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Vorrichtungen für die Überwachung der vollständigen oder teilweisen
Entleerung von Schüttgutbehältem sind in verschiedenen Ausführungen bekannt. Insbesondere
ist bekannt, dazu mit radioaktiven Strahlenquellen zu arbeiten. Dabei verwirklicht
man im allgemeinen eine einfache Durchstrahlung der zunächst mit oberem Schüttgutzulauf
und unterem Schüttgutauslauf ausgerüsteten Schüttgutbehälter, wobei einer an geeigneter
Stelle angeordneten Strahlenquelle jeweils auf der anderen Seite des Schüttgutbehälters
ein Strahlungsempfänger zugeordnet ist. Als Strahlungsempfänger sind im allgemeinen
Zählrohre vorgesehen. Die bekannten Maßnahmen führen dann nicht zu hinreichender
Funktionssicherheit, wenn nach Maßgabe der tJberwachungsergebnisse der Funktionsablauf
ganzer Anlagen gesteuert werden soll, in den Schüttgutbehältern aber Brückenbildung
des Schüttgutes möglich ist oder Schüttgut sich festsetzen kann.
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Zur Messung von Mengenänderungen in Behältern ist bereits vorgeschlagen
worden, von verteilten Punkten her eine radioaktive Strahlung ungebündelt durch
den Behälter so zu schicken, daß sie im wesentlichen den gesamten Behälterraum durchdringt
und von der gesamten in diesem enthaltenen Stoffmenge, unabhängig von der Bewegung,
der Form und dem physikalischen Zustand des Stoffes sowie von der Form des Behälters,
absorbiert wird. Dazu sind auf der einen Behälterseite nach allen Seiten Strahlenquellen
und auf der anderen Behälterseite mehrere Strahlungsempfänger angeordnet. Die Anordnung
von mehreren Strahiungsempfängern dient dazu, den größten Teil der Strahlen zu erfassen,
die den Behälter durchdrungen haben. Zwischen den Strahlenquellen und den Strahlungsempfängern
besteht keine Zuordnung. Bei einer Minderung der Stoffmenge steht die resultierende
Intensitätsänderung der aus dem Behälter austretenden Strahlung in einer bestimmten
Beziehung zur Mengenänderung, während die Gesamtintensität der aufgefangenen Strahlung
eine Funktion der jeweiligen Stoffmenge darstellt (deutsche Patentschrift 1098729).
Solche Vorrichtungen werden zur Messung von Mengenänderungen benutzt, wenn der Einfluß
der Verteilung des sich im Behälter befindenden Stoffes ausgeschaltet werden soll.
Sie eignen sich also nicht dazu, die Verteilung des sich in dem Behälter befindenden
Stoffes zu messen.
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Zur Messung des Füllstandes von Behältern ist vorgeschlagen worden,
an gegenüberliegenden Behälterwänden über die Höhe mehrere Strahleuquellen und Strahlungsempfänger
verteilt anzuordnen. Jeweils eine Strahlenquelle bildet mit einem Teil der gegenüberliegenden-Strahlungsempfänger
eine Einheit. Jede dieser Einheiten überstreicht jeweils nur einen Teilbereich der
Höhe des Behälters. Zwischen diesen überstrichenen Teilbereichen befinden sich unüberwachte
Bereiche.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Vorrichtung
für die Überwachung der vollständigen oder teilweisen Entleerung von Schüttgutbehältern,
insbesondere von Fördergefäßen und von Bunkern bei Gefäßförderanlagen, zu schaffen,
die mit radioaktiven Strahlenquellen absolut funktionssicher arbeitet, die den gesamten
Schüttgutbehälter unter Vermeidung von toten Zonen kontrolliert und auch auf Brückenbildungen
sowie Ablagerungen des Schüttgutes anspricht.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung für die Überwachung der vollständigen
oder teilweisen Entleerung von gchüttgutbehältem mit oberem Schüttgutzulauf und
unterem Schüttgutauslauf, insbesondere von Fördergefäßen und von Bunkern bei Gefäßförderanlagen,
mit Hilfe von zwei oder mehreren auf einer Seite über die Höhen verteilt angeordneten
radioaktiven Strahlenquellen, von denen jeweils eine im Bereich des unteren Schüttgutauslaufes
angeordnet ist, und von zwei oder mehreren auf der gegenüberliegenden Seite entsprechend
über die Höhe verteilt angeordneten, den Strahlenquellen zugeordneten Strahlungsempfängern,
vorzugsweise Zählrohren. Die Erfindung besteht darin, daß jede Strahlenquelle einen
begrenzten und ausgerichteten Strahlungsaustrittswinkel besitzt, der die gesamte
mit Strahlungsempfängern belegte Höhe der gegenüberliegenden Seite überstreicht,
und die Strahlungsempfänger an eine elektronische Einrichtung zur integralen Auswertung
angeschlossen und/oder an eine Einrichtung zur differenzierten Abfragung der einzelnen
Strahlungsempfänger anschließbar sind. -Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht
man, daß der Schüttgutbehälter zunächst von der Strahleuquelle im Bereich des oberen
Schüttgutbehälterrandes und von der Strahlenquelle im Bereich des Schüttgutauslaufes
horizontal durchstrahlt wird; zusätzlich findet jedoch eine gleichsam diagonale
Durchstrahlung von der oberen Strahlenquelle zu dem untersten Strahlungsempfänger
und umgekehrt von der unteren Strahlenquelle zu dem am weitesten oben liegenden
Strahlungsempfänger statt, so daß eine vollständige Durchstrahlung des Schüttgutbehälters
unter Vermeidung von toten Zonen sichergestellt ist. Soll die Füllung und Entleerung
des Schüttgutbehälters mit Sicherheit überwacht werden und sollen dabei auch Brückenbildungen
oder Gutablagerungen mit festgestellt werden, so wird die Anordnung so getroffen,
daß die Reihe der Strahlungsempfänger hintereinandergeschaltet und an die elektronische
Einrichtung zur integralen Auswertung angeschlossen wird. Nach Anschluß von Meßgeräten
kann dann der Inhalt eines Bunkers ziemlich genau angegeben werden, wobei die bei
Bunkern mit besonderem Gut, z. B. Bergen, Sand, fast immer vorkommenden Anbackungen
des Fördergutes an den Seitenwänden des Bunkers mit erfaßt werden. Wünscht man Informationen
über den Füllungsgrad in partiellen Bereichen oder über die Stärke der Anbackungen
an den Seitenwänden, so ist die Anordnung so zu treffen, daß die einzelnen Strahlungsempfänger
an die Einrichtung zur differenzierten Abfragung der einzelnen Strahlungsempfänger
angeschlossen sind. - Die im Rahmen der Erfindung erforderlichen elektronischen
Einrichtungen für die integrale Auswertung bzw. die differenzierte Abfragung gehören
zum Stand der Technik und bedürfen daher im einzelnen nicht der Beschreibung.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird man, wenn es sich um ortsfeste
Bunker handelt, die Strahlenquellen und die zugeordneten Strahlungsempfänger im
allgemeinen außerhalb des Bunkers an diesem oder am zugeordneten Montagegestell
anbringen. Handelt es sich jedoch um die Ausführungsform für Gefäßförderanlagen
mit Füllstationen und Entleerstationen, in die das Fördergut einfährt, so sind die
radioaktiven Strahlenquellen und die zugeordneten Strahlungsempfänger zweckmäßigerweise
ortsfest
in den Stationen angeordnet, in die die Fördergefäße zum Zwecke der Entleerung bzw.
der Füllung einfahren, wobei sie bestimmte Positionen einnehmen, in denen sie mit
Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung überwacht werden.
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Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind vor allem darin
zu sehen, daß durch die besondere Anordnung der Strahlenquellen in Verbindung mit
Einrichtung zur Auswertung der gesamte Behälter ohne tote Zonen überwachbar ist
und daß neben einer Messung des Entleerungsgrades des Schüttgutbehälters auch eine
Kontrolle von Teilbereichen in beliebiger Höhe auf Brückenbildungen sowie Ablagerungen
des Schüttgutes durchgeführt werden kann.
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Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert; es zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen Schüttgutbehälter mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, F i g. 2 eine Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 1, bei der
der Schüttgutbehälter Fördergefäß einer Gefäßförderanlage ist.
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Die in den Figuren dargestellte Vorrichtung dient für die Überwachung
der vollständigen oder teilweisen Entleerung von Schüttgutbehältern 1 mit oberem
Schüttgutzulauf 2 und unterem Schüttgutauslauf 3. Im Ausführungsbeispiel nach den
Fig. 1 und 2 ist der obere Schüttgutzulauf 2 klappfrei offen, der untere Schüttgutauslauf
3 jedoch in beiden Fällen durch eine besondere Auslaufklappe4 geschlossen.
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Bei Fig. 1 handelt es sich um einen ortsfesten Bunker, der Teil der
Füllstation einer Gefäßförderanlage sein kann, in Fig. 2 handelt es sich um ein
Fördergefäß, welches sich in der Entleerstation einer Gefäßförderanlage befindet.
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Erfindungsgemäß sind zumindest im Bereich des oberen Schüttgutbehälterrandes
5 und im Bereich des Schüttgutauslaufes 3 an einer Seite des Schüttgutbehälters
1 radioaktive Strahlenquellen 6, 7 und an der gegenüberliegenden Seite des Schüttgutbehälters
1 entsprechende Strahlungsempfänger 8, vorzugsweise Zählrohre, angeordnet. Dabei
ist die Anordnung so getroffen, daß jeder Strahlungsempfänger 8 den beiden vorgenannten
Strahlenquellen zugeordnet ist, deren Strahlenaustrittswinkel entsprechend ausgebildet
ist. Dazu arbeitet man mit den üblichen Vorrichtungen und mit Blenden für die Bündelung
oder Begrenzung radioaktiver Strahlen. In die Figuren sind die Strahlenwege 9 eingetragen
worden. Man erkennt, daß der Schüttgutbehälter 1 im Bereich der oberen Strahlenquelle
6 zunächst im wesentlichen horizontal durchstrahlt wird, ebenso findet eine horizontale
Durchstrahlung im Bereich der unteren Strahlenquelle 7 statt. Zusätzlich wird jedoch
der Schüttgutbehälter gleichsam diagonal durchstrahlt, wie es die Figur durch die
Linie 10 andeutet.
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Zwischen den beiden Strahlenquellen 6 7 und den zugeordneten Empfängern
8 befindet sich folglich keine tote Zone mehr, in der durch die Meßvorrichtung unerfaßbare
Brückenbildung des Schüttgutes oder Schüttgutablagerung möglich wäre. Das gilt insbesondere
dann, wenn an der den radioaktiven Strahlenquellen 6, 7 gegenüberlieoenden Seite
des Schüttgutbehälters 1, wie in den F i g. 1 und 2 dargestellt, über die Höhe des
Schüttgutbehälters 1 verteilt eine Reihe von Strahlungsempfängern 8 ange-
ordnet
ist. - Man kann zusätzlich (was in den Zeichnungen nicht dargestellt ist) selbstverständlich
weitere Strahlenquellen und zugeordnete Strahlungsempfänger über die Höhe des Schüttgutbehälters
verteilt vorsehen, was insbesondere bei großen Bunkeranlagen zweckmäßig sein kann.
Es verringert sich der mögliche prozentuale Fehler der Meßgenauigkeit. Die Dosisleistung
eines Strahlers wird geringer, und man benötigt nicht mehr so große Schutzmaßnahmen
wie bei Strahlern mit größerer Dosisleistung.
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Im Ausführungsbeispiel ist dargestellt, daß die Reihe der Strahlungsempfänger
8 an eine elektronische Einrichtung 11 zur integralen Auswertung angeschlossen ist.
Diese elektronische Einrichtung 11 zur integralen Auswertung besitzt beispielsweise
ein einfaches Amperemeter für die Messung des Ausgangsstromes, wobei dem Ausschlag
des Amperemeters bei vollständig entleertem Behälter ein bestimmter Zahlenwert zugeordnet
sein kann. Nach Eichung der Instrumentenskala auf die Bunkergröße kann am Amperemeter
der jeweilige Bunkerinhalt abgelesen werden. Will man genaue Angaben über den Füllungsgrad
an bestimmten Stellen haben, so empfiehlt es sich, die Reihe der Strahlungsempfänger
8 an eine Einrichtung 13 zur differenzierten Abfragung der einzelnen Strahlungsempfänger
8 anzuschließen.
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Das ist in F i g. 2 strichpunktiert angedeutet worden.
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Selbstverständlich wird man bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
die üblichen Sicherheitsmaßnahmen treffen, um zu verhindern, daß beispielsweise
bei Schachtförderanlagen im Schacht befindliche Personen durch die Strahlen der
fest im Schacht angeordneten Strahlenquellen 6. 7 gefährdet werden. Dazu wird man
die Gehäuse der Strahlenquellen besonders ausbilden, beispielsweise Abdeckplatten
12 oder Stopfen vorsehen, die z. B. pneumatisch, elektropneumatisch od. ä. bedient
werden können. Dann sind beispielsweise bei eingeschalteter Gefäßförderung die Öffnungen
dieser Gehäuse der Strahlenquellen 6, 7 frei und gestatten einen Austritt der radioaktiven
Strahlen. Bei Abschalten der Gefäßförderungen schließen sich jedoch die Öffnungen
der Strahlenquellen 6, 7. Das kann durch Kontrollschalter kontrolliert werden, und
zwar derart, daß die Schaltungen für die Personen- oder auch Materialförderung erst
freigegeben werden, wenn diese strahlentechnischen Sicherheitsmaßnahmen erfüllt
sind.