DE10103854A1 - Messvorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines kontinuierlichen Massenstroms von fliessfähigen Gütern - Google Patents
Messvorrichtung und Verfahren zur Ermittlung eines kontinuierlichen Massenstroms von fliessfähigen GüternInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Meßvorrichtung zur Ermittlung eines kontinuierlichen Massenstroms von rieselfähigen Schüttgütern, die aus zwei modulartig ausgebildeten Wendelschurrenteilen (1, 2) besteht, die jeweils auf drei Wägezellen (5, 6) abgestützt sind. Jedes Wendelschurrenteil (1, 2) besteht aus einer nach unten geneigten glatten reibungsarmen Wendel (11, 20), auf die ein kontinuierlicher Massenstrom volumetrisch aufgegeben wird. Beim Durchlauf eines Schüttgutstromes wird mit Hilfe der Wägezellensignale sowohl die Wendelbelastung als auch die Fließgeschwindigkeit durch beide Schurrenteile (1, 2) ermittelt und hieraus die Förderstärke (kg/h) und/oder die Fördermenge (kg) berechnet. Dabei wird die Fließgeschwindigkeit durch die nacheinander auftretenden korrelierenden Schüttgutschwankungen ermittelt, indem der Zeitversatz auf der vorgegebenen Wendelstrecke erfaßt wird. Über ein vorgesehenes Dosierorgan (9) kann mit Hilfe der Meßvorrichtung der Massenstrom gravimetrisch dosiert werden.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur
Ermittlung eines kontinuierlichen Massenstroms von fließfähi
gen Gütern, insbesondere rieselfähigen Schüttgütern, gemäß dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens gemäß dem Oberbegriff des Patent
anspruchs 12.
Überall wo im industriellen Produktionsprozeß fließfähige Gü
ter wie Schüttgüter bewegt, aufbereitet oder weiterverarbeitet
werden, müssen Fördermengen oder Förderstärken exakt erfaßt
oder geregelt werden. Man unterscheidet dabei kontinuierliche
Verfahren und diskontinuierliche Verfahren, die im wesentli
chen volumetrisch oder gravimetrisch arbeiten. Gravimetrische
Verfahren beruhen auf wägetechnischen Prinzipien und ermögli
chen genauere Messungen als volumetrische Verfahren. Zur kon
tinuierlichen gravimetrischen Massenstrombestimmung werden
häufig Wäge- und Dosiersysteme eingesetzt, bei denen die Mas
senbestimmung durch Bandwaagen oder Durchlaufmeßgeräte er
folgt.
Aus dem Kochsiek, Handbuch des Wägens, 2. Auflage, Braun
schweig 1989, Seite 354 bis 371 sind Förderbandwaagen und Do
sierbandwaagen vorbekannt, durch die der kontinuierliche Mate
rialstrom auf dem Förderband erfaßt wird. Dazu wird im wesent
lichen die auf einem bestimmten Bandabschnitt vorhandene Band
beladung und die Bandgeschwindigkeit ermittelt. Aus diesen
beiden Meßgrößen wird dann in einer Auswertevorrichtung daraus
die Förderstärke und/oder die Fördermenge errechnet. Derartige
Wäge- und Dosiersysteme mit Bandwägeeinrichtungen erfordern in
jedem Fall einen separaten Antrieb und eine separate Bandge
schwindigkeitserfassungsvorrichtung, die einen erheblichen ap
parativen Aufwand darstellen und durch Vibrationskräfte und
Schlupf an einem Bandgeschwindigkeitsmeßrad Meßfehler verursa
chen können.
Aus dem Kochsiek, Seiten 380 bis 383 sind Durchlaufmeßgeräte
vorbekannt, die zur Erfassung eines Schüttgutstromes einge
setzt werden. Im Gegensatz zu Förderbandwaagen wird das Mate
rial hier nicht transportiert, sondern durchläuft aufgrund der
Schwerkraft das Gerät vollkommen antriebslos und gekapselt.
Dabei wird die Reaktionskraft eines abgelenkten Materialstroms
durch Prallplatten oder Umlenkschurren gemessen. Bei den
Prallplattenmeßgeräten ist in einem vertikalen Schüttgutstrom
eine Prallplatte angeordnet, die mit der Senkrechten einen
Winkel von 30° bildet, auf die der Schüttgutstrom aufgeleitet
wird. Dabei ist die Prallplatte so gelagert, daß nur die hori
zontale Komponente der Stoßkraft auf eine Wägezelle einwirkt,
die ein Maß des Massenstromes darstellt. Bei der Messung mit
tels eines Prallplattenmeßgerätes verändern allerdings unter
schiedliche Materialeigenschaften der Schüttgüter auch eine
Veränderung des Stoßfaktors, wodurch das Meßsignal beeinflußt
wird. Deshalb sind im Grunde Prallplattenmeßgeräte bei der Än
derung der Materialeigenschaften der Schüttgüter durch ver
gleichende statische Wägungen neu zu kalibrieren, um eine hin
reichende Meßgenauigkeit zu gewährleisten.
Bei den Meßschurrenmeßgeräten handelt es sich um Durchlaufmeß
geräte mit einer Umlenkschurre. Das Material gleitet hier ohne
große innere Bewegung aufgrund der Schwerkraft über die Meß
schurre. Bei der Schüttgutumlenkung wird die Zentrifugalkraft
erfaßt, die auf der Meßschurre entsteht. Hierzu ist die Schurre
drehbar gelagert und erfaßt die zur Förderstärke proportio
nale Massenkraft als Moment bezogen auf seine Drehachse mit
tels einer Wägezelle. Durch dieses Meßprinzip sind höhere Ge
nauigkeitsanforderungen allerdings nur durch eine statische
Kontrollmessung erreichbar. Da es bei dieser Messung auf eine
gleichbleibende Fließgeschwindigkeit der Schüttgüter ankommt,
muß dann zusätzlich im Laufe der Messung sichergestellt wer
den, daß sich die Schüttguteigenschaften und die Reibung zwi
schen dem Schüttgut und der Meßschurre nicht wesentlich än
dern.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vor
richtung und ein Verfahren zur Erfassung eines kontinuierli
chen Massenstroms von fließfähigen Gütern zu schaffen, mit der
die Meßgenauigkeit und die Meßkonstanz von Durchlaufmeßgeräten
verbessert wird.
Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 und Patentan
spruch 12 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und
vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung hat den Vorteil, daß durch die beiden hinterein
ander angeordneten gleichartigen Meßschurren auf einfache Wei
se die Schüttgutgeschwindigkeit und Meßschurrenbelastung er
mittelbar ist, woraus auf einfache Art und Weise die Förder
stärke als auch die Fördermenge errechnet werden kann.
Durch die mindestens zweiteilige Ausführung des Meßschurrensy
stems werden zwei unabhängige Schurrenbelastungswerte ermit
telt, durch die vorteilhafterweise die Meßgenauigkeit des Ge
samtsystems erhöht wird, da hierbei durch eine Mittelwertbil
dung oder eine Plausibilitätskontrolle mögliche Abweichungen
ausgleichbar oder unterdrückbar sind.
Die Erfindung hat darüber hinaus den Vorteil, daß durch das
Schurrensystem auf einfache Weise eine geschlossene Meßein
richtung herstellbar ist, mit der auch emissionsreiche oder
toxische Schüttgüter genau wäg- und dosierbar sind. Da derar
tige Schurrenmeßkörper sowohl im Durchflußquerschnitt als auch
in der Abflußneigung auf einfache Art an verschiedene Schütt
gutarten anpaßbar sind, sind vorteilhafterweise auch unter
schiedliche Durchflußmengen mit großen Meßgenauigkeiten erfaß
bar. Durch eine relativ beliebige Einstellung der Neigung ge
genüber der Vertikalen ist auf einfache Weise eine Anpassung
unterschiedlicher Schüttgüter und deren Fließeigenschaften an
den gewünschten Mengenstrom anpaßbar.
Bei einer besonderen Ausbildung der Erfindung, bei der jede
Meßschurre als Wendelschurre ausgebildet ist, sind die beiden
gleichartigen Meßschurrenteile übereinander angeordnet, wo
durch vorteilhafterweise eine sehr kompakte Meßvorrichtung er
zielbar ist. Dabei können die einzelnen Schurrenteile auch mo
dulartig ausgebildet sein, so daß zur Erhöhung der Meßgenauig
keit lediglich die Anzahl der übereinander angeordneten Schur
renteile erhöht wird. Dadurch wird gleichzeitig ein kostengün
stiges robustes Durchlaufmeßgerät geschaffen, das weitgehend
wartungsfrei und servicefreundlich ausgebildet ist. Durch eine
Gummibalgverbindung zwischen den einzelnen Modulschurrenteilen
ist insgesamt ein geschlossenes System herstellbar, dessen
Ausgang unmittelbar in einen Verarbeitungs- oder Abfüllprozeß
einleitbar ist.
Eine weitere besondere Ausführung der Erfindung hat weiterhin
den Vorteil, daß die von einem rohrförmigen Gehäuse umgebenen
Wendelmodule an einem gemeinsamen vertikalen stationären Rah
menteil angeordnet und diese seitlich unter dem Siloausgang
verschwenkbar sind und somit auf einfache Weise einzeln gewar
tet, gereinigt oder ausgetauscht werden können.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in
der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.
In der Zeichnung ist eine kontinuierliche Meßvorrichtung zur
Massenstrombestimmung von fließfähigen Gütern schematisch dar
gestellt, die aus zwei gleichartigen Wendelschurrenteilen 1, 2
besteht, die jeweils gegenüber einem stationären Geräteteil 3,
4 über Wägezellen 5, 6 abgestützt sind, wobei die Förderstärke
und/oder die Fördermenge mittels einer gemeinsamen Auswerte
einrichtung 7 ermittelt werden.
Oberhalb der beiden modulartigen Förderrinnenteile, die als
Wendelschurrenteile 1, 2 ausgebildet sind, ist ein Vorratssilo
8 angeordnet, in dem die rieselfähigen Schüttgüter eingebracht
sind. Unterhalb des Silos 8 ist ein Absperrschieber 15 und ein
Dosierorgan 9 befestigt. Durch das Dosierorgan 9 werden die
Schüttgüter volumetrisch ausgetragen. Dabei kann die Austrags
menge konstant vorgegeben oder steuerbar sein. Als Dosierorgan
9 kann eine Förderschnecke, eine Zellenradschleuse, eine
Schiebervorrichtung oder ein vergleichbares Dosierorgan vorge
sehen sein. Unterhalb des Dosierorgans 9 ist eine Übergabe
schurre 10 vorgesehen, unter der der erste obere Wendelschur
renteil 1 angeordnet ist. Dabei ist die Übergabeschurre 10
über eine flexible Verbindung 12, die kraftnebenschlußfrei
ist, mit dem Einlaßbereich des oberen Wendelschurrenteils 1
verbunden. Diese Übergabeschurre 10 dient zur störungsfreien
Materialeinleitung in den oberen Wendelschurrenteil 1, ohne
daß Stoßimpulse oder andere Beschleunigungskräfte auf die Wä
gezellen 5, 6 einwirken können. Deshalb ist die Übergabeschur
re 10 ähnlich ausgebildet wie der obere Wendelschurrenteil 1
und über einen Überlappungsschlitz kraftlos mit diesem verbun
den. Die eingeleiteten Schüttgüter fließen dabei kontinuier
lich und unterbrechungsfrei von der Übergabeschurre 10 in den
oberen Wendelschurrenteil 1. Die Übergabeschurre 10 unterscheidet
sich lediglich in der Bauhöhe und in der Ausgestal
tung des Einfüllbereichs von dem oberen Wendelschurrenteil 1.
Der obere Wendelschurrenteil 1 ist modulartig ausgebildet und
im wesentlichen vertikal angeordnet. Der Wendelschurrenteil 1
besteht aus einem zylinderförmigen Gehäuseteil, an dessen In
nenwand die obere Wendelschurre 11 befestigt ist. Die Wendel
schurre 11 ist als Hohlrinne ausgebildet und wendel- oder
schraubenförmig an der Innenwand des Gehäuseteils befestigt.
Vorteilhafterweise besteht die Rinne 11 aus einem halbrunden
Rinnenquerschnitt mit einem gleichbleibenden Gefälle gegenüber
der Horizontalen. Vorzugsweise ist diese Innenrinne 11 aus ei
nem glatten Edelstahl-Blech hergestellt, das eine möglichst
geringe Materialreibung gegenüber den Schüttgütern darstellt
und nur geringe Abnutzungserscheinungen aufweist. Derartige
Rinnen bzw. Wendel 11, 20 können auch mit einem reibungsver
mindernden Belag wie Teflon oder vergleichbaren Materialien
ausgekleidet sein, um die Fließeigenschaften zu verbessern.
Die Neigung der Wendelschurre 11,20 wird im wesentlichen nach
den vorgesehenen Durchflußmengen und den Fließeigenschaften
der vorbestimmten Schüttgüter bemessen. Vorzugsweise werden
Neigungswinkel von 10 bis 60% vorgesehen, die für die meisten
Schüttgüter ausreichende Fließeigenschaften gewährleisten. Bei
einer besonderen Ausführung sind auch flexible Wendelschurren
11, 20 vorgesehen, bei denen das Gefälle der Wendelschurre 11,
20 in einem vorgesehenen Bereich an die zu fördernden Schütt
güter anpaßbar ist. Dabei wird die Neigung vorzugsweise so
vorgesehen, daß die Schüttgüter mit einer gleichmäßigen Fließ
geschwindigkeit durch die beiden Wendelrinnen 11, 20 zum Aus
lauf 22 fließen.
Am Einlaßbereich wird das einzufüllende Schüttgut durch die
Übergabeschurre 10 auf einem Teil des Umfangs auf die oben of
fene Wendelschurre 11 aufgegeben. Durch die Fließfähigkeit und
die Neigung der Schurre 11 fließen die Schüttgüter kontinuierlich
auf der Wendelbahn zum Auslaufbereich des oberen Wendel
moduls 1. Am äußeren Umfang des Gehäuseteils sind in einem
Winkel von 120° drei Abstützflansche 18 angebracht, die sich
auf drei Wägezellen 5 abstützen. Dabei sind die Wägezellen 5
auf einem stationären Geräteteil 3 angeordnet, das ansonsten
keine kraftschlüssige Verbindung zum Gehäuse des Wendelmoduls
1 aufweist. Dieses stationäre Geräteteil 3 wird vorteilhafter
weise als Standrahmen ausgebildet, an dem sowohl das Silo 8,
das Dosierorgan 9 und die übrigen unteren Wendelschurren 2 an
geordnet sind. Dabei kann der Standrahmen als rohrförmige Säu
le ausgebildet sen, an der die Wendelmodule 1, 2 zur Wartung
und Säuberung seitlich verschwenkbar sind. Zum atmosphärischen
Druckausgleich können an jedem Wendelschurrenmodul 1, 2 noch
jeweils Luftfiltervorrichtungen vorgesehen werden.
Unterhalb dieses oberen Wendelschurrenteils 1 ist ein zweites
Wendelschurrenteil 2 angeordnet. Dieses untere Wendelschurren
modul bzw. Wendelschurrenteil 2 ist gleichartig wie das obere
1 ausgebildet und ebenfalls über eine flexible kraftneben
schlußfreie Verbindung 13 und einem Überlappungsschlitz mit
dem oberen Wendelschurrenmodul 1 verbunden. Das untere Wendel
schurrenmodul 2 stützt sich ebenfalls über drei Wägezellen 6
gegenüber einem stationären Rahmenteil 4 ab. Weiterhin erfolgt
der Einlauf des hinabfließenden Schüttguts auf die gleiche Art
wie der Einlauf von der Übergabeschurre 10 her. Dadurch er
folgt ein kontinuierlicher Materialfluß von der Übergabeschur
re 10 bis in das zweite Wendelschurrenmodul 2. Am Auslauf 22
des zweiten Wendelschurrenmoduls 2 ist ebenfalls ein kraftne
benschlußfreier Übergangsbereich aus vorzugsweise einer flexi
blen Verbindung 19 vorgesehen, durch den die abfließenden
Schüttgüter einem Verarbeitungsprozeß oder einem Abfüllbehäl
ter zuführbar sind.
Die Meßvorrichtung zur Ermittlung des Massenstroms kann auch
aus mehr als zwei Wendelschurrenmodulen 1, 2 bestehen, deren
Wägezellensignale durch eine gemeinsame Auswertevorrichtung 7
verknüpft sind. Die Wendelschurrenmodule 1, 2 können auch als
einfache lineare Förderrinnenteile ausgebildet sein, die je
weils über separate Wägezellen an einem stationären Gehäuse
teil angeordnet sind. Allerdings müßten dann diese Rinnenteile
untereinander und horizontal nebeneinander angeordnet sein, um
einen kontinuierlichen Materialstromübergang zu gewährleisten.
Die einzelnen Wägezellen 5, 6 sind mit einer Auswertevorrich
tung 7 verbunden, die vorzugsweise als elektronische Rechen
einrichtung ausgebildet ist und sowohl analog als auch digital
ausgeführt sein kann. Die dargestellte Meßvorrichtung zur Mas
senstrombestimmung von Schüttgütern ist sowohl zur Bestimmung
der Förderstärke [kg/h] als auch der Fördermenge [kg] vorgese
hen und mit einer Anzeigevorrichtung 21 verbunden. Dabei ar
beitet diese Meßvorrichtung wie folgt:
Sobald das Dosierorgan 9 in Betrieb gesetzt wird, erfolgt ein kontinuierlicher Austrag der Schüttgüter aus dem Silo 8 in den Einlaßbereich der Übergabeschurre 10 und nachfolgend in das obere Wendelschurrenmodul 1. Dadurch erfolgt eine Erhöhung des Meßsignals in den oberen Wägezellen 5, das im wesentlichen der Belastung der Wendelschurre 11 durch das Schüttgutgewicht aus der Übergabeschurre entspricht. Dieses Gewichtssignal erhöht sich so lange, bis das Schüttgut in das darunter liegende zweite Wendelschurrenmodul 2 einfließt. Zu diesem Zeitpunkt wird gleichzeitig auch eine Meßsignalerhöhung in den unteren Wägezellen 6 hervorgerufen. Diese Meßsignalerhöhung erfolgt ebenfalls so lange, bis der Materialfluß aus diesem unteren Wendelschurrenmodul 2 wieder ausfließt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch die unteren Wägezellen 6 ein Meßsignal erfaßt, das der Gewichtskraftbelastung bzw. der vertikalen Kraftkomponente der Gewichtsbelastung in dem unteren Wendelschurrenmodul 2 entspricht. Dabei sind beide Wendelschurrenmodule 1, 2 so ka libriert, daß sie das Taragewicht nicht berücksichtigen und nur die Rinnenbelastung [kg/m] bei bekannter Rinnenlänge dar stellen.
Sobald das Dosierorgan 9 in Betrieb gesetzt wird, erfolgt ein kontinuierlicher Austrag der Schüttgüter aus dem Silo 8 in den Einlaßbereich der Übergabeschurre 10 und nachfolgend in das obere Wendelschurrenmodul 1. Dadurch erfolgt eine Erhöhung des Meßsignals in den oberen Wägezellen 5, das im wesentlichen der Belastung der Wendelschurre 11 durch das Schüttgutgewicht aus der Übergabeschurre entspricht. Dieses Gewichtssignal erhöht sich so lange, bis das Schüttgut in das darunter liegende zweite Wendelschurrenmodul 2 einfließt. Zu diesem Zeitpunkt wird gleichzeitig auch eine Meßsignalerhöhung in den unteren Wägezellen 6 hervorgerufen. Diese Meßsignalerhöhung erfolgt ebenfalls so lange, bis der Materialfluß aus diesem unteren Wendelschurrenmodul 2 wieder ausfließt. Zu diesem Zeitpunkt wird durch die unteren Wägezellen 6 ein Meßsignal erfaßt, das der Gewichtskraftbelastung bzw. der vertikalen Kraftkomponente der Gewichtsbelastung in dem unteren Wendelschurrenmodul 2 entspricht. Dabei sind beide Wendelschurrenmodule 1, 2 so ka libriert, daß sie das Taragewicht nicht berücksichtigen und nur die Rinnenbelastung [kg/m] bei bekannter Rinnenlänge dar stellen.
Bei einem kontinuierlichen Materialfluß müßten also die Meßsi
gnale beider Wendelschurrenmodule 1, 2 gleich sein. Da bei ei
ner volumetrischen Dosierung der Materialfluß erfahrungsgemäß
häufig in einem Bereich von 20% schwankt, müssen sich diese
Schwankungsbereiche nach dem Durchlauf durch das erste Wendel
schurrenmodul 1 auch im zweiten Modul 2 korrelierend ergeben.
Diese korrelierenden Schwankungen müssen also genau nach einem
zeitlichen Abstand in den Wägezellensignalen des unteren Wen
delschurrenteils 2 erscheinen. Aus diesem zeitlichen Abstand
errechnet die Auswertevorrichtung 7 die Schüttgutfließge
schwindigkeit, mit der sich der Massenstrom durch die Meßvor
richtungen der Module 1, 2 bewegt. Dies ist besonders genau
bei der Inbetriebnahme des Dosierorgans 9 feststellbar, bei
dem es zu einem sehr starken Signalanstieg zunächst in den
oberen Wägezellensignalen und mit der gleichen Steigung zeit
versetzt und korrelierend in den unteren Wägezellensignalen
erscheint. Hierdurch kann sofort am Anfang die Fließgeschwin
digkeit sehr exakt ermittelt werden. Diese Fließgeschwindig
keit zugrundelegend kann dann bereits aus den Gewichtssignalen
des oberen Wendelschurrenmoduls 1 unter Berücksichtigung der
bekannten Schurrenlänge durch Multiplikation die Förderstärke
[kg/h bzw. t/h] und durch Integration über der Zeit die För
dermenge [kg bzw. t] errechnet werden.
Nachfolgend werden durch die Auswertevorrichtung 7 in vorgege
benen Zeitabständen sowohl die Meßsignale der oberen Wägezel
len 5 als auch die Meßsignale der unteren Wägezellen 6 abgeta
stet und diese in einer Speicherschaltung der Auswertevorrich
tung 7 abgelegt. In einer weiteren Rechenschaltung der Auswer
tevorrichtung 7 wird aus diesen Meßsignalen unter Berücksich
tigung des bekannten Gefälles der Wendelschurre und dessen
Länge sowohl das Gewichtssignal gebildet als auch dessen Anstiegsflanken
ausgewertet. In einer Vergleichsschaltung der
Auswertevorrichtung 7 werden nun die Anstiegsflanken der Meß
signale der unteren Wägezellen 6 mit den vorhergehenden der
oberen Wägezellen 5 verglichen, wobei der Abstand der korre
lierenden Anstiegsflanken einen Wert der Durchflußgeschwindig
keit ergibt.
In dieser Vergleichsvorrichtung sind zusätzlich noch Plausibi
litätskontrollen vorgesehen, die sicherstellen, daß die Fließ
geschwindigkeit nicht aus zufällig identischen Anstiegsflanken
berechnet wird, die nicht von der selben Durchflußänderung
hervorgerufen wurden. Dazu dient im wesentlichen der Bereich
der Durchflußgeschwindigkeit, der bei Inbetriebnahme der Meß
vorrichtung ermittelt wurde. Dabei können Meßwerte als fehler
haft erkannt werden, die in einem bestimmten Bereich von der
Anfangsgeschwindigkeit bzw. der vorherigen Geschwindigkeitsbe
rechnung abweichen. Weiterhin können auch Meßwerte als fehler
haft aussortiert werden, wenn sie nach dem Durchlaufzeitraum
einen vorgegebenen Meßwertabstand überschreiten oder zu der
vorherigen Messung einen derartigen Abstand nicht einhalten.
Dabei kann auch aus den Gewichtssignalen des oberen Wendel
schurrenmoduls 1 und des unteren Wägezellenmoduls 2 dessen
Mittelwert berechnet werden, um die Meßgenauigkeit zu verbes
sern.
Durch diese erfinderische Ermittlung der Durchflußgeschwindig
keit eines Massenstroms durch mindestens zwei Durchflußmeßvor
richtungsteile 1, 2 war es möglich, auch bei sich ändernden
Durchflußgeschwindigkeiten eine genaue Messung der Förderstär
ke und/oder der Fördermenge vorzunehmen. Da bei relativ glat
ten Wendelschurrenmaterialien die Reibung relativ gering ist,
sind derartige Reibungskräfte weitgehend zu vernachlässigen,
weil sie das Meßergebnis kaum verfälschen können. Bei einer
bevorzugten Ausbildung der Auswertevorrichtung können übliche
Reibungskorrekturfaktoren eingespeichert werden, die während
eines Kalibriervorgangs zuvor ermittelbar sind. Da derartige
Reibungswerte hauptsächlich nur bei geringen Förderstärken ins
Gewicht fallen, ist die erfinderische Meßvorrichtung vorzugs
weise bei großen Förderstärken einsetzbar. Eine derartige Meß
vorrichtung ist auch für schwerfließende Flüssigkeiten und
fließfähige Gemische aus Flüssigkeiten und Feststoffen ver
wendbar.
Bei einer weiteren besonderen Meßvorrichtung ist die Auswerte
vorrichtung 7 zusätzlich über einen Regler 16 mit dem Dosier
organ 9 verbunden. Dabei kann dem Regler 16 mittels eines
Stellorgans 17 eine bestimmte Sollförderstärke vorgegeben wer
den, die durch eine Rechenschaltung mit der ermittelten
Istförderstärke verglichen wird und bei einer Abweichung die
Förderstärke das Dosierorgan 9 entsprechend der Abweichung
steuert.
Claims (12)
1. Meßvorrichtung zur Ermittlung eines kontinuierlichen
Massenstroms von fließfähigen Gütern, insbesondere rie
selfähigen Schüttgütern mit einer nach unten geneigten
schurrenartigen Förderrinne, über die der Massenstrom
geleitet wird, die sich auf mindestens einer Wägezelle
abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinne
aus mindestens zwei nacheinander angeordneten gleichar
tigen Teilen (1, 2) besteht, wobei sich jeder Rinnenteil
(1, 2) auf mindestens einer Wägezelle (5, 6) abstützt
und daß eine Auswertevorrichtung (7) vorgesehen ist, mit
der aus den Wägezellensignalen zumindest die Rinnenbela
stung (kg/m) und die Fließgeschwindigkeit (m/sec.) er
mittelbar ist.
2. Meßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß jeder Rinnenteil als schraubenförmige Wendel (11,
20) ausgebildet ist, der jeweils einen Wendelschurren
teil (1, 2) darstellt.
3. Meßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß jede Wendel (11, 20) in einem rohrförmigen
Gehäuse oder um ein Innenrohrteil angeordnet ist und ein
Wendelschurrenmodul (1, 2) darstellt.
4. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinnen oder Wen
delschurren (11, 20) ein Gefälle von 10 bis 60% aufwei
sen und daß das Gefälle konstant oder einstellbar ist.
5. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Förderrinnen oder Wen
delschurren (11, 20) nach oben offen oder geschlossen
sind und mindestens auf ihrer Förderseite aus einem
glatten reibungsarmen verschleißfesten Material beste
hen.
6. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei baugleiche
Wendelschurrerunodule (1, 2) vertikal untereinander ange
ordnet und mit einer flexiblen kraftnebenschlußfreien
Verbindung (13) nach außen luftdicht abgeschlossen sind,
wobei sich jeder Wendelschurrenteil (1, 2) auf drei sym
metrisch zu einer Mittelachse (14) angeordneten Wägezel
len (5, 6) abstützt.
7. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Übergabeschurre (10)
vorgesehen ist, die zwischen dem Dosierorgan (9) und dem
oberen Wendelschurrenteil (1) angeordnet ist und eine
schraubenförmige Wendel (11, 20) enthält.
8. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Wendelschurrenteile (1,
2) unterhalb eines Dosierorgans (9) angeordnet sind, das
einen volumetrisch gesteuerten Massenstrom in das obere
Wendelschurrenteil (1) oder die Übergabeschurre (10)
einleitet.
9. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7)
als programmgesteuerte digitale Recheneinrichtung ausge
bildet ist, die aus den zeitversetzten Gewichtsschwan
kungen beim Durchlauf jedes Rinnenteils oder Wendelschurrenteils
(1, 2) die Fließgeschwindigkeit ermittelt
und dies mit der Rinnen- oder Wendelbelastung eines oder
beider Schurrenteile (1, 2) multiplikativ zur Ermittlung
der Förderstärke (kg/h) verknüpft.
10. Meßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertevorrichtung (7)
eine Rechenschaltung enthält, die durch eine Integration
der Förderstärke über der Zeit die Fördermenge (kg) bil
det.
11. Meßvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß diese als gravimetrische Dosiervorrichtung ausgebil
det ist, in dem die Auswertevorrichtung (7) die ermit
telte Istförderstärke mit einer vorgegebenen Sollförder
stärke vergleicht und bei einer Abweichung das Dosieror
gan (9) entsprechend verstellt.
12. Verfahren zur Ermittlung eines kontinuierlichen Massen
stroms von fließfähigen Gütern, insbesondere rieselfähi
gen Schüttgütern mit einer der Meßvorrichtungen nach den
Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schüttgutstrom nacheinander über mindestens zwei schur
renartige Förderrinnenteile bzw. Wendelschurrenteile (1,
2) geleitet wird, die sich jeweils auf mindestens eine
Wägezelle (5, 6) abstützen und daß aus den Wägezellensi
gnalen mit Hilfe einer Auswertevorrichtung (7) die je
weilige Rinnen- oder Wendelschurrenbelastung jedes För
derrinnenteils bzw. Wendelrinnenteils (1, 2) und der
Zeitversatz markanter Schüttgutschwankungen beim Durch
lauf über zumindest zwei Förderrinnenteile (1, 2) ermit
telt und daraus die Fördergeschwindigkeit sowie die För
derstärke und/oder die Fördermenge errechnet wird.
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