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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels welcher
die Konsistenz hochviskoser oder pastöser Medien, insbesondere aber der Kristallisationszustand
beim Kochen des Sirups während der Zuckerherstellung bestimmt werden kann.
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Bekannte, zu unterschiedlichen Zwecken verwandte Viskosimeter weisen
einen in das zu messende Medium eingetauchten, von einem Antriebsmotor in Drehbewegung
versetzten Rührer auf und sind mit einer Meßeinrichtung für das zum gleichmäßigen
Drehen des Rührers benötigte Drehmoment ausgestattet. Diese bekannten Viskosimeter
werden z. B. in der Papierindustrie verwandt, um die Stoffdichte zu regeln. Die
an diese bekannten Geräte gestellten Anforderungen sind nicht sehr hoch. Sie werden
auch lediglich zur Erfassung eines bestimmten Konsistenzpunktes, nicht jedoch zur
Steuerung eines komplizierten Vorganges verwandt und sind deshalb nicht empfindlich
genug.
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Andererseits wird im rauhen Betrieb, z. B. einer Zuckerfabrik, bei
der fortlaufenden Messung, Aufzeichnung und Regelung der Konsistenz während eines
umfangreicheren Arbeitsprogrammes gleichzeitig eine mechanisch widerstandsfähige
Konstruktion verlangt, so daß die Vorrichtung auch bei besonder ungünstigen Betriebsverhältnissen
eingesetzt werden kann und zuverlässig arbeitet.
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Durch die Erfindung wird die gestellte Aufgabe, ausgehend von einer
bekannten Vorrichtung zum Messen der Konsistenz hochviskoser oder pastöser Medien
mit einem in dem zu messenden Medium eingetauchten, von einem Antriebsmotor in Drehbewegung
versetzten Rührer und mit einer Meßeinrichtung für das zum gleichmäßigen Drehen
des Rührers benötigte Drehmoment, dadurch gelöst, daß sich diese Meßeinrichtung
aus einem die Welle des Rührers und die Welle des Antriebsmotors verbindenden Kettentrieb
mit durchhängender Kette und einem an sich bekannten Meßsystem zum Messen der Kettenspannung,
bestehend aus einem gegen das angetriebene Kettentrumm nachgiebig angelegten Fühlerorgan
und einer auf die Stellung des Fühlerorgans ansprechenden Meßvorichtung, zusammensetzt.
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Es ist allerdings bereits bekannt, bei der Papierfabrikation den
Bahnzug der gespannten Papierbahn aus der Durchbiegung der Bahn zu bestimmen, welche
diese durch die Kraft einer angedrückten Pendelwalze erleidet. In ähnlicher Weise
hat man zum Messen und Regeln des Zuges an Maschinen mit durchlaufendem Material
bei ungleichmäßiger Laufgeschwindigkeit die Bahn abgelenkt und den Bahnzug an der
Ablenkstelle bestimmt. Beim Gegenstand der Erfindung werden diese Grundprinzipien
auf die Messung der Zugkraft im angetriebenen Kettentrumm angewandt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach, arbeitet mit nur wenig
Teilen und ist deshalb auch besonders zuverlässig und wenig störanfällig. Es hat
sich gezeigt, daß die Meßergebnisse so genau sind, daß sie sich unmittelbar zur
Regelung und Steuerung auch komplizierter Vorgänge eignen.
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Eine besonders einfache Ausführungsform ergibt sich dann, wenn das
Fühlerorgan unter Gewichtseinwirkung, vorzugsweise unter der Wirkung seines eigenen
Gewichts, auf dem oberen Kettentrumm der Antriebsvorrichtung anliegt. Man kann das
Fühlerorgan aber auch gegen das untere Kettentrumm über
eine Feder andrücken. Zweckmäßigerweise
befestigt man das von der durchhängenden Kette unmittelbar angetriebene Kettenrad
auf der Rührerwelle, um möglichst dicht an die eigentliche Meßstelle heranzukommen.
Man kann weiterhin das die Kette unmittelbar antreibende Kettenrad seinerseits auf
der Motorwelle befestigen, wobei die Kettenräder gleich groß sein können.
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Das Fühlerorgan selbst kann aus einem an einem schwenkbar gelagerten
ein- oder zweiarmigen Hebel drehbar gelagerten Kettenrad bestehen. Schließlich empfiehlt
es sich, in an sich bekannter Weise an eine Preßluftleitung eine Düse anzuschließen,
deren Ausströmwiderstand über die Stellung des Hebels verändert wird, sowie einen
pneumatischen Schreiber und bzw. oder ein pneumatisches Regelventil hieran anzuschließen.
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Schutz begehrt wird nur für die Gesamtheit der im Anspruch 1 beanspruchten
Merkmale.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel geschildert, das in
der Zeichnung in schematischer Darstellung wiedergegeben ist.
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In dem (nicht dargestellten) Medium ist ein Rührer 1 angeordnet,
der in der Zeichnung der Einfachheit halber als rechteckiges Gebilde wiedergegeben
ist. Die Welle 2 des Rührers ist durch ein (nichtldargestelltes) Gleitlager in der
Wandung des das zu messende Medium enthaltenden Behälters aus dem Behälter herausgeführt
und durch Stopfbuchse (ebenfalls nicht dargestellt) abgedichtet.
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An dem aus dem Behälter herausgeführten Ende der Welle 2 ist ein
Kettenrad 3 befestigt, das über eine locker aufgelegte, durchhängende Kette 14 mit
einem bei der dargestellten Ausführungsform gleich großen Kettenrad 4 verbunden
ist, das auf der Welle 5 des Antriebsmotors 6 befestigt ist. Als Antriebsmotor 6
wird vorzugsweise ein Getriebemotor mit einer Abtriebsdrehzahl von etwa 20 UpM verwendet.
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Der Motor 6 treibt den Rührer 1 mit gleichmäßiger Drehzahl an.
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Der angetriebene Teil, nämlich das Kettenrad 3, die Welle 2 und der
Rührer 1 bilden ein Bauelement, das an der Wandung des das Medium enthaltenden Behälters
(nicht dargestellt) befestigt ist. Das andere, aus dem Getriebemotor 6, der Welle
5 und dem Kettenrad 4 bestehende Bauelement kann ebenfalls an der Behälterwandung
befestigt sein.
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In dem oberen Trumm der Kette 14 greift ein kleines Kettenrad 7 ein,
das zwischen zwei Lagerarmen 8 a eines zweiarmigen Hebels 8 drehbar gelagert ist,
der um ein Drehlager schwenkbar ist.
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Auf dem Arm des Hebels 8, der nicht das Kettenrad 7 trägt, ist ein
Laufgewicht 9 verschiebbar angeordnet, durch dessen Stellung der Druck bestimmt
wird, mit dem das Kettenrad 7 auf der Kette anliegt.
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Durch Verstellung des Laufgewichtes 9 kann dieser Druck dem Konsistenzbereich
des zu messenden Mediums angepaßt werden.
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Über dem das Kettenrad 7 tragenden Arm des Hebels 8 ist eine verstellbare
Luftdüse 10 angeordnet, die über eine Leitung 11 mit einer Hauptzuluftleitung 12
verbunden ist, an die weiterhin ein pneumatischer Schreiber 13 und ein pneumatisches
Regelventil 15 angeschlossen sind.
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Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der
Kettenräder 3 und 4 etwa 100 mm und der Durchhang der Kette 4 etwa 70 mm.
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Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Motor 6
treibl
iiber die Welle 5, das Kettenrad 4, die Kette 14, das Kettenrad 3, und die Welle
2 den Rührer 1 mit einer Drehzahl von etwa 20 Uplvl an. Wenn das Medium, in welchem
sich der Rührer 1 bewegt, nun wenig konsistent ist, wie z. 13. Wasser, so wird das
obere Kettentrumm 14 durch das Gewicht des Hebelarmes 8 über das kleine Kettenrad
7 ganz nach unten gedrückt, wobei das untere Kettentrumm 14 gespannt wird. Ein Medium
mit höherer Konsistenz setzt der Drehbewegung des Rührers 1 einen größeren Widerstand
entgegen, wodurch sich das obere Kettentrumm 14 mehr spannt, so daß das Gewicht
des Hebels 8 mit dem Kettenrad 7 nicht mehr ausreicht, um entgegen der Spannung
der Kette 14 deren oberes Trumm ganz nach unten zu drücken, sondern nur noch ein
teilweises Durchdrücken des oberen Kettentrumms 14 unter entsprechendem Durchhängen
des unteren Kettentrumms 14 bewirken kann. Bei hochkonsistenter Behälterfüllung,
wie z. B. einem Zucker-Melasse-Gemisch, wird, weil sich der Rührerl nur sehr schwer
durch das Medium bewegt, das obere Kettentrumm bei locker durchhängendem unteren
Kettentiumm so weitgehend gespannt, daß der Druck des Hebels 8 auf die Kette 14
überwunden wird und somit der das Kettenrad 7 tragende Arm des Hebels 8 mit Hilfe
des kleinen Kettenrades 7 maximal angehoben wird.
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Die Neigung des Hebels 8 ist somit ein Maß für die Konsistenz des
Mediums. Sie kann mit Hilfe einer entsprechenden Skalenteilung abgelesen werden.
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Zum Registrieren der Werte und zum Regeln eines Herstellungsprozesses
für den Behälterinhalt ist es jedoch zweckmäßig, die Neigung des Hebels 8 mit Hilfe
der Luftdüse 10 in pneumatische Werte umzuformen. Zu diesem Zweck wird ein Luftstrom
von etwa 1,2 at durch die Hauptzuluftleitung 12 zum pneumatischen Schreiber 13 und
zum pneumatischen Regelventil 15 geführt. Die von der Hauptzuluftleitung 12 abgezweigte
Leitung 11 verbindet die verstellbare Luft düse 10 mit dem Luftstrom.
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Die Luftdüse 10 ist derart oberhalb des Hebels 8 angeordnet, daß
sie bei hochgeschwenktem Hebel, d. h. bei hohen Konsistenzwerten, geschlossen ist
und die gesamte Luftmenge zum Schreiberl3 und zum Regelventil 15 gelangt, während
bei abfallenden Konsistenzwerten der Hebel 8 die Luftdüse 10 freigibt, so daß Luft
entweichen kann und sich am Schreiber 13 und am Regelventil 15 ein Wert entsprechend
der Konsistenz des Behälterinhaltes einstellt.
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Durch die Veränderung der Länge der Hebelarme und durch Auswechseln
des Gewichtes oder durch Anordnen einer entsprechenden Feder und deren Einstellung
bzw. deren Auswechseln läßt sich der Meßbereich in weitem Umfang verändern und bzw.
oder verschieben, ohne daß hierdurch die Zuverläs-
sigkeit der Anzeige und die hohe
Meßgenauigkeit beeinträchtigt würde. An Stelle einer Luftsteuerung kann z. B. auch
eine Steuerung durch elektrische Organe erfolgen.