Bandwaage zum fortlaufenden Fördern und Verwägen in der Zeiteinheit gleichbleibender
Gewichtsmengen von Schüttgut
Die Erfindung betrifft eine Bandwaage zum fortlaufenden Fördern und Verwägen in der Zeiteinheit gleichbleibender Gewichtsmengen von Schüttgut, bei der in Abhängigkeit von den Auslenkungen des Wägerahmens der Bandantrieb stetig so geregelt wird, dass das Produkt aus Bandbelastung und Bandgeschwindigkeit konstant bleibt.
Diese sogenannten geschwindigkeitsgesteuerten Dosierbandwaagen haben gegenüber einer anderen Dosierbandwaagentype, bei welcher das Band mit konstanter Geschwindigkeit läuft und bei welcher mit Hilfe der Wägeeinrichtung die Stellung des Absperrschiebers bzw. die Geschwindigkeit eines Zuteilbandes beeinflusst wird, den Vorteil, dass sie rückführungsfrei arbeiten, das heisst, dass sie nicht zum Pendeln oder Trampeln neigen, da jede Gewichtsänderung sofort und zeitverzögerungsfrei eine Geschwindigkeitsänderung auslöst.
Diese Bandwaagen ziehendasSchüttgut üblicherweise aus einem Bunker ab. Oft ist aber nicht der Abzug des Materials aus einem Bunker, sondern die Obernahme von einem Förderband erwünscht. Ja, manches Schüttgut lässt sich überhaupt nicht bunkern, ohne dass es in seinen physikalischen Eigenschaften beeinträchtigt wird. Würde aber ein besonderes, mit konstanter Geschwindigkeit angetriebenes Zuteilband vorgesehen, so wäre kein Dosieren möglich, da die Bandwaage dann immer das zuteilen müsste, was das Zuteilband liefert.
Nach der Erfindung sollen diese Nachteile vermieden sein durch eine das Schüttgut dem Wägeband zufördernde Einrichtung, deren Zuteileigenschaften gleichsinnig mit der Bandgeschwindigkeit so verändert werden, dass die Geschwindigkeit des Schüttgutes beim Übergang von dieser zufördernden Einrichtung auf das Wägeband wenigstens annähernd dieselbe bleibt. Als zufördernde Einrichtung kann dabei ein besonderes Zuteilband dienen, welches das Schüttgut auf das Wägeband gibt und welches ständig mit derselben Geschwindigkeit wie das Wägeband oder mit einer dieser Geschwindigkeit proportionalen Geschwindigkeit angetrieben wird.
Besonders vorteilhaft ist jedoch eine Schwingrinne als zufördernde Einrichtung, deren Schwingungserreger gleichsinnig mit der Bandgeschwindigkeit gesteuert wird. Die Fördercharakteristik der Schwingrinne, das heisst die durch die Rinne in der Zeiteinheit ausgeworfene Schüttgutmenge in Abhängigkeit von der auf den Schwingungserreger wirkenden Steuergrösse, beispielsweise der Klemmenspannung des Schwingungserregers, ist zweckmässig der Fördercharakteristik des Wägebandes angepasst, damit es an der Übergangs stelle nicht zu einem Mate rialstau kommt. Wie Versuche ergeben haben, wird durch einen gewissen Materialstau an der tÇbergangs- stelle die von der Schwingrinne in der Zeiteinheit geförderte Schüttgutmenge etwas vermindert, die Fördercharakteristik der Schwingrinne also etwas ge ändert.
An die Anpassungsgenauigkeit der Charakteristik der Schwingrinne brauchen daher keine übertriebenen Anforderungen gestellt zu werden; es genügt, wenn man der Schwingrinne eine etwas steilere Charakteristik als dem Wägeband gibt.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Klemmenspannung des Schwingungserregers der Schwingrinne durch eine mit der jeweiligen Stellung des Wägerahmens veränderliche Spannung bestimmt. Um einen möglichst genauen Nulldurchgang und eine der Fördercharakteristik des Wägebandes möglichst angepasste Neigung der Fördercharakteristik der Schwingrinne über die Klemmenspannung des Schwingungserregers einstellen zu können, ist vorteilhaft der mit der jeweiligen Stellung des Wägerahmens veränderlichen, erforderlichenfalls verstärkten Spannung eine einstellbare Vorspannung hinzu addiert und von der Summenspannung eine einstellbare Teilspannung an die Klemmen des Schwingungserregers gelegt. Zur Verwirklichung der einstellbaren Vorspannung und der einstellbaren Teilspannung der Summenspannung können ein Regelwiderstand sowie ein Regelpotentiometer benutzt sein.
Auf der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Dosierbandwaage mit Zuteilband,
Fig. 2 eine Dosierbandwaage mit Zuteilschwingrinne und
Fig. 3 ein Diagramm, welches zeigt, wie die Fördercharakteristik der Schwingrinne derjenigen des Wägebandes angepasst sein kann.
Das Wägeband 2 läuft über die Umlenkrollen 3 und 4 sowie über die Abstützrollen 5. Sowohl Umlenkrollen 3 und 4 als auch Abstützrollen 5 sind auf dem ortsfesten Waagengestell 1 gelagert. Im Bereich der Wägestrecke läuft das Band über die am Wägerahmen 7 drehbar befestigte Wägerolle 6. Der Wägerahmen 7 ist im Drehpunkt gelenkig gelagert und stützt sich auf eine Auswägeeinrichtung 8 ab, die in der Zeichnung symbolisch als Feder dargestellt ist. Es kann an Stelle der Feder selbstverständlich eine andere Wägeeinrichtung verwendet sein. Das Schütttgut wird dem Wägeband 2 mittels des Zuteilbandes 12 zugeführt, welches über die am Förderbandgestell 11 angeordneten Umlenkrollen 10 sowie über die Stützrollen 22 läuft.
Die eine Umlenkrolle 10 des Zuteilbandes 12 ist mit der Umlenkrolle 4 des Wägebandes 2 über das Getriebe 9 verbunden, welches in der Zeichnung der Einfachheit halber als Riementrieb dargestellt ist. Vorzugsweise ist an dieser Stelle jedoch ein stufenlos regelbares Getriebe vorgesehen, das die Einstellung der gleichen oder der entsprechenden Geschwindigkeiten vom Wägen an 2 und Zuteilband 12 gestattet. Die Umlenkrolle 4 erhält ihren Antrieb durch den Elektromotor 19 und das ihm nachgeschaltete stufenlos regelbare Getriebe 13.
Der Wägerahmen 7 ist mit dem Mittelabgriff 15 eines Potentiometers 16 verbunden, welches an den Ausgangsklemmen einer durch das Wägeband 2 angetriebenen Tachometermaschine 14 liegt. Der Mittelabgriff 15 des Potentiometers 16 ist elektrisch mit einem Nullgerät 17 verbunden, welches die dort ab gegriffene Spannung mit einer am Mittelabgriff eines an einer konstanten Spannungsquelle 21 liegenden Spannungsteilers 20 abgegriffenen Spannung vergleicht. An der Ausgangsspannung des Nullgerätes
17 liegt der Stellmotor 18, welcher das stufenlos regelbare Getriebe 13 stetig so regelt, dass das am Mittelabgriff des Spannungsteilers 20 eingestellte Produkt aus Bandbelastung und Bandgeschwindigkeit ständig konstant bleibt.
Mit den Schwankungen der Wägebandgeschwindigkeit verändert sich entsprechend auch die Geschwindigkeit des Zuteilbandes, so dass beide Bänder sich stets im Gleichlauf bewegen, wodurch die Anlage rückführungsfrei arbeitet, also kein Pendeln oder Trampeln auftreten kann.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Dosierbandwaage wird das Fördergut mittels einer gesteuerten Schwingrinne 25 zugeführt.
Soweit die Dosierbandwaage nach Fig. 2 so ausgebildet ist wie die Waage gemäss Fig. 1, sind dieselben Bezugszeichen benutzt. Die elektrische Steuerung zur Verwirklichung des Prinzips, dass in der Zeiteinheit stets gleiche Schüttgutmengen gefördert werden, geschieht hier durch Regelung eines Gleichstrommotors 27. Es kann jedoch auch die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 beschriebene Steuerung verwendet sein, wie auch jede andere der bekannten Dosierbandwaagensteuerungen hierzu geeignet ist.
Der Gleichstrommotor 27 treibt das Wägeband 2 mittels eines in der Zeichnung der Einfachheit halber als Riementrieb dargestellten Ubersetzungsgetrie- bes an. Sein Anker 28 liegt am Gleichstromnetz, und sein Feld 29 an dem Mittelabgriff 15 eines in Abhängigkeit von den Ausschlägen des Wägerahmens 7 gesteuerten Potentiometers 16, welches an einer konstanten Gleichspannungsquelle, beispielsweise auch am Gleichstromnetz, liegt. Der Schutzwiderstand 30 verhindert, dass die Erregerspannung restlos zu Null gemacht wird.
Der Wägerahmen 7 steuert mechanisch den Mittelabgriff 38 eines zweiten Potentiometers 31, welches in Reihe mit einem einstellbaren Vorwiderstand 34 gleichfalls an der gemeinsamen Gleichstromquelle liegt. Parallel zum abgegriffenen Widerstandsteil des Potentiometers 31 und dem einstellbaren Widerstand 34 liegt ein Spannungsteiler 33. Die von diesem Spannungsteiler abgegriffene Spannung wird den Eingangsklemmen des Schwingungserregers 26 der Schwingrinne 25 zugeführt. Der Schwingungserreger ist dabei vorzugsweise als Magneterreger ausgebildet.
Die Wirkungsweise dieser Regeleinrichtung sei nachstehend an Hand der Fig. 3 erläutert. Die strich punkbierte Kurve 35 stellt die Charakteristik dar, die die Schwingrinne 25 von Haus aus hat. Bei Erhöhung der Last auf der Wägestrecke verstellt sich der Mittelabgriff 38 des Potentiometers 31 so, dass sich die Spannung U an den Klemmen des Schwingungserregers 26 entsprechend erhöht und die Förderleistung der Schwingrinne 25 steigt. Diese Beziehung ist jedoch nicht linear, sondern er ergibt sich die strichpunktierte Kurve 35. Dagegen ist die Geschwindigkeit des Förderbandes 2 proportional den Ausschlägen des Wägerahmens 7 bzw. kann durch geeignete Linearisierungsmittel proportional gemacht sein.
Es ergibt sich dann für die Charakteristik des Wägebandes die Kurve 37, und die Charakteristik der Schwingrinne ist der Kurve 37 möglichst ange passt, wobei sie, wie zuvor schon beschrieben, einen etwas steileren Verlauf haben kann.
Wie sich ohne weiteres aus dem in Fig. 2 dargestellten Schaltbild ergibt, erzielt man durch Ver änderung des einstellbaren Widerstandes 34 eine Parallelverschiebung der Kurve 35, so dass man beispielsweise die gestrichelte Kurve 36 erhält. Durch Veränderung des Mittelabgriffs des Potentiometers 33 erzielt man eine mehr oder weniger starke Neigung dieser Kurve, so dass durch eine geschickte Veränderung von Widerstand 34 und Potentiometer 33 die gewünschte Charakteristik der Schwingrinne 25 einstellbar ist.
Belt scale for continuous conveying and weighing in the unit of time more constant
Quantities by weight of bulk goods
The invention relates to a belt scale for continuously conveying and weighing constant weight quantities of bulk material in the unit of time, in which the belt drive is continuously regulated depending on the deflections of the weighing frame so that the product of belt load and belt speed remains constant.
These so-called speed-controlled weighfeeders have the advantage over other types of weighfeeders, in which the belt runs at constant speed and in which the position of the gate valve or the speed of a metering belt is influenced by the weighing device, that they work without feedback, i.e. they do not tend to swing or trample, since every change in weight triggers a change in speed immediately and without a time lag.
These belt scales usually pull the bulk material out of a bunker. Often, however, it is not desirable to remove the material from a bunker, but to take it over from a conveyor belt. Yes, some bulk goods cannot be bunkered at all without their physical properties being impaired. However, if a special feeder belt, driven at constant speed, were provided, dosing would not be possible, since the belt scale would then always have to allocate what the feeder belt delivers.
According to the invention, these disadvantages should be avoided by a device feeding the bulk material to the weighing belt, the allocation properties of which are changed in the same direction as the belt speed so that the speed of the bulk material remains at least approximately the same when passing from this feeding device to the weighing belt. A special dispensing belt can serve as the conveying device, which puts the bulk material onto the weighing belt and which is constantly driven at the same speed as the weighing belt or at a speed proportional to this speed.
However, a vibrating chute is particularly advantageous as a feeding device, the vibration exciter of which is controlled in the same direction as the belt speed. The conveying characteristics of the vibrating chute, i.e. the amount of bulk material ejected through the chute in a unit of time depending on the control variable acting on the vibration exciter, for example the terminal voltage of the vibration exciter, is appropriately adapted to the conveying characteristics of the weighing belt so that it does not become a mate at the transition point rial jam is coming. As tests have shown, the amount of bulk material conveyed by the vibrating chute in the unit of time is somewhat reduced by a certain amount of material accumulating at the transition point, so the conveying characteristics of the vibrating chute are somewhat changed.
There is therefore no need to make excessive demands on the accuracy of adaptation of the characteristics of the vibrating channel; it is sufficient to give the vibrating feeder a somewhat steeper characteristic than the weighing belt.
According to a preferred embodiment of the invention, the terminal voltage of the vibration exciter of the vibrating channel is determined by a voltage that changes with the respective position of the weighing frame. In order to be able to set a zero crossing that is as precise as possible and an inclination of the conveying characteristics of the vibrating chute that is as close as possible to the conveyor characteristics of the weighing conveyor via the terminal voltage of the vibration exciter, it is advantageous to add an adjustable preload to the voltage that changes with the respective position of the weighing frame and, if necessary, to increase the voltage an adjustable partial voltage is applied to the terminals of the vibration exciter. A control resistor and a control potentiometer can be used to implement the adjustable bias voltage and the adjustable partial voltage of the total voltage.
Exemplary embodiments of the invention are shown in the schematic drawing. Show it:
1 shows a weighfeeder with a feeder belt,
2 shows a weigh feeder with a vibratory feeder and
3 shows a diagram showing how the conveying characteristics of the vibrating chute can be adapted to those of the weighing belt.
The weighing belt 2 runs over the pulleys 3 and 4 and over the support rollers 5. Both pulleys 3 and 4 and also support rollers 5 are mounted on the stationary scale frame 1. In the area of the weighing section, the belt runs over the weighing roller 6 rotatably attached to the weighing frame 7. The weighing frame 7 is articulated at the pivot point and is supported on a weighing device 8, which is symbolically shown in the drawing as a spring. Instead of the spring, another weighing device can of course be used. The bulk material is fed to the weighing belt 2 by means of the metering belt 12, which runs over the deflection rollers 10 arranged on the conveyor belt frame 11 and over the support rollers 22.
One deflection roller 10 of the metering belt 12 is connected to the deflection roller 4 of the weighing belt 2 via the gear 9, which is shown in the drawing as a belt drive for the sake of simplicity. Preferably, however, a continuously variable transmission is provided at this point, which allows the setting of the same or the corresponding speeds of the weighing at 2 and the allocation belt 12. The deflection roller 4 is driven by the electric motor 19 and the continuously variable transmission 13 connected downstream of it.
The weighing frame 7 is connected to the center tap 15 of a potentiometer 16, which is located at the output terminals of a tachometer machine 14 driven by the weighing belt 2. The center tap 15 of the potentiometer 16 is electrically connected to a null device 17, which compares the voltage tapped there with a voltage tapped at the center tap of a voltage divider 20 connected to a constant voltage source 21. At the output voltage of the null device
17 is the servomotor 18, which regulates the continuously variable transmission 13 so that the product of the belt load and belt speed set at the center tap of the voltage divider 20 remains constant.
With the fluctuations in the weighing belt speed, the speed of the feeder belt also changes accordingly, so that both belts always move in synchronism, which means that the system works without feedback, i.e. no pendulum or trampling can occur.
In the weighfeeder shown in FIG. 2, the material to be conveyed is fed by means of a controlled vibrating chute 25.
Insofar as the weighfeeder according to FIG. 2 is designed like the weigher according to FIG. 1, the same reference numerals are used. The electrical control for realizing the principle that the same bulk material quantities are always conveyed in the unit of time is done here by regulating a direct current motor 27. However, the control described in the exemplary embodiment according to FIG. 1 can also be used, as can any other known weighfeeder control for this purpose suitable is.
The direct current motor 27 drives the weighing belt 2 by means of a transmission gear shown as a belt drive in the drawing for the sake of simplicity. Its armature 28 is connected to the direct current network, and its field 29 is connected to the center tap 15 of a potentiometer 16 controlled as a function of the deflections of the weighing frame 7, which is connected to a constant direct voltage source, for example also to the direct current network. The protective resistor 30 prevents the excitation voltage from being made completely zero.
The weighing frame 7 mechanically controls the center tap 38 of a second potentiometer 31, which is also connected in series with an adjustable series resistor 34 to the common direct current source. A voltage divider 33 is located parallel to the tapped resistance part of the potentiometer 31 and the adjustable resistor 34. The voltage tapped by this voltage divider is fed to the input terminals of the vibration exciter 26 of the vibrating channel 25. The vibration exciter is preferably designed as a magnetic exciter.
The mode of operation of this control device is explained below with reference to FIG. 3. The dashed and dotted curve 35 represents the characteristic inherent in the vibrating trough 25. When the load on the weighing section increases, the center tap 38 of the potentiometer 31 is adjusted so that the voltage U at the terminals of the vibration exciter 26 increases accordingly and the conveying capacity of the vibrating channel 25 increases. This relationship, however, is not linear, but results from the dash-dotted curve 35. In contrast, the speed of the conveyor belt 2 is proportional to the deflections of the weighing frame 7 or can be made proportional by suitable linearization means.
The curve 37 then results for the characteristic of the weighing belt, and the characteristic of the vibrating chute is adapted to curve 37 as much as possible, although, as already described above, it can have a somewhat steeper course.
As is readily apparent from the circuit diagram shown in FIG. 2, by changing the adjustable resistor 34, a parallel shift of the curve 35 is achieved, so that the dashed curve 36 is obtained, for example. By changing the center tap of the potentiometer 33, a more or less pronounced inclination of this curve is achieved, so that the desired characteristics of the vibrating channel 25 can be set by skillfully changing the resistor 34 and potentiometer 33.