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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wiegeeinrichtung für Schüttgut, insbesondere auf eine hochgenaue Bandwiegeeinrichtung zur Verwendung bei einem Bandförderer.
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Technischer Hintergrund
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Aufgrund der Preiserhöhung von Schüttgütern wie beispielsweise Kohle und Eisenerz werden immer höhere Anforderungen an Bandwiegeeinrichtungen für Bandförderer hinsichtlich ihrer Messgenauigkeit gestellt, deren Zuverlässigkeit und Stabilität auch mehr Aufmerksamkeit geschenkt wird. Die derzeit bei Bandwaagen von Bandförderern eingesetzten Wiegesensoren und Wiegesteuergeräte besitzen eine hohe Genauigkeit von mehr als 0,03%, während die Bandwaagen, wenn sie in einem Bandförderer eingebaut sind, im Betrieb eine Genauigkeit von nur 1% bis 0,5% gewährleisten. Von einer Stabilität der Genauigkeit kann eher nicht die Rede sein. Dies liegt insbesondere daran, dass die Veränderungen der Fördergutmenge zu Spannungsveränderungen, Schwingungen usw. des Förderbands (ihren können und eine notwendige Kalibrierung nicht rechtzeitig vorgenommen werden kann.
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Im Stand der Technik werden zum Kalibrieren einer Bandwaage sogenannte Hängegewichte (weight-hoist calibration), Kettengewichte (captive chain calibration), endlose Kettengewichte, elektronische Kalibrierung oder gutbasierte Kalibrierung verwendet. Diese Kalibrierverfahren stellen mit Ausnahme der gutbasierten Kalibrierung, die die tatsächliche Materialförderung berücksichtigen und eine hohe Zuverlässigkeit bieten kann, eine simulierende Kalibrierung dar und können daher nicht die tatsächlichen Spannungsverhältnisse eines über seine Gesamtlänge mit Fördergut belasteten Förderbands wiedergeben. Daraus ergeben sich große Kalibrierungsfehler, wodurch die tatsächlichen Erfordernisse nicht erfüllt werden können. Für eine gutbasierte Kalibrierung ist jedoch der betreffenden nationalen Norm gemäß eine Gutmenge notwendig, die zumindest 2% der Durchsatzleistung eines Bandförderers beträgt. So muss für eine gutbasierte Kalibrierung, falls der jeweilige Bandförderer z. B. einen Durchsatz von maximal 5000 Tonnen/Stunde leistet, eine Gutmenge von 100 Tonnen vorhanden sein. Durch die immer mehr verbreitete Anwendung von Förderanlagen hoher Durchsatzleistung von mehr als 10000 Tonnen/Stunde werden zur gutbasierten Kalibrierung immer größere Gutmengen und somit auch immer größere Wiegeeinrichtungen erfordert.
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Bei den bisher bekannten Kalibrierverfahren für Fördergüter werden u. a. sogenannte Trichterwaagen (hopper scale), wiegende Hubwagen (truck scale) oder Gleiswaagen (track scale) verwendet. Als Nachteile gelten hohe Herstellungskosten der Kalibriereinrichtungen, eine große Anzahl an Entnahme- und Abgabezyklen vor Ort mit der Folge, dass sich die Kalibriergenauigkeit nicht gewährleisten lässt, Störungen des Produktionsprozesses durch den Kalibriervorgang, keine rechtzeitige Kalibrierung und eine lange Zeitdauer für eine einzige Kalibrierung mit großem Kalibrieraufwand.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine einfach aufgebaute, kostengünstige und online kalibrierbare hochgenaue Bandwiegeeinrichtung bereitzustellen, mit der die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden können.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch eine hochgenaue Bandwiegeeinrichtung mit einem ersten Bandwaagenrahmen, einem zweiten Bandwaagenrahmen und einer Entnahmevorrichtung, welche an einem Bandförderer angebracht sind. Zwischen erstem und zweitem Bandwaagenrahmen befindet sich eine Stoßrollengruppe, oberhalb der ein Volumentrichter und oberhalb des Volumentrichters wiederum eine mit der Entnahmevorrichtung verbundene Übergabevorrichtung angeordnet ist. Am Bandförderer ist ferner ein Tachometer angebracht. In der Vorwärtsrichtung der Stoßrollengruppe ist zum Kalibrieren des Eigengewichts des Bands eine am Bandförderer angebrachte Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts vorgesehen. Darüber hinaus sind der erste Bandwaagenrahmen, der zweite Bandwaagenrahmen, der Volumentrichter, die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts und der Tachometer jeweils mittels Kabel an ein Wiegesteuergerät angeschlossen, das ein kumulatives Gewicht des jeweils durch den ersten und zweiten Bandwaagenrahmen hindurch geförderten Förderguts, ein Gewicht des Kalibrierguts im Volumentrichter und einen durch die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts gemessenen Bandnullpunkt über eine Bandlänge anzeigen kann.
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Der erste und zweite Bandwaagenrahmen sind als Ein-, Zwei- oder Mehrrollenwaagenrahmen ausgebildet, während als Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts eine berührungslose oder berührungsempfindliche Erfassungsvorrichtung eingesetzt wird. Die Entnahmevorrichtung befindet sich in einem Mittenbereich oder an einem Kopfende des Bandförderers.
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Die erfindungsgemäße Bandwiegeeinrichtung vereint die Funktionen Wiegung und Kalibrierung in sich und ermöglicht unter Anwendung einer Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts, zweier Bandwaagenrahmen, eines einzigen Volumentrichters und eines einzigen Wiegesteuergeräts eine automatische Online-Kalibrierung mit geringer statt großer Gutmenge, so dass eine hohe Wiegegenauigkeit der Bandwaage erreicht wird. Vor einer Gutförderung mit dem Bandförderer wird mit dem Wiegesteuergerät über die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts ein Ausgangspunkt zum Kalibrieren des Eigengewichts des Bands ermittelt. Mit diesem Kalibrierungsausgangspunkt wird ein automatisches Nullstellen des Eigengewichts eines Bandabschnitts mit der Länge durchgeführt, die der Bandabschnitt in einer Zeitdauer zurückgelegt hat, in der eine größere Gutmenge als die Kapazität des Volumentrichters gefördert wird. Dadurch wird bei einer Kalibrierung der Fördergutmenge durch das Wiegesteuergerät das Eigengewicht des Bandabschnitts über diese Bandlänge auf Null gestellt. Durch die Kalibrierung mit geringer statt großer Gutmenge kann auf einfache Weise eine rechtzeitige Online-Korrektur der Messgenauigkeit einer Bandwaage realisiert werden, was einerseits einen geringen Kalibrierungsaufwand bedeutet, andererseits eine Störung der regelmäßigen Produktion durch den Kalibriervorgang ausschließt. Somit zeichnet sich die vorliegende Erfindung insgesamt durch einfachen Aufbau, geringe Kosten, Benutzerfreundlichkeit, zuverlässige Genauigkeit, geringen Personal- und Materialaufwand und breite Anwendbarkeit aus.
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Darstellung der Abbildungen
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zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
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zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau einer erfindungsgemäßen Entnahmevorrichtung und
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zeigt in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäß am Kopfende angebrachte Entnahmevorrichtung.
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In den Zeichnungen sind mit 1 ein erster Bandwaagenrahmen, mit 2 eine Stoßrollengruppe, mit 3 ein Volumentrichter, mit 4 ein zweiter Bandwaagenrahmen, mit 5 eine Übergabevorrichtung, mit 6 eine Entnahmevorrichtung, mit 7 eine Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts, mit 8 ein Wiegesteuergerät, mit 9 ein unteres Band eines Bandförderers, mit 10 ein oberes Band des Bandförderers, mit 11 ein Tachometer, mit 12 eine Schutzhaube der Entnahmevorrichtung, mit 13 ein Entnahmelöffel der Entnahmevorrichtung und mit 14 ein Träger der Entnahmevorrichtung bezeichnet.
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Beschreibung konkreter Ausführungsformen
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Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben.
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Eine erfindungsgemäße hochgenaue Bandwiegeeinrichtung besteht vor allem aus einem ersten Bandwaagenrahmen 1, einer Stoßrollengruppe 2, einem Volumentrichter 3, einem zweiten Bandwaagenrahmen 4, einer Übergabevorrichtung 5, einer Entnahmevorrichtung 6, einer Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7, einem Wiegesteuergerät 8 und einem Tachometer 11. Hierbei können der erste 1 und zweite Bandwaagenrahmen 4 als Ein-, Zwei- oder Mehrrollenwaagenrahmen ausgebildet sein, während als Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 eine berührungslose oder auch eine berührungsempfindliche Erfassungsvorrichtung eingesetzt werden kann. Der erste 1 und zweite Mehrrollen-Bandwaagenrahmen 4 sind in einem Bandförderer eingebaut und befinden sich zwischen unterem Band 9 und oberem Band 10 des Bandförderers. Zwischen erstem 1 und zweitem Bandwaagenrahmen 4 ist eine Stoßrollengruppe 2 angebracht, oberhalb der ein Volumentrichter 3 angeordnet ist. In der Mitte oder am Kopfende in einer Laufrichtung des Förderbands ist eine am Bandförderer aufgeständerte kratzer- oder spiralförmige Entnahmevorrichtung 6 vorgesehen, an deren Ausgang eine sich oberhalb des Volumentrichters 3 befindende spiral- oder bandförmige Übergabevorrichtung 5 angeschlossen ist. Der Tachometer 11 ist am Bandförderer an der Außenseite des ersten Bandwaagenrahmens 1 angebracht, während sich die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 am Bandförderer an einer Ausgangsposition in der Vorwärtsrichtung der Stoßrollengruppe 2 befindet, um ein Signal zum Kalibrieren des Eigengewichts des Bands an das Wiegesteuergerät 8 zu übertragen. Das Wiegesteuergerät 8 ist mittels Kabel mit dem ersten Bandwaagenrahmen 1, dem zweiten Bandwaagenrahmen 4, dem Volumentrichter 3, der Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 und dem Tachometer 11 verbunden und kann ein kumulatives Gewicht des jeweils durch den ersten 1 und zweiten Bandwaagenrahmen 4 hindurch geförderten Förderguts, ein Gewicht des Kalibrierguts im Volumentrichter 3 und einen durch die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 gemessenen Bandnullpunkt über eine Bandlänge anzeigen.
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Die Funktionsweise der Erfindung ist wie folgt: Die Erfindung geht davon aus, dass eine gewünschte Kalibrierung mit geringer statt großer Gutmenge vor allem durch die ungleichmäßige Dickenverteilung des Bands eines Bandförderers verhindert wird. Um die Beeinflussung der Genauigkeit einer Online-Kalibrierung mit geringer Gutmenge durch die ungleichmäßige Dickenverteilung eines Bands zu reduzieren, wird vor einer Gutförderung mit dem Bandförderer mit dem Wiegesteuergerät 8 über die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 ein Ausgangspunkt zum Kalibrieren des Eigengewichts des Bands ermittelt. Mit diesem Kalibrierungsausgangspunkt wird ein automatisches Nullstellen des Eigengewichts eines Bandabschnitts mit der Länge durchgeführt, die der Bandabschnitt in einer Zeitdauer zurückgelegt hat, in der eine größere Gutmenge als die Kapazität des Volumentrichters 3 gefördert wird. Dadurch wird bei einer Kalibrierung der Fördergutmenge durch das Wiegesteuergerät 8 das Eigengewicht des Bandabschnitts über diese Bandlänge auf Null gestellt, um somit die Genauigkeit einer Kalibrierung mit geringer statt großer Gutmenge zu gewährleisten. Während der Gutförderung mit dem Bandförderer wird das Gut automatisch durch die am Bandförderer befindliche Entnahmevorrichtung 6 zu durch das Wiegesteuergerät 8 vorgegebenen Zeitpunkten dem Bandförderer entnommen und an die Übergabevorrichtung 5 übergeben und diese gibt das Gut an den Volumentrichter 3 zur Wiegung weiter. Das Wiegesteuergerät 8 erfasst über die Vorrichtung zum Erfassen eines Ausgangspunkts 7 einen Ausgangspunkt zum Kalibrieren des Bands und gibt ein Signal an den Volumentrichter 3 aus, damit von diesem Gut abgegeben wird. Zu diesem Zeitpunkt misst der erste Bandwaagenrahmen 1 ein kumulatives Gewicht des Förderguts und der zweite Bandwaagenrahmen 4 ein kumulatives Gewicht des Förderguts und ein Gewicht des vom Volumentrichter 3 abgegebenen Normalguts. Da die Fördergutmenge durch den ersten Bandwaagenrahmen 1 identisch mit der durch den zweiten Bandwaagenrahmen 4 ist, ermittelt das Wiegesteuergerät 8 durch Subtraktion des durch den ersten Bandwaagenrahmen 1 gemessenen kumulativen Gewichts vom durch den zweiten Bandwaagenrahmen 4 gemessenen kumulativen Gewicht einen Gewichtswert des vom Volumentrichter 3 abgegebenen Normalguts. Danach wird dieser Gewichtswert mit einem am Wiegesteuergerät 8 angezeigten Gutgewichtswert des Volumentrichters 3 verglichen, um einen Korrekturkoeffizienten zu erzeugen. Anhand dieses Korrekturkoeffizienten wird dann der Messbereichskoeffizient des Wiegesteuergeräts 8 korrigiert, damit dieses den Gewichtswert des Normalguts anzeigt. Auf diese Weise kann durch einen in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführten Vergleich und eine in regelmäßigen Zeitabständen durchgeführte Korrektur mit hoher Stabilität eine hohe Messgenauigkeit der Bandwaage erreicht werden. Hierbei ist der Bandförderer über seine Gesamtlänge mit Fördergut belastet. Das heißt, die Kalibrierung findet annähernd unter Normalbetrieb des Bandförderers statt, so dass eine Kalibrierung mit geringer statt großer Gutmenge realisiert wird.
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Wie sich aus ABB 2 ergibt, ist die hier in einem Mittenbereich des Bandförderers befindliche Entnahmevorrichtung 6 als kratzerförmige Entnahmevorrichtung ausgeführt und weist einen Träger 14 auf, der am Bandförderer befestigt ist. An der Entnahmevorrichtung 6 sind ferner eine Schutzhaube der Entnahmevorrichtung 12 und ein Entnahmelöffel der Entnahmevorrichtung 13 vorgesehen, wobei der Entnahmelöffel der Entnahmevorrichtung 13 durch eine Drehbewegung dem Band 10 des Bandförderers Gut entnimmt und dieses entlang der Schutzhaube der Entnahmevorrichtung 12 in die Übergabevorrichtung 5 eingeleitet wird.
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Bei einer Anordnung der Entnahmevorrichtung 6 im Mittenbereich des Bandförderers ist diese als kratzerförmige Entnahmevorrichtung und die Übergabevorrichtung 5 entsprechend als Förderspirale ausgebildet. Hingegen sind als Entnahmevorrichtung 6, wenn sie sich an einer Abflussöffnung am Kopfende des Bandförderers befindet, eine schwenkbare spiralförmige Entnahmevorrichtung, die außerhalb der Entnahmezeit für einen Durchlass z. B. eines Kohlenstroms ausgeschwenkt werden kann, und als Übergabevorrichtung 5 ein Bandförderer vorgesehen. Siehe hierzu .
