DE102007038635B3 - Arrangement for electromagnetically dosing electrically conductive substance present itself in closed channel system, has magnetic system, driving unit, measuring unit, measuring data memory unit, evaluation unit and control loop system - Google Patents

Arrangement for electromagnetically dosing electrically conductive substance present itself in closed channel system, has magnetic system, driving unit, measuring unit, measuring data memory unit, evaluation unit and control loop system Download PDF

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Abstract

The arrangement for electromagnetically dosing an electrically conductive substance (1) present itself in a closed channel system, comprises a magnetic system (2) from two circular disks present on a common rotation axis in changeable distance, a unit (5) for driving the rotation axis of the magnetic system, a unit (6) for measuring the angular momentum and the number of revolutions, a measuring data memory unit, an evaluation unit for determining a flow rate of the measuring data, and a control loop system taking the flow rate of the substance over a control variable of the magnetic system. The arrangement for electromagnetically dosing an electrically conductive substance (1) present itself in a closed channel system, comprises a magnetic system (2) from two circular disks present on a common rotation axis in changeable distance, a unit (5) for driving the rotation axis of the magnetic system, a unit (6) for measuring the angular momentum and the number of revolutions, a measuring data memory unit, an evaluation unit for determining a flow rate of the measuring data, a control loop system taking the flow rate of the substance over a control variable of the magnetic system, and shutoff devices intended above and below a channel section, at which the magnetic system is positioned. The substance is a mixture of substances. The circular disks are equipped with removable block-shaped permanent magnets (3), so that the polarity of the adjacent permanent magnets is varied, and the two disks are positioned to each other, so that a magnetic north pole faces a magnetic south pole thus producing a magnetic primary field (4). The magnetic system is positioned at the section of the channel system, so that the alternatively turned inner surfaces of the disks are partially covered by the channel system section. The substance is completely permeated from the magnetic primary field. The driving unit is an electric motor. The disks of the magnetic system are truncated cones, on which lateral surfaces of the alternatively polarized permanent magnets are arranged. The measuring unit and the measuring data memory unit are integrated in a measuring memory unit. The evaluation unit and the control loop system are integrated in an evaluation control unit. A unique calibration measurement is realizable with the shutoff devices. An independent claim is included for a procedure for electro magnetic dosing of an electrically conductive substance presents itself in a closed channel system.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung und ein Verfahren zum elektromagnetischen Dosieren von elektrisch leitfähigen Substanzen, die sich in geeigneten geschlossenen Kanälen befinden.The The invention relates to an arrangement and a method for electromagnetic Dosing of electrically conductive Substances that are in suitable closed channels.

Erfindungsgemäß wird die Durchflussmenge einer strömenden elektrisch leitfähigen Substanz messtechnisch erfasst. Mit einem geeigneten Regelkreis wird mit Hilfe dieser Messdaten auf die Strömung der elektrisch leitfähigen Substanz rückgewirkt, so dass ein effektives Dosieren der elektrisch leitfähigen Substanz möglich wird. Die Anordnung und das Verfahren sind besonders für Aufgaben in der Metallurgie anwendbar.According to the invention Flow rate of a flowing electrically conductive Measured by substance. With a suitable control circuit With the help of these measurement data, the flow of the electrically conductive substance is determined retroaction, allowing an effective dosing of the electrically conductive substance possible becomes. The arrangement and the method are particularly for tasks applicable in metallurgy.

Das Dosieren von elektrisch leitfähigen Substanzen ist für viele metallurgische Prozesse aus Gründen des Qualitätsmanagements und der Wirtschaftlichkeit von großer Bedeutung. In vielen dieser Prozesse sind bewegte elektrisch leitfähige Substanzen, wie Flüssigmetalle und Feststoffpartikel, beteiligt. Die genannten Substanzen sind während des metallurgischen Prozesses heiß und aggressiv, weshalb berührungslose elektromagnetische Verfahren für solche Aufgaben besonders geeignet sind.The Dosing of electrically conductive Substances is for many metallurgical processes for reasons of quality management and the economy of great importance. In many of these processes are moving electrically conductive Substances, such as liquid metals and solid particles involved. The substances mentioned are while the metallurgical process is hot and aggressive, which is why non-contact electromagnetic method for such tasks are particularly suitable.

Das Dosieren elektrisch leitfähiger Substanzen kann in zwei Teilaufgaben unterteilt werden: die Strömungskontrolle und die Durchflussmengenmessung. Der vorliegenden Erfindung liegt die Idee zugrunde, diese beiden metallurgischen Grundaufgaben in einer Anordnung gleichzeitig und berührungsfrei durchzuführen. Die Strömungskontrolle besteht hierbei aus den Teilaufgaben Pumpen, Fördern, Mischen und/oder Separieren. Das Verfahren beruht auf dem Einsatz von geeigneten Magnetfeldsystemen, die ein rotierendes Magnetfeld erzeugen.The Dosing electrically conductive Substances can be divided into two subtasks: flow control and the flow rate measurement. The present invention is the idea underlying these two basic metallurgical tasks in to perform an arrangement simultaneously and without contact. The flow control consists of the subtasks pumping, conveying, mixing and / or separating. The method is based on the use of suitable magnetic field systems, which generate a rotating magnetic field.

Aus der DE 10 2005 046 910 A1 ist ein berührungsloses elektromagnetisches Strömungsmessverfahren mit einem rotierendem Magnetfeldsystem bekannt. Die dazugehörige Anordnung besteht aus zwei gegenüberliegenden auf einer gemeinsamen Drehachse angeordneten Scheiben aus magnetleitendem Material, in die Permanentmagnete mit alternierender Polarität eingelassen sind. Die Scheiben sind so angeordnet, dass jeweils einem magnetischen Nordpol ein magnetischer Südpol gegenüberliegt. Das Magnetfeldsystem wird durch die von einer bewegten elektrisch leitfähigen Substanz erzeugten Lorentzkraft in Rotation versetzt. Die Drehzahl des Magnetfeldsystems wird mittels eines Drehzahlmesssystems kontinuierlich gemessen. Eine Auswerteeinheit berechnet aus der gemessenen Drehzahl die Durchflussmenge. Das Verfahren ist auch dadurch gekennzeichnet, dass anstelle eines Drehzahlmessgeräts ein Motor mit integriertem Drehmomentmesssystem angekoppelt werden kann. Durch die Messung des Drehmoments für eine Mehrzahl von Motordrehzahlen kann dadurch über eine Auswerteeinheit nicht nur die Einzelgröße Durchflussmenge, sondern ein ganzes Eigenschaftsfeld wie z. B. die Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit der bewegten Substanz, ermittelt werden. Das beschriebene Messverfahren ist jedoch ein passives Verfahren. Es beruht darauf, dass die elektrisch leitfähige Substanz bereits in Bewegung versetzt wurde beziehungsweise eine Durchflussmenge und eine entsprechende Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wurde.From the DE 10 2005 046 910 A1 is a non-contact electromagnetic flow measuring method with a rotating magnetic field system known. The associated arrangement consists of two oppositely arranged on a common axis of rotation discs of magnetic material, are embedded in the permanent magnets with alternating polarity. The disks are arranged so that each magnetic north pole faces a south magnetic pole. The magnetic field system is set in rotation by the Lorentz force generated by a moving electrically conductive substance. The speed of the magnetic field system is measured continuously by means of a speed measuring system. An evaluation unit calculates the flow rate from the measured speed. The method is also characterized in that instead of a tachometer, a motor with integrated torque measuring system can be coupled. By measuring the torque for a plurality of engine speeds can not only the single size flow rate, but a whole property field such. As the distribution of the flow velocity of the moving substance, are determined. However, the measuring method described is a passive method. It is based on the fact that the electrically conductive substance was already set in motion or a flow rate and a corresponding distribution of the flow velocity was generated.

Aus dem Stand der Technik sind eine Fülle von Druckschriften bekannt, in denen Anordnungen zur berührungslosen Strömungskontrolle in elektrisch leitfähigen Flüssigkeiten beschrieben werden, welche die Teilaufgaben Pumpen und Fördern erfüllen. Diese Anordnungen werden auch als elektromagnetische Pumpen bezeichnet. Eine Übersicht über deren Wirkungsweise wird beispielsweise von Peter Alan Davidson in „An Introduction to Magnetohydrodynamics" Cambridge University Press, 2001 (ISBN 0521 794870) gegeben.Out The prior art discloses a wealth of pamphlets, in which arrangements for contactless flow control in electrically conductive liquids be described, which fulfill the subtasks pumping and conveying. These Arrangements are also referred to as electromagnetic pumps. An overview of their For example, Peter Alan Davidson's "An Introduction to Magnetohydrodynamics "Cambridge University Press, 2001 (ISBN 0521 794870).

In der Druckschrift DE 103 13 603 A1 wird z. B. eine elektromagnetische Flüssigmetallpumpe vorgestellt, bei der ein elektrischer Wechselstrom durch eine Spulenanordnung fließt. Dadurch wird ein magnetisches Wanderfeld erzeugt, welches durch eingebettete Weicheisenblechpakete zusätzlich verstärkt wird. Das magnetische Wanderfeld induziert einen Stromfluss in der im Innenrohr befindlichen elektrisch leitfähigen Substanz. Es resultiert eine Lorentzkraftwirkung, welche die Substanz durch das Rohr treibt. Hierbei muss jedoch der Strom und das Magnetfeld leicht phasenverschoben sein. Weitere Nachteile dieser Lösung bestehen darin, dass eine aufwändige Spulenkonstruktion, eine aufwändige externe Wasserkühlung der Spulenkonstruktion und eine aufwändige Stromversorgung für die Spulenkonstruktion notwendig sind. Des Weiteren muss diese Pumpe fest installiert sein, so dass sie nicht flexibel einsetzbar ist (sie kann weder an einem anderen Einsatzort verwendet, noch auf eine geänderte Kanalgeometrie angepasst werden). Mit dieser Flüssigmetallpumpe können lediglich die Teilaufgaben Pumpen und Fördern, nicht aber die Teilaufgaben Mischen und Separieren realisiert werden. Außerdem kann mit einer derartigen Pumpe die erzeugte Durchflussmenge messtechnisch nicht erfasst werden.In the publication DE 103 13 603 A1 is z. B. an electromagnetic liquid metal pump presented, in which an electrical alternating current flows through a coil assembly. As a result, a magnetic traveling field is generated, which is additionally reinforced by embedded soft iron sheet packages. The magnetic traveling field induces a current flow in the electrically conductive substance located in the inner tube. The result is a Lorentz force effect, which drives the substance through the tube. In this case, however, the current and the magnetic field must be slightly out of phase. Other disadvantages of this solution are that a complex coil design, a complex external water cooling of the coil construction and a complex power supply for the coil construction are necessary. Furthermore, this pump must be permanently installed so that it can not be used flexibly (it can not be used at a different location or adapted to a changed channel geometry). With this liquid metal pump, only the subtasks pumping and conveying, but not the subtasks mixing and separating can be realized. In addition, the generated flow rate can not be detected metrologically with such a pump.

In den Druckschriften EP 0 155 374B1 und DE 21 18 894 C2 werden elektromagnetische Rührpumpen vorgestellt, die in das zu pumpende oder zu fördernde Flüssigmetall eintauchen. Diese Pumpen sind auch zum Durchmischen von Flüssigmetalllegierungen geeignet. Jedoch erfüllen diese Pumpen ebenfalls keine Durchflussmessfunktion und eignen sich nicht für die Teilaufgabe Separation.In the pamphlets EP 0 155 374B1 and DE 21 18 894 C2 Electromagnetic stirring pumps are presented, which dip into the liquid metal to be pumped or pumped. These pumps are also suitable for mixing liquid metal alloys. However, these pumps also do not fulfill a flow measurement function and are not suitable for the separation task.

Daneben existiert weiterhin eine Fülle von Druckschriften, die elektromagnetische Verfahren zum Rühren oder zum Separieren vorstellen. Eine Übersicht über die prinzipiellen Funktionsweisen wird gleichfalls von Peter Alan Davidson in „An Introduction to Magnetohydrodynamics" Cambridge University Press, 2001 (ISBN 0521 794870) gegeben.Besides there is still a wealth of pamphlets, the electromagnetic method of stirring or to separate. An overview of the principle functioning is also by Peter Alan Davidson in "An Introduction to Magnetohydrodynamics "Cambridge University Press, 2001 (ISBN 0521 794870).

So wird z. B. in der Druckschrift DE 25 06 192 A1 ein Verfahren vorgestellt, bei dem ein durch eine Gleichstromquelle erzeugtes magnetisches Wanderfeld benutzt wird, um eine elektrisch leitfähige Substanz in Bewegung zu versetzen und diese durch Aufprägung einer Kreisbewegung zu mischen und zu homogenisieren. Diese Anordnung erfüllt jedoch keine Messfunktion und ist nicht für die Teilaufgaben Pumpen, Fördern und Separation geeignet.So z. B. in the document DE 25 06 192 A1 a method is presented in which a magnetic traveling field generated by a DC power source is used to set an electrically conductive substance in motion and to mix and homogenize by imparting a circular motion. However, this arrangement does not fulfill any measuring function and is not suitable for the subtasks pumping, conveying and separation.

In der Druckschrift DE 27 04 918 C2 wird ein Verfahren zum Mischen unter Benutzung rotierender elektromagnetischer Felder vorgestellt. Diese Anordnung erfüllt ebenfalls keine Messfunktion und ist für die Teilaufgaben Pumpen, Fördern und Separieren ungeeignet.In the publication DE 27 04 918 C2 A method for mixing using rotating electromagnetic fields is presented. This arrangement also does not fulfill a measuring function and is unsuitable for the subtasks pumping, conveying and separating.

In der Druckschrift DE 28 55 933 A1 wird ein elektromagnetisches Verfahren zur Beeinflussung der Verteilung von unterschiedlichen Bestandteilen einer elektrisch leitfähigen Flüssigkeit vorgestellt, welche zum Separieren eingesetzt werden kann. Der Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass zusätzlich zu einem Magnetfeld ein elektrischer Strom in die Flüssigkeit eingekoppelt werden muss. Zudem ist diese Anordnung nicht für die Teilaufgaben Pumpen und Fördern geeignet und erfüllt keine Messfunktion.In the publication DE 28 55 933 A1 an electromagnetic method for influencing the distribution of different constituents of an electrically conductive liquid is presented, which can be used for separation. The disadvantage of this method is that in addition to a magnetic field, an electric current must be coupled into the liquid. In addition, this arrangement is not suitable for the subtasks pumping and conveying and does not fulfill any measuring function.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung und ein Verfahren zum elektromagnetischen Dosieren elektrisch leitfähiger Substanzen bereitzustellen, mit denen es gelingt, die genannten Nachteile zu überwinden und neben den einzelnen Teilaufgaben der Strömungskontrolle, wie Pumpen, Fördern, Mischen und/oder Separieren, gleichzeitig auch die Durchflussmengenmessung zu realisieren. Dabei soll die Anordnung so flexibel sein, dass sie jederzeit umgesetzt und für andere Messaufgaben verwendet und leicht an Änderungen der Kanalgeometrie angepasst werden kann.Of the The present invention is therefore based on the object, an arrangement and a method for the electromagnetic dosing of electrically conductive substances to provide, with which it is possible to overcome the disadvantages mentioned and in addition to the individual subtasks of flow control, such as pumps, Promote, Mixing and / or separating, at the same time the flow rate measurement to realize. The arrangement should be so flexible that they are implemented at any time and for used other measuring tasks and easily changes the channel geometry can be adjusted.

Erfindungsgemäß gelingt die Lösung dieser Aufgabe anordnungsseitig mit den Merkmalen des ersten Patentanspruches und verfahrensseitig mit den Merkmalen des siebten Patentanspruches. Bevorzugte weitere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Anordnung sind in den Patentansprüchen 2 bis 6 angegeben, während bevorzugte weitere Ausgestaltungen des Verfahrens in den Patentansprüchen 8 bis 9 angegeben sind. Eine Verwendung der Anordnung ist in Anspruch 10 angegeben.According to the invention succeeds the solution this task arrangement side with the features of the first claim and method side with the features of the seventh claim. Preferred further embodiments of the inventive arrangement are in the claims 2 to 6, while preferred further embodiments of the method in the claims 8 to 9 are indicated. Use of the arrangement is required 10 indicated.

Wird ein durch ein geeignetes Magnetfeldsystem erzeugtes äußeres Magnetfeld – im Folgenden magnetisches Primärfeld genannt – in eine relative Bewegung zu einer elektrisch leitfähigen Substanz versetzt, so werden in der Substanz elektrische Wirbelströme induziert. In Rückwirkung der Wirbelströme mit dem magnetischen Primärfeld werden in der Substanz elektromagnetische Lorentzkräfte erzeugt, deren Wirkrichtung jeweils senkrecht zu den Wirbelströmen und dem magnetischen Primärfeld steht. Die Stärke der Lorentzkraft hängt neben der Magnetfeldstärke auch von der elektrischen Leitfähigkeit der Substanz ab. Bei geeigneter Bewegung und geeigneter Stärke des Magnetfeldsystems kann die Lorentzkraft dazu genutzt werden, die Substanz in einem geeigneten geschlossenen Kanal gezielt in einen Strömungszustand zu versetzen. Der Strömungszustand der Substanz kann dabei über eine regelbare Steuergröße des magnetischen Primärfelds kontrolliert werden. Unter diesem Wirkprinzip wird im Folgenden der Begriff Strömungskontrolle verstanden.Becomes an external magnetic field generated by a suitable magnetic field system - hereinafter called magnetic primary field - in one offset relative movement to an electrically conductive substance, so are induced in the substance electrical eddy currents. In retrospect the eddy currents with the magnetic primary field Electromagnetic Lorentz forces are generated in the substance, whose direction of action in each case perpendicular to the eddy currents and is the magnetic primary field. The strenght the Lorentz force hangs in addition to the magnetic field strength also of the electrical conductivity of the substance. With suitable movement and suitable strength of the Magnetic field system, the Lorentz force can be used to Substance in a suitable closed channel targeted in one flow state to move. The flow state The substance can be over a controllable control variable of the magnetic primary field to be controlled. Under this principle of action is below understood the term flow control.

Andererseits rufen die in der Substanz induzierten Wirbelströme eine Magnetfeldstörung, ein magnetisches Sekundärfeld, hervor. Die Struktur des magnetischen Sekundärfeldes hängt von der Verteilung des magnetischen Primärfeldes sowie von der Verteilung der Strömungsgeschwindigkeit der Substanz ab. Das magnetische Sekundärfeld übt auf das magnetfelderzeugende System in Rückwirkung Kräfte und Drehmomente aus, die im Folgenden unabhängig von den physikalischen Details ihrer Entstehung als Sekundärfeld-Lorentzkräfte bezeichnet werden. Über die Messung der Wirkungen dieser Sekundärfeld-Lorentzkräfte ist es möglich, Aussagen über die durch das magnetische Primärfeld erzeugte Durchflussrate der elektrisch leitfähigen Substanz durch den geschlossenen Kanal zu erhalten.on the other hand the eddy currents induced in the substance cause a magnetic field disturbance, a magnetic disturbance Secondary field, out. The structure of the secondary magnetic field depends on the distribution of the magnetic primary field as well as the distribution of the flow velocity of the substance. The magnetic secondary field applies to the magnetic field generating System in response personnel and torques, which below are independent of the physical Details of their formation referred to as secondary field Lorentz forces become. about is the measurement of the effects of these secondary field Lorentz forces it is possible Statements about the through the magnetic primary field generated flow rate of the electrically conductive substance through the closed Channel to get.

Aufgrund der Doppelfunktion der vorgestellten Anordnung als Strömungskontrollsystem und als gleichzeitiges Messsystem wird sie als elektromagnetisches Dosiersystem bezeichnet.by virtue of the dual function of the presented arrangement as a flow control system and as a simultaneous measuring system it becomes electromagnetic Dosing system called.

Zur Lösung für die oben gestellten Aufgaben ist ein gattungsgemäßes elektromagnetisches Dosiersystem dadurch gekennzeichnet, dass das das magnetische Primärfeld erzeugende Magnetfeldsystem aus zwei sich in einem geeigneten Abstand gegenüberliegenden kreisförmigen Scheiben besteht, die mit einer geeigneten Anzahl von abnehmbaren blockförmigen Permanentmagneten bestückt sind und in der Weise auf einer gemeinsamen Achse angeordnet sind, dass sich immer unterschiedliche Polaritäten der Permanentmagnete gegenüberliegen. Eine gattungsgemäßes elektromagnetisches Dosiersystem ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung des Magnetfeldsystems zur Substanz eine Rotationsbewegung ist, die durch den Antrieb der Scheibenachse durch ein geeignetes Antriebssystem (z. B. ein Elektromotor) erzeugt wird, in dem ein Messsystem zur kontinuierlichen Messung des Drehmoments und der Drehzahl integriert ist. Des Weiteren ist ein elektromagnetisches Dosiersystem dadurch gekennzeichnet, dass bei Bedarf mindestens eine Größe des das magnetische Primärfeld erzeugende Magnetfeldsystems gezielt einstellbar ist. Ferner ist ein gattungsgemäßes elektromagnetisches Dosiersystem dadurch gekennzeichnet, dass in einer Speichereinheit Messdaten jederzeit zur Verfügung stehen. Ein gattungsgemäßes elektromagnetisches Dosiersystem ist auch dadurch gekennzeichnet, dass über ein geeignetes Regelkreissystem die aktuelle Messgröße der Durchflussmenge auf mindestens eine der gezielt einstellbaren Größen des magnetischen Primärfelds rückwirkt. Weiterhin ist ein gattungsgemäßes elektromagnetisches Dosiersystem dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den rotierenden Scheiben angeordnete Strömungskanal für die elektrisch leitfähige Substanz nur einen Teilbereich (obere bzw. untere Hälfte) der Scheibenfläche überdeckt. Durch die gegenüberliegende Anordnung der Polaritäten der Permanentmagnete wird sichergestellt, dass das magnetische Primärfeld den gesamten Querschnitt des Strömungskanals und der elektrisch leitfähigen Substanz durchdringt und somit die Voraussetzung für einen effektiven Strömungsantrieb und eine genaue Bestimmung der Durchflussrate schafft. Die Anordnung der kreisförmigen Scheiben des Magnetfeldsystems auf einer Achse erlaubt, einen handelsüblichen Elektromotor zur Erzeugung einer Rotationsbewegung einzusetzen. Die Variation mindestens einer Steuergröße des magnetischen Primärfelds dient dem Zweck, die Durchflussmenge der Substanz gezielt beeinflussen zu können. Bei den Steuergrößen handelt es sich um den Scheibenabstand, die Drehzahl der Rotationsgeschwindigkeit des Magnetsystems und die Koerzitivfeldstärke und geometrische Verteilung der Permanentmagnete auf den Scheiben. Die angeschlossene Speichereinheit mit einer jederzeit abrufbaren Datenbasis erfüllt die Aufgaben, dass die Anordnung selbstkalibrierend ist und dass durch einen geeigneten Vergleich der Messdaten mit den Speicherdaten die Empfindlichkeit und damit die Genauigkeit des Verfahrens im Gegensatz zu bereits bekannten Verfahren deutlich erhöht wird. Das angeschlossene Regelkreissystem bewirkt ein effektives Dosieren der fließenden elektrisch leitfähigen Substanz. Schlussendlich garantiert die Rotationsbewegung des Magnetfeldsystems zusammen mit seiner speziellen Anordnung, dass nur ein Teilbereich der Scheiben den Strömungskanal überdeckt, wodurch die Anordnung selbstkühlend ist.To solve the above objects, a generic electromagnetic dosing system is characterized in that the magnetic field system generating the primary magnetic field consists of two circular disks opposing each other at a suitable distance and fitted with a suitable number of detachable block-shaped permanent magnets and in such a way a common axis are arranged, that always opposite polarities of the permanent magnets. A generic electromagnetic dosing system is further characterized in that the relative movement of the magnetic field system to the substance is a rotational movement, which by the Drive the disc axis is generated by a suitable drive system (eg, an electric motor), in which a measuring system for continuous measurement of torque and speed is integrated. Furthermore, an electromagnetic dosing system is characterized in that, if required, at least one size of the magnetic field system generating the magnetic primary field can be selectively adjusted. Furthermore, a generic electromagnetic dosing system is characterized in that measurement data are available at any time in a memory unit. A generic electromagnetic dosing system is also characterized in that the current measured variable of the flow rate reacts on at least one of the specifically adjustable variables of the magnetic primary field via a suitable control circuit system. Furthermore, a generic electromagnetic dosing system is characterized in that the flow channel arranged between the rotating disks for the electrically conductive substance covers only a partial area (upper or lower half) of the disk surface. The opposite arrangement of the polarities of the permanent magnets ensures that the magnetic primary field penetrates the entire cross-section of the flow channel and the electrically conductive substance and thus creates the conditions for effective flow drive and accurate determination of the flow rate. The arrangement of the circular discs of the magnetic field system on an axis allows to use a commercially available electric motor to generate a rotational movement. The variation of at least one control variable of the magnetic primary field serves the purpose of being able to influence the flow rate of the substance in a targeted manner. The control variables are the distance between the disks, the rotational speed of the magnet system and the coercive field strength and geometric distribution of the permanent magnets on the disks. The connected storage unit with a retrievable database fulfills the tasks that the arrangement is self-calibrating and that the sensitivity and thus the accuracy of the method is significantly increased by a suitable comparison of the measured data with the memory data in contrast to already known methods. The connected closed loop system effectively doses the flowing electrically conductive substance. Finally, the rotational motion of the magnetic field system, along with its special arrangement, guarantees that only a portion of the disks will cover the flow channel, making the assembly self-cooling.

Die Abnehmbarkeit des Magnetsystems ermöglicht einen flexiblen Einsatz der Anordnung. Die Flexibilität und relative geometrische Einfachheit der vorgestellten Anordnung ermöglichen ihre Verwendung für die verschiedenen Teilaufgaben der Strömungskontrolle, wie Pumpen, Fördern, Mischen und Separieren:
Im Pumpbetrieb erfüllt die Anordnung die Aufgabe, beispielsweise eine bestimmte Menge der Substanz aus einem niedrig gelegenen Reservoir entgegen der Wirkung der Schwerkraft in ein höher gelegenes Reservoir zu befördern, wobei gleichzeitig die geförderte Menge gemessen wird.The removability of the magnet system allows flexible use of the arrangement. The flexibility and relative geometric simplicity of the presented arrangement allows its use for the various subtasks of flow control, such as pumping, conveying, mixing and separating:
In the pumping mode, the arrangement fulfills the task, for example, of transporting a certain amount of the substance from a low-lying reservoir counter to the effect of gravity into a reservoir located at a higher level, at the same time measuring the delivered quantity.

Im Förderbetrieb erfüllt die Anordnung die Aufgabe, beispielsweise eine bestimmte Menge der Substanz über eine längere horizontale Stecke entgegen den hydrodynamischen und hydraulischen Verlusten zu fördern, wobei die Fördermenge gleichzeitig gemessen wird.in the delivery mode Fulfills the arrangement the task, for example, a certain amount of the substance over a longer horizontal plug against the hydrodynamic and hydraulic losses to promote, the flow rate measured simultaneously.

Im Mischbetrieb erfüllt die Anordnung die Aufgabe, durch die Erzeugung einer Strömungsgeschwindigkeit in der Substanz bei gleichzeitiger Bestimmung der Durchflussrate ein schnelleres und genauer dosiertes Legieren der Substanz mit anderen Substanzen zu erzielen, die über geeignete Öffnungen im Kanal von außen beigegeben werden können.in the Mixed operation fulfilled the arrangement of the task, by generating a flow velocity in the substance while simultaneously determining the flow rate a faster and more accurate metered alloying of the substance to achieve other substances through suitable openings in the canal from outside can be added.

Schlussendlich erfüllt die Anordnung im Separationsbetrieb die Aufgabe, ein Gemisch von mindestens zwei Substanzen mit unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten bei gleichzeitiger Messung der Durchflussrate zu trennen. Die Separation gelingt dadurch, dass die verschiedenen Substanzen aufgrund ihrer unterschiedlichen elektrischen Leitfähigkeiten unterschiedliche Lorentzkraftwirkungen erfahren.Finally Fulfills the arrangement in the separation operation the task of a mixture of at least two substances with different electrical conductivities with simultaneous measurement of the flow rate to separate. The separation succeeds in that the different substances due to their different electrical conductivities different Experience Lorentz force effects.

Der Erfindung liegt natürlich auch zugrunde, bei gleichzeitiger Messung der Durchflussrate mehrere der verschiedenen Teilaufgaben der Strömungskontrolle wie beispielsweise Mischen und Fördern in einem Arbeitsgang zu erfüllen.Of the Invention is natural also based, while measuring the flow rate more the various subtasks of flow control such as Mixing and conveying in one operation.

Die Strömungskontrolle und die Durchflussmessung der elektrisch leitfähigen Substanz erfolgt, indem die Messgrößen Drehzahl der Scheiben und Drehmoment gemessen, mit gespeicherten Messgrößen verglichen und schlussendlich ausgewertet werden. Dabei ist zwischen dem Kalibriermodus und dem eigentlichen Betriebsmodus zu unterscheiden.The flow control and the flow measurement of the electrically conductive substance takes place by the measured variables speed the disks and torque measured, compared with stored measurements and finally evaluated. It is between the calibration mode and the actual operating mode.

Im Kalibriermodus werden die Messgrößen im ruhenden Zustand der Substanz bestimmt, das heißt, wenn die Durchflussrate null ist. Dieser Zustand wird beispielsweise dadurch erreicht, dass der Strömungskanal vor und nach der vorgestellten Anordnung erfindungsgemäß mit geeigneten Absperrvorrichtungen kurzfristig blockiert wird. Damit wird einmalig die Drehmoment-Drehzahl-Charakteristik der Anordnung bestimmt. Dieser Modus entspricht der Fähigkeit der Anordnung zur Selbstkalibrierung. Die erfassten Messdaten im Kalibriermodus werden in einer Speichereinheit abgelegt und stehen einer Auswerteeinheit jederzeit zur Verfügung.In calibration mode, the measured quantities are determined in the quiescent state of the substance, that is, when the flow rate is zero. This state is achieved, for example, in that the flow channel before and after the presented arrangement according to the invention is blocked in the short term with suitable shut-off devices. This once determines the torque-speed characteristics of the device. This mode corresponds to the ability of the self-calibration device. The acquired measurement data in the calibration mode are stored in a memory unit and stand one Evaluation unit available at any time.

Im Betriebsmodus werden die Messdaten erfasst, wenn sich die Substanz durch die Wirkung der vorgestellten Anordnung in einem Strömungszustand befindet. Bei festgehaltener Drehzahl beziehungsweise bei festgehaltenem Drehmoment kann die Auswerteeinheit aus der Differenz der gemessenen Drehmomente beziehungsweise aus der Differenz der gemessenen Drehzahlen aus dem Kalibriermodus und dem Betriebsmodus die Durchflussmenge zu jedem Zeitpunkt bestimmen. Die Differenzmessung zwischen Ruhezustand und Strömungszustand der Substanz erlaubt dabei eine hohe Empfindlichkeit des Messverfahrens.in the Operating mode, the measured data are recorded when the substance is in a flow state due to the effect of the presented arrangement. At fixed speed or at retained torque the evaluation unit from the difference of the measured torques or from the difference of the measured speeds the calibration mode and the operating mode, the flow rate determine at any time. The difference measurement between idle state and flow state of Substance allows a high sensitivity of the measuring method.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den folgenden, anhand von Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen. Es zeigen:Further Details and advantages of the invention will become apparent from the following explained with reference to figures Embodiments. Show it:

1 – Die prinzipielle Ausführung des elektromagnetischen Dosiersystems im Kalibriermodus und im Betriebsmodus; 1 - The basic version of the electromagnetic dosing system in calibration mode and in operating mode;

2 – Die Ausführung des elektromagnetischen Dosiersystems im Pumpbetrieb bei gleichzeitiger Messung der Durchflussmenge; 2 - The design of the electromagnetic dosing system in pumping mode with simultaneous measurement of the flow rate;

3 – Die Ausführung des elektromagnetischen Dosiersystems im Förderbetrieb bei gleichzeitiger Messung der Durchflussmenge; 3 - The design of the electromagnetic dosing system in the conveying mode with simultaneous measurement of the flow rate;

4 – Die Ausführung des elektromagnetischen Dosiersystems im Mischerbetrieb bei gleichzeitiger Messung der Durchflussmenge; 4 - The execution of the electromagnetic dosing system in the mixer mode with simultaneous measurement of the flow rate;

5 – Die Ausführung des elektromagnetischen Dosiersystems im Separationsbetrieb bei gleichzeitiger Messung der Durchflussmenge. 5 - The design of the electromagnetic dosing system in the separation mode with simultaneous measurement of the flow rate.

Nach 1 umfasst das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem ein Magnetfeldsystem, welches aus zwei auf einer gemeinsamen Drehachse montierten kreisförmigen Scheiben (2) aus magnetleitendem Material besteht, die mit Permanentmagneten (3) mit alternierender Polarität bestückt sind. Die Scheiben sind so angeordnet, dass jeweils einem magnetischen Nordpol ein magnetischer Südpol gegenüberliegt. Das erzeugte magnetische Primärfeld (4) durchdringt die sich in einem geschlossenen Kanal (10) befindliche elektrisch leitfähige Substanz (1). Das Magnetfeldsystem wird durch eine aktive Antriebseinheit (5) in eine Rotationsbewegung versetzt. Die Antriebseinheit kann beispielsweise aus einem gängigen Elektromotor bestehen. In eine passive Messeinheit (6) ist ein Messsystem integriert, welches das Drehmoment und die Drehzahl kontinuierlich erfasst. Die Messeinheit kann in einer für den Fachmann geläufigen Weise ausgelegt und konstruiert werden. Es liegt natürlich auch im Rahmen der Erfindung, dass Antriebseinheit und Messeinheit in einer gemeinsamen Einheit integriert sind.To 1 The electromagnetic dosing system according to the invention comprises a magnetic field system which consists of two circular disks mounted on a common axis of rotation (FIG. 2 ) is made of magnetically conductive material, which with permanent magnets ( 3 ) are equipped with alternating polarity. The disks are arranged so that each magnetic north pole faces a south magnetic pole. The generated magnetic primary field ( 4 ) penetrates into a closed channel ( 10 ) electrically conductive substance ( 1 ). The magnetic field system is controlled by an active drive unit ( 5 ) is set in a rotational movement. The drive unit may for example consist of a common electric motor. In a passive measuring unit ( 6 ), a measuring system is integrated, which detects the torque and the speed continuously. The measuring unit may be designed and constructed in a manner familiar to those skilled in the art. Of course, it is also within the scope of the invention that drive unit and measuring unit are integrated in a common unit.

Der Kalibriermodus bei ruhender Substanz (v = 0) ist in 1(a) dargestellt, während sich 1(b) auf den Betriebszustand bezieht, in dem die Substanz durch die Wirkung des rotierenden Magnetfeldsystems in einen Strömungszustand mit (v ≠ 0) versetzt ist.The calibration mode with dormant substance (v = 0) is in 1 (a) while presented 1 (b) refers to the operating state in which the substance is in a flow state with (v ≠ 0) offset by the action of the rotating magnetic field system.

Das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem umfasst weiterhin eine Speichereinheit (7), in der die Messdaten aus dem Kalibriermodus und dem Betriebsmodus abgelegt und miteinander verglichen werden. Des Weiteren umfasst das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem eine Auswerteeinheit (8), in der aus den gegebenen Messdaten die gesuchte Durchflussmenge bestimmt wird. Dabei ist der Zusammenhang zwischen gemessenen und gesuchter Größe in einer für den Fachmann geläufigen Weise ausgehend von der Grundgleichung der Magnetohydrodynamik berechenbar. Schlussendlich umfasst das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem ein Regelkreissystem (9), das anhand der gemessenen und ausgewerteten Durchflussmenge auf eine Größe des strömungsverursachenden magnetischen Primärfelds rückwirkt. Es liegt natürlich auch im Rahmen der Erfindung, dass die Auswerteeinheit und das Regelkreissystem in einer gemeinsamen Einheit integriert sind.The electromagnetic dosing system according to the invention further comprises a memory unit ( 7 ) in which the measurement data from the calibration mode and the operating mode are stored and compared with each other. Furthermore, the electromagnetic dosing system according to the invention comprises an evaluation unit ( 8th ), in which the required flow rate is determined from the given measurement data. The relationship between measured and sought-after size can be calculated from the basic equation of magnetohydrodynamics in a manner familiar to the person skilled in the art. Finally, the electromagnetic dosing system according to the invention comprises a closed-loop control system ( 9 ), which is based on the measured and evaluated flow rate to a size of the flow-causing primary magnetic field. Of course, it is also within the scope of the invention that the evaluation unit and the control loop system are integrated in a common unit.

Die 1(c) und 1(d) zeigen die mit Permanentmagneten bestückten rotierenden Scheiben (2) des erfindungsgemäßen elektromagnetischen Dosiersystems, wie sie sich aus den in 1(a) gezeigten Schnitten A-A und B-B ergeben. Die Permanentmagnete (3) sind erfindungsgemäß in sich nach außen verjüngenden Nuten eingelassen, so dass sie sich einerseits unter Fliehkrafteinfluss durch Formschluss selbst justieren und anderseits auch wieder auf einfache Weise von den Scheiben abnehmbar sind.The 1 (c) and 1 (d) show the rotating disks equipped with permanent magnets ( 2 ) of the electromagnetic dosing system according to the invention, as they consist of the in 1 (a) shown sections AA and BB. The permanent magnets ( 3 ) According to the invention in recessed grooves tapered outwards so that they adjust themselves on the one hand under the influence of centrifugal force by positive locking and on the other hand are also easily removable from the discs again.

2 zeigt das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem im Pumpbetrieb. In diesem Betriebsmodus erfüllt das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem die Aufgabe, eine elektrisch leitfähige Substanz (1) durch einen geschlossenen Strömungskanal (10) im Wesentlichen vertikal entgegen der Wirkung der Schwerkraft (g) von einen tief gelegenen Reservoir in ein höher gelegeneres Reservoir zu pumpen bei gleichzeitiger Messung der durch die Anordnung erzeugten Durchflussrate. Der Kanal ist mit zwei Absperrvorrichtungen (11) versehen, mit dem die erfindungsgemäße Anordnung kurzfristig im Kalibriermodus gemäß 1(a) arbeiten kann. 2 shows the electromagnetic dosing system according to the invention in pumping operation. In this operating mode, the electromagnetic dosing system according to the invention fulfills the object of providing an electrically conductive substance ( 1 ) through a closed flow channel ( 10 ) to pump substantially vertically against the action of gravity (g) from a deep reservoir to a higher reservoir while measuring the flow rate generated by the array. The channel is equipped with two shut-off devices ( 11 ), with which the arrangement according to the invention in the short-term calibration mode according to 1 (a) can work.

3 zeigt eine Ausführungsform des elektromagnetischen Dosiersystems im Förderbetrieb. In diesem Betriebsmodus erfüllt das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem die Aufgabe, eine elektrisch leitfähige Substanz (1) durch einen geschlossenen Strömungskanal (10) entgegen hydrodynamischen und hydraulischen Druckverlusten über eine im Wesentlichen horizontale Strecke zu fördern bei gleichzeitiger Messung der durch die Anordnung erzeugten Durchflussrate. Der Kanal ist mit zwei Absperrvorrichtungen (11) versehen, damit die erfindungsgemäße Anordnung kurzfristig im Kalibriermodus gemäß 1(a) arbeiten kann. 3 shows an embodiment of the elek tromagnetic dosing system in the conveying operation. In this operating mode, the electromagnetic dosing system according to the invention fulfills the object of providing an electrically conductive substance ( 1 ) through a closed flow channel ( 10 ) against hydrodynamic and hydraulic pressure losses over a substantially horizontal distance while simultaneously measuring the flow rate generated by the device. The channel is equipped with two shut-off devices ( 11 ), so that the arrangement according to the invention in the short-term calibration in accordance with 1 (a) can work.

Der Anordnung ist erfindungsgemäß natürlich auch dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Teilaufgaben Pumpen und Fördern bei gleichzeitiger Messung der von der Anordnung erzeugten Durchflussrate realisiert werden können. Hierzu wird der Kanal schräg durch die Anordnung geführt.Of the Arrangement according to the invention of course characterized in that the two subtasks pumps and Promote while measuring the flow rate generated by the assembly can be realized. For this purpose, the channel is inclined guided by the arrangement.

4 zeigt eine Ausführungsform des elektromagnetischen Dosiersystems im Mischbetrieb. In diesem Betriebsmodus erfüllt das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem die Aufgabe, eine elektrisch leitfähige Substanz (1) durch einen geschlossenen Strömungskanal (10) bei gleichzeitiger Messung der durch die Anordnung erzeugten Durchflussrate zu fördern und bei gleichzeitiger durch die Anordnung aus der gemessenen Durchflussrate in einer Auswerteeinheit (8) berechneten mengenmäßigen Einmischung von Zugabesubstanzen (α, β, γ) über von einer Steuereinheit (12) geregelte Zumischsysteme (13). Der Kanal ist mit zwei Absperrvorrichtungen (11) versehen versehen, damit die erfindungsgemäße Anordnung kurzfristig im Kalibriermodus gemäß 1(a) arbeiten kann. 4 shows an embodiment of the electromagnetic dosing in mixed operation. In this operating mode, the electromagnetic dosing system according to the invention fulfills the object of providing an electrically conductive substance ( 1 ) through a closed flow channel ( 10 ) with simultaneous measurement of the flow rate generated by the arrangement and at the same time by the arrangement of the measured flow rate in an evaluation unit ( 8th ) calculated quantity mixing of addition substances (α, β, γ) via a control unit ( 12 ) controlled proportioning systems ( 13 ). The channel is equipped with two shut-off devices ( 11 ), so that the arrangement according to the invention in the short-term calibration mode according to 1 (a) can work.

Der Anordnung ist erfindungsgemäß natürlich auch dadurch gekennzeichnet, dass die Teilaufgaben Pumpen, Fördern und Mischen bei gleichzeitiger Messung der von der Anordnung erzeugten Durchflussrate erfüllt werden können. Hierzu wird der Kanal schräg durch die Anordnung geführt.Of the Arrangement according to the invention of course characterized in that the subtasks pumping, conveying and Mixing while measuring the flow rate generated by the assembly Fulfills can be. For this purpose, the channel is inclined guided by the arrangement.

5 zeigt eine Ausführungsform des elektromagnetischen Dosiersystems im Separierbetrieb. In diesem Betriebsmodus erfüllt das erfindungsgemäße elektromagnetische Dosiersystem die Aufgabe, ein Substanzgemenge bestehend aus einer elektrisch gut leitfähigen Substanz (1) – beispielsweise ein Flüssigmetall – und einer elektrisch schlecht leitfähigen Substanz (1') – beispielsweise ein Metalloxid – durch einen geschlossenen Strömungskanal (10) zu fördern bei gleichzeitiger Messung der durch die Anordnung erzeugten Durchflussrate der Substanz (1) und bei gleichzeitiger Trennung der Substanzen. Die elektrisch schlecht leitfähige Substanz wird durch die von der Anordnung erzeugten Durchflussrate auf Substanz (1) durch Mittragen ebenfalls in einen Strömungszustand versetzt. Die Trennung wird durch die senkrechte Komponente der von der Anordnung erzeugten Lorentzkraft Fs erzielt, die nur auf die elektrisch gut leitfähige Substanz (1) wirkt. Der Kanal ist mit zwei Absperrvorrichtungen (11) versehen versehen, damit die erfindungsgemäße Anordnung kurzfristig im Kalibriermodus gemäß 1(a) arbeiten kann. Des Weiteren ist der Kanal mit einer geeignet ausgeführten Kanaltrennung (14) im Kanalauslauf ausgestattet. 5 shows an embodiment of the electromagnetic dosing in Separierbetrieb. In this operating mode, the electromagnetic dosing system according to the invention fulfills the object of providing a substance mixture consisting of an electrically highly conductive substance ( 1 ) - for example, a liquid metal - and a electrically poorly conductive substance ( 1' ) - for example, a metal oxide - through a closed flow channel ( 10 ) while measuring the flow rate of the substance ( 1 ) and with simultaneous separation of the substances. The electrically poorly conductive substance is due to the flow rate generated by the arrangement on substance ( 1 ) by Mittragen also placed in a flow state. The separation is achieved by the vertical component of the Lorentz force F s generated by the arrangement, which is applied only to the electrically highly conductive substance ( 1 ) acts. The channel is equipped with two shut-off devices ( 11 ), so that the arrangement according to the invention in the short-term calibration mode according to 1 (a) can work. Furthermore, the channel is provided with a suitably designed channel separation ( 14 ) in the duct outlet.

Der Erfindung liegt ebenfalls zugrunde, die senkrechte Komponente der Lorentzkraft durch geometrische Veränderungen des Magnetsystems gezielt einzustellen. Dies erfolgt beispielsweise dadurch, dass das Magnetsystem aus einer geeigneten Anordnung von Permanentmagneten auf der Mantelfläche zweier rotierender Kegelstümpfe ausgeführt wird.Of the Invention is also based, the vertical component of Lorentz force due to geometric changes of the magnet system targeted. This is done, for example, by the fact that the magnet system from a suitable arrangement of permanent magnets on the lateral surface two rotating truncated cones is performed.

Der Anordnung ist erfindungsgemäß natürlich auch dadurch gekennzeichnet, dass die Teilaufgaben Pumpen, Fördern und Mischen bei gleichzeitiger Messung der von der Anordnung erzeugten Durchflussrate und gleichzeitiger Separation eines Substanzgemenges zu erfüllen. Hierzu wird der Kanal schräg durch die Anordnung geführt.Of the Arrangement according to the invention of course characterized in that the subtasks pumping, conveying and Mixing while measuring the flow rate generated by the assembly and simultaneous separation of a substance mixture. For this the channel becomes slanted guided by the arrangement.

11
elektrisch leitfähige Substanzelectrical conductive substance
1'1'
elektrisch schlecht leitfähige Substanzelectrical badly conductive substance
22
Magnetsystemmagnet system
33
Permanentmagnetepermanent magnets
44
Feldlinienverlauf des magnetischen PrimärfeldsField lines of the magnetic primary field
55
aktive Antriebseinheitactive drive unit
66
passive Messeinheitpassive measuring unit
77
Speichereinheitstorage unit
88th
Auswerteeinheitevaluation
99
RegelkreissystemLoop system
1010
geschlossener Strömungskanalclosed flow channel
1111
AbsperrvorrichtungShut-off
1212
Steuereinheitcontrol unit
1313
Zumischsystemadmixing
1414
Kanaltrennungchannel separation
vv
Strömungsgeschwindigkeitflow rate
M0 M 0
gemessenes Drehmoment im Kalibriermodusmeasured Torque in calibration mode
M1 M 1
gemessenes Drehmoment im Betriebsmodusmeasured Torque in operating mode
ΩΩ
Drehzahlrotation speed
NN
magnetischer Nordpolmagnetic North Pole
SS
magnetischer Südpolmagnetic South Pole
Fs F s
vertikale Komponente der Lorentzkraft auf die elektrisch leitfähige Substanz (1)vertical component of the Lorentz force on the electrically conductive substance ( 1 )
α, β, γα, β, γ
Zugabesubstanzenadding substances

Claims (10)

Anordnung zum elektromagnetischen Dosieren von einer sich in einem geschlossenem Kanalsystem befindlichen elektrisch leitfähigen Substanz, wobei die Substanz auch eine Mischung von Substanzen sein kann, bestehend aus: – einem Magnetsystem aus zwei auf einer gemeinsamen Drehachse in veränderbarem Abstand befindlichen kreisförmigen Scheiben, die mit mehreren, abnehmbaren, blockförmigen Permanentmagneten so bestückt sind, dass die Polarität jeweils benachbarter Permanentmagnete verschieden ist, und die zwei Scheiben zueinander so positioniert sind, dass jeweils einem magnetischen Nordpol ein magnetischer Südpol gegenüberliegt, wodurch ein magnetisches Primärfeld erzeugt wird, – einer Antriebseinheit zum Antrieb der Drehachse des Magnetsystems, – einer Messeinheit zum Messen des Drehmoments und der Drehzahl, – einer Messdaten-Speichereinheit, – einer Auswerteeinheit zum Bestimmen der Durchflussmenge aus den Messdaten, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem an einem Abschnitt des Kanalsystems so positioniert ist, dass die einander zugewandten Innenflächen der Scheiben teilweise von diesem Kanalsystemabschnitt überdeckt sind und dieser Kanalsystemabschnitt und die sich darin befindliche elektrisch leitfähige Substanz vollständig vom magnetischen Primärfeld durchdrungen ist und dass ein Regelkreissystem eine Strömungskontrolle der elektrisch leitfähigen Substanz über mindestens eine Steuergröße des Magnetsystems übernimmt.Arrangement for electromagnetic dosage ren of a located in a closed channel system electrically conductive substance, wherein the substance may also be a mixture of substances, consisting of: - a magnetic system of two on a common axis of rotation located at a variable distance circular discs, with a plurality of removable, block-shaped Permanent magnets are fitted so that the polarity of each adjacent permanent magnets is different, and the two discs are positioned to each other so that each magnetic north pole faces a magnetic south pole, whereby a magnetic primary field is generated - a drive unit for driving the axis of rotation of the magnet system, A measurement unit for measuring the torque and the rotational speed, a measurement data storage unit, an evaluation unit for determining the flow rate from the measurement data, characterized in that the magnet system so positi on a portion of the channel system Ones is that the mutually facing inner surfaces of the discs are partially covered by this channel system section and this channel system section and the therein electrically conductive substance is completely penetrated by the magnetic primary field and that a closed-loop system performs a flow control of the electrically conductive substance via at least one control variable of the magnet system , Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheiben des Magnetsystems Kegelstümpfe sind, auf deren Mantelflächen alternierend polarisierte Permanentmagnete angeordnet sind.Arrangement according to claim 1, characterized that the discs of the magnet system are truncated cones, alternating on their lateral surfaces polarized permanent magnets are arranged. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebseinheit für das Magnetsystem ein Elektromotor ist.Arrangement according to claim 1 or 2, characterized that the drive unit for the magnet system is an electric motor. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinheit und die Messdaten-Speichereinheit in einer Mess-Speicher-Einheit integriert sind.Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized that the measurement unit and the measurement data storage unit in a measurement storage unit are integrated. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit und das Regelkreissystem in einer Auswerte-Regel-Einheit integriert sind.Arrangement according to one of Claims 1 to 4, characterized that the evaluation unit and the control loop system in an evaluation rule unit are integrated. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor und nach dem Kanalabschnitt, an dem das Magnetsystem positioniert ist, Absperrvorrichtungen vorgesehen sind, mit denen eine einmalige Kalibriermessung realisierbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized that before and after the channel section where the magnet system is positioned Shut-off devices are provided, with which a one-time calibration is feasible. Verfahren zum elektromagnetischen Dosieren von einer sich in einem geschlossenem Kanalsystem befindlichen elektrisch leitfähigen Substanz, wobei die Substanz auch eine Mischung von Substanzen sein kann, mit einer Anordnung bestehend aus: – einem Magnetsystem aus zwei auf einer gemeinsamen Drehachse in veränderbarem Abstand befindlichen kreisförmigen Scheiben, die mit mehreren, abnehmbaren, blockförmigen Permanentmagneten so bestückt sind, dass die Polarität jeweils benachbarter Permanentmagnete verschieden ist, und die zwei Scheiben zueinander so positioniert sind, dass jeweils einem magnetischen Nordpol ein magnetischer Südpol gegenüberliegt, wodurch ein magnetisches Primärfeld erzeugt wird, – einer Antriebseinheit zum Antrieb der Drehachse des Magnetsystems, – einer Messeinheit zum Messen des Drehmoments und der Drehzahl, – einer Messdaten-Speichereinheit, – einer Auswerteeinheit zum Bestimmen der Durchflussmenge aus den Messdaten, dadurch gekennzeichnet, dass – in einer einmaligen Kalibriermessung bei ruhendem Zustand der elektrisch leitfähigen Substanz die Drehzahl-Drehmoment-Charakteristik der Anordnung ermittelt wird und die ermittelten Kalibriermessdaten in der Messdaten-Speichereinheit gespeichert werden, – das Magnetsystem in Rotation versetzt wird und das rotierende magnetische Primärfeld die sich im Kanalsystemabschnitt befindliche elektrisch leitfähige Substanz vollständig durchdringt und eine Strömung der elektrisch leitfähigen Substanz bewirkt, – die Durchflussmenge der resultierenden Strömung der elektrisch leitfähigen Substanz aus der Differenz der gemessenen Drehmomente bzw. der Drehzahlen und der in der Messdaten-Speicher-Einheit gespeicherten Kalibriermessdaten ermittelt wird, – mit Hilfe veränderlicher Parameter des rotierenden magnetischen Primärfeldes, wie z. B: die Rotationsgeschwindigkeit des Magnetsystems, der Abstand der Scheiben des Magnetsystems, die Koerzitivfeldstärke der verwendeten Permanentmagnete, die Anzahl und Anordnung der Permanentmagnete auf den Scheiben, die Durchflussmenge der elektrisch leitfähigen Substanz von einem Regelkreissystem geregelt wird.Method for the electromagnetic dosing of a located in a closed duct system electrically conductive Substance wherein the substance is also a mixture of substances can, with an arrangement consisting of: - a magnet system of two located on a common axis of rotation at a variable distance circular Discs equipped with a plurality of detachable, block-shaped permanent magnets, that the polarity each adjacent permanent magnet is different, and the two discs are positioned to each other so that in each case a magnetic North Pole a magnetic South Pole opposite, creating a magnetic primary field is produced, - one Drive unit for driving the axis of rotation of the magnet system, - one Measuring unit for measuring the torque and the rotational speed, - one Measurement data storage unit, - an evaluation unit for Determining the flow rate from the measured data, characterized, that - in a one-time calibration measurement in the stationary state of the electrical conductive Substance determines the speed-torque characteristics of the arrangement and the determined calibration measurement data in the measurement data storage unit get saved, - the Magnetic system is set in rotation and the rotating magnetic primary field the electrically conductive substance located in the channel system section Completely penetrates and a flow the electrically conductive Substance causes - the Flow rate of the resulting flow of electrically conductive substance from the difference between the measured torques or the speeds and the calibration measurement data stored in the measurement data storage unit is determined - With Help changeable Parameters of the rotating primary magnetic field, such. B: the rotation speed of the magnet system, the distance of the disks of the magnet system, the coercivity the permanent magnets used, the number and arrangement of the permanent magnets on the disks, the flow rate of the electrically conductive substance is controlled by a closed loop system. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass aus der gemessenen Durchflussmenge und den in der Messdaten-Speichereinheit enthaltenen Daten die mengenmäßige Zumischung von Zugabesubstanzen berechnet wird, um eine gewünschte chemische Zusammensetzung der elektrisch leitfähigen Substanz zu erreichen.Method according to claim 7, characterized in that that from the measured flow rate and that in the measurement data storage unit contained in the data is calculated by adding substances to a desired chemical composition the electrically conductive To reach substance. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mit einer Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausgeführt wird.Method according to claim 7 or 8, characterized that it is carried out with an arrangement according to one of claims 1 to 6. Verwendung der Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 für die Trennung einer elektrisch gut leitfähigen Substanz von einer elektrisch schlecht leitfähigen Substanz.Use of the arrangement according to one of Claims 1 to 6 for the separation of a highly electrically conductive substance from a poorly conductive substance.
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