedda med hål för tillförsel respektive avledande av gas, me- dan den cylindriska bottenförsedda hylsan (47) och anslut- ningsröret (44) är anordnade koaxiellt med varandra.

3. A 5. Anordning enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att den är försedd med en gasflödeshastighetsindi- kator (52), som är avsedd för kontroll av gasflödeshastigheten och kopplad till signalfördelaren (25) och som är anordnad i omedelbar närhet av gasflödeshastighetsregulatorn (2).

4. Anordning enligt något av krav 4-5, k ä n n e - t e c k n a d av att den är försedd med en tryckmätare (55), som är avsedd för kontroll av doseringsanordningen och påskyn- dar gastryckregulatorns (8) justering och som är ansluten mel- lan rotametern (6) och gastryokregulatorn (8).

5. Anordning enligt något av krav 1-4, k ä n n e - t e c k n a d av att den är försedd med en gasflödeshastighets~ mätare (55), som är kopplad till signalfördelaren (25) och an- ordnad i omedelbar närhet av förinställningsgivaren (18) för en gaskoncentration i vätskan. J