DE202004011001U1

DE202004011001U1 - Vorrichtung zur Messung einer Durchsatzmenge eines Schüttgutstromes

Info

Publication number: DE202004011001U1
Application number: DE200420011001
Authority: DE
Original assignee: FRIEDRICH JOHANNES
Current assignee: FRIEDRICH JOHANNES
Priority date: 2004-07-14
Filing date: 2004-07-14
Publication date: 2004-09-23
Anticipated expiration: 2014-07-15

Abstract

Vorrichtung zur Messung einer Durchsatzmenge eines Schüttgutstromes nach dem Prallplattenprinzip, dadurch gekennzeichnet , dass in einem Laufrohr (1) ein Prallstab (2, 6, 7, 8) angeordnet ist, dass eine Wägezelle (3) zur Erfassung der Aufprallkraft einer Teilmenge des Gesamtschüttgutstromes (4) auf die Prallplatte (2, 6, 7, 8) vorgesehen ist, und dass eine Auswerteelektronik (10) zur Errechnung der Gesamtdurchsatzmenge des Schüttgutstromes (4) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung einer Durchsatzmenge eines Schüttgutstromes nach dem Prallplatten-Messprinzip.
Gemäß dem Stand der Technik ist bekannt, eine Durchsatzmessung derart durchzuführen, dass der Gesamtstrom des Schüttgutes auf eine Prallplatte geleitet wird. Durch die Erfassung der Auslenkung der Prallplatte ist es möglich, die Durchsatzmenge des Schüttgutstromes beispielsweise von Getreide zu bestimmen.
Zur kontinuierlichen Schüttgutverwiegung sind gemäß dem Stand der Technik verschiedene Prallplattensysteme be kannt. Hierbei wird der Schüttgutstrom mit einer definierten Geschwindigkeit auf eine Prallplatte, die mit einer Wägezelle gekoppelt ist, geführt und dort abgebremst und/oder umgelenkt. Die von der Wägezelle erfasste Aufprallkraft steht in einem direkten Zusammenhang zum jeweiligen Massendurchsatz.
Nachteilig bei diesen Systemen ist, dass diese Prallplatten durch den Schüttgutstrom verschleißen. Deshalb müssen sie in starker Materialstärke ausgeführt werden. Hierdurch werden diese Prallplatten relativ schwer, wodurch die reibungsfreie Aufhängung einen konstruktiv hohen Aufwand erfordert. Insbesondere trifft dies auf Prallplatten-Messsysteme für hohe Durchsatzleistungen zu.
Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht darin, eine Vorrichtung zur Messung der Durchsatzmenge eines Schüttgutstromes anzugeben, die eine Prallplatte in einer relativ leichten Bauweise mit einer längeren Einsatzdauer aufweist.
Dieses technische Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung ist das Messelement als Prallstab ausgebildet, der in einem Laufrohr angeordnet ist, derart, dass er eine Teilmenge des gesamten Schüttgutstromes erfasst.
In einem Laufrohr wird gemäß der Erfindung ein Prallstab eingebaut, der lediglich eine Teilmenge des gesamten Schüttgutstromes aufnimmt.
Das Laufrohr ist vorteilhaft je nach Schüttgut in einem Winkel zur Horizontalen zwischen circa 40° bis zu 80° angeordnet. Ziel ist hierbei, dass der Schüttgutstrom weitgehend gleichmäßig in dem Zuführungsrohr verteilt ist, damit mit hinreichender Genauigkeit Rückschlüsse auf die Durchsatzmenge des Gesamtstromes gezogen werden können.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es auch möglich, das Laufrohr senkrecht oder nahezu senkrecht anzuordnen. In diesem Falle ist es erforderlich, eine Dosiervorrichtung vorzusehen, damit lediglich ein Teilstrom des Schüttgutes auf die Prallplatte trifft.
Die gleichmäßige Verteilung ist am einfachsten in einem runden Rohr zu erreichen, da sich hier das Schüttgut während des Ablaufes durch ein schräg verlaufendes Rohr gleichmäßig über die untere Mittellinie des Rohres verteilt. In einem rechteckigen Laufrohr verteilt sich das Schüttgut auch weitgehend gleichmäßig. Vorteilhaft ist ein Einbau einer Führungsklappe über dem Schüttgutstrom, da hierdurch diese Gleichmäßigkeit noch verbessert werden kann.
Der Prallstab wird vorteilhaft in einer Plattformwägezelle (single point) aufgehängt. Dadurch ist es unerheblich, in welcher Höhe der Schüttgutstrom auf den Prallstab auftrifft. Die von der Wägezelle erfasste Aufprallkraft steht im Zusammenhang zum Massenstrom der Gesamtmenge des geförderten Schüttgutes. In einem rechteckigen Rohr ist die Aufprallkraft des Teildurchsatzes auf einen rechteckigen Sensor weitgehend linear proportional zum Gesamtdurchsatz. In einem runden Rohr ist diese Aufprallkraft auf einen rechteckigen Sensor nicht linear proportional, aber reproduzierbar zum Gesamtdurchsatz. Daher kann man durch eine Linearisierung in der Software der Auswerteelektronik auch mit einem rechteckigen Sensor auf den Gesamtdurchsatz schließen. Eine weitere Möglichkeit der Linearisierung besteht darin, den Aufprallstab so zu gestalten, dass er in seiner Form einer Verkleinerung des runden Rohrquerschnitts entspricht.
Die Aufprallfläche des Messstabes kann im Querschnitt keilförmig, linienförmig oder rund ausgebildet sein, wobei mit der keilförmigen Form die genauesten Ergebnisse erreicht werden, da hierbei weniger Pralleffekte und mehr Strömungseffekte auf den Prallstab wirken.
Die Messung der Durchsatzmenge ist wie bei jedem Prallplattensystem immer auch von der Aufprallgeschwindigkeit auf den Prallstab abhängig. Zur Lösung dieses Problems stehen zwei Alternativen zur Verfügung:

1. Die Laufgeschwindigkeit des Schüttgutstromes wird durch konstante Fallhöhe oder durch den Einbau einer Schüttgutbremse vor dem Prallstab gleichmäßig gehalten.
2. Die Fördergeschwindigkeit des Schüttgutstromes wird gemessen, beispielsweise durch den Einbau eines Flügelrades im Bereich vor dem Prallstab, also vor dem Auftreffen des Schüttgutstromes auf den Prallstab, und die Kompensation dieser Geschwindigkeit des Flügelrades wird in der Auswerteelektronik berücksichtigt. Es ist auch möglich, anstelle des Flügelrades eine andere Vorrichtung zur Messung der Fördergeschwindigkeit des Schüttgutstromes vorzusehen.

Der große Vorteil der Erfindung gegenüber herkömmlichen Prallplattenmesssystemen liegt in der einfachen und kompakten Gestaltung der Durchsatzmessung. Speziell für große Durchsatzleistungen bringt dieses Messsystem kostengünstige Lösungen. Verschleißprobleme durch das aufprallende Schüttgut sind durch entsprechende Materialstärken für den Prallstab einfach zu realisieren, wobei die Verschleißprobleme gegenüber dem Stand der Technik in wesentlich geringerem Maße auftreten. Auch ist die Austauschbarkeit des Prallstabes sehr einfach und kostengünstig.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der zugehören Zeichnung, in der mehrere Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nur beispielhaft dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt;
2 eine schematische Darstellung verschiedener Prallplattentypen im Querschnitt;
3 einen Schnitt nach der Linie III-III der 2;
4 ein geändertes Ausführungsbeispiel einer Anordnung einer Prallplatte im Rohrquerschnitt;
5 ein geändertes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Längsschnitt.
Gemäß 1 ist in einem Laufrohr (1) ein Prallstab (2) angeordnet, der lediglich eine Teilmenge eines Gesamtschüttgutstromes (4) aufnimmt. Das Laufrohr (1) ist in ei nem Winkel (α) zur Horizontalen, der zwischen circa 40° bis zu 80° liegt, angeordnet. Hierdurch ist das Schüttgut (4) gleichmäßig im Laufrohr (1) verteilt.
Der Prallstab (2) ist in einer Plattformwägezelle (single point) (3) aufgehängt. Dadurch ist es unerheblich, in welcher Höhe der Schüttgutstrom (3) auf den Prallstab (2) auftrifft. Die von der Wägezelle (3) erfasste Aufprallkraft steht im Zusammenhang zum Massenstrom (4) der Gesamtmenge des geförderten Schüttgutes.
Da die Messung des Durchsatzes wie bei jedem Prallplattensystem immer auch von der Aufprallgeschwindigkeit auf den Prallstab (2) abhängig ist, ist für die Messung der Fördergeschwindigkeit des Schüttgutstromes (4) ein Flügelrad (5) vorgesehen, derart, dass die Fördergeschwindigkeit des Schüttgutstromes vor dem Auftreffen auf den Prallstab (2) gemessen wird. Die Kompensation dieser Geschwindigkeit wird in einer Auswerteelektronik (nicht dargestellt) berücksichtigt.
Wie in 2 dargestellt, kann die Aufprallfläche des Messstabes im Querschnitt keilförmig (6), linienförmig (7) oder rund (8) sein, wobei die keilförmige Form (6) die genauesten Ergebnisse erreicht, da hierbei weniger Pralleffekte und mehr Strömungseffekte auf den Prallstab wirken. Gemäß 2 ist in dem Laufrohr (1) lediglich der im Querschnitt keilförmige Prallstab (6) angeordnet, die gestrichelt dargestellten Messstäbe (7, 8) sind lediglich alternativ anordbar.
3 zeigt den Schüttgutstrom (4) in dem Laufrohr (1). In einem Messbereich (11) der erfindungsgemäßen Vor richtung ist der Prallstab (2) angeordnet. Der Prallstab (2) hat gemäß 3 einen rechteckigen Längsschnitt.
4 zeigt den Prallstab (2), der wiederum im erweiterten Messbereich (11) angeordnet ist. Der Prallstab (2) weist einen sich im Bereich des Schüttgutstromes (4) verjüngten Bereich auf, um der Tatsache Rechnung zu tragen, dass in einem Laufrohr (2) mit rundem Querschnitt die gemessene Teilmenge des Schüttgutstromes (4) nicht proportional zur Gesamtmenge ist.
Gemäß 5 ist durch den Einbau einer Dosiervorrichtung (9) für den Schüttgutstrom (11) gewährleistet, dass lediglich ein Teilstrom des Schüttgutstromes (11) auf den Prallstab (6) trifft. Die Dosiervorrichtung (9) ist in Richtung des Doppelpfeiles (A) verschiebbar gelagert. Die Verschiebung wie auch die Messung der Auslenkung des Prallstabes (6) wird von einer Auswerte- und Regelelektronik (10) durchgeführt. Das Laufrohr (1) ist gemäß der in 5 dargestellten Ausführungsform senkrecht angeordnet.

1: Laufrohr
2: Prallstab
3: Wägezelle
4: Schüttgutstrom
5: Flügelrad
6: im Querschnitt keilförmiger Prallstab
7: im Querschnitt linienförmiger Prallstab
8: im Querschnitt runder Prallstab
9: Dosiervorrichtung
10: Auswerteelektronik
11: Messbereich
A: Pfeil

Claims

Vorrichtung zur Messung einer Durchsatzmenge eines Schüttgutstromes nach dem Prallplattenprinzip, dadurch gekennzeichnet , dass in einem Laufrohr (1) ein Prallstab (2, 6, 7, 8) angeordnet ist, dass eine Wägezelle (3) zur Erfassung der Aufprallkraft einer Teilmenge des Gesamtschüttgutstromes (4) auf die Prallplatte (2, 6, 7, 8) vorgesehen ist, und dass eine Auswerteelektronik (10) zur Errechnung der Gesamtdurchsatzmenge des Schüttgutstromes (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrohr (1) schräg angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrohr (1) senkrecht angeordnet ist, und dass eine Dosiervorrichtung (9) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrohr (1) im Querschnitt rund ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrohr (1) im Querschnitt rechteckig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufprallfläche des Prallstabes (6) keilförmig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufprallfläche des Prallstabes (7) flach ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallstab (8) im Querschnitt rund ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Prallstab (2) eine sich im Schüttgutstrom (4) verjüngende Aufprallfläche aufweist, derart, dass eine direkt proportionale Abhängigkeit zum Massenstrom vorhanden ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine die Fördergeschwindigkeit vor der Aufprallfläche messende und kompensierende Vorrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die die Fördergeschwindigkeit vor der Aufprallfläche messende und kompensierende Vorrichtung als Flügelrad (5) ausgebildet ist.