DE19921409A1 - Luftstrahlsieb zur Korngrößenanalyse und zugehöriger Siebeinsatz - Google Patents

Abstract

Um für Analysen-Siebmaschinen allgemein die Analysensicherheit gegen Fehlbedienung zu erhöhen, wird vorgeschlagen, eine automatisierte Erkennung verschiedenster Parameter des verwendeten Siebeinsatzes zu ermöglichen, insbesondere soll die Maschenweite des jeweiligen Siebeinsatzes durch die Siebmaschine automatisch erkannt werden, indem die Siebmaschine mit einem Sensor ausgerüstet wird, der das eingesetzte Sieb automatisch identifiziert und evtl. zusätzliche Informationen an dem Sieb gespeichert werden können.

Description

Das bekannte Luftstrahlsieb, das zur Bestimmung der Feinheit bzw. der Korngrößenverteilung von feindispersen Kornhaufwerken auf trockenem Wege dient, ist Gegenstand der vorliegenden Erfindung.

Bei der Korngrößenanalyse mittels einer Luftstrahlsiebmaschine nach dem Stand der Technik (z. B. nach DE 44 19 153 A1) wird das Siebgut auf das Siebgewebe aufgegeben, mittels einer unterhalb des Siebgewebes rotierenden Schlitzdüse ein Gasstrahl von unten nach oben durch das Siebgewebe geblasen und das auf dem Sieb liegende Siebgut aufgewirbelt. Die Feinanteile des Siebgutes werden vom Gasstrahl mitgerissen und durch das Siebgewebe von oben nach unten in den Raum unterhalb des Siebeinsatzes transportiert und von dort, aus der Siebmaschine ausgetragen. Die groben Anteile, die größer sind als die Maschenweite des jeweiligen Siebeinsatzes, können das Sieb nicht passieren und bleiben nach der Siebung auf dem Siebgewebe liegen.

Zur Bestimmung einer Korngrößenverteilungskurve müssen mehrere Siebungen mit verschiedenen Sieben unterschiedlicher Maschenweite durchgeführt werden. Dazu wird der nach der ersten Siebung auf dem Sieb zurückbleibende grobe Anteil, der Siebrückstand, weiteren Siebungen ausgesetzt. Das zuerst verwendete Sieb einer ersten Maschenweite wird aus der Luftstrahlsiebmaschine entfernt und ein zweites Sieb mit einer gröberen Maschenweite eingesetzt. Der Siebrückstand aus der ersten Siebung wird dem zweiten Sieb aufgegeben und eine zweite Siebung durchgeführt. Der aus der zweiten Siebung verbleibende Siebrückstand wird anschließend einer dritten Siebung zugeführt. Je nach Bedarf können viele Siebungen in den jeweils gewünschten Korngrößenschritten mit den verschiedenen Sieben unterschiedlicher Maschenweite durchgeführt werden. Nach jeder erfolgten Siebung muß der Siebrückstand gewogen werden, um die Korngrößenverteilungskurve bestimmen zu können.

Um die wiederholt erforderliche Bestimmung des Siebrückstandes durch Siebungen und Wägungen zu erleichtern, wurde im Stand der Technik nach der DE 44 19 153 A1 eine Luftstrahlsiebmaschine entwickelt, die eine selbständige, automatisierte Wägung des Siebrückstandes ermöglicht. Dazu wurde in die Luftstrahlsiebmaschine eine Waage integriert, die nach jedem Siebvorgang das Sieb zusammen mit dem Siebrückstand anhebt und wiegt. Durch den Vergleich dieses Wägeergebnisses mit dem Gewicht des leeren Siebes kann die Menge des Siebrückstandes bestimmt werden. Bei dieser Siebmaschine kann jedoch nur das Gewicht des Siebes bestimmt werden, auf weitere Eigenschaften des Siebeinsatzes kann aus dem Gewicht nicht zuverlässig geschlossen werden.

Um aussagekräftige, korrekte Ergebnisse für die Bestimmung der Korngrößenverteilungskurve erhalten zu können, ist es sehr wichtig, daß alle Parameter, entsprechend der Prüfvorschrift, zuverlässig eingehalten werden. Die manuelle Bedienung der Luftstrahlsiebmaschine und insbesondere der manuelle Austausch der Siebeinsätze birgt jedoch die Gefahr einer versehentlichen Siebverwechslung bezüglich z. B. der benötigten Maschenweite. Daher ist eine zuverlässige Prüfmittelüberwachung notwendig. Dies geschieht bisher ausschließlich durch den Bediener der Luftstrahlsiebmaschine.

Um für Analysen-Siebmaschinen allgemein die Analysensicherheit gegen Fehlbedienung zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen eine automatisierte Erkennung verschiedenster Parameter des Siebeinsatzes zu ermöglichen. Insbesondere soll die Maschenweite des jeweils verwendeten Siebeinsatzes durch die Siebmaschine automatisch erkannt werden.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Siebmaschine mit einem Sensor ausgerüstet wird, der das eingesetzte Sieb automatisch identifiziert und daß optional zusätzliche Informationen in der Siebmaschine oder direkt an dem Sieb gespeichert werden können.

Ein automatisierter Vergleich des tatsächlich verwendeten Siebeinsatzes mit dem Wert der Maschenweite des eigentlich erforderlichen Siebeinsatzes in einer zugehörigen Steuereinrichtung, stellt die Verwendung des richtigen Siebeinsatzes sicher. Sollte der Bediener irrtümlich einen falschen Siebeinsatz gewählt haben, so wird er durch entsprechende Signale an der Siebmaschinen auf den Fehler hingewiesen und ist aufgefordert den richtigen Siebeinsatz in die Siebmaschine einzusetzen. Die vom identifizierten Siebeinsatz gewonnenen Informationen können auch z. B. zum Protokollieren in einer Speichereinrichtung festgehalten werden und einer weiteren Auswertung, z. B. in einem elektronischen Rechner, zugeführt werden.

Um das wichtigste Kriterium, die Maschenweite jedes Siebeinsatzes automatisch erkennen zu können, trägt jedes Sieb im Rahmen eine maschinenlesbare Signatur, aus der mindestens die nominale Maschenweite entnehmbar ist. Es können weitere spezifische Daten oder Informationen des Siebes in der maschinenlesbaren Signatur abgelegt sein. In der Siebmaschine ist ein Sensor angebracht, der die Signatur lesen kann. Die durch den Sensor ausgelesenen Daten und Informationen können in einer Auswerteinheit weiter verarbeitet, und aufgrund dieser Informationen die gewünschten Aktionen eingeleitet werden. So kann bei der Erkennung eines falschen Siebes durch den Sensor und der Auswerteinheit eine Warnung generiert werden, die auf die Siebverwechslung hinweist.

Neben der nominalen Maschenweite können auch weitere spezifische Daten des Siebes auf der Signatur des Siebrahmens gespeichert sein, so z. B. der Hersteller, das Produktionsdatum, die Maschenform und/oder die DIN-Nummer des Siebes, sowie zu Kontrollzwecken z. B. die Reinigungsintervalle.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die maschinenlesbare Signatur des Siebrahmens nicht nur durch den Sensor lesbar ausgeführt, sonder auch be- und/oder überschreibbar. So können zusätzliche Informationen auf der Signatur des Siebrahmens gespeichert und später wieder abgerufen werden. Dies kann z. B. die Anzahl der Siebbenutzung, die Durchführung von Reinigungs- und/oder Kontrollvorgängen oder das Datum der letzten Siebbenutzung sein. Alle diese Informationen werden im jeweiligen Siebeinsatz gespeichert.

In einer Variation eines erfindungsgemäßen Siebes mit maschinenlesbarer Signatur wird das Sieb lediglich durch eine Seriennummer identifiziert. Die Bewertung des Siebeinsatzes erfolgt dann anhand der Seriennummer bezüglich aller relevanter Daten wie z. B. der Maschenweite in einer gesonderten Einheit, wie z. B. in einer Microcontroller-Steuerung und/oder Datenbank. Jeder Seriennummer werden dabei spezifische Datensätze (Maschenweite, Anzahl der Benutzungen, Datum der Benutzung, Herstellerangaben, Maschenform usw.) zugeordnet, die physisch von dem Siebeinsatz getrennt abgelegt und gespeichert werden.

Die praktische Ausführung der maschinenlesbaren Signatur ist dem derzeitigen Stand der Technik entsprechend auf vielfältige Weise möglich. Funktionell ist hierbei zwischen überschreibbaren, nicht-überschreibbaren und teilweise überschreibbaren Signaturen zu unterscheiden. Je nach Anwendungsfall und individuellen Bedürfnissen kann die jeweils beste Lösung ausgewählt werden.

Die mit derzeitig vertretbarem Aufwand wirtschaftlich realisierbaren maschinenlesbaren und/oder beschreibbaren Signaturen sind die im folgenden Beschriebenen.

Barcode

An der Außenseite des Siebrahmens befinden sich horizontale Streifen, die auf einem Teil oder auf dem gesamten Umfang des Siebrahmens angeordnet sind und sich deutlich und kontrastreich vom Siebrahmen abheben. Die Barcodes können auch auf einen Aufkleber gedruckt sein, der an der Außenseite des Siebrahmens aufgeklebt wird. Wird der Siebeinsatz in die Siebmaschine eingesetzt tastet ein Sensor (Laser), der am inneren Umfang des schüsselförmigen Gehäuses der Siebmaschine angebracht ist, den Barcode berührungslos ab.

Stiftcode

An der Außenseite des Siebrahmens oder an der Unterseite des Kragens befinden sich mehrere Stifte. Einer der Stifte unterscheidet sich von den anderen Stiften durch seinen Durchmesser oder seine Länge und gibt somit die korrekte Position für die Decodierung vor. Jeder Stift ragt beim Einlegen des Siebeinsatzes in die Siebmaschine in eine Bohrung im Gehäuse der Siebmaschine. In jeder Bohrung wird das Vorhandensein eines Stiftes durch einen Sensor geprüft. Durch das Vorhandensein oder durch weglassen einzelner Stifte läßt sich ein Code erzeugen, der durch die Sensoren im Gehäuse gelesen werden kann.

Transponderchip

Ein kleiner Chip in einem Glasgehäuse wird an einer Stelle des Siebrahmen befestigt. Der Chip kann bei Bestrahlung und mittels eines Schreib- und Lesegerätes durch Radioübertragung ohne Hilfsenergie gezielt Informationen speichern und ausgeben.

Magnetstreifen

An der Außenseite des Siebrahmens wird über dessen Umfang ein Magnetstreifen angebracht, der über ein im Gehäuse der Siebmaschine befindliches Lese- und Schreibgeräte ausgelesen oder beschrieben werden kann. In einer besonders kostengünstigen Ausgestaltung ist der Magnetstreifen auf einer Karte angebracht. Die Karte ist mittels einer Kette oder einer Schnur an dem Siebeinsatz befestigt. Die Karte mit Magnetstreifen trägt die individuellen Informationen des Siebeinsatzes an dem sie befestigt ist. Während der Siebung ist die Magnetkarte in ein Lesegerät an der Siebmaschine einzuführen, nur dann kann der Siebvorgang gestartet werden.

Chipkarten

Analog der Anwendung von Karten mit Magnetstreifen können auch Karten mit einem integrierten Chip in gleicher Weise verwendet werden. Das Auslesen und Beschreiben der Karte erfolgt dabei jedoch nicht auf magnetische, sondern auf elektronische Weise.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Siebmaschine in einer Gesamtansicht.

Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Teilschnitt der erfindungsgemäßen Siebmaschine.

Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemäße Siebmaschine mit integrierter Waage.

Fig. 4 zeigt eine Ausgestaltung mit Magnetkarte und Kartenleser.

Das Luftstrahlsieb gemäß Fig. 1 weist einen in das Gehäuse eingesetzten Siebeinsatz 4 auf. Der Siebeinsatz 4 ist an seinem Außenumfang mit einer Codierung 1 versehen. Die Codierung 1 kann beispielsweise ein Barcode oder ein Stiftcode sein. Als Alternative kann die Codierung 1 auf einem beschreibbaren Speicher 5 abgelegt sein. Der beschreibbare Speicher ersetzt dabei die Codierung 1 und ist an der gleichen Stelle des Siebeinsatzes 4 angebracht.

Der im Gehäuse angebrachte Sensor 2 steht mit der Codierung 1 oder dem beschreibbaren Speicher 5 in Wirkverbindung, wenn der Siebeinsatz 4 in das Gehäuse des Luftstrahlsiebs eingesetzt ist. Die Registrierung und Weiterverarbeitung des von der Codierung 1 oder dem beschreibbaren Speicher 5 gelesenen Signals erfolgt in einer Steuereinrichtung 3, die auf Grundlage des jeweiligen Signals die gewünschte und vordefinierte Aktionen generiert.

Der in Fig. 2 dargestellte Teilschnitt zeigt die Codierung 1 bzw. den beschreibbaren Speicher 5 zusammen mit dem Sensor 2 und der Steuereinrichtung 3 in einer vergrößerten Darstellung.

In Fig. 3 ist der Sensor 2 durch eine Waage 7 ersetzt, die das eingesetzte Sieb 4 an seinem Gewicht identifiziert. Anhand des Siebgewichtes kann die Steuer­ einrichtung 3 die spezifischen Merkmale des eingesetzten Siebeinsatzes 4 identifizieren.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der Siebmaschine, wobei der Siebeinsatz 4 mit einer Magnetkarte oder Chipkarte 6 gekennzeichnet ist und der Siebeinsatz 4 durch das Einstecken der Magnet- oder Chipkarte 6 in einen Schlitz im Gehäuse der Siebmaschine durch einen Kartenleser 2 identifiziert und durch die Steuereinrichtung 3 weiterverarbeitet werden kann.

Claims (10)

1. Luftstrahlsieb mit einem Gehäuse, einem darauf aufgesetzten, aus einer Anzahl von Prüfsieben unterschiedlicher Maschenweiten selektierten Siebeinsatz, der in das Gehäuse einsetzbar ist, mit einer Schlitzdüse unterhalb des Siebbodens, einem Antrieb für die Schlitzdüse, einer Luftzuführung zur Schlitzdüse und einer Luftabführung durch das Gehäuse aus dem Raum unterhalb des Siebbodens und einer Steuereinrichtung für den Betrieb der so gebildeten Siebmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebmaschine einen Sensor (2) aufweist, durch den das eingesetzte Sieb (4) automatisch identifizierbar ist.

2. Luftstrahlsieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siebmaschine einen Sensor (2) aufweist, durch den das eingesetzte Sieb an einer Codierung (1) am Siebeinsatz identifizierbar ist.

3. Luftstrahlsieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (2) eine Waage (7) ist, durch die das eingesetzte Sieb (4) an seinem Gewicht identifizierbar ist.

4. Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Informationen aus der Codierung (1) und/oder dem Gewicht durch eine Steuereinrichtung (3) weiterverarbeitbar ist und dadurch vordefinierte Aktionen generierbar sind.

5. Siebeinsatz für ein Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf dem Sieb (4) angebrachte Codierung (1) ein Barcode oder ein Stiftcode ist.

6. Siebeinsatz für ein Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung (1) auf einem beschreibbaren Speicher (5) speicherbar ist.

7. Siebeinsatz für ein Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der beschreibbare Speicher (5) ein am Sieb angebrachter Magnetstreifen oder Microchip ist.

8. Siebeinsatz für ein Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Codierung (1) auf einer mit dem Sieb (4) verbundenen Codekarte (6) speicherbar ist.

9. Siebeinsatz nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Codekarte (6) eine Magnetkarte oder Chipkarte ist.

10. Siebeinsatz für ein Luftstrahlsieb nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in der Codierung (1) Informationen über die Maschenweite, die Anzahl der Siebbenutzungen, das Datum der Siebbenutzung, den Hersteller, das Produktionsdatum des Siebes, die Maschenform und/oder die DIN-Nummer des Siebes speicherbar sind.