CH419641A - Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung des Schüttgewichtes von fliessfähigem, insbesondere pulverförmigem oder körnigem Gut - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung des Schüttgewichtes von fliessfähigem, insbesondere pulverförmigem oder körnigem Gut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Ermittlung des Schüttgewichtes von fliessfähigem, insbesondere pulverförmigem oder körnigem Gut.



   Bei vielen automatisch und kontinuierlich ablaufenden Herstellungs-, Misch-, Trocken- und Abfüllvorgängen in der Industrie ist es notwendig, das Schüttgewicht oder das Volumen eines Sollgewichtes von fliessfähigen Gütern laufend zu bestimmen, um mit den Messresultaten Vorgänge vor oder nach der Messstelle steuern zu können.



   Bis jetzt werden für solche Zwecke hauptsächlich Waagen verwendet, welche in den zu messenden Strom oder einen Teilstrom desselben eingeschaltet werden. Im ersten Fall wird die Kontinuierlichkeit des Materialflusses unterbrochen, im zweiten Fall zum mindesten reduziert, da immer ein Volumen aufgefüllt, dann der Zufluss abgestellt und das Material erst nach der Wägung wieder abgelassen wird. Ist nun die zu prüfende Menge gross, müssen mehrere Waagen eingesetzt oder es muss ein grosses Messvolumen verwendet werden,   welche    Lösung einen oftmals zu stark integrierten Messwert ergibt. Wägt man hingegen, um mit nur einer Waage auszukommen, nur periodisch abgezweigte Proben eines Teilstromes, muss man in Kauf nehmen, dass das Resultat für den Hauptstrom nicht unbedingt repräsentativ ist.

   Alle diese Systeme bedingen Schieber, Klappen oder sonstige störungsanfällige Absperrorgane mit unter Umständen komplizierten und teuren mechanischen Antrieben.



   Um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen, werden oftmals Bandwaagen eingesetzt, wobei ein ganzes Förderband samt Antriebsmechanismus oder auch nur ein freies Teilstück des Bandes gewogen wird. Dieses System hat die Nachteile, dass entweder bei der Beschickung der Waage zusätzlich kinematische Kräfte auf die Waage einwirken oder dass es bei freifliessenden Schüttgütern sehr schwierig ist, das gewogene Volumen zu kontrollieren. Bei den Systemen, bei welchen nur ein Teilstück des Bandes gewogen wird, kommt zusätzlich noch ein Fehler dazu, welcher von der Starrheit des Förderbandes herrührt.



   Es sind auch Versuche bekanntgeworden, das Volumengewicht von fliessfähigen Gütern mit Hilfe von Bleta- und Gammastrahlen zu messen. Die Messgenauigkeit ist jedoch meistens unbefriedigend, da die Geometrie des Strahlenganges nicht genügend konstant bleibt. Ausserdem herrscht in vielen Betrieben eine Abneigung gegenüber der Verwendung von radioaktiven Isotopen und Röntgenanlagen.



   Durch die vorliegende Erfindung sollen die genannten Nachteile behoben werden. Sie bezweckt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die gestattet, mit einfachen Mitteln laufend das Schüttgewicht von fliessfähigem Gut zu ermitteln.



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass man innerhalb einer Leitung, welche einen ortsfesten Einlaufteil und einen Auslaufteil aufweist, zwischen welchen Teilen ein axial bewegliches Messrohr angeordnet ist, einen den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllenden Gutstrom aufrechterhält, welcher am Auslaufteil eine Drosselung erfährt, und dass man die vom durchfliessenden Gut auf das Messrohr ausgeübte, vom Schüttgewicht abhängige resultierende Kraft misst.



   Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein mit einem Vorratstrichter verbundenes Einlaufrohr, ein an das Einlaufrohr anschlie ssendes, axial bewegliches und mit einer Vorrichtung zum Messen der Kraft verbundenes Messrohr und  durch einen Auslauf, der entweder als Drossel ausgebildet ist oder dessen Ende Drosselmittel aufweist.



   Die Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung zwei Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung. Anhand derselben wird das erfindungsgemässe Verfahren beispielsweise erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anlage zum automatischen Abfüllen einer bestimmten Menge von pulverförmigem oder körnigem Gut in Pakete und
Fig. 2 eine Variante der Anlage nach Fig. 1.



   An einem Silo 1 mit trichterförmigem Auslass ist ein senkrechtes Einlaufrohr 2 befestigt. An dieses schliesst sich ein axial bewegliches Messrohr 4 an, das sich über einen Arm 4a auf eine Waage 3 abstützt, so dass in axialer Richtung auf das Messrohr wirkende Kräfte die Waage 3 beeinflussen. An das Messrohr schliesst sich ein ortsfester Auslaufteil 5 in Form eines Rohres an, das in eine beispielsweise volumetrisch arbeitende Dosieranlage 6 mündet. Am unteren Ende des Rohres 5 ist eine Drosselstelle 12 angeordnet. Diese kann jedoch auch durch das in der Dosieranlage 6 angehäufte Gut gebildet werden. Der Auslaufteil 5 könnte auch anstatt rohrförmig sich nach oben verjüngend, z. B. als geschlossener Kegel ausgebildet sein, so dass er teilweise von unten in das Messrohr 4 hineinragt. Durch axiale Verschiebung des Teils 5 kann dann die Drosselwirkung beeinflusst werden.

   Aus der Dosieranlage 6, welche nach irgendeinem an sich bekannten Prinzip arbeiten kann, werden z. B. auf einer Förderanlage durchlaufende   Pa-    kete 9 mit Gut von konstantem Sollgewicht abgefüllt.



  Die Waage 3 wird unter Umständen mit Vorteil als Kompensationswaage ausgebildet.



   Anstelle einer Waage könnten auch andere geeignete Messvorrichtungen, z. B. elektrische Druckmessdosen, Dehnungsmessstreifen und dergleichen, verwendet werden.



   Theoretische Überlegungen und praktische Versuche haben gezeigt, dass bei kontinuierlich durch die Rohre 2, 4, 5 durchlaufendem Gut, sofern dieses zwischen Anfang und Ende des Messrohres 4 gleichförmig fliesst und den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllt, die auf die Waage 3 wirkende Kraft im wesentlichen gleich dem Produkt des Schüttgewichtes des Gutes und dem Volumen des Messrohres 4 ist.



   Der von der Waage 3 gemessene Wert kann z. B. zur Regelung einer Produktionsanlage 7 vor dem Silo 1 benützt werden. Der Weg der Information A ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt.



   Man kann aber auch mittels des von der Waage 3 gemessenen Wertes über Weg B ein Stellglied 8, z. B. das Dosiersystem, derart steuern, dass die Pakete 9 mit konstantem Sollgewicht abgefüllt werden. Dies kann z. B. auch durch entsprechende Einwirkungen auf die Drosselstelle 12 geschehen, wodurch die erforderliche Veränderung der zeitlichen   Durchflussmenge    erreicht wird. Für die meisten Systeme ist dazu noch ein nicht lineares Zwischenglied 10 notwendig, welches zu einer festgestellten Schüttgewichtsänderung die für die richtige Korrektur benötigte Volumen änderung vorschreibt. Diese Anordnung lässt sich somit gut für die Regelung von volumetrischen Dosieranlagen verwenden. Sie hat jedoch den Nachteil, dass Nichtlinearitäten der Waage bei der Auslegung des Zwischengliedes 10 berücksichtigt werden müssen.



   Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel tritt dieser Nachteil nicht auf. Sein Aufbau entspricht grundsätzlich demjenigen nach Fig. 1. Der Unterschied liegt darin, dass das Einlaufrohr 2 teleskopartig in das Messrohr 4 eingreift. Zudem ist sein unterer Teil über ein Gestänge 2a mit dem Stellglied 8 verbunden und von diesem aus axial verstellbar. Ein Faltenbalg 11 verbindet den starren Teil mit dem beweglichen Teil des Einlaufrohres 2. Bei dieser Ausführungsform ist es möglich, die durch die Waage 3 gemessene Abweichung vom Sollwert, die dem Stellglied 8 über Weg B übermittelt wird, durch eine entsprechende Änderung des Messvolumens des Messrohres 4 durch axiales Verstellen des Rohres 2 zu kompensieren.

   Für diese Verschiebung wird bei einer Verpackungsanlage vorteilhaft derselbe Antriebsmechanismus wie für die Volumenverstellung des Dosiersystems verwendet, wobei lediglich das   Übersetzungsverhältnis    der Verstellhübe, z. B. durch Verändern von Hebelarmverhältnissen, angepasst werden muss.



   Bei beiden Ausführungsformen kann es notwendig werden, dass in die Stell- und Regelkreise zusätzliche Glieder eingebaut werden müssen, z. B. zur zeitlichen Verzögerung des Signals oder zur Dämpfung desselben.



   Ein Materialverlust bei den   Übergängen    auf das und vom Teilstück 4 kann durch elastische Manschetten, Faltbälge oder Trichter und dergleichen vermieden werden.



   Das Messvolumen, d. h. die Grösse des Volumens des Teilstückes 4 muss den Verhältnissen entsprechend gewählt werden. Bei Abfüllvorrichtungen von Verpackungsanlagen wird man es vorteilhaft grösser als das Paketvolumen wählen, um einen zuverlässigen Mittelwert für die Regelung zu erhalten. Das Volumen kann wesentlich vergrössert werden, wenn man das Teilstück 4 ausgebaucht ausbildet.



      PATENTANSPRÜCHIS   
I. Verfahren zur kontinuierlichen Ermittlung des Schüttgewichtes von fliessfähigem, insbesondere pulverförmigem oder körnigem Gut, dadurch gekennzeichnet, dass man innerhalb einer Leitung, welche einen ortsfesten Einlaufteil und einen Auslaufteil aufweist, zwischen welchen Teilen ein axial bewegliches Messrohr angeordnet ist, einen den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllenden Gutstrom aufrechterhält, welcher am Auslaufteil eine Drosselung erfährt, und dass man die vom durchfliessenden Gut auf das Messrohr ausgeübte, vom Schüttgewicht abhängige resultierende Kraft misst.   

Claims (1)

1. II. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch ein mit einem Vorratstrichter verbundenes Einlauf rohr (2), ein an das Einlaufrohr anschliessendes, axial bewegliches und mit einer Vorrichtung zum Messen der Kraft (3) verbundenes Messrohr (4) und durch einen Auslaufteil (5), der entweder als Drossel ausgebildet ist oder dessen Ende Drosselmittel (12) aufweist UNTERANSPRUCH Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Auslaufteil (5) als sich gegen das Messrohr (4) hin verjüngender, teilweise in dasselbe eingreifender Drosselteil ausgebildet ist.