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"Wägevorrichtung für Schüttgüter" Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Wägevorrichtung für Schüttgüter, insbesondere für heiße oder glühende Stoffe.
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Für die grobe Zuteilung von Schüttgu;tern werden vorwiegend Schwingförderrinnen
eingesetzt, die volumetrisch das Fördergut zu erfassen gestatten. Die Erfassung
der zugeteilten Menge ist auf diesem Wege nur relativ ungenau,
da
sie von vielerlei Störgrößen beeinflußt wird. Ist eine gyößere Genauigkeit der zugeteilten
Menge erforderlich, beispielsweise bei Mischungsprozessen, so hat sich die Kombination
von Schwingförderrinnen und Bandwaagen durchgesetzt, bei denen das Schüttgut wohl
volumetrisch zugeteilt wird, jedoch die Messung gravimetrisch über die Erfassung
des Bandbelages erfolgt. Das Wiegeband der Bandwaage läuft mit konstanter Geschwindigkeit
und das aufgebrachte Schüttgut, der Bandbelag, wird entweder durch eine Meßrolle
erfaßt, oder durch eine Wiegevorrichtung gewogen.
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Nun muß das umlaufende endlose Band einer solchen Bandwaage eine ausreichende
Weichheit und Elastizität besitzen, damit es um die Umlenkrollen herumgeführt und
im Wägebereich durch seitliches Hochkanten zu einer Rinne verformt werden kann.
Wegen dieser geforderten Eigenschaften bestehen diese Bänder aus organischem Material,
das seiner Natur entsprechend nur eine relativ geringe Temperaturbeständigkeit aufweist.
Zur Förderung von Heißgut, also im Temperaturbereich ueber etwa 1500 C, werden bei
großen leistungen sog.'Plattenbänder verwendet. Hierbei besteht das 'ifiegeband
aus an Kettengliedern befestigten sich schuppenförmig überlappenden Einzelpiatten
aus Metall.
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Wegen des relativ hohen Eigengewichtes und der dadurch bedingten Robustheit
der Konstruktion kann diese Ausfahrung nur bei hohen Leistungen, also hohen Schüttgewichten,
angewendet werden.
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Fur die Dosierung und Zuteilung von heißen Schüttgütern in kleineren
und mittleren Mengen wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine vibratorangetriebene
Förderrinne als kontinuierliche Waage auszubilden. Diese vibratorangetriebenen Förderrinnen
bestehen schon von Haus aus aus temperaturbeständigem Metall, im allgemeinen Stahl,
so daß ihre Anpassung an heiße Schüttgüter keinerlei Schwierigkeiten bereitet.
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Nach Art der Bandwaagen wird diese Vibratorrinne zweckmäßig an einem
Ende gelenkig gelagert und mit dem anderen auf einem Kräftefühler aufgelagert. Hierzu
ist es erforderlich, daß die Förderrinne eine konstante Förderleistung aufweist,
d.h. auf konstante Schwingbreite geregelt ist.
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Eine andere Möglichkeit, den Durchsatz auf der Förderrinne zu messen,
besteht darin, den Rinnenbelag mittels eines mitlaufenden Meßrades auf der Oberfläche
des Belages und eines Tachometerdynamos zu erfassen.
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Wird die vorgeschaltete Zuteileinrichtung, die im allgemeinen auch
wieder eine vibratorangetriebefle Förderrinne sein wird, durch das last- oder mengenproportionale
Signal des Kråftefühlers des als Waage ausgebildeten Förderrinnenstückes beeinflußt,
so wird eine genaue Mengenregelung des Schüttgutes erreicht.
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Um eine günstige Lastverteilung auf der liegenden Förderrinne zu erzielen,
ist es zweckmäßig, den Antriebsvibrator auf der vom Kraftmeßfühler entgegengesetzten
Seite der Rinne anzubringen, insbesondere ihn oberhalb der Rinne anzuordnen.
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Anhand der anliegenden Zeichnung werden die erfindungsgemäße Anordnung
und ihre Wirkungsweise in einem Beispielbeschrieben.
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Die erfindungsgemäße Anordnung besteht aus einer Wiege-Förderrinne
1 und einer Zuteil-Förderrinne 11. Die Wiegerinne 1 ist auf dem Grundrahmen 24 befestigt.
An dem'mit 8 bezeichneten Abwurfende ist der Grundrahmen 24 drehbar über federnde
Elemente 4 an zwei Seiten gelagert. An der mit 9 bezeichneten Einlaufseite ist der
Rahmen 24 auf einer Lastmeßdose 5 gelagert. Die Wiegerinne 1 ist also auf drei Punkten
aufgesetzt. Die elastische Lagerung 4 und
die Lastmeßdose 5 sind
auf einem gemeinsamen Rahmen 6 angeordnet. Die Wiegerinne 1 wird durch den Magnetvibrator
2 angetrieben. An der Wiegerinne ist ein Schwingungsaufnehmer 7 zur Erfassung der
Schwingamplitude angeordnet< Die Abzugsrinne 11, die in die Einlaufseite der
Wiegerinne 1 hineinragt, wird durch den Vibrator O angetrieben und der Materialabzug
erfolgt von dem darüber angeordneten Abzugsbunker 12. Mittels dieser Anordnung und
unter Verwendung einer nachstehend beschriebenen Regeleinrichtung ist eine gravimetrische
Zuteilung von heißen Gütern möglich.
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Da heiße Güter eine ausgezeichnete und damit gleichbleibende Förderwilligkeit
haben, sind Schwierigkeiten durch Anbacken oder Anhaften und Ankoppeln am Fördertrog
nicht zu erwarten. Man kann also voraussetzen, daß ein ungestörter Förderverlauf
über Schwingförderrinnen gewährleistet ist.
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Die Wiegeförderrinne 1, die durch den Vibrator 2 angetrieben ist,
wird mittels eines Schwingbreitenreglers auf eine konstante, in ihrer Nennförderleistung
liegende Schwingbreite eingestellt: Die Schwingbreite wird über den Schwingungsaufnehmer
7 auf dem vorgegebenen konatanten Wert gehalten. Durch die Schwingbreitenregelung
ist auch gewährleistet, daß die Fördergeschwindigkeit unabhängjg von der Materialbeaufschlagung
und von den einwirkenden
Störgrößen wie Netzspannungsschwankungen,
Frequenzschwankungen, konstant gehalten wird. Da nun die Forderrinhe 11 definiert
an der Aufgabestelle 9 aufgibt und der Abwurf an der Abwurfstelle'der Wiegerinne
1, ailso bei der Stelle 8 erfolgt, kann der Rinnenbelag über die Lastmeßdose 5 durch
die gezeichnete Anordnung gewogen werden.
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Da nun die Fördergeschwindigkeit innerhalb der Rinne konstant gehalten
wird, ist das von der Lastmeßdose abgegebene Signal proportional dem Mengendurchsa'tz.
Wird nun dieses Signal einem Regler zugeführt, der über ein geeignetes Stellglied
den Vibrator 10 und damit die Schwingfördereinrichtung der Rinne 11 beeinfluBt,
so erzielt man damit eine Dosiereinrichtung, die eine konstante Fördermenge je Zeiteinheit
abgibt. Da sowohl das Zutei'Iorgan' wie auch das Wiegeorgan aus Stahl ausgeführt
ist, kann es für nahezu unbegrenzt hohe Temperaturen eingesetzt werden.
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Es ist also damit eine gravimetrische Dosierung von heißen Fördergütern
gegeben.
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Bei der vorliegenden Anordnung, bei der die Forderrinne 1 mit einer
konstanten Schwingleistung arbeitet, können Mengendurchsätze unterschiedlicher Größe
mit relativ hoher Genauigkeit gefahren werden. Das Förderverhalten einer Schwingförderrinne
ist bekannt und zwar in der Richtung,
daß die Fördergeschwindigkeit
v erst dann lineare und mit der erregenden Schwingamplitude s proportionale Verhältnisse
eingeht, wenn die erregende Schwingbreite so groß ist, daß die senkrechte Komponente
der Schwingbewegung der Rinne größer ist als die Erdbeschleunigung. Dieses Verhalten
ist in Fig. 2 angegeben. Die Wiegeförderrinne wird ausschließlich in dem linearen
Bereich gefahren, der in Fig. 2 mit X angegeben ist.
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Aus dem Blockschaltbild Fig. 3 ist die mögliche Anordnung der Regeleinrichtung
aufgezeichnet. Die Wiegerinne 1, die abwurfseitig gelagert und eimfurfseitig auf
der Lastmeßdose 5 abgestützt ist, wird auf konstante Schwingbreite gefahren. Dies
geschieht über den Schwingungsaufnehmer 7, den Verstärker 21, den Regler 19 und
das Thyristor-Stellglied für den Magnetvibrator 2. Die Regelgröße, also die Schwingbreite
wird mit einem konstanten, von dem Sollwertgeber 18 eingestellten Wert verglichen
und als Differenz dem Regler 19 zugeführt. Die eigentliche Regelung der Die gerinne,
also die Zuteilung von der Bunkerabzugsrinne 11 erfolgt durch einen zweiten Regelkreis.
Die Lastmeßdose 5 wird, je nach ihrer Ausfuhrung, also bei induktiven Lastmeßdosen
mit konstanter Wechselspannung von der Spannungsversorgung 17 oder bei Dehnungsmeßstreifendosen
mit konstanter Gleichspannung auch von der entsprechenden Spannungsversorgungseinheit
17
gespeist. Das der Belastung des Wiegebandes proportionale Signal wird im Verstärker
13 verstärkt und an der Vergleichsstelle mit dem von der Sollwertvorgabeeillheit
14 vorgegebenen Sollwert verglichen. Die Differenz steuert den Regler 15 und das
Thyristorstellglied 16 aus. Dieses Stellglied beeinflußt dann den Magnetvibrator
10.
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Eine weitere mögliche Anordnung der Regeleinrichtung ist in Fig. 4
angegeben. Hier wird, im Gegensatz zu der Anordnung nach Fig. 3, das vom Schwingungsaufnehmer
7 gemessene Signal, welches der Schwinggeschwindigkeit proportional ist, im Verstärker
21 verstärkt und dient. als Speisequelle für die Lastmeßdose 5. Außerdem wird dieses
Signal auch für die Regelung der Wiegeförderrinne 1 verwendct. Grundsätzlich ist
noch eine weitere Anordnung möglich, die in Fig. 5 gezeichnet ist. Hier wird von
dem Schwingungsaufnehmer aus über den Verstärker 21 die Lastmeßdose 5 mit Spannung
versorgt. Der Antrieb der Wiegeförderrinne 1 erfolgt ungeregelt über das Thyristorstellglied
20. Bei Schwankungen der Fördergeschwindigkeit, wie sie durch Netzspannungsänderungen
hervorgerufen werden können, wird durch die Speisung der Lastmeßdose 5 die Beaufschlagung
der Wiegeförderrinne so durchgeführt, daß das Produkt aus Fördergeschwindigkeit
und Bandbelag dem vorgegebenen Sollwert entspricht.
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In Fig. 6 ist eine weitere, hinsichtlich des konstruktiven Aufbaues
vorteilhafte Anordnung gezeichnet, bei der der Antrieb der Wiegeförderrinne "über
Kopf angebracht ist. Bei der Anordnung nach Fig. 1 steht auf der Lastmeßdose 5'eine
relativ große Vorlast, die durch das Eigengewicht des Vibrators und der Förderrinne
gegeben ist, d.h., das Eigengewicht ist im Verhältnis zu der zu wiegenden Menge
relativ groß, was die Meßgenauigkeit beeinträchtigt. Bei der Anordnung "über Kopf"
liegt der Schwerpunkt des Magnetvibrators rechts vom Wiegelager. Dadurch wird ein
Teil des Eigengewichtes der Förderrinne kompensiert, womit sich auch die Vorlast
für die Lastmeßdose 5 verkleinert.
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Es sei noch vermerkt, daß als Wiegelager infolge des relativ kleinen
Meßweges der verwendeten Aufnehmer 7 alle Arten von Lagern verwendet werden können.
Also z.B. Gummipuffer, Kreuzfedergelenke, Blattfederlagerungen, Kugel-und Gleitlagerungen,