DE2017176C3 - Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der spezifischen Oberfläche von pulverförmiger! Substanzen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der spezifischen Oberfläche von pulverförmigen Substanzen durch die Messung des Strömungswiderstandes, den eine Säule der Meßsubstanz einem Fluid entgegensefzt, mit einer Einrichtung zum Abwägen einer Probe der Meßsubstanz, einem Rüttler zum Verdichten der Probe auf ein bestimmtes Volumen in einem vertikal angeordneten, einen porösen Boden aufweisenden Meßzylinder und mit Mitteln zum Entleeren des Meßzylinders nach der Messung.

Es ist bekannt, daß beispielsweise das Zementmahlen ein wichtiger Vorgang bei der Zementerzeugung ist. Die Zementfestigkeit — hauptsächlich in den Anfangsphasen — ist nämlich von der Mahlfeinheit abhängig. Das Mahlen des Zementes zu einer überflüssig großen Feinheit verschlechtert jedoch die Zementqualität und bedeutet außerdem einen erhöhten Aufwand während des Mahlens. Bei der Konstruktion von neuen großen Mahleinheiten, bei denen automatische Betriebssteuerungen vorgesehen werden, ist die gewöhnliche Laborkontrolle des Ausgangsproduktes in längeren Zeitabschnitten ungenügend. Der wirtschaftliche Betrieb dieser größeren Mahleinheiten erfordert eine dauernde Kontrolle der Qualität des fertigen Produktes.

Zur Durchführung derartiger Messungen ist bereits eine Vorrichtung zum automatischen Messen der spezifischen Oberfläche von Pulverstoffen bekannt, die auf dem Prinzip des Luftdurchganges durch eine Säule des Pulverstoffes beruht. Bei ihr fiiidet eine Einrichtung vom Verdichten und Wägen einer Probe des Pulverstoffes. Mittel zum Erzeugen und Messen eines erhöhten Luftdruckes, Registriereinrichtungen und eine Steuerzentrale Verwendung. Dabei wird eine bestimmte Menge des zu untersuchenden Gutes abgewogen und auf ein bestimmtes Volumen verdichtet (DT-AS 12 06631). Obwohl bei einer solchen Einrichtung auch die Messung automatisch erfolgen soll, ist das Mittel nicht angegeben, welches der automatischen Messung zufolge die weitere Steuerung bewirkt. Diese Aufgabe liegt der Erfindung zugiunde. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Vereinigung folgender einzelner, sich unterstützender Merkmale, für die kein Elementenschutz begehrt wird, gelöst:

a) der Meßzylinder wird zusammen mit dem Rüttler auf einem um eine horizontale Achse schwenkbaren Arm befestigt, der seinerseits mit einem Wägegestänge verbunden ist,

b) der Meßzylinder weist durchsichtige Wände auf und ist mit einer Lichtschranke und einem Pendelwischer ausgestaltet,

c) für den Transport der Meßsubstanz zum Meßzylinder dient ein Vibrationszubringer.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung dienen Nadelkontakte zur Betätigung des Vibrationszubringers und eines Elektromagneten für die Arretierung des Wägegestänges.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden.

Die Vorrichtung ist mit einem Vibrationszubringer 1 zur Beförderung einer Probe des Pulverstoffes aus dem Mahlaggregat in einen durchsichtigen Meßzylinder 2 ausgerüstet, der im unteren Teil mit einer porösen Platte 15 und in einer bestimmten Höhe mit einer Wischvorrichtung 32, einer Lichtquelle 19 und einem der Lichtquelle 19 gegenüberliegenden Photowiderstand 20 versehen ist. Der Meßzylinder 2 ist am Vibrator 7 befestigt, der fest auf einem drehbaren Arm 3 eines Servomotors 17 angeordnet ist. Der Meßzylinder 2 bildet mit dem Servomotor 17 einen am Wägegestänge 4 angelenKten schwenkbaren Hebel, der mit Hilfe eines Elektromagneten 6 arretiert werden kann und dessen Bewegung ein öffnen bzw. Schließen der Nadelkontakte 5 bewirkt.

Die Vorrichtung ist weiterhin mit einem U-Rohr 11 versehen, das mit Flüssigkeit gefüllt ist und deren unterer Teil mit einem Gummiball 30 mit einer Schraube 31 verbunden ist. Ein Arm des U-Rohrs 11 ist in verschiedenen Höhen über dem Flüssigkeitsspiegel mit Meßelektroden 12, 13 und 14 und unter dem Spiegel mit einer gemeinsamen Elektrode 25 versehen. Der zweite Arm des U-Rohrs 11 ist mittels einer Rohrleitung über ein Elektromagnetventil 27 mit dem Raum unter der porösen Platte 15 im durchsichtigen Meßzylinder 2 verbunden. Im Abschnitt zwischen dem Arm des U-Rohrs 11 und dem Elektromagnetventil 27 ist eine Pumpe 9 über ein Rückschlagventil 10 sowie ein Elektromagnetventil angeschlossen, das mit einer Vergleichsprobe 28 in Verbindung steht. Die Vorrichtung ist weiterhin mit einer Steuerzentrale 18 versehen, die direkt mit dem Vibrationszubringer I, dem Vibrator 7, dem Arretierelektromagnet 6, den Nadelkontakten 5, dem Servomotor 17, dem Elektromagnetventil 27, der Pumpe 9, den Elektromagnetventilen 8 und 21, den Meßelektroden 12, 13 und 14, der gemeinsamen Elektrode 25, dem Eingang des Zyklenzählers 26 und der elektronischen Stoppuhr 22 in Verbindung steht. Die elektronische Stoppuhr 22 ist ihrerseits mit dem Anzeigegerät 23,

dem Registriergerät 24 und dem Korrekturglied 29 ver bunden, dessen Ausgang mit einem Ausgang des Zy- lclenzählers 26 verbunden ist Der zweite Ausgang des Zyklenzählers 26 ist direkt mit der Steuerzentrale 18 verbunden.

Die Vorrichtung zur automatischen Messung der spezifischen Oberfläche von Pulverstoffen nach dem Ausführungsbeispiel arbeitet folge -.dermaßen: Mit Hil fe des Vibrationszubringers 1 wird das zu untersuchende Pulver in den durchsichtigen Meßzylinder 2 geför- dert, der an dem am drehbaren Arm 3 gehalterten Vibrator 7 befestigt ist Der drehbare Arm 3, der Meßzylinder 2 und der Vibrator 7 bilden mit dem Servomotor 17 eben Hebel, der am Gestänge 4 schwenkbar gehaltert ist '5

Sobald die zu untersuchende Probe 16 das gewünschte Gewicht erreicht, schalten die Nadelkontakte 5 den Zubringer 1 aus und schalten den Arretierelektromagnet 6 ein, der den Hebel arretiert und den zur Verdichtung der Probe 16 dienenden Vibrator 7 einschaltet. Die Vibration dauert so lange, bis der Lichtstrahl der Lichtquelle 19, die am durchsichtigen Meßzylinder 2 untergebracht ist, nach dem Senken des Spiegels der Probe 16 in dem Meßzylinder 2 den Photowiderstand 20 beleuchtet, der an der anderen Seite des Meßzylinders 2 gegenüber der Lichtquelle 19 befestigt ist. Nach Erreichen der gewünschten Verdichtung der Probe 16 schließen die Elektromagnetventile 8 und 21 und die Pumpe 9 wird in Betrieb gesetzt, die über das Rückschlagventil 10 Luft unter die zu untersuchende Probe 16 und in das U-Rohr 11 einpumpt, und zwar mit einem Druck, der der am höchsten gelegenen Meßelektrode 12 entspricht Die Druckluft dringt durch die poröse Platte 15 und durch die zu untersuchende Probe 16 in die Atmosphäre. Die Geschwindigkeit der Drucksenkung der Luft ist abhängig von der spezifischen Oberfläche der Probe. Bei der größeren spezifischen Oberfläche ist die Geschwindigkeit der Drucksenkung der Luft kleiner, bei der kleineren spezifischen Oberfläche ist die Geschwindigkeit der Drucksenkung größer.

Der Ausgangswert der Vorrichtung ist die Zeit, die — gemessen mit der elektronischen Stoppuhr 22 — zur Drucksenkung der Luft in dem U-Rohr 11 benötigt wird, und zwar zum Beispiel von dem der Meßelektrode 13 entsprechenden Druck auf den der Meßelektrocie 14 entsprechenden Druck. Die Zeit wird durch die elektronische Stoppuhr 22 mit Speicheraufzeichnung gemessen, damit eine Nullung des Ausgangssignals vermieden wird, welches als Eingangswert zur Korrektur bestimmt ist. Die elektronische Stoppuhr 22 bewirkt die Einschaltung des Anzeigegerätes 23 und des Registriergerätes 24. Die gemeinsame Elektrode 25 bildet einen gemeinsamen zweiten Pol zu den Meßelektroden 12, 13 und 14. Nach Erreichen des Druckes, welcher der Lage der Elektrode 14 entspricht, bl?ibt die Stoppuhr 22 stehen und der Servomotor 17 dreht den Arm 3 mit dem durchsichtigen Meßzylinder 2 um 180" um die Achse X. Danach wird durch Vibration des Elektromagneten 7 das Ausschütten der Probe bewirkt. Nach dem Ausschütten wird der Servomotor 17 in umgekehrter Richtung betätigt, wodurch der Arm 3 in die Ausgangslage zurückgeht- Dann wird der Arretiermagnet 6 ausgeschaltet, um dadurch den Arm zum Einwägen einer neuen Probe freizugeben. Vor-jedem neuen Meßzyklus wird automatisch die Meßdekade der elektronischen Stoppuhr 22 auf Null gesetzt. In der Ausgangsdekade bleibt die Aufzeichnung der vorhergegangenen Messung bis zur Beendigung der nächsten Messung erhalten, so daß sich dL· Ausgangsdekade ohne Nullung direkt auf den Wert der neuen Messung einstellt. Der Zyklenzähler 26 zählt die Zahl der durchgeführten Meßzyklen und bewirkt, daß nach einer bestimmten Anzahl die Korrektur der Vorrichtung durchgeführt wird.

Der Korrekturzyklus wird wie folgt durchgeführt: Der Vibrationszubringer 1 wird nicht in Gang gesetzt, sondern die Pumpe 9 und die Elektromagnetventile 8 und 27 werden eingeschaltet. Das Elektromagnetventil 21 bleibt offen und der von der Pumpe 9 über das Rückschlagventil 10 erzeugte Druck hebt den Spiegel in dem U-Rohr 11 bis zu dem Druck, welcher der Elektrode 12 entspricht. Bei diesem Druck wird die Pumpe 9 ausgeschaltet und die Druckluft geht über das Elektromagnetventil 21 und die Vergleichsprobe 28, die auch als Kapillare mit dem gleichen Strömungswiderstand wie die Vergleichsprobe 28 ausgebildet sein kann, in die Atmosphäre. Mit Hilfe der Vergleichsprobe 28 soll eine bestimmte Zeit festgelegt werden. Solange sich die gemessene Zeit nicht (infolge Temperatureinfluß od. dgl.) mit der gewünschten Zeit des Vergleichsmusters 28 deckt, wird die Korrektur mit Hilfe des Korrekturgliedes 29 durch Nullvorschub der elektronischen Stoppuhr 22 in positiver oder negativer Richtung dv; eingeführt, bis die Werte der gemessenen und der gewünschten Zeit für das Vergleichsmuster 28 übereinstimmen. Auf diesem Wert bleibt der Nullpunkt der elektronischen Stoppuhr 22 bis zur nächsten Korrektur stehen.

Die Wände des durchsichtigen Meßzylinders 2 worden vor der Sehspalte des Photowiderstandes 20 während eines jeden Meßzyklus mit dem Pendelwischer 32 gereinigt, der einmal beim Drehen des Armes 3 zum Ausschütten und zum zweitenmal bei dem Zurückdrehen des Armes 3 in die Ausgangslage betäügt wird.

Die genaue Einstellung des Spiegels der mit der Zeit verdampfenden Flüssigkeit in dein U-Rohr 11 erfolgt mit Hilfe aus der in dem Gummiballon 30 enthaltenen Vorratsmenge. Der Ballon 30 ist mit dem U-Rohr durch einen Tubus verbunden. Mittels einer Schraube 31 läßt sich das Volumen des Ballons 30 über eine Scheibe in der positiven und negativen Richtung andern, so daß sich die Flüssigkeitsoberfläche indem U-Rohr 11 genau in jeder gewünschten Höhe einstellen läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

■-U Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur automatischen Bestimmung der spezifischen Oberfläche von pulverförmigen Substanzen durch die Messung des Strömungswiderstands, den eine Säule der Meßsubstanz einem Fluid entgegensetzt, mit einer Einrichtung zum Abwägen einer Probe der Meßsubstanz, einem Rüttler zum Verdichten der Probe auf ein bestimmtes VoIumen in einem vertikal angeordneten, einen porösen Boden aufweisenden Meßzylinder und mit Mitteln zum Entleeren des Meßzylinders nach der Messung, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) der Meßzylinder (2) ist zusammen mit dem Rüttler (7) auf einem um eine horizontale Achse (X) schwenkbaren Arm (3) befestigt, der seinerseits mit einem Wägegestänge (4) verbunden ist,

b) der Meßzylinder (2) weist durchsichtige Wände auf und ist mit einer Lichtschranke (19, 20) und einem Pendelwischer (32) ausgestattet,

c) für den Transport der Meßsubstanz zum Meßzylinder (2) dient ein Vibrationszubringer (1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in Vertikallage des Meßzylinders (2) ansprechende Nadeikontakte (5) zur Betätigung des Vibrationszubringers (1) und eines Elektromagneten (6) für die Arretierung des Wägegestänges (4) vorgesehen sind.