DE19935252A1 - Gravimetric mass flow and flow capacity meter for fluid bulk material - Google Patents

Gravimetric mass flow and flow capacity meter for fluid bulk material

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DE19935252A1
DE19935252A1 DE1999135252 DE19935252A DE19935252A1 DE 19935252 A1 DE19935252 A1 DE 19935252A1 DE 1999135252 DE1999135252 DE 1999135252 DE 19935252 A DE19935252 A DE 19935252A DE 19935252 A1 DE19935252 A1 DE 19935252A1
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DE1999135252
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Friedrich Hauptstein
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HAUPTSTEIN, LISA ALMA FRIEDA, GEB. DIERSING, 38527
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Friedrich Hauptstein
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01G—WEIGHING
    • G01G11/00—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers
    • G01G11/08—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers having means for controlling the rate of feed or discharge
    • G01G11/086—Apparatus for weighing a continuous stream of material during flow; Conveyor belt weighers having means for controlling the rate of feed or discharge of the loss-in-weight feeding type

Abstract

The gravimetric flow meter has a damming vessel (1) formed as a pipe or funnel with a side slanted branch portion to an intake (5), and is mounted on a weighing platform (4). A conic valve (2) operated by a lifting device (2.4) is arranged at the outlet. The valve has a cone (2.1) and a pressure equalization pipe (2.2).

Description

Bei den bekannten Durchsatzmeßgeräten wird die notwendige Kraft zum Umlenken oder Beschleunigen eines Produktstromes gemessen. Aus diesem Meßwert wird die Massendurchsatzleistung in kg/s und Massendurchsatzmenge in kg gebildet, im folgenden nur Durchsatzleistung oder Durchsatzmenge genannt.In the known throughput measuring devices, the force required for deflection is used or accelerating a product flow. From this measured value the Mass throughput in kg / s and mass throughput in kg formed in hereinafter only called throughput or throughput.

Diese bekannten Meßverfahren haben gegenüber dem im nachstehenden Erfindungsgegenstand gezeigten Meßverfahren mehrere gravierende Nachteile. Die beim Umlenken oder Beschleunigen des Produktstromes sich ergebenden Meßwerte sind abhängig von den Produkteigenschaften, so daß die Meßgeräte entsprechend dem zu erfassenden Produkt speziell justiert werden. Bei variierenden Produkten oder bei mehligen Produkten mit variierenden Eigenschaften und geringem Schüttgewicht treten Ungenauigkeiten auf.These known measuring methods have compared to that in the following The measurement method according to the invention has several serious disadvantages. The resulting when the product flow is redirected or accelerated Measured values depend on the product properties, so that the measuring devices be specially adjusted according to the product to be recorded. With varying Products or floury products with varying properties and low Bulk weight inaccuracies occur.

Eine erforderliche Nachjustierung der Meßgeräte verbleibt oft wegen des damit verbundenen Aufwandes und der damit verbundenen Betriebsunterbrechung.A necessary readjustment of the measuring devices often remains because of this associated effort and the associated business interruption.

Eine weitere Möglichkeit der Durchsatzerfassung mit selbstätigen, diskontinuierlichen Behälterwaagen ist zwar sehr genau, doch hat diese Methode den Nachteil, daß der kontinuierliche Schüttgutstrom unterbrochen wird. Zudem haben diese Waagen mit Vor- und Nachbehälter eine große Bauhöhe und lassen sich oftmals nur schwer in bestehende Anlagen integrieren.Another way to measure throughput with automatic, discontinuous Container scales are very precise, but this method has the disadvantage that the continuous bulk material flow is interrupted. They also have scales with them Upstream and downstream tanks have a large overall height and are often difficult to in integrate existing systems.

Auch Bandwaagen werden zur Durchsatzerfassung eingesetzt, doch lassen sie sich nur schwer in Fallstrecken integrieren, da sie einen horizontalen Förderteil benötigen.Belt scales are also used for throughput recording, but they can be difficult to integrate into drop sections because they require a horizontal conveyor part.

Der in den Schutzansprüchen 1 bis 10 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine gravimetrische, von Produkteigenschaften unabhängige und genaue Gewichtserfassung des Schüttgutstroms zu realisieren, die die Kontinuität des Schüttgutstroms nur geringfügig unterbricht. Dabei soll es sich um eine leicht zu integrierende und kostengünstige Lösung handeln.The invention specified in the protective claims 1 to 10 is the problem based on a gravimetric, accurate and independent of product properties Realize weight detection of the bulk material flow, which the continuity of the Bulk material flow is only slightly interrupted. This is supposed to be an easy one act integrating and inexpensive solution.

Dieses Problem wird mit den in den Schutzansprüchen 1 bis 10 genannten Merkmalen gelöst.This problem is with the features mentioned in the claims 1 to 10 solved.

Erfindungsgemäß wird die Gewichtsänderung über einen definierten Zeitraum in einem Staugefäß gemessen, in dem sich das sonst frei fließende Produkt durch Verschluß des Staugefäßauslaufs aufstaut. Aus diesen Meßwerten wird die Durchsatzleistung und die Durchsatzmenge errechnet.According to the invention, the change in weight over a defined period of time in one Reservoir measured in which the otherwise free flowing product is closed of the storage vessel outlet. The throughput is made from these measured values and calculated the throughput.

Funktionfunction

Da sich die Durchsatzleistung in fast allen Anwendungsfällen verhältnismäßig langsam ändert, wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bei kurzen Meßzyklen eine hohe Meßgenauigkeit erreicht. Der kontinuierliche Schüttgutstrom wird während des Meßzyklus für den Zeitabschnitt t3 kurzzeitig unterbrochen.Since the throughput rate changes relatively slowly in almost all applications, the method according to the invention achieves high measuring accuracy with short measuring cycles. The continuous flow of bulk material is briefly interrupted during the measuring cycle for the time period t 3 .

Das Diagramm Fig. 3. zeigt den Gewicht-Zeitverlauf des Verfahrens.The diagram in FIG. 3 shows the weight-time profile of the method.

Im Zeitabschnitt t1 ist der Auslauf des Staugefäßes geöffnet. Im Zeitabschnitt t2 wird der Auslauf geschlossen. Im Zeitabschnitt t3 wird die Gewichtsänderung ΔG erfaßt. ti = t1 + t2 + t3 ist die Gesamtzykluszeit des Zyklus i. In the period t 1 , the outlet of the storage vessel is open. The outlet is closed in the period t 2 . The change in weight .DELTA.G is detected in the period t 3 . t i = t 1 + t 2 + t 3 is the total cycle time of cycle i.

Während das Schüttgut durch das Staugefäß läuft belastet es das Gefäß mit dem Pralldruck P, wenn es auf Seitenwände oder Teile des Gefäßes trifft.As the bulk material runs through the storage container, it loads the container with the Impact pressure P when it hits side walls or parts of the vessel.

Während der Füllung des Staugefäßes mit dem Schüttgut, im Zeitraum t3, verändert sich die Fallhöhe zwischen Zulauf und Oberfläche des Schüttgutes im Staugefäß. Dies führt zu einer geringen Änderung des Pralldruckes. Erfindungsgemäß wird aus dem zum Pralldruck P proportionalen Meßwert GP im Zeitabschnitt t1, zur genauen Berechnung der Durchsatzleistung und Durchsatzmenge, ein Korekturfaktor K errechnet. In den meisten Fällen ist die Pralldruckänderung ΔP so klein, daß K = 1 gesetzt werden kann. Um den Pralldruck konstant zu halten, ist erfindungsgemäß im Einlaufstutzen 5 oder im Einlauf des Staugefäßes 1 ein Pralldach 5.3 eingesetzt.During the filling of the storage container with the bulk material, in the period t 3 , the drop height between the inlet and the surface of the bulk material changes in the storage container. This leads to a slight change in the impact pressure. According to the invention, a correction factor K is calculated from the measured value G P proportional to the impact pressure P in the time period t 1 for the exact calculation of the throughput and throughput. In most cases the impact pressure change ΔP is so small that K = 1 can be set. In order to keep the impact pressure constant, an impact roof 5.3 is used according to the invention in the inlet nozzle 5 or in the inlet of the storage vessel 1 .

Für die Auswertung der Meßwerte und Steuerung der Waage ist eine elektronische Waagensteuerung mit Meßwerterfassung, Rechner und Anzeige eingesetzt. Da solche Steuerungen verschiedener Fabrikate bekannt sind, wird hier nicht näher auf deren Merkmale eingegangen.There is an electronic one for evaluating the measured values and controlling the balance Scales control with data acquisition, computer and display used. Because such Controls of different brands are known, is not described here in detail on their Characteristics received.

Die Durchsatzleistung Li errechnet sich wie folgt (siehe Fig. 3):
The throughput L i is calculated as follows (see Fig. 3):

Li [kg/s] Durchsatzleistung des Zyklus i
ΔG [kg] Gewichtsänderung während t3
t3 [s] Meßzeit
G2 Gewichtskraft bei gefüllten Staugefäß 1
Gp Gewichtskraft bei geöffneten Konus 2.1
0 Nullpunkt des Meßgerätes ohne ProduktbeaufschlagungLi [kg / s] throughput of the cycle i
ΔG [kg] weight change during t 3
t 3 [s] measuring time
G 2 Weight force with filled storage container 1
G p Weight with the cone open 2.1
0 Zero point of the measuring device without product application

Die Durchsatzmenge Mi errechnet sich wie folgt:
The throughput quantity M i is calculated as follows:

Mi = Li × ti = Li × (t1 + t2 + t3)
M i = L i × t i = L i × (t 1 + t 2 + t 3 )

Mi [kg] Durchsatzmenge des Zyklus i
ti [s] Zykluszeit des Zyklus i
t1 [s] Zeitabschnitt mit frei fließenden Produkt
t2 [s] SchließzeitM i [kg] throughput of cycle i
t i [s] cycle time of cycle i
t 1 [s] period with free flowing product
t 2 [s] closing time

Über verschiedene Zeiträume werden die einzelnen Durchsatzmengen Mi zu Schicht-, Tages- oder Wochensummen aufaddiert.The individual throughput quantities M i are added up to shift, daily or weekly totals over different time periods.

Eine Verwendung der Durchsatzwaage als selbstätige, diskontinuierliche Waage ist im Schutzanspruch 11 angegeben.A use of the throughput scale as an automatic, discontinuous scale is in Protection claim 11 specified.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 und 2 erläutert. In den Zeichnungen Fig. 1 und 2 ist die Durchsatzwaage schematisch in den Seitenansichten gezeigt.An embodiment of the invention will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. In the drawings Fig. 1 and 2, the throughput scale is shown schematically in the side views.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Seitenansicht Fig. 1 side view

Fig. 2 Frontansicht Fig. 2 front view

Fig. 4 Seitenansicht mit Drehschieber Fig. 4 side view with rotary valve

Erfindungsgemäß ist das Staugefäß 1 rohr- oder trichterförmig mit seitlichem schrägen Abzweigteil 1.1 zum Einlauf ausgebildet und auf eine Plattformwägezelle 4 montiert. Der Verschluß 2 besteht aus dem hohlen Konus 2.1 mit dem anschließenden Luftdrucktausgleichsrohr 2.2. Zum dichten Abschluß ist der Dichtungsring 2.3 am Auslauf des Staugefäßes angebracht.According to the invention, the storage vessel 1 is tubular or funnel-shaped with a lateral inclined branch part 1.1 for the inlet and is mounted on a platform load cell 4 . The closure 2 consists of the hollow cone 2.1 with the subsequent air pressure compensation tube 2.2 . For the sealed closure of the seal ring 2.3 is mounted at the outlet of the storage vessel.

An dem festen Gestell 3 ist der Einlaufstutzen 5, die Wägezelle 4 und der Auslaufstutzen 6 befestigt. Ein- und Auslaufstutzen 5 und 6 sind durch staubdichte, flexible Verbindungen 5.1 und 6.1 mit dem Staugefäß 1 verbunden.The inlet connection 5 , the load cell 4 and the outlet connection 6 are fastened to the fixed frame 3 . Inlet and outlet ports 5 and 6 are connected to the storage vessel 1 by dust-proof, flexible connections 5.1 and 6.1 .

Mit dem Hubgerät 2.4 wird der Konus 2.1 zum Öffnen und Schließen des Staugefäßauslaufs betätigt.With the lifting device 2.4 , the cone 2.1 is actuated to open and close the storage vessel outlet.

Um die Vorrichtung auch als selbstätige Waage zum Wägen und Abwägen einzusetzen, ist der Einlaufstutzen 5 wahlweise mit einer Schließklappe 5.2 (Fig. 1) oder einem Verschlußschieber (Fig. 4) ausgerüstet.In order to use the device as an automatic scale for weighing and weighing, the inlet connection 5 is optionally equipped with a closing flap 5.2 ( Fig. 1) or a slide valve ( Fig. 4).

Um eine kurze Beruhigungszeit nach Schließen des Einlaufs zu erreichen ist eine geringe Fallhöhe zwischen dem Verschlußschieber und dem Produktspiegel vorteilhaft. In Fig. 4 ist der Drehschieber schematisch dargestellt. Erfindungsgemäß ist der Verschlußschieber 5.4 als Drehschieber ausgeführt. Er wird über die Drehachse 5.5 geschwenkt und ist im Lastgefäß angeordnet.In order to achieve a short calming time after closing the inlet, a small drop between the slide valve and the product level is advantageous. In FIG. 4, the rotary valve is schematically illustrated. According to the closure slide 5.4 is designed as a rotary slide. It is pivoted about the axis of rotation 5.5 and is arranged in the load vessel.

Claims (11)

1. Durchsatzmeßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß bei im Verhältnis zu den Schüttgutstromschwankungen kurzeitig unterbrochenen Schüttgutstrom in einem Staubehälter die Gewichtsänderung ΔG während einer definierten Meßzeit t3 erfaßt wird.1. throughput measuring method, characterized in that when the bulk material flow is briefly interrupted in relation to the bulk material flow fluctuations, the weight change ΔG is detected during a defined measuring time t 3 in a storage container. 2. Durchsatzmeßverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus dem Meßwert Gewichtsänderung ΔG und der gemessenen Zeit t3 die Durchsatzleistung Li nach der Formel
Li [kg/s] Durchsatzleistung des Zyklus i
ΔG [kg] Gewichtsänderung während t3
t3 [s] Meßzeit
in der Waagensteuerung errechnet wird.2. throughput measuring method according to claim 1, characterized in that from the measured weight change ΔG and the measured time t 3, the throughput L i according to the formula
Li [kg / s] throughput of the cycle i
ΔG [kg] weight change during t 3
t 3 [s] measuring time
is calculated in the scale control. 3. Durchsatzmeßverfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß aus der Durchsatzleistung Li und den gemessenen Zeiten t1, t2 und t3 die Durchsatzmenge Mi nach der Formel
Mi = Li × ti = Li × (t1 + t2 + t3)
Mi [kg] Durchsatzmenge des Zyklus i
ti [s] Zykluszeit des Zyklus i
t1 [s] Zeitabschnitt mit frei fließenden Produkt
t2 [s] Schließzeit
in der Waagensteuerung errechnet wird.3. throughput measuring method according to claims 1 and 2, characterized in that from the throughput L i and the measured times t 1 , t 2 and t 3, the throughput quantity M i according to the formula
M i = L i × t i = L i × (t 1 + t 2 + t 3 )
M i [kg] throughput of cycle i
t i [s] cycle time of cycle i
t 1 [s] period with free flowing product
t 2 [s] closing time
is calculated in the scale control. 4. Durchsatzmeßverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine gemittelte Durchsatzleistung L nach der Formel
L [kg/s] gemittelte Durchsatzleistung
n [-] Anzahl Zyklen
errechnet wird.4. throughput measuring method according to claims 1 to 3, characterized in that an average throughput L according to the formula
L [kg / s] average throughput
n [-] number of cycles
is calculated. 5. Durchsatzmeßverfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert GP, der proportional zum Pralldruck P ist, bei frei fließendem Produktstrom während des Zeitabschnitts t1 erfasst wird und daraus ein Korrekturfaktor K berechnet wird, mit dem der Meßwert G korregiert wird.5. throughput measuring method according to claims 1 to 4, characterized in that the measured value G P , which is proportional to the impact pressure P, is detected with free-flowing product stream during the period t 1 and a correction factor K is calculated therefrom with which the measured value G is corrected. 6. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Staugefäß 1 rohr- oder trichterförmig mit seitlichen, schrägen Abzweigteil zum Einlauf 5 ausgeführt ist. 6. throughput scale according to claims 1 to 5, characterized in that the storage vessel 1 is tubular or funnel-shaped with lateral, oblique branch part to the inlet 5 . 7. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Auslauf des Staugefäßes ein Konusventil 2 angeordnet ist, das durch ein Hubgerät 2.4 betätigt wird.7. flow meter according to claims 1 to 6, characterized in that a cone valve 2 is arranged at the outlet of the storage vessel, which is actuated by a lifting device 2.4 . 8. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Konusventil 2 mit einem hohlen Konus 2.1 und einem Luftdruckausgleichsrohr 2.2 versehen ist.8. Throughput scale according to claims 1 to 7, characterized in that the cone valve 2 is provided with a hollow cone 2.1 and an air pressure compensation tube 2.2 . 9. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Staugefäß 1 auf einer Plattformwägezelle 4 montiert ist.9. throughput scale according to claims 1 to 8, characterized in that the storage vessel 1 is mounted on a platform load cell 4 . 10. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Staugefäß 1 durch zwei Lenker 7 geführt ist.10. throughput scale according to claims 1 to 9, characterized in that the storage vessel 1 is guided by two links 7 . 11. Durchsatzwaage nach Ansprüchen 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Einlauf 5 mit einem Klappen- oder Schieberverschluß versehen ist. Erfindungsgemäß ist der Verschlußschieber 5.4 als Drehschieber ausgeführt. Er wird über die Drehachse 5.5 geschwenkt und ist im Lastgefäß angeordnet.11. Throughput scale according to claims 6 to 10, characterized in that the inlet 5 is provided with a flap or slide closure. According to the closure slide 5.4 is designed as a rotary slide. It is pivoted about the axis of rotation 5.5 and is arranged in the load vessel.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107702784A (en) * 2017-11-01 2018-02-16 平顶山市质量技术监督检验测试中心 A kind of portable quality stabilising arrangement

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