DE1211415B - Vorrichtung zum gewichtsmaessigen Dosieren von streufaehigen Stoffen im Fluss - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

GOIf

Deutsche KL: 42 e - 27

Nummer: 1211415

Aktenzeichen: B 62198IX b/42 e

Anmeldetag: 19. April 1961

Auslegetag: 24. Februar 1966

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum gewichtsmäßigen Dosieren von streufähigen Stoffen im kontinuierlichen Materialfluß mit einer dynamischen Meßvorrichtung, deren Meßwert durch das vom Antrieb der Meßvorrichtung erzeugte und auf das Gehäuse übertragene Drehmoment gebildet wird.

Zur Verwiegung zwecks Zudosierung streufähiger Güter, wie Zucker, Mehl od. dgl., im ununterbrochenen Materialfluß werden vielfach Bandwaagen verwendet, bei denen das zu verwiegende Material aus einem über dem Band angeordneten Vorratsbehälter dem Förderband der Waage zugeführt wird.

Diese Systeme haben unter anderem den Nachteil, daß das im Augenblick auf dem Förderband vom Auslauftrichter bis zum Ablauf der Waage befindliehe Material im Gewicht unkorrigiert vom Band abläuft, da erst die Differenz zum Sollgewicht den Impuls zur Korrektur durch z.B. Veränderung des Auslaufquerschnittes auslöst.

Für kontinuierliche Arbeitsprozesse, besonders wenn Trockenstoffe unmittelbar nach der Dosierung mit Flüssigkeiten gemischt werden müssen, ist es Voraussetzung für eine homogene Mischung, daß auch die in kurzen Zeiteinheiten dosierten Materialmengen nur sehr geringe Gewichtsabweichungen aufweisen.

Es ist weiterhin eine Meßeinrichtung für die Strömungsgeschwindigkeit eines fließenden Materials bekannt, die in der Weise arbeitet, daß das Gut radial über einen mit konstanter Geschwindigkeit rotieren- 3" den Teller läuft, auf dem es auf eine bestimmte Umfangsgeschwindigkeit und Radialgeschwindigkeit beschleunigt wird, wobei das dazu nötige Drehmoment ein Maß für den Durchfluß ist.

Diese Meßeinrichtung ähnelt also einem Ventilator und übt auch, da die Scheibe mit Radialrippen versehen ist, Ventilatorfunktionen aus. Diese Eigenschaft würde sich bei staubenden Fördergütern sehr unangenehm auswirken. Es ist darum eine Anpassung der Einrichtung notwendig, wenn sie für solche Fördergüter Verwendung finden soll. Außerdem wirkt bei der bekannten Einrichtung eine Änderang des Drehmomentes auf die Drehzahl für den rotierenden Teller, was bei einer zu geringen Lieferung zu einer Beschleunigung und bei zu großer Lieferung zu einer Bremsung des Tellers führt. Hierdurch lassen sich jedoch allenfalls geringe Schwankungen ausgleichen, da der Teller nur ein begrenztes Fassungsvermögen hat und nicht mehr oder weniger abgeben kann, als ihm zugeführt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgaben durch eine regelbare Zul'ührungsvorrichtung, durch eine einstellvorrichtung zum gewichtsmäßigen Dosieren von streufähigen Stoffen im Fluß

Anmelder:

Werner Bahlsen, Hannover, Podbielskistr. 11

Als Erfinder benannt:
Hermann Beik, Hannover

bare und proportional wirksame Kompensationseinrichtung zum Ausgleich des Solldrehmomentes der dynamischen Meßvorrichtung, durch Kontakte, die bei einer bestimmten Abweichung vom Sollwert berührt werden und dadurch eine gegensinnige Verstellung der Zuführungsvorrichtung bewirken, und durch eine Einrichtung zur proportionalen Änderung der Kompensationskraft bei der Änderung einer anderen Betriebsgröße.

Mit der neuen Vorrichtung können Veränderungen im Materialfluß zur Meßeinrichtung kurzzeitig gemessen und schnell korrigiert werden, so daß auch kleine Mengen des Materialstromes nur verhältnismäßig kleine Abweichungen vom Sollgewicht haben. Dabei kann die zugeteilte Menge streng proportional zu anderen Vorgängen und abhängig von diesen eingestellt werden.

Die Erfindung ist von besonderem Wert bei der Backwarenherstellung, wo Schüttgüter, wie Mehl oder Zucker, streng proportional zu anderen Vorgängen (weitere Zuteiler, Mischer od. dgl.) zugeteilt werden müssen. Sie umfaßt ein Gerät, das sich, wie die Praxis ergeben hat, für die proportionale Steuerung des Sollwertes besonders gut eignet.

Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist die Meßeinrichtung mit einer Umluftleitung ausgerüstet, die die von der Meßvorrichtung mitgeförderte staubbeladene Luft der Beschickungsseite der Meßvorrichtung wieder zuführt. Hierbei kann ein Filter oder Sieb, insbesondere ein gerütteltes Ringsieb, das im Luftstrom schwebende Material von der rückgeführten Luft trennen.

Vorteilhafterweise durchläuft gemäß der Erfindung das Gut vor dem Eintritt in die Meßvorrichtung eine Auflockerungsvorrichtung, die insbesondere aus Stä-

609 509/139

3 4

ben besteht, die quer zu ihren Längsachsen und quer von einem in dem geschlossenen Gehäuse 14 um die

zum Materialstrom bewegt werden. senkrechte Achse beweglich angeordneten, synchron

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform laufenden Elektromotor 15 angetrieben,

der Erfindung besteht die Kompensationseinrichtung Das Innengehäuse 14 ist von einem weiteren

für das Drehmoment der Meßvorrichtung aus einer 5 Mantelteil 16 umschlossen, durch den ein ring-

Tauchspule und einem Permanentmagneten, deren förmiger Kanal 17 gebildet wird. Dabei ist das

eines Teil am Gehäuse und deren anderes Teil in Außengehäuse nach unten zentrisch erweitert und

seitlichem Abstand von der Drehachse an dem Meß- sitzt mit seiner zylindrischen Erweiterung 18 auf dem

instrument fest ist, so daß dieses begrenzte Dreh- Gehäuse 19 z.B. einer Förderschnecke20 auf. Durch

bewegungen ausführen kann, wobei das von der io die Drehung des Flügelrades wird das Mehl über

Kompensationseinrichtung darauf ausgeübte Dreh- den Ringkanal 17 gefördert und fällt zum Teil durch

moment bei konstantem Tauchspulstrom zu- oder freien Fall in die freie Öffnung 21 des Schnecken-

abnimmt. gehäuses 19.

Vorteilhafterweise ist weiterhin die Betriebsgröße, Das Gehäuse 19 kann das Teil einer Teigknetanlage

der die Kompensationskraft am Meßgerät propor- 15 sein, in dem das Mehl durch die Schnecke 21 in

tional folgen soll, eine Drehzahl (der Welle), und Pfeilrichtung zur weiteren Verarbeitung gefördert

die Einrichtung zur Erzeugung des dieser Drehzahl wird. Die Schnecke 21 wird dabei von einem Motor

proportionalen Tauchspulenstromes weist einen Im- 22 über ein Getriebe 23 angetrieben,

pulsgeber und ein Gerät auf, das je Impuls eine Die Durchflußmengenmessung erfolgt dynamisch

bestimmte Ladungsmenge durch die Tauchspule 20 über eine Drehmomentmessung des Flügelrades 12,

fließen läßt, wobei der Impulsgeber eine mit der das vom drehbar angeordneten Motorgehäuse 15 ab-

Führungsdrehzahl umlaufende Schlitzscheibe oder gegriffen wird.

Lochscheibe ist, die das Licht entsprechender Licht- Das Motorgehäuse 15 ist im Gehäuse 14 in einem

quellen abwechselnd auf zwei Fotozellen fallen läßt, Kugellager 24 und einem Stiftlager 25 drehbar ge-

die zwei als Kaskade geschaltete Elektronenröhren 25 lagert. Die Drehbewegung wird begrenzt durch einen

steuern, wobei die Belichtung der ersten Zelle zur justierbaren Anschlag, der durch den an geeigneter

Aufladung eines Kondensators auf bestimmte Span- Stelle am Motorgehäuse 15 vorgesehenen Zapfen 26

nung führt und die Belichtung der zweiten Zelle zur und den am Gehäuse 14 vorgesehenen Stellschrauben

Entleerung des Kondensators über die Tauchspule 27 gebildet wird,

führt. 30 Mittels einer Kompensationsvorrichtung, die z.B.

In den F i g. 1 bis 3 ist eine Ausführungsform der aus einer Tauchspule 28 bestehen kann, wird das erfindungsgemäßen Vorrichtung beispielsweise dar- Solldrehmoment, das bei einer feststehenden Fördergestellt: leistung entsteht, kompensiert. Die Tauchspule ist am

F i g. 1 zeigt einen Mittelschnitt durch die Dosier- Hebel 30 befestigt. Außerdem ist am Ende des Hebels

vorrichtung; 35 30 ein Grenzkontakt 31 vorgesehen, über den, wie

F i g. 2 zeigt eine Aufsicht auf den Drehflügel des später beschrieben, der Regelvorgang ausgelöst

Meßsystems; . wird.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt A -B in vergrößerter Dar- Da gleichzeitig mit der Materialförderung auch

stellung der F i g. 1; Luft mit dem Flügelrad 12 gefördert wird, ist eine

Fig.4 zeigt die elektrische Funktionsweise in 40 Trennung des Luft- und Materialstromes innerhalb

Form eines schematischen Schaltplanes. der Meßvorrichtung über ein z. B. Ringsieb 32 vor-

Das zu dosierende Material 1 (Fig. 1), das z.B. gesehen, das durch einen Rüttelmagneten33 ständig Mehl sein kann, ist z. B. über eine Pneumatikanlage oder in Zeitabständen in horizontaler Ebene gerüttelt über das Schüttelsieb 2 dem Abziehtrichter 3 zu- wird. Durch die Rüttelung werden die vom Luftgeführt. Dabei hat das Schüttelsieb 2 die Aufgabe, 45 strom mitgeführten, beim Durchtritt der Luft durch das Mehl möglichst gleichmäßig in den Abzieh- das Sieb am Sieb zurückgehaltenen Mehlteilchen nach trichter 3 einzuführen, um Dichteveränderungen innen in die freie Öffnung 21 des Schneckengehäuses innerhalb des im Abziehtrichter befindlichen Ma- abgeschüttelt. Die durch das Sieb 32 durchgeführte terials zu vermeiden. Das Dosierorgan besteht hier Luft führt eventuell noch kleinste Teile des beföraus einer elektrisch betriebenen Schüttelrinne 4, die 50 derten Materials mit, die, falls die Luft nach außen das Mehl aus dem Spalt 5 des Abziehtrichters 3 ab- abgeführt werden würde, sich als Staub niederzieht. Der Auslauf der Schüttelrinne 4 ist in dem schlagen. Vorteilhaft wird daher die durch das Sieb Oberteil 6 einer dynamischen Meßvorrichtung 7 ein- gelenkte Luft über ein am Zylinder 18 und am Obergeführt, und zwar in der Weise, daß das ausfließende teil 6 befestigten Rohr 34 wieder in Oberteil 6 der Mehl möglichst zentrisch in der Meßvorrichtung 7 55 Meßvorrichtung eingeführt. Durch dieses Umlufteinläuft, system wird in einfachster Weise das Heraustreten

Zwecks Auflockerung des von der Schüttelrinne 4 von staubhaltiger Luft aus der Anlage vermieden,

abfallenden Mehlstromes wird dieser über einen ro- Durch das Umluftsystem entsteht unterhalb des

tierenden kegeligen Zylinder 8 geführt, der innen- Flügelrades 12 ein geringer Überdruck, oberhalb des

seitig mit um 90° versetzten Stäben 9, 9' usw. ver- 60 Flügelrades ein geringer Unterdruck. Damit eine

sehen ist. Der Antrieb dieses Zylinders erfolgt über Frischluftnachziehung weitgehendst vermieden wird,

die Welle 10 von einem Getriebemotor 11, der auf ist die Schüttelrinne 4 unterseitig und an den Seiten

dem Oberteil 6 befestigt ist. Der auf diese Weise mit einer Gummileiste 35 gegen das Oberteil 6 der

homogen aufgelockerte Mehlstrom gelangt nach wei- Meßvorrichtung abgedichtet. Oberhalb des Mehl-

terem Abfall durch das Teil 11 a auf das Flügelrad 12 65 stromes ist zugleich eine Labyrinthdichtung in Form

der dynamischen Meßvorrichtung. einer Kammleiste 36 vorgesehen.

Das Flügelrad 12 ist mit radial angeordneten Der bei Materialstromabweichungen vom Soll-Schaufelflächen 13 (s. auch F i g. 2) versehen und wird gewicht vom Kontakt 31 ausgelöste Impuls steuert

über ein im elektronischen Schaltgerät 37 befindliches z. B. Motorpotentiometer d^:e Erregerspule des Rüttelmagneten 38 den in der Schüttelrinne fließenden Materialstrom so lange entgegen der Abweichung, bis die Abweichung über die veränderte Zuführung des Materialstromes über die Schüttelrinne ausgeglichen, d.h. das Drehmoment seinen Sollwert wieder erreicht hat, und der Kontakt 31 sich öffnet. Auf diese Weise ist eine kurzzeitige Korrektur der Materialstromabweichung erreicht.

Es besteht die Forderung, den dosierten Materialstrom streng proportional irgendwelchen anderen im Betrieb veränderlichen oder willkürlich änderbaren Betriebsgrößen folgen zu lassen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist dieses die Drehzahl der unten in Fig. 1 sichtbaren Förderschnecke. Diese Steuerung erfolgt über das elektronische Schaltgerät 37 mit einem Leistungssollwertgeber 39, der auf der Motorwelle des Antriebsmotores 22 angeordnet ist. Durch den Leistungsgeber 39 wird erreicht, daß bei gewollter veränderter Drehzahl der Schnecken, also auch veränderter Materialanforderung, bei jedoch unverändertem Verhältnis von Dosierung und Verarbeitungsgeschwindigkeit, das Dosiergerät durch elektrische Kopplung proportional zur Schneckendrehzahl verstellt wird. Natürlich besteht auch die Möglichkeit, die Dosierung unabhängig von der Leistungskopplung, z. B. über ein Potentiometer, einzustellen. Das würde dann eine Veränderung des Verhältnisses der Dosierung zur Verarbeitungsgeschwindigkeit entsprechen. Einzelheiten sind in dem Schaltplan (Fig. 4) dargestellt.

Auf der Motorwelle40 des Antriebsmotores für die Schnecke 20 ist eine Scheibe 41 angeordnet, die mit Schlitzen 42 versehen ist. Die Umlaufdrehzahl der Scheibe wird als Führungsdrehzahl benutzt. Durch die Schlitze 42 fällt das Licht der Lampen 43, 44 abwechselnd auf zwei Fotozellen F₁ und F.„ in denen entsprechende Impulse ausgelöst werden, die zwei zugeordnete als Kaskade geschaltete Kaltkathodenröhren Ro₁, Rö., im elektronischen Schaltgerät steuern.

An der Kaskade liegt eine einstellbare konstante Spannung. Wird nun Röhre 1 gezündet, so fließt durch diese ein Strom, der den Kondensator C₂ auf eine Spannung auflädt, die um die Brennspannung von Ro₁ kleiner ist als die an der Kaskade liegende Spannung.

Nach Erreichen dieses Zustandes löscht Ro₁ wieder. Der nächste Zündimpuls kommt von der Fotozelle F₂ und zündet RO₂. Dann fließt durch diese aus dem Kondensator C, über die Tauchspule 28 eine elektrische Ladung ab, die der Differenz der Kondensatorspannung und der Brennspannung Ro₂ entspricht. Danach löscht Ro₂, und der nächste Impuls bewirkt wieder eine Aufladung von C₂ über Ro₁.

Auf diese Weise fließt durch die Tauchspule 28, die in den Ringspalt eines Permanentmagneten 28' geführt ist, ein Strom, dessen arithmetischer Mittelwert der Drehzahl der Scheibe 41 und der Kaskadenspannung, die an C₁ anliegt, proportional ist.

Für die Leistungsverstellung der Dosierung ist im Schaltgerät 37 ein Potentiometer 45 vorgesehen. Durch Verändern der Gesamtspannung über das Potentiometer wird am Kondensator C₁ die Spannung und damit die je Impuls durch die Anordnung fließende Ladungsenergie verändert, so daß der initiiere Strom zur Tauchspule 28 entsprechend variiert.

Zur Kontrolle der eingestellten Leistung ist im Schaltgerät im Stromkreis zur Tauchspule 28 ein Amperemeter 46 vorgesehen, das den durch die Tauchspule fließenden Strom anzeigt und entsprechend der Materialflußmenge geeicht ist.

Das Motorpoieniiometer zur Verstellung der Leistung der Schüttelmagnetspule 47 besteht aus einem Reversiermotor 48, auf dessen Welle 49 das Potentiometer 50 angeordnet ist. Die Steuerung des Reversiermotors erfolgt, wie schon beschrieben, über die Kontakte 31.

Natürlich kann auch eine andere geeignete Steuerungsart verwendet werden. An Stelle der elektrodynamischen Verstellung durch die Reversiermotore könnte z. B. auch eine rein elektrische Steuerung benutzt werden. Die Schüttlinie könnte durch ein anderes Dosieraggregat, z. B. eine Dosierschnecke, ersetzt werden.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum gewichtsmäßigen Dosieren von streufähigen Stoffen im Fluß mit einer dynamischen Meßvorrichtung, deren Meßwert durch das vom Antrieb der Meßvorrichtung erzeugte und auf das Gehäuse übertragene Drehmoment gebildet wird, gekennzeichnet durch eine regelbare Zuführungsvorrichtung (4), durch eine einstellbare und proportional wirksame Kompensationseinrichtung (28) zum Ausgleich des Solldrehmomentes der dynamischen Meßvorrichtung (7), durch Kontakte (31) und durch eine Einrichtung (37,39) zur proportionalen Änderung der Kompensationskraft bei der Änderung einer anderen Betriebsgröße.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (7) mit einer Umluftleitung (34) ausgerüstet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das im Luftstrom schwebende Material ein Filter oder Sieb, insbesondere ein gerütteltes Ringsieb (32), von der rückgeführten Luft trennt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gut (1) vor dem Eintritt in die Meßvorrichtung (7) eine Auflockerungseinrichtung (8, 9, 9') durchläuft.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflockerungseinrichtung (8, 9, 9') aus Stäben (9) besteht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompensationseinrichtung für das Drehmoment der Meßvorrichtung (7) aus einer Tauchspule (28) und einem Permanentmagneten (28') besteht, deren eines Teil am Gehäuse (14) und deren anderes Teil in seitlichem Abstand von der Drehachse an dem Meßinstrument (15) fest angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Betriebsgröße, der die Kcmpensationskraft am Meßgerät (7) proportional folgen soll, eine Drehzahl (der Welle 40) ist, und daß die Einrichtung zur Erzeugung des dieser Drehzahl proportionalen Tauchspulenstrornes einen Impulsgeber (39) und ein Gerät aufweist, das je Impuls eine bestimmte Ladungsmenge durch die Tauchspule fließen läßt, wobei der Impulsgeber (39) eine mit der Führungsdrehzahl umlaufende Schlitzscheibe oder Lochscheibe

(41) ist, die das Licht entsprechender Lichtquellen (43, 44) abwechselnd auf zwei Fotozellen (F₁, F₂) fallen läßt, die zwei als Kaskade geschaltete Elektronenröhren (Ro₁, i?ö₂) steuern, wobei die Belichtung der ersten Zelle (F₁) zur Aufladung eines Kondensators (C₂) auf bestimmte

Spannung führt und die Belichtung der zweiten Zelle (F₂) zur Entleerung des Kondensators (C₂) über die Tauchspule (28) führt.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 026 543.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

609 509/139 2.66 © Bundesdruckerei Berlin