<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren zur Regelung der Füllung eines Behälters oder Apparates.
Bei der Lösung der Aufgabe, die Füllung eines Behälters oder Apparates zu regeln oder auch nur anzuzeigen, ist es wichtig, eine im Verhältnis zu den zugestandenen Änderungen des Füllungsstandes möglichst grosse und zuverlässige ansprechende Impulsgrösse zu erzeugen. Dies bietet im Falle dickflüssigen und auch körnigen Füllungsgutes besonders grosse Schwierigkeiten. Die Erfindung bezieht sich auf diese Aufgabe, und sie besteht in dem Verfahren, dass ein Kraftmittelstrom vermittels eines Motors einen im Bereiche des gewollten Füllungsstandes befindlichen Körper in Bewegung zu erhalten bestrebt ist und dass die Anzeige und die Regelung durch die Änderung wenigstens einer Zustandsgrösse des Kraftmittelstromes bewirkt werden, die sich infolge des in Abhängigkeit vom Stande der Füllung veränderlichen Bewegungswiderstandes des Körpers ergibt.
Der Widerstand, den dieser Körper der Bewegung bietet, ist am kleinsten, wenn der Körper vom Stande der Füllung nicht erreicht wird ; er wird um so grösser, je mehr er von der Füllung zugedeckt wird. Demgemäss werden in dem Strome des den Motor antreibenden Kraftmittels Veränderungen ausgelöst, welche in irgendeiner Weise zum An-
EMI1.1
betragen können. Auch eine bestimmte Zuordnung der Grösse des Impulses zum Stande der Füllung ist erreichbar, da die Intensität der Bremsung eine Funktion der Überdeckung des bewegten Körpers ist. Im Falle eines flüssigen oder gasförmigen Kraftmittels kommt die Änderung der Menge, vornehmlich aber die Änderung des Druckes in Frage, im Falle eines elektrischen Stromes können Stromstärke oder Spannung in Betracht kommen.
Bei der Regelung kann es sich um die Betätigung einer den Einlass oder den Auslass von Gut beeinflussenden Vorrichtung oder auch von beiden zugleich handeln. Die einfachste Form des Erfindungsgedankens ergibt sieh, wenn im Falle eines Flüssigkeitsbehälters z. B. die zufliessende Flüssigkeit als Kraftmittel zum Antriebe des Motors benutzt wird. Wenn dieser zufolge aufsteigender Füllung im Behälter gebremst wird, so wird dadurch die Menge der zufliessenden Flüssigkeit verringert und also unter Vermeidung weiterer Organe die erstrebte Regelwirkung erzielt.
Eine besonders wichtige Anwendung für das erfindungsgemässe Verfahren bietet sich bei der Regelung der Füllung von Zerkleinerern für körniges Gut. Hiebei stehen die sogenannten Prallzerkleinerer im Vordergrunde. Bei diesen kann es zwar erreicht werden, dass eine Reglung des Füllungsstandes nach Massgabe des verarbeiteten und ausgetragenen Gutes sich von selbst ergibt, indem das Nachfliessen des eintretenden Rohgutes unmittelbar durch die Höhe des Füllungsstandes beeinflusst wird. Die Erfahrung hat aber gezeigt, dass besonders in den Fällen, wo schon verhältnismässig feines Rohgut zu verarbeiten ist, die eben erwähnte Selbstregelung sich nicht einstellt. Oft liegt auch ein Rohgut vor, welches z.
B. infolge grosser Feuchtigkeit nicht durch einfaches Nachfliessen in den Zerkleinerer eintreten kann und daher durch irgendeine Fördervorrichtung eingebracht werden muss. Dann wird eine in Abhängigkeit vom Stande der Füllung arbeitende Regelvorrichtung unumgänglich.
In der Zeichnung sind Anwendungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens auf Prallzerkleinerer dargestellt.
In Fig. 1 handelt es sich um die Betätigung einer den (im übrigen freien) Zufluss von Rohgut beeinflussenden Zunge, in Fig. 2 um die Verstellung eines sogenannten Tellerspeisers, in Fig. 3 um die Verstellung des sogenannten Mischrohres des Zerkleinerers, in Fig. 4 um die Beeinflussung einer teilweise
<Desc/Clms Page number 2>
pneumatischen Eintragvorrichtung und in Fig. 5 um die Beeinflussung der Entnahme von Gut aus einem Kettenförderer, der mehrere Zerkleinerer speist.
In allen Figuren bedeutet 1 die Expansionsdüse für verdichtete Luft, 2 das Mischrohr, 3 den Prallkörper, 4 die Sichterschaufeln, 5 einen Trichter, 6 einen kegelförmigen Körper,'1 den Austrittsstutzen für Luft und Feingut, 8 die Eintrittsschurre bzw. das Eintrittsfallrohr für Rohgut. Der Zerkleinerer arbeitet wie folgt : Durch den in der Düse 1 expandierenden Luftstrahl wird Gut erfasst und
EMI2.1
auch durch Reibung der Teilchen untereinander. Durch die zum Radius schief stehenden Schaufeln 4 wird eine umlaufende Bewegung der staubhaltigen Luft erzeugt, welche die Abscheidung und den Rückfluss zu grober Körner auf die Gutansammlung bewirkt.
Eine nochmalige Abscheidung findet in dem durch 5 und 6 gebildeten Raum statt, von wo zu grobe Körner durch die Schlitze 9 zurückfallen. Der erzeugte Feinstaub entweicht mit der eingeführten Luft durch den Stutzen 7. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 3 erfolgt die Erfassung des Gutes, wie ersichtlich, so, dass ein erster Teil des Luftstrahles vornehmlich abgewiesenes Umlaufgut, ein zweiter Teil des Strahles dagegen hauptsächlich Rohgnt aufnimmt. Bei den übrigen Figuren wird eine Durchmischung von Rohgut und Umlaufgut vorausgesetzt. In allen Figuren bedeutet 10 einen beispielsweise aus einer Achse mit daran befestigten Flügeln bestehenden Körper, welcher sich im Bereiche des gewollten Standes der Füllung befindet.
Er ist mit einem Motor 11 gekuppelt, im wesentlichen bestehend aus einem Gehäuse und einem Zahnräderpaar 12, 12. (In Fig. 1 ist dieser Motor zur Verdeutlichung auch in einem Schnitte senkrecht zu den Achsen gezeigt. ) 13 und 14 sind die Zu-bzw. Ableitung für das Kraftmittel. In den Fig. 1-3 be- deutet 15. eine Drosselstrecke (Blende) in der Zuleitung 13. In der Fig. 5 ist eine solche Blende in der
Ableitung 14 eingezeichnet. In allen fünf Figuren bezeichnet 80 eine Anzeigevorrichtung für den
Druck des den Motor 11 durchfliessenden Kraftmittels.
Gemäss Fig. 1 ist die Zuleitung 13 mit dem Raume unter dem Kolben 18 im Zylinder 17 verbunden.
Der Kolben 18 ist durch eine Feder 19 belastet, welche sich gegen den Deckel 20 stützt. Mit der Kolben- stange 21 ist der Hebel 22 verbunden, der mit der Zunge 24 auf einer Achse 23 verkeilt ist. Solange der
Körper 10 frei ist, bietet er wenig Bewegungswiderstand. Der Motor 11 läuft schnell ; er bietet dem
Durchfluss des Kraftmittels (welches irgendeine Flüssigkeit oder irgendein Gas sein kann) wenig Wider- stand ; in der Leitung 16 herrscht tiefer Druck. Der Kolben 18 steht tief, und die Zulaufschurre 8 ist weit geöffnet. Bei Aufsteigen der Gutansammlung werden der Körper 10 und damit der Motor 11 ge- bremst ; der Druck in 13 steigt ; der Kolben 18 hebt sich und schliesst die Zulaufschurre 8 mehr ab. Der
Druckmesser 80 gestattet es, auf den Zustand im Innern des Zerkleinerers zu schliessen.
Gemäss Fig. 2 erfolgt die Einführung des Rohgutes aus einem Bunker 30 vermittels eines Teller- speisers, bestehend aus dem Gehäuse 31, dem Teller 32 und dem Abstreifer 35. Der Teller 32 wird ver- mittels Schneckenrad 34 und Schnecke 33 von einem nicht gezeichneten Motor in umlaufender Bewegung gehalten. Zwischen Bunkerauslauf und Tellerspeiser ist ein axial verschiebbares Rohr 29 eingeschaltet, welches durch Zapfen 27 und Gabel 28 mit dem bei 26 gelagerten zweiarmigen Hebel 25 verbunden ist.
An diesem Hebel ist ein Kolbenservomotor angeschlossen, für welchen die nämlichen Bezugszeichen gelten wie bei Fig. 1. Im Falle Aufsteigens der Gutansammlung wird der Motor 11 gebremst und dadurch das Kraftmittel in der Leitung 13 gestaut. Der Kolben 18 hebt sich, und das Rohr 29 wird dadurch gesenkt.
Die Menge des vom Tellerspeiser abgenommenen und in den Zerkleinerer gegebenen Rohgutes vermin- dert sich.
Gemäss Fig. 3 steht die Zuleitung 13 durch Leitung 16 in Verbindung mit dem Raume 40, der einerseits durch den Balg 41 begrenzt wird. Dieser ist durch die Feder 42 belastet, welche sich gegen den Deckel 43 stützt. Mit dem Balg 41 steht vermittels der Stange 44 der Steuerschieber 45,46 in Ver- bindung, welcher in einem Gehäuse 47 verschiebbar ist. Bei 48 tritt irgendeine Kxaftflüssigkeit ein.
An die Öffnungen 49,50 sind die Leitungen 51, 52 angeschlossen, zwischen welche ein Motor 53 ein- geschaltet ist, der hier beispielsweise als Zahnradmotor angenommen worden ist. Von diesem Motor wird das Ritzel 54 angetrieben, welches mit dem Zahnkranz des Teiles 55 im Eingriff steht. Dieser zwischen den Kugellagern 56, 57 gehaltene Teil bildet die Mutter zu der Gewindestange 58, welche mittels
Zapfen 59 und Gabel 60 mit dem bei 62 gelagerten zweiarmigen Hebel 67 verbunden ist. Dieser steht anderseits durch Gabel 63 und Zapfen 64 mit dem axial verschiebbaren Mischrohr 2 des Zerkleinerers in Verbindung. Wird beispielsweise infolge Höhersteigens der Füllung der Motor 11 gebremst, so steigt der Druck des Kraftmittels hinter der Blende 15. Der Balg 41 wird zusammengedrückt ; der Steuer- schieber 45,46 hebt sich.
Der Zufluss von Kraftmittel zu 51 wird geöffnet und ebenso der Abfluss durch 52.
Der Motor 53 wird (sinngemässe Schaltung vorausgesetzt} so gedreht, dass das Mischrohr 2 sich senkt und somit der Zufluss von Rohgut in den Zerkleinerer gehemmt wird. Es ist leicht, durch Bemessung der
Querschnitte im Kraftmittelzufluss und der Übersetzungsverhältnisse den Regelvorgang zu beherrschen und beispielsweise unerwünschte Überregulierungen zu vermeiden.
Gemäss Fig. 4 ist in Verbindung mit einem Prallzerkleinerer das untere Ende 70 eines Rohstoff- bunkers dargestellt, das mit beweglichen Wandstüeken 77, 72, 73 versehen ist. Diese haben nockenförmige
Ansätze, und sie werden durch eine nicht gezeichnete Vorrichtung in hin und her gehender Bewegung
<Desc/Clms Page number 3>
gehalten. Diese Bewegung verhindert die Entstehung von den Abfluss hemmenden Brücken. Solche Mittel müssen vornehmlich im Falle feinen und zugleich feuchten Rohgutes (z. B. nasse Feinkohle) angewendet werden. An dem an den Bunkerauslauf anschliessenden Gefässe ist ein düsenförmiger Spalt 74 so angebracht, dass die Bodenwand 78 des Gefässes eine tangentiale Fortsetzung dieses Düsenspaltes bildet.
Dem Spalt vorgeschaltet ist eine Kammer 75 ; welche durch die Leitung 14 mit dem Abfluss des Motors 11 verbunden ist. Als Kraftmittel ist hier Luft angenommen. Solange der Motor 11 bei tief stehender Füllung ungehemmt umlaufen kann, fliesst viel Luft durch den Düsenspalt 74 und demgemäss wird viel Rohgut in das Abfallrohr 8 geblasen. Wird dagegen bei höher stehender Füllung der Motor 11 gebremst, so vermindert sich der Durchfluss von Luft, und dieser schwächere Luftstrahl fördert entsprechend weniger Rohgut in das Abfallrohr 8. (Es kann notwendig oder vorteilhaft sein, den Boden 78 etwas zu neigen. Ferner kann es vorteilhaft sein, die Wand 77 so zu stellen, dass etwa anhaftendes Gut überhängend würde und demzufolge leicht abfällt.
Es kann diese Wand auch aus Material hergestellt werden, welches für das Anhaften von Gut besonders ungünstig ist. ) An Stelle der hier dargestellten unmittelbaren Verwendung des den Motor 11 betreibenden Kraftmittels zur Einblasung des Rohgutes kann natürlich auch eine mittelbare Steuerung einer Einblasevorrichtung irgendwelcher Art in Frage kommen.
Gemäss Fig. 5 liegt ein Kettenförderer vor. Dieser besteht aus einem Trog 82, der an den Bunker 81 angeschlossen ist. Der Trog ist durch eine Längsscheidewand 83 geteilt. Die Kette besteht aus Gliedern 84, an welchen Querstäbe 110 angebracht sind. Die Kette läuft über die Rollen 85, 86, 87. Eine dieser Rollen ist mit dem antreibenden Motor verbunden, welcher nicht gezeichnet ist. Die Bewegungsrichtung der Kette ist durch die Pfeile 108 und 109 gekennzeichnet. Der Kettenförderer ist hier beispielsweise zur Speisung von zwei Zerkleinerern vorgesehen. In der Scheidewand des Troges sind zwei Öffnungen 88, 89 angebracht.
Durch diese fällt Material aus der oberen Troghälfte in die untere Troghälfte, und der untere Teil der Kette erfasst dieses Material und fördert es durch die in dem Boden des Troges vorgesehenen Öffnungen 93, 94 in die Zerkleinerer. Den Öffnungen 93,94 sind aber segmentförmige Regelschieber 91 vorgeschaltet, die um den Zapfen 92 drehbar gelagert sind. Je nach der Stellung dieser Schieber kann der untere Kettenteil mehr oder weniger in die nachfolgenden Öffnungen fördern. Diese Schieber werden nun in Abhängigkeit von der Füllung der Zerkleinerer reguliert. Durch den Hebel 22 und die Stange 21 sind die Regulierschieber mit dem Kolben 18 eines früher beschriebenen Servomotors verbunden. Der Raum unter dem Kolben 18 ist durch die Leitung 16 (abweichend von den bisher beschriebenen Ausführungsformen) mit der Ableitung des den Motor 11 treibenden Kraftmittels verbunden.
Demgemäss befindet sich hier eine Drosselblende 15 in der Ableitung 14 und nicht in der Zuleitung 13. Solange der Körper 10 durch die Ansammlung von Gut in dem Zerkleinerer nicht gebremst wird, läuft der Motor rasch und wird demgemäss von einer grossen Menge von Kraftmittel durchflossen. Der Druck unter dem Kolben 18 ist hoch, dieser wirkt entgegen der Feder 19 im Sinne des Öffnens der Schieber 91. Wird dagegen der Körper 10 durch die Gutansammlung gebremst, so läuft der Motor 12 langsamer, die Durchflussmenge nimmt ab, und dementsprechend sinkt auch der Druck unter dem Kolben 18. Die Schieber 91 werden im Sinne des Schliessens verstellt. Die hier angenommene Anbringung der Blende 15 in der Ableitung des Kraftmittels bringt den Vorteil, dass bei Ausbleiben des Kraftmittels die Schieber 91 geschlossen werden. Wenn als Kraftmittel z. B.
Druckluft vor den Düsen 1 entnommen wird, so ergibt sich bei Ausbleiben der Arbeitsluft der Zerkleinerer auch eine Unterbindung des Materialeintrages.
Wenn die Fördereinrichtung dem Bunker mehr entnimmt, als an den Stellen 93 und 94 abgenommen wird, so herrscht an der zweiten Überleitungsstelle 89 von der oberen in die untere Troghälfte noch ein gewisser Überschuss, der durch die Kette weiterbefördert wird und schliesslich über die Kante 90 ebenfalls in den unteren Trog fällt. Solches überschüssiges Material würde nach und nach die ganze untere Troghälfte rechts von der Entnahmestelle 94 und schliesslich auch die ganze obere Troghälfte auffüllen und die Kette müsste dann gegenüber dem angestauten Material sich mit Schlupf"bewegen.
Dadurch entstünde ein in hohem Masse gesteigerter Kraftbedarf, ferner würde dabei die Abnutzung vermehrt, und im Falle von feinkörnigem und feuchtem Material könnte durch die Stauung ein Zusammenbacken entstehen, wobei der Übertritt von der oberen Troghälfte in die untere bei den Stellen 88, 89 gefährdet sein könnte. Das Eintreten eines solchen Zustandes muss daher unbedingt vermieden werden. Hiefür eignet sich auch das erfindungsgemässe Verfahren :
In dem Teil der unteren Troghälfte zwischen der Kante 90 und der Öffnung 89 ist ein Körper 10 a angebracht, welcher durch einen Motor 11 a in Bewegung gehalten wird. Es sei auf die Nebenfigur 5 a verwiesen. In diesem Fall ist für den Antrieb des Körpers 10 a beispielsweise ein Elektromotor angenommen worden.
In dem Fluss des Antriebsstromes, der durch die bei 100 beginnende und bei 102 endigende Stromleitung gekennzeichnet ist, ist ein Solenoid 101 eingeschaltet. In der Achse dieses Solenoids ist ein Eisenkern 103 verschiebbar angeordnet. Dieser ist einerseits mit der Feder 104 und anderseits durch die Stange 105 mit dem Hebel 106 verbunden, der auf der Achse eines segmentförmigen Schiebers 91 a sitzt. Durch diese Schieber kann die von dem Kettenförderer aus dem Bunker entnommene Materialmenge beeinflusst werden. Wenn nun in der unteren Troghälfte in dem Bereiche des Körpers 10 a die Gutansammlung steigt, so wird der Körper gebremst, die Stromaufnahme des antreibenden Motors 11 a wird
<Desc/Clms Page number 4>
EMI4.1
verstellt.
Ist dagegen die Aufnahme von Gut aus dem Bunker kleiner als die Entnahme bei den Stellen 95 und 94, so wird der Körper-M a wieder frei beweglich, die Stromaufnahme und die Zugkraft des Solenoids nehmen ab, der Eisenkern wird von der Feder 104 nach rechts gezogen, der Schieber 91 a wird geöffnet. Natürlich kann auch für den Antrieb des Körpers 10 a ein gleicher oder ähnlicher Motor wie 11 und demgemäss ein flüssiges oder gasförmiges Kraftmittel benutzt werden, wobei dann natürlich auch der mit dem Schieber 91 a zu verbindende Servomotor eine entsprechende Form annehmen muss.
Wenn durch einen Kettenförderer nur eine Entnahmestelle zu bedienen ist, so beschränkt sich die Regelung auf die Verstellung des Schiebers 91 a. Das Impulsorgan 10 a wird dann überflüssig, und der Schieber 91 a wird von dem Impulsorgan 10, welches von der zu kontrollierenden Füllung beeinflusst wird, reguliert.
Solche Kettenförderer eignen sich besonders in den Fällen, wo feines und feuchtes Material vor-
EMI4.2
fluss des Materials aus dem Bunker zum Stocken kommt. Die Entnahmestelle eines solchen Kettenförderers kann aber beliebig lang ausgeführt werden, wobei Brückenbildungen über dieser Entnahmestelle verunmöglicht werden. Fernerhin gestattet ein solcher Kettenförderer sehr grosse Distanzen zwischen dem Bunker und den zu bedienenden Apparaten, wobei bei der räumlichen Disposition solcher Anlagen eine sehr erwünschte Freiheit gegeben ist. Wenn die Öffnungen 88, 89 und auch 93, 94 lang genug ausgeführt werden, so ist ein Versagen des Durchflusses an den Stellen 88, 89 und auch 93,94 immer vermeidbar. Mit einem solchen Fördermittel ist deshalb feines und feuchtes Material zu beherrschen, das sonst oft die grössten Schwierigkeiten verursacht.
In allgemeiner Hinsicht ist noch zu betonen, dass bezüglich der Art und der räumlichen Stellung des Körpers 10 keine Beschränkung besteht, ebensowenig betreffend die Art des Motors und die Art der dem Körper 10 erteilten Bewegung. Es kann z. B. auch eine hin und her gehende Bewegung in Frage kommen. Bei der Verwendung für Anzeige können z. B. Kontaktmanometer in Verbindung mit Lichtund Schallsignalen oder auch Signalpfeifen benutzt werden. Ist 11 ein Elektromotor, so treten an Stelle der mechanischen Servomotoren solche elektrischer oder magnetischer Art. Der Motor 11 kann auch in den Stromkreis eines Motors eingeschaltet sein, der eine Eintragsvorrichtung antreibt und dessen Umlaufzahl durch die Beeinflussung von 11 aus verändert wird.