DE1598911C - Vorrichtung zum Messen der Konsistenz hochviskoser oder pastoser Medien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mittels welcher die Konsistenz hochviskoser oder pastöscr Medien, insbesondere aber der Kristallisationszustand beim Kochen des Sirups während der Zuckerherstellung bestimmt werden kann.

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.

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 besonders ungünstigen Betriebsverhältnissen eingesetzt werden kann und zuverlässig arbeitet.

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.

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.

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 sjch unmittelbar zur Regelung und Steuerung auch komplizierter Vorgänge eignen. ■

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.

Das Fühlerorgan selbst kann aus einem an einem

ίο 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 Ausslrömwiderstand über die Stellung des Hebels verändert wird, sowie einen pneumatischen Schreiber und bzw. oder ein pneumatisches Regelventil hieran anzuschließen.

Schutz begehrt wird nur für die Gesamtheit der im Anspruch 1 beanspruchten Merkmale.

Die Erfindung ist an einem Ausfiihrungsbeispiel geschildert, das in der Zeichnung in schematischcr Darstellung wiedergegeben ist.

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 (nicht dargestelltes) Gleitlager in der Wandung des das zu messende Medium enthaltenden Behälters aus dem Behälter herausgeführt und durch Stopfbuchse (ebenfalls nicht dargestellt) abgedichtet.

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. Der Motor 6 treibt den Rührer 1 mit gleichmäßiger Drehzahl an.

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.

In dem oberen Trumm der Kette 14 greift ein kleines Kettenrad? ein, das zwischen zwei Lagerarmen Sa eines zweiarmigen Hebels 8 drehbar gelagert ist, der um ein Drehlager D schwenkbar ist. 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. Durch Verstellung des Laufgewichtes 9 kann dieser Druck dem Konsistenzbereich des zu messenden Mediums angepaßt werden.

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.

Bei der dargestellten Ausführungsform beträgt der Durchmesser der Kettenräder 3 und 4 etwa 100 mm und der Durchhang der Kette 4 etwa 70 mm.
Die Vorrichtung arbeitet wie folgt: Der Motor 6

treibt über 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 UpM an. Wenn das Medium, in welchem sich der Rührer 1 bewegt, nun wenig konsistent ist, wie z.B. Wasser, so wird das obere Kettentrumm 14 durch das Gewicht des Hebelarmes 8 über das kleine Kettenrad 7 ganz nach unten gedruckt, 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 Kettenirumms 14 bewirken kann. Bei hochkonsistenter Behällerfüllung, wie z. B. einem Zucker-Melasse-Gemisch, wird, weil sich der Rührer 1 nur sehr schwer durch das Medium bewegt, das obere Kettentrumm bei locker durchhängendem unteren Kettentrumm so weitgehend gespannt, daß der Druck des Hebels 8 auf die Kette 14 überwunden wird und somit der das Kettenrad? tragende Arm des Hebels 8 mit Hilfe des kleinen Kettenrades 7 maximal angehoben wird.

Die Neigung des Hebels 8 ist somit ein Maß für die Konsistenz des Mediums. Sie kann mit Hilfe einer entsprechenden Skalenteilung abgelesen werden.

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 Luftdüse 10 mii dem Luftstrom.

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 Schreiber 13 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.

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 Zuverlässigkeit der Anzeige und die hohe Meßgenauigkeit beeinträchtigt würde. An Stelle einer Luftsteuerung kann z. B. auch eine Steuerung durch elektrische Organe erfolgen. .

Claims (8)

Patentansprüche:

1. 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 Riihrers benötigte Drehmoment, dadurch gekennzeichnet, daß sich diese Meßeinrichtung aus einem die Weile (2) des Rührers (1) und die Welle (5) des Antriebsmotors (6) verbindenden Kettentrieb (3. 4, 14) mit durchhängender Kette (14) und einem an sich bekannten Meßsystem zum Messen der Kettenspannung, bestehend aus einem gegen das angetriebene Kettentruirim nachgiebig angelegten Fühlerorgan (7) und einer auf die Stellung des Fühlerorgans (7) ansprechenden Meßvorrichtung (8, 10, 11, 12, 13), zusammensetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Fühlerorgan (7) unter Gewichtseinwirkung, vorzugsweise unter der Wirkung seines Eigengewichtes, auf dem oberen Kettentrumm aufliegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine das Fühlerorgan (7) gegen das untere Kettentrumm drückende Feder.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das von der durchhängenden Kette (14) unmittelbar angetriebene Kettenrad (3) auf der Rührwelle (2) befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Kette (14) unmittelbar antreibende Kettenrad (4) auf der.Motorwelle (5) befestigt ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kettenräder (3 und 4) gleich groß sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das. Fühlerorgan (7) aus einem an einem schwenkbar gelagerten ein- oder zweiarmigen Hebel (8) drehbar gelagerten Kettenrad (7) besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise an eine Preßluftleitung (12) eine Düse (10), deren Ausströmwiderstand über die Stellung des Hebels (8) verändert wird, sowie ein pneumatischer Schreiber (13) und/oder ein pneumatisches Regelventil (15) angeschlossen sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen