BE1019811A3 - Werkwijze inrichting en computerprogramma voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal gevulde houder. - Google Patents

Abstract

Werkwijze, inrichting en computerprogramma voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder- of korrelvormige droge stof, gevulde houder of silo van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de houder een vrijliggend oppervlak heeft. Onder in de houder is een uitvoeropening gelegen voor het uit de houder verwijderen van vulmateriaal. De vulgraad wordt berekend door het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder, het meten van het nieveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op ten minste één voorafbepaald punt in de houder en uit de afmetingen van de houder.

Description

Korte aanduiding: Werkwijze, inrichting en computerprogramma voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal gevulde houder.

BESCHRIJVING

Met vulmateriaal zoals poeder- of korrelvormige droge stof gevulde houders worden in de praktijk voor velerlei industriële toepassingen ingezet. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan houders met meel, graan, zand of een mortelproduct zoals bijvoorbeeld toegepast in de utiliteitsbouw, de woningbouw en de civiele techniek.

Deze houders of ook wel silo’s genoemd, hebben meestal een langwerpige cilindrische vorm die eindigt in een trechtervormige onderzijde waar zich een uitvoeropening bevindt voor het uit de houder nemen van vulmateriaal. De houders zijn in het algemeen geheel gesloten uitgevoerd en uit staal of kunststof vervaardigd, mede afhankelijk van het toepassingsgebied.

Omdat de mate van vulling met vulmateriaal, dat wil zeggen de vulgraad, van de houder niet met het blote oog van buiten de houder kan worden waargenomen, worden in de praktijk technische middelen toegepast voor het bepalen van de vulgraad van de houder.

Het is bijvoorbeeld bekend om aan de binnenzijde van de houder, in langsrichting tegen de omtrekswand daarvan, opnemers aan te brengen waarmee de hoogte van het vulmateriaal langs de wand van de houder kan worden vastgesteld. Aan de hand van de bekende afmetingen van de houder kan dan samen met de gemeten hoogte een berekening worden gemaakt van de vulgraad van de houder.

Bij gebruik van deze meettechniek in verplaatsbare houders of silo’s kan echter een hoge mate van onnauwkeurigheid ontstaan wanneer de houder in een scheve of schuine positie wordt geplaatst en de vulgraadmeting is geijkt voor een perfect verticaal geplaatste houder.

Het Duitse Offenlegungsschrift DE 199 54 646 toont een werkwijze voor het bepalen van de vulstand van een met een poeder- of korrelvormig vulmateriaal gevulde silo van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de silo een vrijliggend oppervlak heeft, waarbij onder in de silo een uitvoeropening is aangebracht voor het uit de silo verwijderen van vulmateriaal. De vulstand wordt bepaald door op één voorafbepaalde plaats in de silo de afstand tot het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal te mëlemrmet een boven het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal opgestelde detector.

Verder is het ook bekend dat de hoogte van het vulmateriaal in de houder langs de wanden daarvan kan afwijken van de hoogte van het vulmateriaal nabij het midden van de houder of in het algemeen daar waar de uitvoeropening in de houder is gelegen, waardoor verschillen kunnen ontstaan in de berekende vulgraad ten opzichte van de werkelijke vulgraad van de houder, zoals ook beschreven in het Amerikaanse octrooischrift US 6,986,294. Deze afwijking is voorts afhankelijk van het soort vulmateriaal, dat wil zeggen de fysische, mechanische en stromings-eigenschappen daarvan.

Aan de uitvinding ligt daarom in eerste instantie de opgave ten grondslag een verbeterde techniek aan te geven voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder-of korrelvormige droge stof, gevulde houder zoals bijvoorbeeld de bovenbeschreven meel-, graan-, zand- of mortelsilo’s.

Een verdere opgave van de uitvinding bestaat in het verschaffen van een verbeterde inrichting voor het berekenen van de vulgraad van een dergelijke, met vulmateriaal gevulde houder.

In een eerste aspect verschaft de onderhavige uitvinding een werkwijze voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder- of korrelvormige droge stof, gevulde houder van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de houder een vrijliggend oppervlak heeft en waarbij onder in de houder een uitvoeropening is gelegen voor het uit de houder verwijderen van vulmateriaal, omvattende stappen van het meten van het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op tenminste één voorafbepaald punt in de houder, gekenmerkt door de stappen van het: - bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder uit een bestand met vooraf bepaalde vormen van oppervlaktegeometrieën op basis van het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de omstandigheden van het vulmateriaal, en - berekenen van de vulgraad van de houder uit de bepaalde oppervlaktegeometrie, het gemeten ry^gay van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de afmetingen van de houder.

Door overeenkomstig de uitvinding uit te gaan van de oppervlakte- geometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder, kan met de werkwijze volgens de uitvinding een meer nauwkeurige berekening van de vulgraad worden verschaft, die geen last heeft van berekeningsfouten als gevolg van een scheve of schuine plaatsing van de houder en die onafhankelijk is van de fysische, mechanische en stromingseigenschappen van het vulmateriaal in de houder.

In een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding worden de omstandigheden van het vulmateriaal bepaald uit de bedrijfstoestand van de houder en het stromingsgedrag van het vulmateriaal, waarbij voor de bedrijfstoestand ten minste de navolgende situaties worden onderscheiden: a) de houder is vanuit een transportstand in de bedrijfsstand geplaatst, en b) via de uitvoeropening is een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd.

Houders of silo’s zoals boven besproken kunnen in de praktijk een hoogte hebben van 5 m of meer, waardoor deze houders niet in de verticale bedrijfsstand kunnen worden veryg^œl·. Dergelijke houders worden daarom horizontaal vervoerd en worden daar waar het vulmateriaal moet worden gebruikt in een verticale bedrijfsstand geplaatst.

Ingezien is dat de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal na plaatsing in de bedrijfsstand afwijkt van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal nadat reeds een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd. In het eerste geval zal het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal de vorm hebben van een vlak, niet horizontaal oppervlak, terwijl de oppervlaktegeometrie nadat een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd een kegelvorm benadert, aangenomen dat de uitvoeropening van de houder nagenoeg in het midden daarvan is gelegen. Begrepen zal worden dat bij een andere plaatsing van de uitvoeropening de oppervlaktegeometrie dienovereenkomstig kan afwijken.

In een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, worden voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie voorts ten minste de navolgende deelsituaties onderscheiden: b1) via de tfifiÊSBropening is een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd, en b2) via de uitvoeropening is herhaald een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd.

Gebleken is dat de bepaling van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder mede daarvan afhangt of er één of verschillende malen een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd.

Afhankelijk van de toepassing, kan de houder ook van een invoer-opening zijn voorzien voor het met vulmateriaal vullen van de houder. Een dergelijke invoeropening kan zich bijvoorbeeld -halverwege de omtrekswand van de houder bevinden.

In een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt derhalve een verdere bedrijfstoestand voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggerTde oppervlak van het vulmateriaal in de houder onderscheiden, dat wil zeggen de situatie waarbij via de invoeropening van de houder een hoeveelheid vulmateriaal daarin is opgenomen.

Bij een houder met een invoeropening zoals beschreven, zal na het met vulmateriaal vullen van de houder de oppervlaktegeometrie een kegelvorm benaderen omgekeerd in vergelijking tot de kegelvorm zoals besproken bij het uit de houder verwijderen van vulmateriaal.

Gebruikmakend van de bovenbeschreven kennis van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder, voorziet een verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding daarin, dat een voor een betreffende houder, een betreffende bedrijfsstoestand van de houder en het stromingsgedrag van een betreffend vulmateriaal relevante oppervlaktegeometrie wordt bepaald uiteen gegevensbestand van voorafbepaalde oppervlakte-geometrieën.

Een dergelijk gegevensbestand kan voor de genoemde bedrijstoestanden bijvoorbeeld in tabelvorm worden verschaft, met bijvoorbeeld de vorm en afmetingen of het type van de houder, de genoemde bedrijfstoestand en de eigenschappen van het vulmateriaal, zoals bijvoorbeeld het stromingsgedrag daarvan als ingangsparameters voor het uit de betreffende tabel selecteren van een relevante oppervlaktegeometrie.

Met de kennis van de, van toepassing zijnde oppervlaktegeometrie kan reeds een nauwkeurige berekening van de vulgraad worden verkregen door enkel het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op ten minste één voorafbepaald punt in de houder te meten. Begrepen zal worden dat een dergelijke meting snel en eenvoudig en derhalve relatief goedkoop en efficiënt kan worden uitgevoerd, waardoor met een minimale inzet van middelen bij de houder c.q. de silo zelf voor vele praktische bedrijfstoestanden de vulgraad al voldoende nauwkeurig kan worden berekend.

In een weer verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt voor het meer nauwkeurig bepalen van de oppervlaktegeometrie een niveaumeting van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op verschillende voorafbepaalde punten in de houder uitgevoerd. Begrepen zal worden dat door het meten van het niveau van het vrijliggende oppervlak op verschillende over het oppervlak verdeeld gelegen punten daarvan, samen met de informatie omtrent de vorm van de oppervlaktegeometrie afhankelijk van de bedrijfstoestand van de houder en de eigenschappen van het vulmateriaal zoals boven besproken, een nog nauwkeurigere berekening van de vulgraad kan worden uitgevoerd.

Op basis van de bovenbeschreven voorkennis van de vorm van de oppervlaktegeometrie gerelateerd aan de bedrijfstoestand van de houder en de relevante eigenschappen van het vulmateriaal, voorziet de uitvinding in een verdere uitvoeringsvorm daarin, dat de niveaumeting wordt uitgevoerd vanaf ten minste twee onderling op een denkbeeldige horizontale lijn boven in de houder verschoven gelegen punten. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitivinding wordt de niveaumeting uitgevoerd vanaf drie op een denkbeeldige horizontale lijn gelegen punten, waarfeij'ieen eerste en een tweede punt nabij een omtrekswand van de houder zijn gelegen en een derde punt uit het midden tussen het eerste en het tweede punt is gelegen. Gebleken is dat met een dergelijke driepuntsmeting een zeer nauwkeurige berekening van de vulgraad van de houder kan worden uitgevoerd, zonder de noodzaak voor complexe en ingewikkelde en derhalve dure meetapparatuur.

Bij deze laatstgenoemde uitvoeringsvormen van de werkwijze volgens de uitvinding wordt het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder door interpolatie tussen de niveaumeting van de ten minste twee meetpunten dan wel de drie meetpunten bepaald, waarbij de wijze van interpolatie afhangt van de bedrijfstoestand van de houder en de stromingseigenschappen van het betreffende vulmateriaal, dat wil zeggen de relevante fysische en mechanische „eigenschappen van het vulmateriaal die de stromingseigenschappen daarvan beïmgtpBden. De wijze van interpolatie kan worden gebaseerd op de boven besproken bekende vormen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal.

In een relatief eenvoudige, maar voor veel toepassingen voldoende nauwkeurige en robuuste uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, wordt de interpolatie langs rechte denkbeeldige lijnen uitgevoerd. Voor een dergelijke wijze van interpolatie kan worden volstaan met een processor of digitale verwerkingsinrichting met een relatief geringe berekeningscapaciteit en geheugen-opslag. Hierdoor kan met speciale voor het doel van de uitvinding ontworpen, dat wil zeggen applicatiespecifieke geïntegreerde verwerkinginrichtingen of processoren worden gewerkt. Uiteraard kan ook gebruik worden gemaakt van standaard in de handel verkrijgbare processoren of dergelijke, waarbij als gevolg van de relatief geringe rekencapaciteit en geheugenopslag de afmetingen van de betreffende apparatuur voldoende klein kunnen worden gehouden voor gebruik ter plaatse van de houder.

In een verdere uitvoeringsvorm en in het bijzonder in het geval van berekeningen die meer rekencapacïtSïF’vereisen, kan uiteraard gebruik worden gemaakt van processoren of digitale verwerkings-middelen op afstand, waarbij gebruik wordt gemaakt van draadgebonden of draadloze gegevensuitwisseling, zoals op zichzelf in de praktijk bekend.

Voor het uitvoeren van de niveaumeting volgens de uitvinding kan met voordeel gebruik worden gemaakt van daartoe in de handel verkrijgbare meetapparatuur, zoals optische, inductieve, ultrasone, elektromagnetische en/of capacitieve opnemers en sensoren.

Begrepen zal worden dat met de werkwijze volgens de uitvinding, op basis van de berekende en zo nodig met verwerkingsinrichtingen op afstand uitgewisselde vulgraad, logistieke acties kunnen worden ondernomen om een betreffende houder met vulmateriaal te vullen of om een lege houder te vervangen door een nieuwe met vulmateriaal gevulde houder. Hiermee kan een aanzienlijke besparing worden verkregen op de bedrijfskosten doordat alleen dan een houder wordt gevuld of vervangen wanneer er daadwerkelijk onvoldoende vulmateriaal in de houder is. Ook kan de houder, bij beëindiging van het gebruik daarvan, afhankelijk van de vulgraad daarvan naar een verdere bedrijfsplaats worden getransporteerd, waar bijvoorbeeld een hoeveelheid vulmateriaal noodzakelijk is die nog in de houder aanwezig is. Op deze wijze ondersteunt de werkwijze volgens de uitvinding een optimale logistieke bedrijfsvoering en voorkomt oponthoud of andere productieproblemen bij het niet op tijd met vulmateriaal vullen van een houder c.q. het vervangen van een lege houder.

Aan de uitvinding ligt verder het inzicht ten grondslag dat door het periodiek of quasi continu berekenen van de vulgraad van het vulmateriaal in de houder, bijvoorbeeld bij het gebruik van een houder in de vorm van een mortelsilo met daarin een mortelproduct zoals toegepast voor bouwdoeleinden, welk mortel-product vóór gebruik moet worden gemengd met een vloeistof zoals water, de vulgraadberêkening met voordeel kan worden toegepast om de hoeveelheden mortel en vloeistof te sturen voor het handhaven van een voorgeschreven mengverhouding.

In een verdere uitvoeringsvorm voorziet de werkwijze volgens de uitvinding derhalve daarin, dat een uit de uitvoeropening van de mortelsilo stromende hoeveelheid mortel wordt gemengd met een hoeveelheid vloeistof zoals water, waarbij de hoeveelheid mortel uit de vulgraad van de mortel in de mortelsilo en de hoeveelheid vloeistof periodiek of quasi-continu worden berekend en gemeten, zodanig dat de uit de mortelsilo stromende hoeveelheid mortel en de hoeveelheid vloeistof worden gestuurd voor het met de berekende en gemeten hoeveelheid mortel en vloeistof handhaven van een voorgeschreven mengverhouding.

Door de sturing van de betreffende hoeveelheden op afstand uit te voeren en door, overeenkomstig een nog weer verdere uitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding, de berekende en gemeten gegevens te registreren, zo nodig door uitwisseling daarvan met op afstand gelegen verrwerkings-inrichtingen, kunnen logistieke en kwaliteitstechnischë rapportages worden verschaft waarmee op efficiënte wijze kan worden aangetoond dat de voor een bepaald bouwproject voorgeschreven mengverhouding van mortel en vloeistof daadwerkelijk is gerealiseerd. Een dergelijke rapportagë_,kan onder andere belangrijk zijn voor kwaliteitsborging en kwaliteitsgarantie van een betreffend bouwproject.

In een tweede aspect verschaft de onderhavige uitvinding een inrichting voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder- of korrelvormige droge stof, gevulde houder van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de houder een vrijliggend oppervlak heeft en waarbij onder in de houder een uitvoeropening is gelegen voor het uit de houder verwijderen van vulmateriaal, en meetmiddelen zijn opgesteld voor het meten van het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op tenminste één voorafbepaald punt in de houder; gekenmerkt door: - middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder uit een bestand met vooraf bepaalde vormen van oppervlaktegeometrieën op basis van het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de omstandigheden van het vulmateriaal, en - middelen voor het berekenen van de vulgraad van de houder uit de bepaalde oppervlaktegeometrie, het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de afmetingen van de houder.

In een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal ingericht voor het uit de bedrijfstoestand van de houder en het stromingsgedrag van het vulmateriaal bepalen van de omstandigheden van het vulmateriaal, waarbij voor de bedrijfstoestand ten minste de navolgende situaties worden onderscheiden: a) de houder is vanuit een transportstand in de bedrijfsstand geplaatst, en b) via de uitvoeropening is een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd, waarbij b1) via de uitvoeropening een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderden-, b2) via de uitvoeropening herhaald een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd.

a) de houder is vanuit een transportstand in de bedrijfsstand geplaatst, en b) via de uitvoeropening is een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd, waarbij b1) via de uitvoeropening een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd, en b2) via de uitvoeropening herhaald een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd.

In een weer verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, heeft de houder een invoeropening voor het met vulmateriaal vullen van de houder, waarbij de middelen voor bjtjbepalén van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het in bedrijfstoestand onderscheiden van ten minste de navolgende verdere situatie waarin: c) via de invoeropening in de bedrijfsstand van de houder een hoeveelheid vulmateriaal daarin is opgenomen.

In een technisch relatief eenvoudige uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie verder ingericht om de relevante oppervlaktegeometrie voor een betreffende houder, een betreffende bedrijfstoestand en het stromingsgedrag van een betreffend vulmateriaal te bepalen uit een gegevensbestand met voorafbepaalde oppervlaktegeometrieën.

Deze uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding is daarom technisch relatief eenvoudig van opbouw, omdat voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie geen gebruik hoeft te worden gemaakt van afzonderlijke oppervlaktemeetmiddelen en dergelijke, omdat de van toepassing zijnde oppervlaktegeometrie kan worden bepaald uit een gegevensbestand, zoals de eerder genoemde en beschreven tabel met Sfpervlaktegeometrieen. Voor het uiteindelijk berekenen van de vulgraad van de houder kan daarbij dan worden volstaan met een enkele niveaumeting van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op ten minste één voorafbepaald punt in de houder.

In een nog weer verdere uitvoeringsvorm voorziet de inrichting volgens de uitvinding daarin, dat de meetmiddelen zijn ingericht voor het vanaf verschillende voorafbepaalde punten in de houder uitvoeren van een niveaumeting van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal. Begrepen zal worden dat door het op verschillende voorafbepaalde punten in de houder uitvoeren van een niveaumeting eventuele noodzakelijk correcties op de uit het gegevensbestand verkregen oppervlaktegeometrie kunnen worden aangebracht.

In een efficiënte uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding zijn de meetmiddelen ingericht voor het uitvoeren van een niveaumeting vanaf ten minste twee onderling verschoven, op een denkbeeldige horizontale lijn boven in de houder gelegen punten. Bij voorkeur zijn de meetmiddelen ingericht voor het uitvoeren van de niveaumeting vanaf drie punten, waarbij een eerste en een tweede punt nabij een omtrekswand varfcte houder zijn gelegen en een derde punt uit het midden tussen het eerste en het tweede punt is gelegen.

Samen met de kennis van de relevante oppervlaktegeometrie, zoals bijvoorbeeld bepaald uit het bovengenoemde gegevensbestand, kan met een dergelijke driepuntsmeting voor praktisch alle toepassingen een meer dan voldoende nauwkeurige berekening van de vulgraad worden gemaakt, waarbij de betreffende oppervlaktegeometrie aan de hand van de meetresultaten kan worden aangepast voor het in hoge mate benaderen van de werkelijke oppervlakte-geometrie van het vulmateriaal in de houder.

Voor een nog meer nauwkeurige benadering van de oppervlaktegeometrie, voorziet de inrichting volgens de uitvinding in een weer verdere uitvoeringsvorm daarin, dat de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder door interpolatie tussen de niveaumetingen van de ten minste twee punten, waarbij de wijze van interpolatie afhangt van de momentane bedrijfstoestand van de houder.

In een hierop gebaseerde, technisch bijzonder efficiënt te realiseren inrichting volgens de uitvinding, zijn de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie ingericht voor het uitvoeren van de interpolatie langs rechte lijnen. Begrepen zal worden dat een dergelijke interpolatietechniek efficiënt met behulp van digitale verwerkingsmiddelen of een microprocessor of dergelijke kan worden uitgevoerd, waarbij als gevolg van de relatieve eenvoud van de bepaling van de oppervlaktegeometrie de fysieke afmetingen van dergelijke veiwerkingsmiddelen en de bijbehorende geheugenmiddelen kunnen worden beperkt voor bijvoorbeeld installatie in een bij een houder behorende elektrische besturings- of schakelkast. Tevens kunnen de verwerkingsmiddelen daarbij robuust worden uitgevoerd voor gebruik onder ruwe bedrijfsomstandigheden zoals die op een bouwwerk of dergelijke kunnen optreden.

De inrichting volgens cteTTitvinding kan met op zichzelf in de praktijk bekende meetmiddelen voor het uitvoeren van een niveaumeting zijn uitgerust, zoals optische, inductieve, ultrasone, elektromagnetische of capacitieve opnemers, sensoren en dergelijke. Voor een deskundige zijn deze meetmiddelen op zichzelf bekend en behoeven geen verdere toelichting. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding wordt met voordeel gebruik gemaakt van drie boven in de houder op een denkbeeldige diametrale lijn gerangschikte ultrasone sensoren.

In een verdere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding, in het bijzonder voor meer gecompliceerde berekeningen en meer gecompliceerde algoritmen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie, kunnen de meetmiddelen zijn ingericht voor gegevensuitwisseling op afstand, waarbij de berekeningsmiddelen geheel of gedeeltelijk in op afstand liggende verwerkings-middelen zijn ondergebracht. De gegevensuitwisseling kan zowel draadgebonden als draadloos worden gerealiseerd, met behulp van daartoe in de praktijk op zichzelf bekende communicatiemiddelen.

In een bijzondere uitvoeringsvorm van de inrichting volgens de uitvinding waarin de houder een in hoofdzaak langwerpige mortelsilo is met vulmateriaal voor bouwdoeleinden, zoals een mortelproduct, zijn de berekeningsmiddelen ingericht voor het periodiek dan wel quasi-continu berekenen van de vulgraad, voor het bepalen van de hoeveelheid uit de mortelsilo afkomstige mortel voor toevoer aan mengmiddelen, voor het mengen van de mortel met een hoeveelheid vloeistof zoals water.

Door verder te voorzien in middelen voor het meten van de aan de mengmiddelen toegevoerde hoeveelheid vloeistof en stuurmiddelen voor het sturen van op de uitvoeropening van de silo aangrijpende doseringsmiddelen en voor het sturen van vloeistofdoseringsmiddelen, voorziet de uitvinding in een weer verdere uitvoeringsvorm van de inrichting in het volgens een voorgeschreven mengverhouding mengen van mortel en^oejstof.

Bij voorkeur zijn de stuurmiddelen ingericht voor het op afstand sturen van de betreffende hoeveelheden, voor kwaliteitsbewaking op afstand, kwaliteitsrapportage en dergelijke.

De inrichting volgens de uitvinding kan verder zijn voorzien van middelen voor het uit de uitgewisselde gegevens bepalen van afwijkende bedrijfsomstandigheden, voor het signaleren daarvan en waarbij tevens bedrijfsgegevens van verdere componenten en onderdelen van de houder c.q. de mengmiddelen kunnen worden gemeten en geregistreerd. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan het door een aandrijfmotor van de menginrichting opgenomen vermogen, de bedrijfstijd hiervan, overbelastingsstromen en dergelijke voor het faciliteren van het onderhoud van de houder.

Begrepen zal worden dat het op afstand signaleren van de vulgraad van de houder voor logistieke doeleinden een bijzonder voordeel vormt, omdat een betreffende houder op tijd kan worden bijgevuld of vervangen.

De middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie, de meetmiddelen, de berekeningsmiddelen en de stuurmiddelen, voor zover van toepassing, worden tevens als een losse eenheid uitgevoerd voor gebruik met een bestaande houder of mortelsilo.

De uitvinding voorziet tevens in een computerprogramma, omvattende door een computer uitvoérbare instructies, indien geladen in het werkgeheugen van de computer, welk computerprogramma is ingericht voor het ondersteunen en uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding zoals in het voorgaande beschreven.

De uitvinding wordt in het navolgende meer in detail beschreven aan de hand van een op de bijgesloten tekening geïllustreerd uitvoeringsvoorbeeld van een silo voor een mortelproduct.

Figuur 1 toont schematisch, in vooraanzicht en gedeeltelijk in doorsnede, een uitvoeringsvorm van een langwerpige cilindrische houder in de vorm van een zogeheten mortelsilo.

Figuur 2a-e toont schematisch een aantal bedrijfstoestanden van de met mortel gevulde houder volgens figuur 1.

Figuur 3a toont schematisch de houder volgens figuur 1 in vooraanzicht en figuur 3b toont de houder volgens figuur 3a gezien vanaf de lijn lllb-lllb in figuur 3a.

Figuur 4a-d toont schematisch een langsdoorsnede door de houder volgens figuur 3a, b langs de lijn IV-IV voor verschillende bedrijfstoestanden van de houder.

Figuur 5a-d toont schematisch een langsdoorsnede door de houder volgens figuur 3a, b langs de lijn V-V voor verschillende bedrijfstoestanden van de houder.

Figuur 6 toont schematisch de houder volgens figuur 3a, 3b aangevuld met een elektrische besturingskast voorzien van bewakings- en besturingsmiddelen overeenkomstig de uitvinding.

Met het verwijzingscijfer 1 is een langwerpige cilindrische houder aangeduid, in de vorm van een zogehelfrmiortelsilo voor het daarin houden van een mortelproduct, zoals bijvoorbeeld toegepast in de utiliteitsbouw, de woningbouw en de civiele techniek. Mortels komen in velerlei samenstellingen en varianten voor en hebben in het algemeen de vorm van een poeder- of korrelvormige droge stof. Een kant-en-klare mortel, welke voor gebruik weliswaar moet worden gemengd met een vloeistof zoals water, heeft het voordeel van een constante kwaliteit van het metselwerk, het voegwerk of een betonconstructie of dergelijke en verhoogt het gebruiksgemak de productie en snelheid omdat ter plaatse van het bouwwerk geen mensen en middelen hoeven te worden ingezet voor het mengen van zand, cement, kalk en dergelijke.

Zoals getoond in figuur 1, heeft de silo in het algemeen een cilindervorm en loopt aan het onderste uiteinde, gezien in het vlak van de tekening trechtervormig toe in een uitvoeropening 2. De silo kan van metaal of kunststof zijn vervaardigd.

In de getoonde uitvoeringsvorm sluit de uitvoeropening 2 aan op een, in het vlak van de tekening gezien, horizontaal opgestelde transportschroef 3 welke voor gebruik wordt aangedreven door een motor 4, in het algemeen een elektromotor, voor het in mengmiddelen 5 met vloeistof zoals water, toegevoerd via een inlaat 6 van de mengmiddelen 5, mengen van de mortel. Dit resulteert uiteindelijk aan een uitgang 7 van de mengmiddelen in metselspecie, beton of lijm of dergelijke voor bouwconstructiedoeleinden. In de praktijk kan het aldus gemengde product bijvoorbeeld met behulp van een kruiwagen 8 of door een direct op de mengmiddelen 5 aangesloten slang of mondstuk (niet getoond) of dergelijke naar de betreffende bouwplaats worden getransporteerd.

Afhankelijk van het ontwerp van de mortelsilo bezit deze aan de omtrekswand een invoeropening of vulopening 9 en wordt de houder 1 door middel van een frame 10 in de verticale bedrijfsstand gehouden, zoals getoond in figuur 1. Een typische mortelsilo heeft een inhoud van 18-22 m3, met een hoogte die varieert tussen 6,5-7,5 m. .„„

Door zijn afmetingen kan een dergelijke houder 1 in de vorm van een mortelsilo niet verticaal over de weg worden getransporteerd. Transport van dergelijke mortelsilo's vindt dan ook horizontaal plaats, zoals geïllustreerd in figuur 2a. Met dubbelgearceerde lijnen is schematisch de ligging van de mortel, of in het algemeen het vulmateriaal 11, in de houder 1 aangegeven.

Voor gebruik van de houder 1 wordt deze op bijvoorbeeld een bouwplaats in de verticale bedrijfsstand geplaatst, zoals getoond in figuur 2b. Met dubbelgekruiste lijnen is weer schematisch de ligging van het vulmateriaal 11 in de houder 1 weergegeven. Aan de bovenzijde van de houder 1, zoals gezien in het vlak van de tekening, bezit het vulmateriaal een vrijliggend oppervlak 12. In deze bedrijfstoestand van de houder 1, dat wil zeggen wanneer de houder 1 vanuit de horizontale transportstand in de verticale bedrijfsstand is geplaatst, heeft het vrijliggende oppervlak 12 een geometrjejni de vorm van een schuin naar beneden hellend vlak. De mate waarin het vrijliggende oppervlak 12 helt hangt onder meer af van de fysische en mechanische eigenschappen van het vulmateriaal 11.

Aangenomen dat de houder 1 een uitvoeropening 2 aan de onderzijde bezit, gezien in het vlak van de tekening, zal nadat via de uitvoeropening 2 een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd, het vrijliggende oppervlak 12 een oppervlaktegeometrie hebben die een asymmetrische trechter- of kegelvorm benadert, zoals schematisch in doorsnede getoond in figuur 2c. Ook nu geldt dat de exacte vorm van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 afhangt van de fysische en mechanische eigenschappen van het vulmateriaal 11, welke gerepresenteerd kunnen worden door het stromingsgedrag van het vulmateriaal 11.

Na het herhaalde malen uit de uitvoeropening verwijderen van vulmateriaal 11, zal de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 een meer symmetrische trechter- of kegelvorm benaderen, zoals getoond in figuur 2d. Ten opzichte van figuur 2c kan worden gezien dat de kegelvorm minder steil is dan in de bedrijfstoestand zoals getoond in figuur2c. Ook nu geldt dat de exacte vorm van het vrijliggende oppervlak 12 afhangt van het stromingsgedrag van het vulmateriaal 11 en bijvoorbeeld de snelheid waarmee vulmateriaal aan de houder 1 wordt onttrokken.

In de situatie dat de houder 1 op locatie gevuld wordt, bijvoorbeeld via de invoer- of vulopening 9 zoals getoond in figuur 1, zal het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11, zoals aangetoond in figuur 2e, een omgekeerde asymmetrische kegelvorm vertonen, in vergelijking tot de bedrijfstoestand waarbij vulmateriaal 11 aan de houder 1 wordt onttrokken. Ook hier geldt dat de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak wordt bepaald door het stromingsgedrag van het vulmateriaal 11 en onder andere de snelheid waarmee vulmateriaal in de houder 1 wordt gebracht en uiteraard de locatie van de invoer- of vulopening 9 van de houder 1.

De bovenbeschreven en in de figuren 2a-e getoonde oppervlakte- geometrieën van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de houder kunnen voor een groot aantal verschillende vulmaterialen onder verschillende gebruikssituaties vooraf worden vastgelegd een gegevensbestand of een tabel van oppervlaktegeometrieën. Bijvoorbeeld in afhankelijkheid van het type vulmateriaal, dat wil zeggen de stromingseigenschappen daarvan, het type van de houder 1, de snelheid waarmee vulmateriaal uit de houder 1 wordt verwijderd dan wel de snelheid waarmee de houder 1 met vulmateriaal wordt gevuld, etc.

Met de kennis van de bedrijfstoestand van de houder 1, zoals geïllustreerd in de figuren 2a-e en door het uitvoeren van een niveaumeting op ten minste één punt van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11, kan dan een berekening worden gemaakt van de vulgraad van het vulmateriaal 11 in de houder 1, wanneer de afmetingen van-de houder 1 op zich bekend zijn. Dat wil zeggen de hoogte, omtrek of diameter van de houder 1, in het geval van een cirkelcilindrische houder en de afmetingen van het trechtervormige naar de uitvoeropening 2 toelopende einde van de houder 1. Voor dit doel toepasbare berekeningstechnieken zijn op zichzellPvoor een deskundige bekend en behoeven geen verdere toelichting.

Voor het uitvoeren van de niveaumeting van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de houder 1 kan elke op zichzelf bekende meettechniek worden toegepast, zoals optische, inductieve, ultrasone, elektromagnetische en/of capacitieve niveaumeettechnieken. Hierbij kan bijvoorbeeld gedacht worden aan het vanaf de bovenzijde van de houder 1, gezien in het vlak van de tekening, meten van de afstand tot een punt op het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11, schematisch aangegeven met een streep-puntlijn x in figuur 2b.

Begrepen zal worden dat de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de houder 1 nauwkeuriger kan worden bepaald door op een groter aantal punten van het vrijliggende oppervlak 12 te meten. Afhankelijk van de aard van de meting, kan een dergelijke bepaling van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 worden gecombineerd met een niveaumeting, waardoor op een zeer nauwkeurige wijze de vulgraad van de houder 1 kan worden bepaald. Dat wil zeggen, de mate waarin de houder 1 is gevuld met vulmateriaal 11.

De bovenbeschreven werkwijze voor het berekenen van de vulgraad volgens de uitvinding is in hoge mate onafhankelijk daarvan of de houder 1 al dan

niet exact verticaal is opgesteld. Door bijvoorbeeld te meten op een gedeelte van het vrijliggende oppervlak 12 nabij de top van de kegelvorm, kan ongeacht de scheefstand van de houder 1 een relatief nauwkeurige berekening van de vulgraad worden uitgevoerd. Begrepen zal worden dat in het geval van het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 door te meten op een groot aantal punten daarvan, de scheefstand van de houder 1 in het geheel geen rol zal spelen bij het berekenen van de vulgraadT

In een voörkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding kan door een niveaumeting vanaf de bovenzijde van de houder 1 op twee of drie geschikt gekozen punten op het vrijliggende oppervlak 12,,van het vulmateriaal 11 met beperkte inzet van meetmiddelen en rekencapaciteit een voor de meeste bedrijfsdoeleinden voldoende nauwkeurige bepaling van de vulgraad worden verkregen. Beschouw hiertoe de figuren 3a en 3b.

Figuur 3a toont de houder volgens figuur 1 en figuur 3b toont een doorsnede langs de lijn lllb-lllb in figuur 3a.

Aan de bovenzijde, in het vlak van de tekening gezien, is de houder 1 voorzien van drie meetopnemers of sensoren 15, 16, 17 die op een rechte denkbeeldige lijn 13 zijn gerangschikt. De sensoren 15, 16 ,17 kunnen zich in de houder 1 bevinden dan wel vanaf de bovenzijde door de wand van de houder 1 hierin worden aangebracht.

Zoals duidelijk getoond in figuur 3b, liggen de eerste 15 en derde sensor 17 nabij de omtrekswand van de houder en ligt de tweede sensor 16 verschoven uit het midden tussen de eerste 15 en derde sensor 17.

In een voorkeursuitvoeringsvorm zijn de eerste, tweede en derde sensoren 15, 16, 17 van het ultrasone type. Deze ultrasone sensoren zijn geschikt voor het meten van de afstand onderbeen betreffende sensor tot het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de houder 1.

De lijn 13 waarop de sensoren 15, 16, 17 zijn gerangschikt kan uiteraard anders worden gekozen dan zoals getoond in figuur 3b, waarbij de lijn 13 tegenover dan wel “haaks” op de invoeropening of vulopening 9 van de houder 1 is gelegen. De ligging van de sensoren 15, 16, 17 zoals getoond in figuur 3b verdient de voorkeur voor houders 1 waarvan de vulopening of invoeropening 9 aan de omtrekswand van de houder 1 is gelegen.

De werkwijze voor het berekenen van de vulgraad van de houder 1 uitgerust met de in figuur 3b getoonde sensoren wordt nu uiteengezet aan de hand van figuren 4a-d, welke een doorsnede tonen door de lijn IV-IV in figuur 3b en de figuren 5a-d welke een doorsnede tonen langs de lijn V-V in figuur 3b.

De figuren 4a en 5a to|i|j3, de bedrijfstoestand van de houder 1 na het vanuit de horizontale transportstand in de verticale bedrijfsstand plaatsen daarvan. In deze bedrijfstoestand heeft het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de houder 1 een oppervlaktegeometrie die overeenkomt met een vlak hellend oppervlak, zoals in het voorgaande reeds uiteengezet aan de hand van figuur 2a, 2b.

Uitgaande van het via de invoeropening 9 vullen van de houder 1 voorafgaand aan het transport daarvan, en transport van de houder 1 met de invoeropening 9 aan de bovenzijde, zullen de eerste, tweede en derde sensoren 15, 16, 17 door hun plaatsing “haaks” op de invoeropening 9 alle in wezen dezelfde afstand meten van een betreffende sensor tot een punt van het vrijliggende oppervlak 12 direct, dat wil zeggen verticaal, onder de betreffende sensor, respectievelijk aangegeven met x, y, z. Aan de hand van deze hoogte of niveaumeting, welke in wezen met één dan wel met twee sensoren kan worden uitgevoerd en met de kennis van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 in deze bedrijfstoestand van de houder 1, kan dan op een voor deskundigen bekende wijze de vulgraad van de houder 1 worden berekend. Hierbij wordt ervan uitgegaan dat de inwendige afmetingen van de houder 1 bekend zijn.

Bij gebruik van bijvoorbeeld de eerste 15 en tweede sensor 16 voor het uitvoeren van de niveaumeting, is gebleken dat bij een gemeten hoogteverschil tussen de beide sensoren van circa 5% of meer voor een nauwkeurige berekening van de vulgraad een meting met de derde sensor 17 noodzakelijk is, waarbij dan de door alle drie de sensoren 15, 16, 17 gemeten afstanden in de berekening worden betrokken.

Nadat een eerste hoeveelheid vulmateriaal 11 via de uitvoeropening 2 uit de houder 1 is verwijderd, zal het vrijliggende oppervlak 11 hiervan de eerder besproken asymmetrische kegel- of trechtervorm aannemen, zoals getoond in de figuren 4b en 5b.

In een eenvoudige uitvoeringsvorm van de vulgraadberekening volgens de uitvinding, kan in feite worden volstaan met een enkele niveaumeting c.q. afstandsmeting van één van de sensoren 15, 16, 17 tot het daaronder liggende punt van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 Bijvoorbeeld een meting met de tweede sensor 16. Uit de bekende kegelvorm c.q. trechtervorm van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 kan dan op een, voor een deskundige bekende wijze de vulgraad van de houder 1 worden berekend.

Zoals in het voorgaande reeds uiteengezet, kan de betreffende kegel- of trechtervorm van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 worden verkregen uit een bestand met voorafbepaalde oppervlaktegeometrieën. De stromingseigenschappen van het vulmateriaal 11 spelen daarbij een belangrijke rol spelen om te bepalen welke oppervlaktegeometrie in een betreffende situatie de werkelijke oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 van het betreffende vulmateriaal 11 representeert.

Een meer nauwkeurige bepaling van de oppervlaktegeometrie kan worden verkregen door met alle drie de sensoren 15, 16, 17 de afstand tot het vulmateriaal 11 te meten. De geselecteerde, van toepassing zijnde oppervlaktegeometrie, kan dan zo nodig worden^rgecorrigeerd om beter te passen bij de werkelijke situatie of uit het resultaat van de metingen kan een beter passende opperviaktegeometrie uit het gegevensbestand worden geselecteerd.

Begrepen zal worden dat met het gebruik van drie sensoren zoals boven besproken, het niet per se noodzakelijk is om een oppervlaktegeometrie uit een gegevensbestand met voorafbepaalde oppervlaktegeometrieën te selecteren. Uit de afstandsmeting van de drie sensoren en de kennis omtrent de bedrijfstoestand van de houder 1 zoals boven besproken, kan door interpolatie tussen de meetresultaten van de sensoren een bepaling worden gemaakt van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11.

Afhankelijk van de bedrijfstoestand van de houder 1 kan een eerste eenvoudige interpolatie bestaan uit het aanbrengen van rechte interpolatielijnen door de op afstand gelegen meetpunten van de sensoren. Beschouw hiertoe bijvoorbeeld figuur 5b. Door de meetpunten c.q. de afstanden van de eerste en tweede sensor 15, 16 kan een rechte lijn worden getrokken die enerzijds de houder 1 aan zijn omtrekswand snijdt en anderzijds een denkbeeldige langsas door het midden van de houder 1 snijdt, zoals geïllustreerd mlt streep-punt-streeplijnen in figuur 4a-d en figuur 5a-d. Door een tweede rechte interpolatielijn door het meetpunt van de derde sensor 17 en het snijpunt van de eerste lijn met de langsas in het midden van de houder 1 te trekken, kan de in figuur 4b getoonde kegel- of trechtervorm van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 in de trechter worden benaderd. Op grond van deze interpolatie kan dan met een zeer goede benadering de vulgraad van de houder 1 worden berekend.

In plaats van het werken met rechte interpolatielijnen, kan een nog meer nauwkeurige berekening van de vulgraad van de houder 1 worden verkregen uit een interpolatie middels andere geometrische verbindingslijnen, die de kegel- of trechtervormige oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 beter benaderen. Bijvoorbeeld met behulp van ellipsvormige, parabolische of andere kegelsneden, zoals voor deskundigen op zichzelf bekend.

Figuur 4c en figuur 5c'tónen de niveaumeting en de oppervlaktegeometrie voor het berekenen van de vulgraad van de houder 1 nadat hieruit een aantal malen vulmateriaal is weggevoerd. Ook nu heeft het vrijliggende oppervlak 12 weer een kegel- of trechtervormige oppervlaktegeometrie, die echter een meer symmetrisch verloop heeft doordat het effect van het schuinaflopende vrijliggende oppervlak in de bedrijfsstand, direct na het verticaal plaatsten van de houder 1, inmiddels is weggeëbd, zodat een meer symmetrische kegel- of trechtervorm ontstaat.

Op dezelfde wijze zoals beschreven aan de hand van de berekening c.q. benadering van de oppervlaktegeometrie bij het uit de houder 1 wegnemen van vulmateriaal, toont figuur 4d en figuur 5d een niveaumeting c.q. afstandsmeting met de drie sensoren 15, 16, 17 nadat de houder 1 op locatie via de invoeropening 9 met vulmateriaal 11 is gevuld. Het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 heeft hier een kegelvormige oppervlaktegeometrie die omgekeerd is aan de kegelvormige oppervlaktegeometrie welke ontstaat bij het uit de houder 1 wegvoeren van vulmateriaal 11. Op dezelfde wijze zoals boven beschreven, kan met een interpolatie door rechte lijnen dan wel met kegelsneden en dergelijke een zeer nauwkeurige berekening van de vulgraad worden bereikt.

Wanneer na het vullen van de houder 1 weer vulmateriaal 11 daaruit wordt weggenomen, ontstaan weer de bedrijfstoestanden zoals getoond in de figuren 4b, 5b en 4c, 5c.

Begrepen zal worden dat de bovenbeschreven berekening van de vulgraad van de houder 1 nagenoeg onafhankelijk daarvan is of de houder 1 exact verticaal staat dan wel enigszins hellend. Met de meetresultaten van de drie sensoren 15, 16, 17 kan een geselecteerde bekende oppervlaktegeometrie aan de werkelijke situatie worden aangepast. Ook kan uit de meetresultaten de daadwerkelijke oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak 12 van het vulmateriaal 11 worden bepaald, voor het nauwkeurig berekenen van de vulgraad. Een eventuele scheefstand van de -Jjjpuder 1 wordt dan impliciet gecorrigeerd, hetgeen een groot voordeel van de werkwijze volgens de uitvinding boven bekende werkwijzen voor het berekenen van de vulgraad van een houder 1 is, waarbij bijvoorbeeld alleen langs de omtrekswand van de houder 1 een niveaumeting wordt uitgevoerd, zonder de mogelijkheid voor een niveaumeting nabij het midden van de houder 1, zoals met de tweede sensor 16 volgens de uitvinding, zoals boven beschreven.

In de uitvoeringsvorm van de uitvinding zoals in figuur 6, is een elektrische besturingskast 20 voorzien, met motorstuurmiddelen 21 en vloeistofdoseringsstuurmiddelen 22 voor het sturen van met de inlaat 6 van de mengmiddelen 5 gekoppelde vloeistofdoseringsmiddelen 23, bijvoorbeeld in de vorm van een regelbare kraan of klep, ingericht voor het meten van de hoeveelheid aan de mengmiddelen 5 toegevoerde hoeveelheid vloeistof zoals water. Dergelijke vloeistofdoseringsmiddelen zijn op zichzelf in de praktijk bekend en hoeven voor een deskundige geen verdere toelichting.

In de uitvoeropening 2 van de houder 1 bevindt zich een stuurbare klep 25, zoals bijvoorbeeld een op zichzelTbekende vlinderklep, waarvan het openen en sluiten door middel van klepstuurmiddelen 24 in de besturingskast 20 wordt gestuurd.

De hoeveelheid aan de mengmiddelen 5 toegevoerd vulmateriaal, zoals een mortelproduct in het geval van een houder in de vorm van een mortelsilo, kan ofwel worden gedoseerd door het geschikt sturen van de opening van de klep 25 via de klepstuurmiddelen 24 dan wel, zoals in een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding, door het openen van de klep 25 en het gedurende een voorafbepaalde tijd, via de motorstuurmiddelen 21 en motor 4 in werking stellen van de transportschroef 3. De tijd gedurende welke de transportschroef 3 in werking is is een maat voor de aan de mengmiddelen 5 vanuit de houder 1 toegevoerde hoeveelheid materiaal.

De motorstuurmiddelen 21, de vloeistofdoseringsstuursmiddelen 22 en de klepstuurmiddelen 24 zijn werkzaam verbonden met processorstuurmiddelen 26, zoals een microprocessor of dergelijke, waarop voorts de niveaumeetmiddelen zoals de sensoren 15, 16, 17 via geschikte verbindingsmiddelen 19 zijn aangesloten.

De processorstuurmiddelen 26 zijn verder gekoppeld met communicatiemiddelen 27 ingericht voor data-overdracht naar communicatie-middelen 29 op een, op afstand gelegen, locatie 30. De communicatiemiddelen 29 zijn met elektronische verwerkingsmiddelen 31, zoals een bureaucomputer of server gekoppeld, voor het verwerken van de door de processorstuurmiddelen 26 overgedragen data. In een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding zijn de communicatiemiddelen 27, 29, de elektronische verwerkingsmiddelen 31, en de processorstuurmiddelen 26 in de besturingskast 20 ingericht voor tweezijdige data-overdracht. Dat wil zeggen, vanaf de op afstand gelegen locatie 30 kunnen besturingsopdrachten aan de processorstuurmiddelen 26 worden overgedragen, voor het geschikt sturen van bijvoorbeeld de aan de mengmiddelën 5 afgegeven hoeveelheid vulmateriaal, bijvoorbeeld door het gedurende een bepaalde tijd via de motorstuurmiddelen 21 in werking stellen van de motor 4 en de aan de mengmiddelen 5 toegevoerde hoeveelheid vloeistof via de vtoeistofdoserings-middelen 23 en de vloeistofdoseringsstuurmiddelen 22.

De communicatiemiddelen 27, 29 kunnen op zichzelf in de praktijk bekende datacommunicatiemiddelen zijn, zowel geschikt voor mobiele c.q. draadloze communicatie 28 als draadgebonden communicatie, waarbij gebruik kan worden gemaakt van een op zichzelf bekend openbaar communicatienet, zoals bijvoorbeeld het onder het acroniem GPRS (“Global Packet Radio Services”) bekende radiodatacommunicatienet of via het vaste telefonienet, of dergelijke.

Deskundigen zullen begrijpen dat op de processorstuurmiddelen 26 verdere, voor de bedrijfsvoering van de houder 1 noodzakelijke apparatuur kan worden aangesloten, zoals beveiligingsapparatuur, positiebepalingsapparatuur, en dergelijke.

Zoals in het bovenstaande uiteengezet, kunnen de processorstuurmiddelen 26 en/of de verwerkingsmiddelen 31 op afstand elk of een van beide zijn ingericht voor het volgens de werkwijze van de uitvinding berekenen van de vulgraad van de houder 1. Aan de hand van de berekende vulgraad, welke periodiek of quasi continu kan worden bepaald, kgrhop een zeer nauwkeurige wijze de aan de mengmiddelen 5 toegevoerde hoeveelheid vulmateriaal, zoals een mortelproduct, worden berekend, voor het samen met de aan de mengmiddelen 5 toegevoerde hoeveelheid vloeistof, zoals water, in stand houden van een gewenste of voorgeschreven mengverhouding van mortel en water.

Verder zijn in een voorkeursuitvoeringsvorm van de uitvinding de elektronische verwerkingsmiddelen 31 ingericht voor het registreren van de berekende en gemeten gegevens, voor het verschaffen van logistieke en kwaliteitstechnische rapportages.

De uitvinding omvat tevens de voor het berekenen van de vulgraad volgens de werkwijze van de uitvinding zoals boven beschreven in de processorstuurmiddelen 26 en/of de verwerkingsmiddelen 31 benodigde instructies in de vorm van een computerprogramma, voor het laden daarvan in het werkgeheugen van de computer.

Hoewel de uitvinding in het voorgaande in hoofdzaak is uiteengezet aan de hand van een toepassing bij een mortelsilo met een mortelproduct als vulmateriaal, zal het voor een deskundige duidelijk zijn dat de berekening van de vulgraad van de houder en de daarbij behorende besturing en communicatie op afstand voor een groot aantal andere toepassingen kan worden ingezet, zoals bij de, in de aanhef besproken meel, graan, zand of andere silo’s of houders.

Voor een deskundige zijn vele wijzigingen aan aanvullingen op de uitvinding mogelijk zonder af te wijken van het nieuwe en inventieve concept voor het berekenen van de vulgraad van de houder. Al deze wijzigingen en aanvullingen worden geacht omvat te zijn door de navolgende conclusies.

Claims (40)

1. Werkwijze voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder- of korrelvor-rhTgë droge stof, gevulde houder van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de houder een vrijliggend oppervlak heeft en waarbij onder in de houder een uitvoeropening is gelegen voor het uit de houder verwijderen van vulmateriaal, omvattende stappen van het meten van het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op tenminste één voorafbepaald punt in de houder, gekenmerkt door de stappen van het: - bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder uit een bestand met vooraf bepaalde vormen van oppervlaktegeometrieën op basis van het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak en de omstandigheden van het vulmateriaal, en - berekenen van de vulgraad van de houder uit de bepaalde oppervlaktegeometrie, het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de afmetingen van de houder.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, waarin de omstandigheden van het vulmateriaal worden bepaald uit de bedrijfstoestand van de houder en het stromingsgedrag van het vulmateriaal, waarbij voor de bedrijfstoestand ten minste de navolgende situaties worden onderscheiden: a) de houder is vanuit een transportstand in de bedrijfsstand geplaatst, en b) via de uitvoeropening is een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd.

3. Werkwijze volgens conclusie 2, waarin voor bedrijfstoestand b) ten minste de navolgende deelsituaties worden onderscheiden: b1) via de uitvoeropening is een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd, en b2) via de uitvoeropening is herhaald een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd.

4. Werkwijze volgens conclusie 2 of 3, waarin de houder een invoeropening heeft voor met vulmateriaal vullen van de houder, waarbij voor de bedrijfstoestand ten minste de navolgende verdere situatie wordt onderscheiden waarin: c) via de invoeropening in de bedrijfsstand van de houder een hoeveelheid vulmateriaal daarin is opgenomen.

5. Werkwijze volgens conclusie 2, 3 of 4, waarin de voor een betreffende houder, een betreffende bedrijfstoestand en het stromingsgedrag van een betreffend vulmateriaal relevante oppervlaktegeometrie wordt bepaald uit een gegevensbestand met voorafbepaalde oppervlaktegeometrieën.

6. Werkwijze volgens conclusie 5, waarin voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie een niveaumeting van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op verschillende voorafbepaalde punten in de houder wordt uitgevoerd.

7. Werkwijze volgens conclusie 6, waarin de niveaumeting wordt uitgevoerd vanaf ten minste twee onderling verschoven op een denkbeeldige horizontale lijn boven in de houder gelegen punten.

8. Werkwijze volgens conclusie 7, waarin de niveaumeting wordt uitgevoerd vanaf drie punten, waarbij^een. eerste en een tweede punt nabij een omtrekswand van de houder zijn gelegen en een derde punt uit het midden tussen het eerste en het tweede punt is gelegen.

9. Werkwijze volgens conclusie 7 of 8, waarin het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder wordt bepaald door interpolatie tussen de niveaumetingen van de ten minste twee punten, waarbij de wijze van interpolatie afhangt van de bedrijfstoestand van de houder en de stromingseigenschappen van het betreffende vulmateriaal.

10. Werkwijze volgens conclusie 9, waarbij de interpolatie langs rechte lijnen wordt uitgevoerd.

11. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de niveaumeting langs optische, inductieve, ultrasone, elektromagnetische en/of capacitieve weg wordt uitgevoerd.

12. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de vulgraad geautomatiseerd wordt berekend en met op afstand van de houder gelegen verwerkingsinrichtingen wordt uitgewisseld.

13. Werkwijze volgens conelosie 12, waarin op basis van de berekende en uitgewisselde vulgraad een betreffende houder met vulmateriaal wordt gevuld of een betreffende houder wordt vervangen door een met vulmateriaal gevulde houder.

14. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin de houder in hoofdzaak langwerpig van vorm is en in de bedrijfsstand in hoofdzaak verticaal wordt opgesteld.

15. Werkwijze volgens conclusie 14, waarin de houder een mortelsilo is en het vulmateriaal een voor bouwdoeleinden, zoals in de uitiliteitsbouw, woningbouw en civiele techniek, toegepast mortelproduct is.

16. Werkwijze volgens conclusie 15, waarin een uit de uitvoeropening van de mortelsilo stromende hoeveelheid mortel wordt gemengd met een hoeveelheid vloeistof zoals water, waarbij de hoeveelheid mortel uit de vulgraad van de mortel in de mortelsilo en de hoeveelheid vloeistof periodiek of quasi continue worden berekend en gemeten. w-r*

17. Werkwijze volgens conclusie 16, waarin de uit de mortelsilo stromende hoeveelheid mortel en de hoeveelheid vloeistof worden gestuurd voor het met de berekende en gemeten hoeveelheid mortel en vloeistof handhaven van een voorgeschreven mengverhouding.

18. Werkwijze volgens conclusie 17, waarin de sturing van de betreffende hoeveelheden op afstand wordt uitgevoerd.

19. Werkwijze volgens één of meer van de voorgaande conclusies, waarin met één of meer houders op periodieke basis berekende en gemeten gegevens worden uitgewisseld en geregistreerd, voor het verschaffen van logistieke en kwaliteitstechnische rapportages.

20. Inrichting voor het berekenen van de vulgraad van een met vulmateriaal, zoals poeder- of korrelvormige droge stof, gevulde houder van bekende afmetingen, waarbij het vulmateriaal boven in de houder een vrijliggend oppervlak heeft en waarbij onder in de houder een uitvoeropening is gelegen voor het uit de houder verwijderen van vulmateriaal, en meetmiddelen zijn opgesteld voor het meten van het niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal op tenminste één voorafbepaald punt in de houder; gekenmerkt door: - middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder uit een bestand met vooraf bepaalde vormen van oppervlaktegeometrieën op basis van het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak en de omstandigheden van het vulmateriaal, en - middelen voor het berekenen van de vulgraad van de houder uit de bepaalde oppervlaktegeometrie, het gemeten niveau van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal en de afmetingen van de houder.

21. Inrichting volgens conclusie 20, waarin de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal zijn ingericht voor het uit de bedrijfstoestand van de houder en het stromingsgedrag van het vulmateriaal bepalen van de omstandigheden van het vulmateriaal, waarbij voor de bedrijfstoestand ten minste de navolgende situaties worden onderscheiden: a) de houder is vanuit een transportstand in de bedrijfsstand geplaatst, en b) via de uitvoeropening is een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder verwijderd, waarbij b1) via de uitvoeropening een eerste hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd, en b2) via de uitvoeropening herhaald een hoeveelheid vulmateriaal uit de houder is verwijderd.

22. Inrichting volgens conclusie 21, waarin de houder een invoeropening heeft voor met vulmateriaal vullen van de houder, waarbij de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het in bedrijfstoestand onderscheiden van ten minste de navolgende verdere situatie waarin: c) via de invoeropening in de bedrijfsstand van de houder een hoeveelheid vulmateriaal daarin is opgejjomen.

23. Inrichting volgens conclusie 21 of 22, waarin de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het uit een gegevensbestand met voorafbepaalde oppervlaktegeometrieën voor een betreffende houder, een betreffende bedrijfstoestand en het stromingsgedrag van een betreffend vulmateriaal bepalen van de relevante oppervlaktegeometrie.

24. Inrichting volgens conclusie 21, 22 of 23, waarin de meetmiddelen zijn ingericht voor het vanaf verschillende voorafbepaalde punten in de houder uitvoeren van een niveaumeting van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal.

25. Inrichting volgens conclusie 24, waarin de meetmiddelen zijn ingericht voor het uitvoeren van een niveaumeting vanaf ten minste twee onderling verschoven op een denkbeeldige horizontale lijn boven in de houder gelegen punten.

26. Inrichting volgens conclusie 25, waarin de meetmiddelen zijn ingericht voor het uitvoeren van de niveaumeting vanaf drie punten, waarbij een eerste en een tweede punt nabij een omtrekswand van de houder zijn gelegen en een derde punt uit het midden tussen het eerste en het tweede punt is gelegen.

27. Inrichting volgens conclusie 25 of 26 waarin de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie van het vrijliggende oppervlak van het vulmateriaal in de houder door interpolatie tussen de niveaumetingen van de ten minste twee punten, waarbij de wijze van interpolatie afhangt van de bedrijfstoestand van de houder en de stromingseigenschappen van het betreffende vulmateriaal.

28. Inrichting volgens conclusie 27, waarbij de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie zijn ingericht voor het uitvoeren van de interpolatie langs rechte lijnen.

29. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 tot en met 28, waarin de meetmiddelen zijn ingericht voor het uitvoeren van de niveaumeting langs optische, inductieve, ultrasone, elektromagnetische en/of capacitieve weg.

30. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 tot en met 29, waarin de middelen voor het bepalen1 van de oppervlaktegeometrie en de berekeningsmiddelen processormiddelen omvatten, ingericht voor het met op afstand van de houder gelegen verwerkingsinrichtingen uitwisselen van gegevens.

31. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 tot en met 30, waarin de houder in hoofdzaak langwerpig van vorm is en in de bedrijfsstand in hoofdzaak verticaal is opgesteld.

32. Inrichting volgens conclusie 31, waarin de houder een mortelsilo is en het vulmateriaal een voor bouwdoeleinden, zoals in de uitiliteitsbouw, woningbouw en civiele techniek, toegepast mortelproduct is.

33. Inrichting volgens conclusie 32, verder omvattende mengmiddelen voor het mengen van een hoeveelheid mortel uit de mortelsilo met een hoeveelheid vloeistof zoals water, waarbij de berekeningsmiddelen zijn ingericht voor het uit de vulgraad van de mortel in de mortelsjjg berekenen van de hoeveelheid mortel en verder omvattende middelen voor het méten van de hoeveelheid vloeistof.

34. Inrichting volgens conclusie 33, verder omvattende op de uitvoer-opening van de mortelsilo aangrijpende doseringsmiddelen, voor het gedoseerd aan de mengmiddelen toevoeren van e'érT'hoeveelheid mortel, vloeistofdoserings-middelen voor het doseren van de, aan de mengmiddelen toegevoerde hoeveelheid vloeistof, en stuurmiddelen voor het sturen van de, op de uitvoeropening van de silo aangrijpende doseringsmiddelen en de vloeistofdoseringsmiddelen voor het, met de berekende en gemeten hoeveelheid mortel en vloeistof handhaven van een voorgeschreven mengverhouding.

35. Inrichting volgens conclusie 34, waarin de stuurmiddelen zijn ingericht voor het op afstand sturen van de betreffende hoeveelheden.

36. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 tot en met 35, verder omvattende op afstand gelegen verwerkingsmiddelen voor het met één of meer houders op periodieke basis uitwisselen van berekende en gemeten gegevens, voor het registreren van deze gegevens en voor het verschaffen van logistieke en kwaliteitstechnische rapportages.

37. Inrichting volgens conclusie 35 of 36, ingericht voor draadloze sturing en gegevensuitwisseling.

38. Inrichting volgens conclusie 34, 35 of 36, verder omvattende middelen voor het uit de uitgewisselde gegevens bepalen van afwijkende bedrijfs-toestanden en voor het signaleren daarvan.

39. Inrichting volgens één of meer van de conclusies 20 tot en met 38, waarin de middelen voor het bepalen van de oppervlaktegeometrie, de meetmiddelen, de berekeningsmiddelen en de stuurmiddelen als een losse eenheid zijn uitgevoerd voor gebruik met een bestaande houder of mortelsilo.

40. Computerprogramma, omvattende door een computer uitvoerbare instructies, indien geladen in het werkgeheugen van de computer, ingericht voor het ondersteunen en uitvoeren van de stappen volgens één of meer de conclusies 1 tot en met 19.