DE1940425A1

DE1940425A1 - Mass flow meter

Info

Publication number: DE1940425A1
Application number: DE19691940425
Authority: DE
Inventors: Fritz Kaiser
Original assignee: Alpine AG
Current assignee: Alpine AG
Priority date: 1969-08-08
Filing date: 1969-08-08
Publication date: 1971-02-18
Also published as: DE1940425B2

Description

Bes chreibung Mas senflußmeßgerät Die Erfindung bezieht sich auf ein zur Messung eines Schüttgutstromes dienendes Gerät, bei dem der Schüttgutstrom in einem von einem Motor getriebenen Schleuderrad beschleunigt wird und das Rückdrehmoment des Motors gemessen wird. Dieses Rückdrehmoment ist nach dem Impulssatz ein genaues Maß' für den momentanen Massenfluß. Die Erfindung betrifft eine vorteilhafte Ausbildung eines solchen Gerätes.Description Mass flow meter The invention relates to a for measuring a bulk material flow device, in which the bulk material flow in a centrifugal wheel driven by a motor is accelerated and the reverse torque of the motor is measured. According to the law of impulses, this back torque is an exact one Measure for the instantaneous mass flow. The invention relates to an advantageous embodiment such a device.

Bei einem bekannten Meßgerät dieser Art (Bauart: Wallace & Thiernan) sind Motor und Schleuderrad mit senkrechter Achse angeordnet. Das hat den Vorteil, daß Zu- und Abfluß des Gutes zum bzw. vom Schleuderrad vJollkommen symmetrisch sind und daß bei ihrer Gestaltung keine verfahrenstechnischen Probleme auftreten. Dieses bekannte Gerät weist aber wesentliche Nachteile suf: a) Das Gerät wird baulich sehr groß, da das Gut allseitig um den Motor herumgeleitet werden muß, b) Die reibungsfreie Lagerung des Motors mit dem von ihm getragenen Schleuderrad ist schwierig, da ie entweder fliegend erfolgen muß oder die Antriebswelle des Schleuderrades zwischen Motor und Schleuderrsd umfausen muß.In a known measuring device of this type (type: Wallace & Thiernan) the motor and blower wheel are arranged with a vertical axis. That has the advantage, that the inflow and outflow of the material to and from the centrifugal wheel are perfectly symmetrical and that no procedural problems arise in their design. This known device has significant disadvantages suf: a) The device is structurally very great, because the goods must be routed around the motor on all sides, b) the frictionless Storage of the motor with the centrifugal wheel carried by it is difficult because ie either must be done on the fly or the drive shaft of the centrifugal wheel between Motor and Schleuderrsd must be dismantled.

c) Der Platz um den Motor herum zur Kühlluftführung, Momentenmessung und biegsamen Stromzufuhr ist sehr knapp. c) The space around the engine for cooling air ducting, torque measurement and flexible power supply is very scarce.

Ziel der Erfindung ist ein Massenflußmeßgerat ohne diese Nachteile. Zur Erreichung dieses Zieles sieht die Erfindung deshalb bei einem Massenflußmeßgerät für Schüttgüter mit einem vom Gut durchflossenen Schleuderrad, das von einem Motor angetrieben wird, dessen Rückdrehmoment gemessen wird, eine horizontale oder vorzugsweise eine unter etwa 45° zur florizontalen geneigte Lage der Achse, einen schräg zur Achse liegenden Einlaufschacht und eine Schwenklagerung des Motors beidseitig der schwenkbaren Bauteile vor.The aim of the invention is a mass flow meter without these disadvantages. To achieve this goal, the invention therefore relates to a mass flow meter for bulk goods with a centrifugal wheel through which the material flows and which is operated by a motor is driven, the back torque is measured, a horizontal or preferably one at about 45 ° to the horizontal inclined position of the axis, one oblique to the Infeed shaft lying on the axis and a swivel bearing of the motor on both sides of the pivotable components.

Durch die Vereinigung dieser drei Merkmale werden die drei oben genannten Nachteile des bekannten Meßgerätes beseitigt: Zu a) Das Gerät wird kleiner, da das Gut nur einseitig an dem Motor vorbeigeführt werden muß.By combining these three characteristics, the three above become Disadvantages of the known measuring device eliminated: To a) The device is smaller because the Well only one side of the engine has to be passed.

Zu b) Der Motor kann zweiseitig in seiner Achse gelagert werden, da der schrage Einlaufschacht hierfür Platz gibt. Regarding b) The motor can be stored on both sides in its axis, because the inclined inlet shaft provides space for this.

Zu c).Da der Motor nur auf seiner Vorderseite und evtl. einem Teil seiner Unterseite vom Gehäuse umschlossen ist, bleibt beliebig Platz für die erwähnten Hilfseinrichtungen, die dadurch solide, billig und genau ausgeführt werden k8nnon. To c). Since the engine is only on its front and possibly a part its underside is enclosed by the housing, there is any space left for the mentioned Auxiliary facilities that can be made solid, cheap and accurate as a result.

Die schräglage der Achse betrugt vorzugsweise etva 45 , jedoch ist im Grenzfall auch eine horizontale Achse noch vorteilhaft.- Eine Lage der Achse unter etwa 45° zur Horizontalen stellt nämlich den besten Kompromiß dar zwischen den beim Entwurf zu beachtenden Einflußgrößen: Rutschwinkel im Guteinlaufschacht - Größe des Schleuderrades, dadurch bestimmt, daß es den Guteinlaufschacht mit seiner Eintrittsöffnung umschlieXen muß - Größe des Auffanggehäuses - Vermeidung des Rückpralles ausgeschleuderten Gutes ins Schleuderrad - Größe und Gewicht der Motoraufhängung.The inclination of the axis was preferably about 45, but is In the borderline case, a horizontal axis is also advantageous. One position of the axis under about 45 ° to the horizontal represents the best compromise between the at Draft influencing factors to be considered: slip angle in the material inlet shaft - size of the centrifugal wheel, determined by the fact that it is the material inlet shaft with its inlet opening must enclose - size of the collecting housing - avoid the rebound ejected Good things go into the centrifugal wheel - size and weight of the motor mount.

Daß die Gutzufuhr zum Schleuderrad nicht mehr symmetrisch i8t g bringt keine Nachteile, denn das Schleuderrad ist schon aus anderen ründen (siehe oben) so groß, daß auch bei einseitiger Beaufschlagung die erforderliche Gutmenge durchgesetzt werden kann. Die exzentrische Lage der Beschleunigungskraft ist bedeutungslos, da ja die Schwenkachse des Motors in seiner Drehachse liegt.That the material supply to the centrifugal wheel is no longer symmetrical no disadvantages, because the centrifugal wheel is already out of other reasons (see above) so large that the required amount of material is enforced even with unilateral exposure can be. The eccentric position of the acceleration force is meaningless because yes the swivel axis of the motor lies in its axis of rotation.

Die drei oben genannten Merkmale des erfindungsgemaßen Massenflußmeßgerätes bedingen einander gegenseitig: Erst durch die Schrägstellungder Achse kann ohne Überschreitung des Rutschwinkels der Guteinlaufschacht so schrag angeordnet werden, daß unter Einhaltung einer tragbaren Baulange das einlaufseitige Schwenklager des Motors in seiner Achse vor dem Guteinlaufschacht angeordnet werden kann.The three above-mentioned features of the mass flow meter according to the invention are mutually dependent: only through the inclined position of the axis can without If the slip angle is exceeded, the material inlet shaft should be arranged at an angle so that that while maintaining a portable length the inlet-side pivot bearing of the Motor can be arranged in its axis in front of the material inlet shaft.

Die Schwenklagerung des Motors kann vorteilhaft dadurch erfolgen, daß der Motor an einem Tragrahmen aufgehängt wird, der den Guteinlaufachacht ein-oder zweiseitig umfaßt und einmal auf der Motorrßckseite und einmal vor dem Guteinlaufschacht in der Motorachse gelagert ist. Der genannte Tragrahmen trägt gleichzeitig den Abgriff für das Momentenmeßgerät, Tariergewichte, Anschläge und die biegsame Stromzufuhr zum Motor.The motor can be swiveled advantageously by that the motor is suspended on a support frame that the Guteinlaufachacht one or Enclosed on both sides and once on the back of the engine and once in front of the material inlet shaft is stored in the motor axis. Said support frame also carries the tap for the torque measuring device, tare weights, stops and the flexible power supply to the engine.

Die Lagerung kann gemäß weiterer Ausbildung der Erfindung vorteilhaft in BreNsfedergelenken erfolgen, da diese reibungsfrei und baulich klein sind Solche Gelenke sind heute in sehr guter Ausführung auf dem Markt. The storage can be advantageous according to a further embodiment of the invention take place in spring hinges, as these are friction-free and structurally small Joints are very well designed on the market today.

Der mit dem Meßgerät beherrschte Güterkreis umfaßt Schüttgüter jeder Art, sofern sie nur so kleinstückig sind, daß sie das Schleuderrad ohne Störung, durchfließen können und so unempfindlich sind, daß der Aufprall an das Gehause mit der Umfangsgeschwindigkeit des Schleuderrades keine Beschädigung verursacht. Aueh Flüssigkeiten können ebenso gemessen werden, sofern sie in teilgefüllten Leitungen fließen, so daß das Gehause des Meßgerätes mit Dampf oder Luft gefüllt ist. Flüssigkeiten in gefüllten Rohrleitungen können dagegen nicht ohne besondere Vorkehrungen gemessen werden, da sich das Gehãuse mit Flüssigkeit füllt, wodurch zusätzlich unkontrollierbare Heibungs-und Rückflußmomente auftreten. The goods group controlled with the measuring device includes bulk goods everyone Type, provided that they are so small that they can damage the impeller without interference, can flow through and are so insensitive that the impact on the housing with the peripheral speed of the impeller does not cause any damage. Ahh Liquids can also be measured, provided they are in partially filled lines flow so that the housing of the measuring device is filled with steam or air. liquids In filled pipelines, on the other hand, measurements cannot be taken without special precautions because the housing fills with liquid, which also causes uncontrollable Heat and reflux moments occur.

Die Unfangsgeschwindigkeit des Schleuderrades betragt vorteilhaft etwa 10 bis 20 m/sec, denn so bleiben Kraftverbrauch, Gutbeschadigung und Ventilatorwirkung klein und Durchsatz und Rückdrehmoment trotzdem befriedigend hoch. The maximum speed of the centrifugal wheel is advantageous about 10 to 20 m / sec, because this is how power consumption, damage to the goods and the fan effect remain small and throughput and reverse torque nevertheless satisfactorily high.

Das Rückdrehmosent des Motors, das in an sich bekannter Weise nach einer der vielen Möglichkeiten, die die moderne Meßtechnik bietet, gemessen wesden kann, ist ein genaues Maß für den momentanen Massendurchfluß des Gerätes. Das Signal des Meßgerät es kann angezeigt, geschrieben, als Meßwert eines Reglers benutzt und jeder Art der Datenverarbeitung, insbesondere Integration, zugeführt werden. The Rückdrehmosent of the engine, which in a known manner after one of the many possibilities that modern measuring technology offers, was measured is an exact measure of the instantaneous mass flow rate of the device. The signal of the measuring device it can be displayed, written, used as a measured value of a controller and any type of data processing, especially integration.

Eine Eigenart des erfindungegemäßen Meßgerät es ist, daß auch die Masse der durchfließenden Luft mitgemessen wird. Dies kann entweder dazu ausgenutzt werden, in pneumatischen Förderleitungen den Luftdurchsatz zu messen, indem der Gutdurchsatz auf andere Art allein gemessen und die Differenz gebildet wird, oder, falls der Luftdurchsatz sich mit dem Gutdurchaatz nur wenig andert, kann er austariert oder durch eine Schleuse verhindert werden.It is a peculiarity of the measuring device according to the invention that the Mass of air flowing through is also measured. This can be either can be used to measure the air throughput in pneumatic conveying lines, by measuring the throughput in a different way alone and calculating the difference or, if the air throughput changes only slightly with the throughput of material, it can be balanced or prevented by a sluice.

In der Zeichnung ist in einem schematischen Längsschnitt ein erfindungsgemäßes Mass enflußgerät dargestellt.In the drawing, in a schematic longitudinal section, an inventive Mass flow device shown.

Der Synchronmotor 1 in normaler Fußausführung ist an dem schwenkbaren Tragrahmen 2 befestigt und in seiner Drehachse auf den beiden Schwenklagern 3 und - hier einbaufertige Kreuzfedergelenke mit zylindrischer Außenkontur -gelagert. Der Motor 1 treibt das Schleuderrad 5 mit den ventilatorartigen Schaufeln 6. Das Gut wird über den Guteinlaufschacht 7 aufgegeben, durchwandert das Schleuderrad 5 und prallt dann gegen die konische Fläche 8 des Gehäuses 9, deren Winkei so gewahlt ist> daß es nicht an das Schleuderrad 5 zurückprallen kann. Das Gut verläßt dann das Gehäuse durch den Auslaß 10.The synchronous motor 1 in normal foot design is on the pivotable Support frame 2 attached and in its axis of rotation on the two pivot bearings 3 and - here ready-to-install cross-spring joints with cylindrical outer contour -bearing. The motor 1 drives the impeller 5 with the fan-like blades 6. Das Good is fed in via the good inlet chute 7 and the centrifugal wheel wanders through it 5 and then hits the conical surface 8 of the housing 9, the angle of which has been chosen is> that it cannot bounce back on the centrifugal wheel 5. The estate then leaves the housing through the outlet 10.

Der Rotor erleidet nach dem Impulssatz ein Rückdrehmoment, das am Hebel 12 abgegriffen, von der Kraftmeßdose 11 gemessen und z.B. als Einheitsdruck zur beliebigen weiteren Verwendung ausgegeben wird.After the pulse set, the rotor suffers a back torque that occurs on Lever 12 tapped, measured by load cell 11 and, for example, as a unit pressure is issued for any further use.

Die Durchführung der Welle durch das Gehäuse ist durch eine geeignete reibungsfreie Dichtung - hier ein luftgespültes Labyrinth 13 - gegen Gutaustritt geschützt.The implementation of the shaft through the housing is through a suitable friction-free seal - here an air-flushed labyrinth 13 - against leakage of material protected.

Der Tragrahmen 2 tr ferner diQ Tariergewichte 14 und 15, durch die der Schwerpunkt des schwenkbaren Teiles in seine Drehachse 3 - 4 verlegt wird und gegebenenfalls das Leerlaufmoment durch Luftreibung und Luftdurchsatz des Schleuderrades ausgeglichen wird.The support frame 2 tr also diQ tare weights 14 and 15, through which the Center of gravity of the pivotable part in its axis of rotation 3 - 4 is relocated and, if necessary, the idling torque due to air friction and air flow of the centrifugal wheel is compensated.

Die leicht biegsamen Drähte 16 dienen zur Stromzufuhr des Motors 1. Da sie in der gezeigten Anordnung die Achse 3 - 4 kreuzen, ist das von ihnen verursachte Störmoment das kleinstmögliche. Die Anschlagpuffer 17 begrenzen den Ausschlag des Tragrahmens 2.The slightly flexible wires 16 are used to supply power to the motor 1. Since they cross the axis 3 - 4 in the arrangement shown, this is caused by them Disturbance torque the smallest possible. The stop buffers 17 limit the deflection of the Support frame 2.

Claims

Expectations

Mass flow meter for bulk goods with one through which the goods flow Centrifugal wheel, which is driven by a motor, whose back torque is measured is, g e k e n n z e 1 c h n e t by a horizontal or preferably under Axis 3 - 4 is about 45 inclined to the horizontal and one inclined to the axis Material inlet chute (7) and a swivel bearing (3, 4) of the motor (1) on both sides of the swiveling components.

2. Mass flow meter according to claim 1, g e k e n n z e i e h n e t by a swiveling motor support frame (2), which is an extension of the motor axis (3 - 4) once (3) on the rear of the motor and once (4) in front of the material inlet chute (7) is stored.

3. MassenfluRmeBgerit according to claim 1 and 2, g e k e n n z e i c h n e t due to bearing in cross spring joints (3, 4).

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