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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Fördern mineralischer
Feststoffe, insbesondere von Ton oder dergleichen keramischen Massen,
mit zumindest einer Fördereinheit, und mit einer der Fördereinheit
vorgeschalteten Zuführeinrichtung mit wenigstens einem
Füllstandssensor für die in der Zuführeinrichtung
befindlichen keramischen Massen.
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Derartige
keramische Massen und insbesondere Ton werden oftmals mithilfe von
Extrudern gefördert und zu Formkörpern wie beispielsweise
Steinen verarbeitet. Diese Vorgehensweise ist seit langem bekannt,
wie beispielsweise die
AT
205901 B belegt.
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Neuere
Entwicklungen beschäftigen sich unter anderem damit, die
mineralischen Feststoffe von Fremdkörpern zu reinigen.
Beispiele solcher Reinigungsvorrichtungen werden in dem Gebrauchsmuster
DE 298 03 827 U1 oder
auch in der Gebrauchsmusterschrift
DE 20 2006 007 551 U1 vorgestellt. Das
hat sich grundsätzlich bewährt.
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Die
sämtlichen bekannten Vorgehensweisen zur Herstellung von
Formkörpern oder auch zum Reinigen der mineralischen Feststoffe
beruhen auf dem Grundprinzip, dass die fraglichen Feststoffe mithilfe der
Fördereinheit kontinuierlich gefördert und beispielsweise
durch ein Sieb hindurchgepresst werden. Dazu wird die Fördereinheit
mithilfe der vorgeschalteten Zuführeinrichtung mit Rohmaterial
bzw. den zu verarbeitenden mineralischen Feststoffen versorgt. Damit
nun der Reinigungsvorgang oder auch der Herstellungsprozess der
gewünschten Formkörper unterbrechungsfrei von
statten geht, ist es erforderlich, für eine kontinuierliche
Förderung der Rohmasse bzw. der zu verarbeitenden mineralischen
Feststoffe zu sorgen.
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Da
die Zuführeinrichtung ebenso wie die Fördereinheit
zwangsläufig über ein sie einhausendes Gehäuse
verfügen und auch verfügen müssen, kommt
es darauf an, den Füllstand des zu überwachenden
mineralischen Feststoffes im Inneren der Zuführeinrichtung
zu erfassen. Hier hat der gattungsbildende Stand der Technik entsprechend
der
DE 1 959 015 bereits
einen Füllstandsanzeiger vorgeschlagen, welcher bei einer
Vorrichtung zum Einfüllen von pulverförmigen,
grießförmigen oder ähnlichen Werkstoffen
in evakuierte Verarbeitungsmaschinen, insbesondere Extruder, zum
Einsatz kommt. Bei dem bekannten Füllstandsanzeiger handelt
es sich um einen elektrischen Signalgeber. Tatsächlich kommt
an dieser Stelle ein kapazitiver Füllstandsanzeiger zum
Einsatz. Eine derartige kapazitive Messung beruht auf dem Grundprinzip,
dass sich die elektrische Kapazität zwischen zwei Elektroden ändert,
wenn diese von einem Medium umgeben werden. Denn als Folge hiervon ändert
sich die Dielektrizitätskonstante und damit die Kapazität.
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Hierdurch
kann darauf geschlossen werden, wie weit die Elektroden in das Medium
eintauchen. Dadurch lässt sich nicht nur ein Grenzwertschalter realisieren,
sondern kann auch kontinuierlich die Füllhöhe
bestimmt werden. Allerdings setzt die bekannte Messung einen Kontakt
des Füllstandssensors mit dem zu überwachenden
Medium voraus. Bei mineralischen Feststoffen können solche
Kapazitätsmessungen aufgrund deren hoher Viskosität,
etwaiger eingeschlossener Fremdstoffe und auch des stark abrasiven
Charakters nicht oder kaum erfolgreich durchgeführt werden.
Hier setzt die Erfindung ein.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine derartige
Vorrichtung so weiter zu entwickeln, dass eine einwandfreie und
einfach aufgebaute Füllstandsmessung zur Verfügung
gestellt wird, die für den Einsatz in Verbindung mit mineralischen
Feststoffen prädestiniert ist.
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Zur
Lösung dieser technischen Problemstellung schlägt
die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung
zum Fördern mineralischer Feststoffe vor, dass der Füllstandssensor
berührungslos eine Oberfläche der mineralischen
Feststoffe in der Zuführeinrichtung abtastet.
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Im
Gegensatz zum Stand der Technik greift die Erfindung also ausdrücklich
auf einen berührungslos arbeitenden Füllstandssensor
zurück. Derartige Sensoren sind grundsätzlich
bekannt, wie die
DE
93 12 251 U1 oder auch die
DE 603 19 930 T2 belegen. Allerdings wurden
die bekannten berührungslos arbeitenden Füllstandssensoren
bisher nicht in Verbindung mit der Förderung und Verarbeitung
mineralischer Feststoffe, insbesondere von Ton oder dergleichen
keramischen Massen, eingesetzt. Das lässt sich überwiegend
darauf zurückführen, dass derartige Massen beispielsweise
nicht über ein ausgeprägtes Fließverhalten
wie beispielsweise Granulate oder Körner verfügen
und im Übrigen eine allenfalls unregelmäßige
Oberfläche ausbilden.
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Im
Rahmen der Erfindung hat sich nun aber gezeigt, dass berührungslos
arbeitende Füllstandssensoren an dieser Stelle vorteilhaft
eingesetzt werden können und einwandfreie Ergebnisse des
abzutastenden Füllstandes liefern. In diesem Zusammenhang
sind grundsätzlich zwei verschiedene Messverfahren denkbar.
So kann der Füllstandssensor mit elektromagnetischen Wellen
vorzugsweise im Mikrowellenbereich arbeiten. Alternativ oder zusätzlich
ist aber auch eine Abtastung der Oberfläche der mineralischen
Feststoffe mithilfe oder unter Rückgriff auf Ultraschall
denkbar.
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Die
Messung mit Ultraschall und auch diejenige mit elektromagnetischen
Wellen beruht auf einer Laufzeitmessung. Dabei werden von dem Füllstandssensor
im erstgenannten Fall Ultraschallimpulse ausgesandt und von der
Oberfläche der abzutastenden keramischen Massen bzw. der
mineralischen Feststoffe reflektiert und von dem Füllstandssensor
erneut erfasst. Aus der benötigten Laufzeit lässt
sich auf den Füllstand rückschließen.
Das kann beispielsweise durch Vergleich mit entsprechend aufgenommenen
Werten bei einer leeren Zuführeinrichtung erfolgen.
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Auf
diese Weise wird bei dem Füllstandssensor im Grunde genommen ähnlich
wie bei einem Echolot verfahren, steht jedenfalls eine berührungslose
und wartungsfreie Messung des Füllstandes zur Verfügung.
Dabei spielen Eigenschaften des Füllgutes wie beispielsweise
dessen Dielektrizitätszahl, die Leitfähigkeit,
Dichte oder Feuchtigkeit ausdrücklich keine Rolle, wie
sie beispielsweise bei den zuvor diskutierten Kapazitätsmessungen
berücksichtigt werden müssen.
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Ähnliche
Vorteile bietet der mit elektromagnetischen Wellen arbeitende Füllstandssensor.
In diesem Fall werden üblicherweise Mikrowellen ausgesandt
und der Füllstandssensor beruht auf dem bereits in Verbindung
mit der Ultraschallmessung beschriebenen Sender-Empfänger-Prinzip.
D. h., der Füllstandssensor ist vorteilhaft mit einem Sendeteil und
einem Empfangsteil ausgerüstet. Das gilt sowohl für
Messungen mit Ultraschall als auch mit elektromagnetischen Wellen.
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In
letztgenanntem Fall werden von dem Sendeteil Impulse ausgesandt
und von der Oberfläche des zu messenden Mediums (den mineralischen Feststoffen)
reflektiert. Sofern an dieser Stelle mit Mikrowellen gearbeitet
wird, was meistens der Fall ist, empfiehlt es sich, den Füllstandssensor
im Gehäuse der Zuführeinrichtung anzubringen.
Da das fragliche Gehäuse üblicherweise metallisch
ausgelegt ist, wird auf diese Weise sicher gestellt, dass beispielsweise keine
Mikrowellenstrahlung nach außen gelangt oder nach außen
gelangen kann.
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Grundsätzlich
ist es bei einem Füllstandssensor auf Basis von Mikrowellen
aber auch möglich, eine Messung durch den Behälter
von außen vorzunehmen. Das setzt allerdings ein nichtmetallisches Gehäuse
der Zuführeinrichtung voraus. Da das Gehäuse der
Zuführeinrichtung jedoch schon aus Gründen der
Stabilität und wegen des abrasiven Charakters der mineralischen
Feststoffe aus Stahlwänden zusammengesetzt ist, sorgen
diese zugleich für eine gewünschte Abschirmung
der Mikrowellenstrahlung nach außen hin. Denn der fragliche
Füllstandssensor ist im Allgemeinen in einer seitlichen
Gehäusewand der Zuführeinrichtung angebracht und
erzeugt meistens einen Messkegel, welcher von der Gehäusewand
ausgehend schräg auf die zu erfassende Oberfläche
fällt. Dabei wird ein Teil der Mikrowellenstrahlung – ausgehend
von dem Sendeteil des Füllstandssensors – in dessen
Empfangsteil von der Oberfläche reflektiert.
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Da
an dieser Stelle meistens mit kurzen Mikrowellenimpulsen geringer
Sendeleistung gearbeitet wird, kann eine Zeitmessung vorgenommen
werden. Denn aus der Zeit zwischen dem Aussenden eines Messpulses
und dem Empfang eines zugehörigen und von der Oberfläche
reflektierten Echopulses lässt sich auf den Füllstand
der keramischen Masse im Innern der Zuführeinrichtung rückschließen.
Tatsächlich ist der Zeitunterschied zwischen dem Aussenden
und dem Empfang proportional zum Füllstand. Etwaige Störreflexionen
im Innern des Gehäuses der Zuführeinrichtung lassen
sich sicher ausfiltern.
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Zu
diesem Zweck ist der Füllstandssensor vorteilhaft an eine
Steuereinheit angeschlossen. Mithilfe eines in der Steuereinheit
realisierten Softwarefilters lassen sich die besagten Störreflexionen
herausfiltern und kann der reflektierte Echopuls sicher erfasst
und im Hinblick auf seine Zeitverzögerung im Vergleich
zum Messpuls ausgewertet werden. Aus diesem Grund spricht man in
diesem Zusammenhang auch von einer Radarmessung.
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Die
fragliche Steuereinheit kann aber nicht nur dazu genutzt werden,
etwaige Störreflexionen herauszufiltern. Sondern meistens
ist an die Steuereinheit auch eine Füllvorrichtung angeschlossen, welche
von der Steuereinheit beaufschlagt wird. Bei der Füllvorrichtung
mag es sich um eine Vorpresse handeln, welche dafür sorgt,
dass das in der Füllvorrichtung befindliche Rohmaterial
bzw. die mineralischen Feststoffe in die Fördereinheit überführt
werden. Sofern in diesem Zusammenhang die Steuereinheit als Regeleinheit
ausgebildet ist, besteht die weitere Option, die Füllvorrichtung
in Abhängigkeit von Messwerten des Füllstandssensor
im Sinne einer Regelung zu beaufschlagen.
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Tatsächlich
geht die Erfindung an dieser Stelle so vor, dass je nach den vom
Füllstandssensor erfassten Messwerten, die den Füllstand
der mineralischen Feststoffe im Innern der Zuführeinrichtung
widerspiegeln, die Füllvorrichtung beaufschlagt wird, um
beispielsweise den Füllstand zu erhöhen. Dabei ist
die Auslegung im Allgemeinen so getroffen, dass die vorteilhaft
als Vorpresse ausgebildete Füllvorrichtung in einer Einfüllkammer
der Zuführeinrichtung angeordnet ist.
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Denn
die Zuführeinrichtung ist im Allgemeinen zweiteilig mit
der besagten Einfüllkammer und daran anschließend
einer Unterdruckkammer ausgelegt. In der Einfüllkammer
befindet sich die als Vorpresse ausgebildete Füllvorrichtung.
Dagegen ist der Füllstandssensor in der Unterdruckkammer
angeordnet. Mithilfe der in der Einfüllkammer vorhandenen Füllvorrichtung
kann nun über die an dieser Stelle realisierte Vorpresse
der mineralische Feststoff in die daran anschließende Unterdruckkammer
gefördert bzw. gepresst werden. Dort bildet sich die abzutastende
Oberfläche aus. Je nach dem Füllstand der mineralischen
Feststoffe in der Unterdruckkammer bzw. der Positionierung ihrer
Oberfläche sorgt dann die als Regeleinheit ausgebildete
Steuereinheit dafür, dass die Füllvorrichtung
bzw. die Vorpresse entsprechend beaufschlagt wird, bis ein zuvor
vorgegebener oder eingestellter Füllstand erreicht ist
oder wieder erreicht wurde.
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Diese
Vorgehensweise wird dadurch begünstigt, dass die Zuführeinrichtung
und die Fördereinheit im Allgemeinen senkrecht zueinander
angeordnet sind. Dabei verfügt die Zuführeinrichtung
im Allgemeinen über eine vertikale Anordnung, während die
Fördereinheit demgegenüber horizontal ausgerichtet
ist. Sofern die Fördereinheit als Schneckenextruder ausgelegt
ist bzw. zumindest einen solchen Schneckenextruder beinhaltet, wird
deutlich, dass infolge der Förderung der mineralischen
Feststoffe mithilfe der einzelnen Schneckengänge eingangsseitig dieses
einen oder der mehreren Schneckenextruder ein Unterdruck erzeugt
wird, der dann auch zwangsläufig in der an dieser Stelle
realisierten Unterdruckkammer vorliegt.
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In
der Unterdruckkammer ist der Füllstandssensor ausgebildet
und erzeugt den bereits angesprochenen Messkegel. Dabei werden Kegelwinkel im
Bereich von ca. 10° bis 30° beobachtet, vorzugsweise
beträgt der Kegelwinkel ca. 20°. Da der Füllstandssensor
schräg in die seitliche Gehäusewand der Zuführeinrichtung
bzw. die seitliche Gehäusewand der Unterdruckkammer eingesetzt
ist, fällt der Messkegel schräg auf die zu erfassende
Oberfläche der mineralischen Feststoffe. Meistens ist der
Füllstandssensor unter einem Winkel von ca. 30° geneigt in
die besagte Gehäusewand der Zuführeinrichtung bzw.
der Unterdruckkammer eingesetzt.
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Der
angesprochene Messkegel kann allgemein von dem Füllstandssensor
erzeugt werden – egal ob dieser nun mit elektromagnetischen
Wellen oder Ultraschallwellen oder auch Schallwellen arbeitet. Dadurch
wir eine Oberfläche der mineralischen Feststoffe abgetastet,
die als Kegelschnitt ausgebildet ist. Von der abgetasteten Oberfläche
werden die Wellen reflektiert, und zwar möglicherweise
in unterschiedliche Richtungen und auch mit wechselnder Verzögerung.
Denn die Oberfläche der mineralischen Feststoffe ist nicht
glatt und möglicherweise zerklüftet. Daraus resultierende
Abweichungen in der Füllstandsmessung können seitens
der Steuereinheit herausgemittelt werden.
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Im
Ergebnis wird eine Vorrichtung zum Fördern mineralischer
Feststoffe zur Verfügung gestellt, die sich durch eine
sachgerechte und problemlose Füllstandsmessung auszeichnet.
Tatsächlich lassen sich mineralische Feststoffe und insbesondere
Ton kaum hinsichtlich ihres Füllstandes respektive der eingenommenen
Oberfläche im Innern der Zuführeinrichtung auf
herkömmliche Art und Weise erfassen. Das liegt an dem hochviskosen
bzw. nahezu festen und nicht rieselfähigen Zustand solcher
mineralischer Feststoffe und auch an deren abrasivem Charakter und
der unregelmäßigen Oberfläche.
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Die
Erfindung lehrt zu diesem Zweck eine berührungslose Füllstandsmessung
mit einem entsprechend ausgelegten Füllstandssensor. Auf
diese Weise kann die Lage der Oberfläche der mineralischen
Feststoffe im Innern der Zuführeinrichtung ohne mechanischen
Kontakt getastet werden. Der Füllstand kann dann von der
Steuereinheit bzw. Regeleinheit vorteilhaft genutzt werden, um die
Zufuhr an Rohmasse bzw. den zu verarbeitenden mineralischen Feststoffen
entsprechend zu regeln, damit der Füllstand einen vorgegebenen
Wert einhält. D. h., die Oberfläche wird im Rahmen
der Regelung auf einem bestimmten Niveau gehalten.
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Dadurch
stellt die Erfindung sicher, dass im Innern der Zuführeinrichtung
eingangsseitig der Fördereinheit immer ausreichend mineralische
Feststoffe zur Verfügung stehen, um einen ununterbrochenen
Fördervorgang zu gewährleisten. Dadurch lassen
sich aufgrund unterbrochener Förderung verursachte etwaige
Stillstandzeiten zuverlässig ausschließen. Das
reduziert die Kosten und erhöht die Auslastung einer zugehörigen
Maschine. Hierin sind die wesentlichen Vorteile zu sehen.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel
darstellenden Zeichnung näher erläutert. Die einzige
Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zum Fördern mineralischer Feststoffe in einer perspektivischen
Ansicht, teilweise geschnitten.
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In
der Figur ist eine Vorrichtung zum Fördern mineralischer
Feststoffe T dargestellt. Bei den fraglichen mineralischen Feststoffen
handelt es sich vorliegend um Ton T oder vergleichbare keramische Massen.
Ausgangsseitig der fraglichen Vorrichtung kann der Ton T beispielsweise
von darin befindlichen Fremdstoffen gereinigt oder zu Formkörpern
verarbeitet werden, wie dies einleitend bereits beschrieben wurde.
Selbstverständlich sind auch andere Verarbeitungsmethoden
denkbar und werden von der Erfindung umfasst.
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Die
dargestellte Vorrichtung setzt sich in ihrem grundsätzlichen
Aufbau aus einer Fördereinheit 1 und einer Zuführeinrichtung 2 zusammen.
Die Fördereinheit 1 schließt sich an
die Zuführeinrichtung 2 in Förderrichtung
F der mineralischen Feststoffe bzw. des Tones T an. Dazu ist die
betreffende Förderrichtung F mit Pfeilen angedeutet. Die
der Fördereinheit 1 vorgeschaltete Zuführeinrichtung 2 ist
mit wenigstens einem Füllstandssensor 3 für
die in der Zuführeinrichtung 2 befindlichen keramischen
Massen bzw. den Ton T ausgerüstet. Tatsächlich
dient der Füllstandssensor 3 dazu, eine Oberfläche 4 und
damit den Füllstand der mineralischen Feststoffe bzw. des Tones
T im Innern der Zuführeinrichtung 2 abzutasten.
Das geschieht vorliegend und erfindungsgemäß berührungslos.
D. h., der Füllstandssensor 3 tastet die fragliche
Oberfläche 4 der mineralischen Feststoffe T in
der Zuführeinrichtung 2 berührungslos
ab.
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Anhand
der Darstellung erkennt man, dass die Zuführeinrichtung 2 zweiteilig
mit einer Einfüllkammer 2a und einer Unterdruckkammer 2b ausgelegt
ist. Der Füllstandssensor 3 befindet sich in der Unterdruckkammer 2b.
Die Einfüllkammer 2 ist mit einem Fülltrichter 5 ausgerüstet,
in dessen Innern eine Schnecke 6 rotiert. Die Schnecke 6 wird
mittels eines Antriebes 7 über eine Welle 8 in
Rotationen versetzt und sorgt dafür, dass die in den Fülltrichter 5 eingefüllte
keramische Masse bzw. der Ton T in die daran anschließende
Unterdruckkammer 2b gepresst wird. Der Fülltrichter 5,
die Schnecke 6 in Verbindung mit dem Antrieb 7 und
der Welle 8 formen insgesamt eine Füllvorrichtung 5 bis 8.
Die Füllvorrichtung 5 bis 8 ist vorliegend
als Vorpresse für die mineralischen Feststoffe bzw. den
Ton T ausgelegt und in der Einfüllkammer 2a der
Zuführeinrichtung 2 angeordnet.
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Der
Fülltrichter 5 stützt sich an einer Trennwand 9 zwischen
der Einfüllkammer 2a und der Unterdruckkammer 2b ab.
Die den Fülltrichter 5 verlassene keramische Masse
bzw. die Feststoffe oder der Ton T passieren bei ihrem Durchtritt
durch eine Öffnung im Innern der Trennwand 9 einen
Filter bzw. eine Filtereinheit 10 und sammeln sich am Boden
der Unterdruckkammer 2b unter Ausbildung der abzutastenden
Oberfläche 4.
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Im
Detail arbeitet der Füllstandssensor 3 berührungslos
mit elektromagnetischen Wellen. Grundsätzlich könnte
auch eine Abtastung der Oberfläche 4 unter Rückgriff
auf Ultraschallwellen vorgenommen werden. So oder so verfügt
der Füllstandssensor 3 über ein Sende-
und Empfangsteil. Außerdem ist der Füllstandssensor 3 an
eine Steuereinheit 11 angeschlossen, die vorliegend als
Regeleinheit 11 ausgelegt ist. Die Steuereinheit bzw. Regeleinheit 11 beaufschlagt
die Füllvorrichtung 5 bis 8, konkret
deren Antrieb 7. Je nach den Messwerten des Füllstandssensors 3 hinsichtlich
der Oberfläche 4 der mineralischen Feststoffe
T im Innern der Zuführeinrichtung 2 bzw. der Unterdruckkammer 2b beaufschlagt
die Steuereinheit bzw. Regeleinheit 11 den Antrieb 7 entsprechend.
Dann wird die Welle 8 in Rotation versetzt und sorgt dafür,
dass die Schnecke 6 im Fülltrichter 5 befindliche
mineralische Feststoffe T in die Unterdruckkammer 2b hineinpresst.
Von dort aus gelangen die mineralischen Feststoffe T schwerkraftunterstützt
auf die Oberfläche bzw. in einen Einfüllbereich 12 der
Fördereinheit 1.
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Von
diesem Einfüllbereich 12 ausgehend werden dann
die mineralischen Feststoffe T beim Betrieb der Fördereinheit 1 in
der Förderrichtung F gefördert. Zu diesem Zweck
weist die Fördereinheit 1 in ihrem Innern eine
Schnecke 13 auf und ist insofern als Schneckenextruder
für die mineralischen Feststoffe T ausgelegt.
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Man
erkennt, dass der Füllstandssensor 3 in einer
seitlichen Wand eines die Füllvorrichtung 2 insgesamt
einhausenden Gehäuses 14 angeordnet ist. Das Gehäuse 14 der
Zuführeinrichtung 2 geht in ein zugehöriges
Gehäuse 15 der Fördereinheit 1 über bzw.
ist mit diesem verbunden. Da lediglich die Einfüllkammer 2a nach
außen offen gestaltet ist und demgegenüber die
Unterdruckkammer 2b von der Einfüllkammer 2a durch
die Trennwand 9 getrennt ist, kann sich im Innern der Fördereinheit 1 und
auch in der eingangsseitigen Unterdruckkammer 2b beim Betrieb
der Fördereinheit 1 ein Unterdruck bilden. Denn
die mineralischen Feststoffe T werden in den Schneckengängen
der Förderschnecke 13 in der Förderrichtung
F transportiert.
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Dieser
Unterdruck begünstigt in Verbindung mit der insgesamt vertikalen
Anordnung der Zuführeinrichtung 2 die Förderung
der mineralischen Feststoffe T von dem Einfülltrichter 5 mithilfe
der Schnecke 6 durch den Filter 10 bis hin zur
Oberfläche 4 im Einlaufbereich 12 der
Fördereinheit 1. Dabei sorgt die Steuereinheit
bzw. Regeleinheit 11 dafür, dass die Oberfläche 4 in
dem besagten Einlaufbereich 12 in etwa auf gleichem Niveau
gehalten wird, und zwar im Sinne einer Regelung. Sobald folglich
der Füllstandssensor 3 beispielsweise ein Absinken
der Oberfläche 4 feststellt und an die Regeleinheit 11 meldet,
sorgt diese dafür, dass der Antrieb 7 bzw. die
Füllvorrichtung 5 bis 8 im Ganzen angesteuert
wird. Das geschieht so lange unter gleichzeitiger Förderung
der mineralischen Feststoffe T in die Vakuumkammer 2b, bis
dort das ursprüngliche Niveau der Oberfläche 4 bzw.
ein mithilfe der Regeleinheit 11 vorgegebenes Niveau 4 (wieder)
erreicht wurde.
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Wie
bereits ausgeführt, verfügt die Zuführeinrichtung 2 über
eine im Wesentlichen vertikale Anordnung. Dagegen ist die Fördereinheit 1 regelmäßig horizontal
orientiert. Auf diese Weise sind die Zuführeinrichtung 2 und
die Fördereinheit 1 senkrecht zueinander angeordnet.
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Die
Funktionsweise des berührungslos arbeitenden Füllstandssensors 3 ähnelt
derjenigen eines Echolotes. Denn der Füllstandssensor 3 bzw. dessen
Sendeteil senden Messpulse oder Messimpulse aus. Diese Messimpulse
werden an der Oberfläche 4 der mineralischen Feststoffe
T reflektiert und als Echopulse zurückgeworfen. Die besagten
Echopulse erreichen den Empfangsteil des Füllstandssensors 3 nach
einer Zeit, welche von der Wegstrecke abhängt. Die Zeit
zwischen dem Aussenden des Messpulses und dem Empfang des Echopulses
ist ein Maß für die Position der Oberfläche 4 im
Innern der Zuführeinrichtung 2 bzw. der Vakuumkammer 2b. Änderungen
der Höhe der Oberfläche 4 korrespondieren
zu entsprechenden Zeitänderungen zwischen dem Aussenden
des Messimpulses und dessen Empfang als Echopuls. Die Zeitänderungen
sind zu Füllstandsänderungen bzw. Niveauänderungen
der Oberfläche 4 proportional.
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Insgesamt
erzeugt der Füllstandssensor 3 einen Messkegel 16,
welcher schräg auf die zu erfassende Oberfläche
fällt. Tatsächlich verfügt der Füllstandssensor 3 gegenüber
dem Gehäuse 14 bzw. der zugehörigen seitlichen
Gehäusewand der Zuführeinrichtung 2 über
eine Neigung von ca. 30° (α ≈ 30°).
Der Messkegel 16 ist mit einem Kegelwinkel β im
Bereich von ca. 10° bis 30° ausgerüstet.
Vorliegend wird ein Kegelwinkel von ca. 20° beobachtet.
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Auf
diese Weise entsteht auf der abzutastenden Oberfläche 4 eine
als Kegelschnitt ausgebildete Messfläche 17 relativ
großer Ausdehnung. Indem sämt liche Reflexion der
elektromagnetischen Wellen als Echopluse in der Steuereinheit bzw.
Regeleinheit 11 gemessen und gemittelt werden, wird die
Oberfläche 4 nahezu vollständig zur Füllstandsmessung
herangezogen.
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Dadurch,
dass das Gehäuse 14 der Zuführeinrichtung 2 insgesamt
metallisch ausgelegt ist, beispielsweise als Stahlgehäuse,
wird sichergestellt, dass die vom Füllstandssensor 3 emitierten
Mikrowellen das fragliche Gehäuse 14 praktisch
nicht verlassen und insofern Strahlung nach außen nicht
austritt. Hierzu trägt ergänzend der Umstand bei,
dass auch das Gehäuse 15 der Fördereinheit 1 aus
Stahl gefertigt ist. Auf diese Weise treten zwar im Innern des Gehäuses 14 Störreflexionen
auf, diese können jedoch softwaretechnisch in der Regeleinheit 11 herausgefiltert
und von den eigentlichen Echopulsen unterschieden werden, die für
die Messung des Niveaus der Oberfläche 4 herangezogen
werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - AT 205901
B [0002]
- - DE 29803827 U1 [0003]
- - DE 202006007551 U1 [0003]
- - DE 1959015 [0005]
- - DE 9312251 U1 [0009]
- - DE 60319930 T2 [0009]