DE1924583A1

DE1924583A1 - Einrichtung zur periodisch sich wiederholenden Feuchtigkeitsmessung eines Schuettgutes

Info

Publication number: DE1924583A1
Application number: DE19691924583
Authority: DE
Inventors: Groeninger Dipl-Ing Kurd
Original assignee: Sina AG
Current assignee: Sina AG
Priority date: 1968-05-24
Filing date: 1969-05-14
Publication date: 1969-12-18
Also published as: CH471383A; FR2009256A1; NL6907999A; GB1237835A

Description

PATENTANWÄLTE

DR. CLAUS RSiiMLÄNDER 1 Q O / C Q ο

DIPL.- ING. KLAU3 BERNHARDT . ^NMJJO

D-8 MÜNCHEN 60 BACKERSTRASSE 3

Sina A.G., Zürich (Schweiz)

Einrichtung zur periodisch sich wiederholenden Feuchtigkeitsmessung eines Schüttgutes

Die vorliegende Erfindung "betrifft eine Einrichtung zur periodisch sich wiederholenden Feuchtigkeitsmessung eines
Schüttgutes, wobei der Vorgang der Messung insofern periodisch erfolgt, als z.B* bei einer Förderstrecke von einem
kontinuierlich geförderten Schüttgut in bestimmten Zeitabständen eine für die Messung bestimmte Teilmenge abgezweigt wird. Wenn man z.B. feststellen möchte, ob die restliche
Feuchte eines zu trocknenden Gutes den gewünschten Wert erreicht hat, so geht man von der in der Praxis weitgehend zutreffenden Annahme aus, dass zwischen der relativen Feuchte des Gutes und jener des umgebenden Gases sich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Die Messung der relativen Gleichgewichtsfeuchte basiert auf der Messung des Wasserdampfpartialdruckes, d.h. jeder wasserhaltige Stoff entwickelt an seiner Oberfläche einen mit seinem Wassergehalt propotionalen Dampfdruck. Dieser Dampfdruck erzeugt über der Oberfläche eine
entsprechend diesem Dampfdruck klimatisierte Grenzschicht.
Beim Gleichgewichtszustand wird die Feuchte des Gutes definitionsgemäss der relativen Feuchte des Gases, z.B. der Luft,
gleichgesetzt. Wenn man also die Grenzluftschicht als Feuchtigkeitsträger für die Messung benutzt, erlangt man eine Unabhängigkeit vom Schüttgewicht und von der Stoffzusammensetzung des Schüttgutes.

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Die bisher bekannten Messverfahren sind jedoch wegen der Abhängigkeit von verschiedenen Werten des Schüttgutes nicht in gleicher Weise geeignet. Bei der bekannten elektrischen Widerstandsmessung besteht eine Abhängigkeit von der Materialzusammensetzung, der statischen Ladung, dem Anpressdruck der Elektroden, der Temperatur, dem Schüttgewicht, der Schüttung und der Teilchengrösse. Bei der ebenfalls bekannten Methode der Dielektrizitätskonstantenmessung besteht eine Abhängigkeit von den gleichen vorgenannten Grossen, mit Ausnahme des Anpressdruckes der Elektroden und der statischen Ladung. Diese Messmethode ist ausserdem relativ teuer. Bei der ausserdem noch verwendeten Absorptionsmethode besteht eine Abhängigkeit von der Materialstruktur, der Farbe, der Teilchengrösse, dem Schuttgewicht, der Schüttung und der Wärmetönung, worüber hinaus auch diese Methode relativ teuer ist.

Zweck und Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Feuchtigkeitsmessung eines Schüttgutes zu schaffen, bei der all die genannten messwertfremden Parameter auf die Messwertbildung keinen Einfluss haben. Es soll ferner eine präzise Feuchtigkeitsmessung an mit herkömmlichen Methoden bisher schwer oder nicht kontinuierlich zu messenden Material!en,wie Flocken, Granulate, Pulver, Würfel, Späne, Stäbchen, Schnitzel und Körner aller Art, geschaffen werden, wobei auch eine Unabhängigkeit von der Konstruktionsweise des jeweiligen Fördergerätes, von der Fördermenge und von der Förderart, z.B. einer pneumatischen Förderung, erzielt werden soll. Ferner soll damit eine unmittelbare Ueberwachung und eventuell eine Steuerung und Regelung kontinuierlicher Prozesse, wie Trocknung, Befeuchtung, Herstellungs- und Transportprozesse mög- .. lieh gemacht werden. Schliesslich kann eine periodisch durchgeführte Messung die sehr arbeitsintensiven Einzelprobenmessungen hinfällig machen. _v , _Γ .

Die Einrichtung gemäss der Erfindung ist dadurch.'gekennzeichnet, dass mindestens ein mit mindestens einem Teil des Schüttgutes zu füllender und die Beeinflussung durch die um- :

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gebende Luftfeuclrte abschirmender Behälter mit Mitteln zum selbsttätigen Entleeren des Schüttgutinhaltes und zum Reinigen des Behälters versehen ist und dass für den Behälterinnenraum eine Feuchtemesstrecke vorgesehen ist. Insbesondere durch die örtliche Trennung des Messbehälters von einem eigentlichen Auswertegerät, z.B. einer Anzeige- und Registriereinheit, kann die Unabhängigkeit von der Konstruktionsweise des Fördergerätes, der Fördermenge und der Förderart erst erzielt werden. Oertlich-zeitliche Inhomogenitäten der Feuchtigkeit im Schüttgut, welche mess- und regeltechnisch nicht interessieren, weil sie sich in der Verpackung und/oder anschliessenden Lagerung ausgleichen werden, können je nach Grosse des Messbehälters und der Füllzeit des Behälters ausgeglichen werden. Einzig die Temperatur beeinflusst die relative Feuchte, und zu diesem Zweck kann die Feuchtigkeitsmessung in Kombination mit einer Temperaturmessung durchgeführt werden.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Verwendung der Einrichtung zur Regelung des Feuchtezustandes eines geförderten Schüttgutes.

Die Feuchtigkeitsmessung kann mit einer Temperaturmessung kombiniert werden. Normalerweise schwankt die Temperatur jedoch nur in solchen Grenzen, dass sie vernachlässigt werden kann und nur kontrollhalber mitgemessen wird. Trifft dies jedoch nicht zu, so kann sie auch"durch geeignete Verfahren herauskompensiert werden. Damit ist es je nach Wunsch möglich, eine Anzeige in Prozent relativer Feuchte, Gleichgewichtsfeuchte oder in Prozent Wassergehalt zu erhalten.

Ein Ausführungsbeispiei der erfindungsgemässen Einrichtung wird nachfolgend anhand der Beschreibung und der zugehörigen Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf die Messplatte mit dem an der Vorderseite derselben angeordneten Schliess- und Oeffnungs-Zylinder für den an der rückwärtigen Seite der Platte angeordneten Behälter mit der Feuchtemessonde;

Fig. 2 zeigt die Messplatte gemäss Fig. 1 in Seitenansicht ;

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Fig. 3 zeigt ein Schaltschema der Einrichtung mit einer örtlich getrennten Messplatte I und einem Steuerungsteil II und einem Auswertegerät III, die elektrisch miteinander verbunden sind.

Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Messplatte trägt auf der einen Seite in einem gewissen Abstand den Behälter 1 für die Feuchtemessung, dessen Boden als Klappe 2 ausgebildet ist und in dessen obere Oeffnung eine Ausblasdüse 3 hineinragt, welche Düse von einer Abzweigung 4 mit luft versorgt wird, von der auch gleichzeitig Druckluft in einen auf der anderen Seite der Messplatte angeordneten Druckluftzylinder 5 gelangt. Das

™ Ausblasen des Behälters und das Oeffnen desselben mittels der Bodenklappe 2 geschieht bei Zufuhr von Druckluft gleichzeitig, wobei eine Kolbenstange 6 des Zylinders 5 sich nach unten bewegt und mittels einer Kurbelwange 7 einer Welle 8 eine Drehbewegung erteilt, die bei 9 in der Messplatte drehbar gelagert ist. Die Feuchtemessonde 10 oder auch der Geber ist innerhalb des Behälters 1 angeordnet.

Ih Fig. 3 sind die vier miteinander verknüpften Funktionen der örtlich getrennt angeordneten Messplatte dargestellt, wobei der Behälter mit der Feuchtemessonde oder dem Geber mit dem Auswertegerät in Verbindung steht und die luftabzweigung über ein elektrisch gesteuertes Druckluftventil 15 und eine

k Druckluftregulierstation 16 mit dem Steuerungsteil verbunden ist.

Bei Durchführung der Feuchtigkeitsmessung fällt das Schüttgut in den Messbehälter 1, wobei die Fülldauer durch einen Zeitintervallgeber 116 des Auswertegerätes bestimmt wird und durch verschiedene Einstellung dem Materialanfall angepasst werden kann. Nach erfolgter Füllung wird vom Zeitintervallgeber 116 über einen bei Vorhandensein von mehreren Messtellen erforderlichen Messtellenumschalter 111 und das Relais 110 eine erste· Messtelle am Auswertegerät eingeschaltet. Die Feuchtemesssonde 10 auf der Messplatte gibt entsprechend der Feuchtigkeit ein veränderliches Signal auf einen Verstärker 113 im Auswerte-

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gerät, und dieses wird verstärkt auf einen Servomotor 114 weitergeleitet, der seinerseits die Anzeige- und Registriereinheit 115 am Auswertegerät verstellt. Der Feuchtigkeitswert kann dabei direkt abgelesen und zugleich auf Wachspapier registriert werden. Die Messdauer wird durch einen Zeitintervallgeber 11? bestimmt. Nach erfolgter Messung lassen der Zeitintervallgeber 117 und der Messteilenumschalter 111 das Relais 110 wieder abfallen. Ein Transistorschalter 18 zieht dann ein Relais 19 an, wodurch ein Druckluftventil 15 geöffnet wird. Die von einer Druckluftregulierstation 16 kommende Druckluft kann nun über die Abzweigung 4 verteilt werden, wodurch einerseits die Klappe 2 zum Oeffnen des Behälters 1 geschwenkt wird und das Schüttgut aus dem Behälter entleert wird und dieser andererseits gleichzeitig über die Ausblasdüse 3 gereinigt wird. Das Relais 19» das zeitlich über dem Transistorschalter 18 gesteuert wird, fällt ab und bewirkt das Schliessen des Druckluftventils 15. Dadurch wird auch der Behälter 1 wieder mittels der Klappe 2 geschlossen. Das Einfüllen des Schüttgutes in den Behälter kann nun wieder von neuem beginnen. Der Steuerungsteil und das Auswertegerät sind normalerweise in einen Apparateschrank eingebaut.

Mit dieser Feuchtigkeitsmessmethode lassen sich Messresultate von einer Genauigkeit erzielen, die vergleichbar ist mit der Trockenschrankmethode, jedoch stehen die Resultate 10 bis 20 mal schneller zur Verfügung.

Die Einrichtung und die damit erzielbare Messmethode kann in verschiedener Weise abgewandeltwerden, die Grosse und Form der Messbehälter und die damit verbundene Mechanik kann im Hinblick auf das zu messende Schüttgut variiert werden, ferner kann die Anzahl der Messteilen unterschiedlich sein. Weitere Varianten sind möglich bezüglich der Ausnutzung der elektrischen Schaltvorgänge zur Anzeige des Schaltzustandes, der Messteilennummer, der Messgrösse (Feuchtigkeit, Temperatur), und zur Ausserbetriebsetzung der ganzen Messvorrichtung und/oder Alarmierung, wenn der Messbecher nach einer voreinstellbaren Zeit nicht gefüllt ist, d.h. bei einer ungenügen-

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den Material- oder Schüttgutmenge. zu diesem Zweck kann am Messbehälter eine Niveaukontrolle mit elektrischem Ausgang, angeordnet werden.

Es ist ferner auch möglich, das Entleeren des Schüttgutinhaltes aus dem. oben offenen und ohne Bodenklappe, d.h. mit festem Boden versehenen Behälter lediglich mit einer Druckluftleitung durchzuführen, deren ausströmende Druckluft eine vom Behälterboden zur offenen Behälteroberseite gerichtete, das Schüttgut mit sich fördernde Luftströmung erzeugt, wobei die Luftleitung im Bereich des Behälterbodens an dessen Rand oder auch im Zentrum so angeordnet ist, dass ein aufwärts gerichteter Luftwirbel entsteht, oder die Luftleitung in den Behälter frei von oben hineinragt und die am Boden umgelenkte Druckluft den Inhalt mit sich nach oben reisst.

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Claims

Patentansprüche

M.j Einrichtung zur periodisch sich wiederholenden Feuchtigkeitsmessung eines Schüttgutes, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein mit mindestens einem Teil des Schüttgutes zu füllender und die Beeinflussung durch umgebende Luftfeuchte abschirmender Behälter mit Mitteln zum selbsttätigen Entleeren des Schüttgutinhaltes und zum Reinigen des Behälters versehen ist und dass für den Behälterinnenraum eine Feuchtemesstrecke vorgesehen ist.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangssignal der Feuchtemesstrecke elektrisch ist.
3. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtemesstrecke eine Feuchtemesssonde mit einem feuchtigkeitsabhängigen elektrischen Widerstand ist.
4. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3> dadurch gekennzeichnet, dass die Feuchtemesstrecke aus einem nach dem Absorptionsverfahren arbeitenden Gerät besteht.
5. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum selbsttätigen Entleeren des Schüttgutinhaltes eine den Behälterboden bildende bewegbare Klappe und eine in die Behälterfüllöffnung hineinragende Ausblasdüse aufweisen.
6. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, dass zur pneumatischen Bewegung der Behälterboden-Klappe ein Druckluftzylinder vorgesehen ist.

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7. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Druckluftzylinder und die Ausblasdüse über eine gemeinsame, sich zur Düse und zum Zylinder verzweigende Druckluftleitung an ein elektrisch gesteuertes Druckluftventil angeschlossen sind.
8. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter und der Druckluftzylinder beidseitig einer Platte angeordnet sind, und eine Welle zur Bewegung der Behälterboden-Klappe wie auch die zur Behälteröffnung führende Luftleitung sich durch die Platte hindurch erstrecken.
9. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch ge-, kennzeichnet, dass die Feuchtemesstrecke einen Temperaturgeber enthält. .
10. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 9» dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zum selbsttätigen Entleeren des Schüttgutinhaltes aus dem oben offenen Behälter aus einer Druckluftleitung besteht, und die aus dieser ausströmende Druckluft eine vom festen Behälterboden zur offenen Behälteroberseite gerichtete, das Schüttgut mit sich fördernde Luftströmung erzeugt.
11. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung im Bereich des.Behälterbodens angeordnet ist.
12. Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftleitung von oben frei in den Behälter hineinragt.
13. Verwendung der Einrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, bei der Regelung des Feuchtezustandes eines geförderten Schüttgutes.

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