DE2054763A1 - Automatische Auswiegevorrichtung - Google Patents

Description

Dip,.^v^^ner ·; München u

DIpL Ing. , i-r/bert Tiioher '">

Büro München ... . . .. ...

München 2, Tal 71 59 369

Hiroyuki Iwako, Tokyo / Japan

"Automatische Auswiegevorrichtung"

Bekannte Vorrichtungen zum Austragen eines pulverförmigen Materials aus einem Behälter arbeiten mit verschiedenen Vorrichtungen, wie Tischvorschubförderern, Vibrationsförderern, einem Schneckenförderer oder einem Drehförderer. Je nach der Natur des auszutragenden Pulvermaterials ist mittels mancher oder aller dieser Vorrichtungen das Austragen vollständig unmöglich oder sehr schwierig. Je nachdem, ob die in einem Behälter enthaltene Menge groß oder klein ist, wird ein unterschiedlicher Bodendruck aufgrund des Materialgewichts hervorgebracht, so daß bei auftretenden Schwierigkeiten innerhalb der in einer Stunde ausgetragenen Menge ein derart großer Unterschied auftritt, daß es unmöglich ist, eine genau konstante Austragung eines Stoffes durchzuführen.

Gegenstand der Erfindung ist die Schaffung einer automatischen Auswiegevorrichtung, die eine höchst genaue und zuverlässige Abmessung eines vorbestimmten Gewichts eines Materials zuläßt, ohne daß eine Überbrückung, ein Herausspritzen oder eine Druckdifferenz im Füllstand auftreten und ohne daß Tarierfehler auftreten infolge der verminderten Wiegegenauig-

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keit bei der Behandlung relativ kleiner Mengen von pulverförmigen Stoffen, nassen Stoffen, dehydratisieren Kuchen, Pigmenten und Farbstoffen, bei denen es allgemein schwierig ist, eine vorbestimmte Menge auszutragen, sowie eine automatische Auswiegevorrichtung, die genau die Dosierung eines Materials vom kontinuierlichen Auswiegen bis zum Auswiegen von Gewichtseinheiten bewerkstelligen kann und den Auswiegevorgang bei allen ungewöhnlichen Bedingungen regeln kann.

Erfindungsgemäß besteht die automatische Auswiegevorrichtung aus einer konstant dosierenden Austragevorrichtung, die eine Menge liefert, die proportional der Drehzahl einer Fördervorrichtung mit einem konstanten Volumverhältnis ist, wobei die Austragevorrichtung mit einer Hauptantriebsvorrichtung und einem Impulswandler zusammenarbeitet, die stufenlos von O bis zu einem Maximalwert, der der Länge eines Kettengewichts proportional ist, eingestellt werden können und wobei die Austragevorrichtung auf einer automatischen Wiegevorrichtung befestigt ist, die ein Kettengewicht aufweist, womit eine schnelle und stabile Einstellung durch Selbstaufwindung des Kettengewichts' und durch Absorption Von Schwingungen möglich' wird und die automatische Wiegevorrichtung durch ein Impulserzeugersystem geregelt wird. ...*.■_. .·._■__.. . „■ . _ ·. . .. ■.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird hinsichtlich einer Ausführungsform als Beispiel anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen senkrechten Querschnitt einer Austragevorrichtung für eine vorbestimmte Menge eines - ' ' pulverförmigen' Materials gemäß einer Ausführungsform einer automatischen Auswiegevorrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen waagerechten Querschnitt durch die Linie ' II-II von Fig. 1 mit teilweiser Aufsicht;

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3 . einen waagerechten Querschnitt längs der Linie . .III-III von Fig. 1, teilweise in Aufsicht;

. Fig. 4 und ....·. .. -.

Fig. 5 ein schematisches Fließschema und ein Blockschaltbild, die eine Ausführungsform einer . automatischen Auswiegevorrichtung gemäß der Erfindung erläutern; und , ,

Fig. 6 und . .

Fig. 7 "~ ein schematisches Fließbild und ein Blockschaltbild einer anderen Ausführungsform * ■ - "einer automatischen Auswiegevorrichtung ge^v *" maß der Erfindung. * "■ / ' '

Im folgenden'wird zunächst eine Austragevorrichtung für 'eine vorbestimmte Pulvermaterialmenge A näher beschrieben.

"Die Vorrichtung besitzt einen oberen Zylinder 1, in den ■ein Pulvermaterial, das behandelt werden soll, eingetra-' gen wird und der am unteren Teil einen unteren Zylinder 3 besitzt,'der vom oberen Zylinder 1 durch eine Zwischenwand 2 "getrennt ist. Das Austragen" des Pulvermaterials aus* dem oberen Zylinder Λ in den unteren Zylinder 3 'wird durch mehrere durch Druck verstellbare Öffnungen 4 durchgeführt, die sich auf der Zwischenwand 2 befinden. Die •öffnungen 4 können mit einem Zylinder für die Einstellung 'durch Druck versehen sein. Der Bodenteil des unteren Zylinders 3 besteht aus einem feststehenden Ringteil 5> der ■periphere Wände bildet, sowie aus einem horizontalen' Bodenteil 6, der eine Bodenfläche bildet. Ein Teil des festen Ringteils 5 ist mit einer Kerbe 8 versehen, die mit dem oberen Teil eines Austragezylinders 7 in Verbindung steht. .-.-..-_

Ein Rahmen 9, der die feststehenden Teile stützt

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, jbesitzt in. der Mitte eine senkrechte Welle 10, die · in'~d~en oberen Zylinder 1 hineinreicht. An der Welle ist ein Rührblatt 11 befestigt, das sich im Zylinder 1 dreht, sowie ein Rührwerk 12, das sich im unteren Zylinder 3 dreht, und eine Drehscheibe 13· Die Drehscheibe 13 besitzt einen angeflanschten Bodenteil i3a'_f der sich angrenzend an den horizontalen Bodenteil 6 erstreckt, so daß ein Durchgang 14 geschaffen wird, der einen Ringraum mit rechtwinkligem Querschnitt zwischen dem angeflanschten Bodenteil 13a.und dem feststehenden Ringteil 5 ..bildet·.·.. Eine angemessene Zahl fest angeordneter Blätter oder Klingen 15 sind nach.innen gebogen.und.horizontal am oberen Teil des festen Ringteils 5.angeordnet und ergeben eine Nivellierwirkung auf das Pulvermaterial, das in dem ringförmigen Gang 14.enthalten ist,. Oberhalb des gekerbten Teils 8 de.s.festen Ringteils 5.ist horizontal eine Trennwand /16 vorgesehen, die einen Teil des ringförmigen Gangs 14 bedeckt.. . Der .feste Ringteil 51 ist mit einem. Auslaß 17 ver-^ sehen, durch den das.Pulvermaterial durchfiel,Kerbe..8 nach außen abgeführt. wird. Der Auslaß, 17 -kann, horizontal angeordnet sein und sich um eine.senkrechte Achse drehen,, damit die Breite eingestellt.werden kann» um eine öffnung bevorzugter Größe zu erzielen, und Jcann eine.Klappe besitzen, um die Dicke einzustellen. Der horizontale Bodenteil 6 kann mit ... einem Abkratzer für austretendes Pulver versehen, sein, der an dessen oberer Fläche drehbar angeordnet-ist, sowie, mit einer Lufteinlaßöffnung und einem Auslaß für.austretendes _ Pulver. Im Durchgang 14 des_kRingteils 5 ist ein Pulverkratzer 18 vorgesehen. ,. ,-i, ,·.· - , < .

ι ■

In der.dargestellten Vorrichtung wird das Pulvermaterial in den.oberen Zylinder.1 eingegeben, damit.eine bestimmte Menge, ausgetragen wird. Wenn das Rührblatt 11 im oberen Zylinder 1 und gleichzeitig das Rührwerk 12 und die Drehscheibe im„unteren Zylinder 3 durch die,Welle 10. gedreht:werden,.wird

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ι*

das Pulvermaterial im oberen Zylinder i kontinuierlich durch viele durch Druck einstellbare öffnungen 4 durch die Drehung des Rührblatts 11 durchfallen gelassen und in den unteren Zylinder 3 unter konstantem Druck eingebracht. Das Pulvermaterial im unteren Zylinder 3 wird gleichmäßig durch die Blätter 15_S die am oberen Teil des festen Ringteils befestigt sind, und das Rührwerk 12 verteilt und kontinuierlich in den ringförmigen Gang 14- eingespeist. Im ringförmigen Gang 14 bewegt sich das Pulvermaterial unter Drehung mit konstanter Geschwindigkeit oberhalb des angeflanschten Bodenteils 13a, der sich ebenfalls dreht, und wird nach außen durch die Austragöffming 17 aus der Kerbe des festen Ringteils 5 getragen. Hierdurch wird ein genaues und kontinuierliches Austragen einer Materialmenge gewährleistet.

Die automatische Auswiegevorrichtung B, die in Pig. 4 dargestellt ist, arbeitet in folgender Weise. Die Austragevorrichtung für eine konstante Pulvermenge A wird mit einem Beschickungsförderer C und einem Austrageteil 18 kombiniert und das Ganze wird auf einer Wiegeeinrichtung der automatischen Meßvorrichtung B befestigt. Die Kraftübertragung 19 der Austragevorrichtung A arbeitet durch eine Verbindung mit einem Impulswandler D zusammen, der sich auf der Wiegeexnrichtung befindet, sowie mit einem Hauptantrieb E. Eine Verlängerungsstange 20 der Wiegeeinrichtung ist mit einem konstanten Gewicht 21 für die Messung einer vorbestimmten Menge verbunden, sowie mit einem Kettengewicht 22. Das konstante Gewicht 21 ist so eingerichtet, daß es durch einen Aufnahmetisch 21a aufgenommen wird, der dafür bestimmt ist, festzustellen, wenn die Austragevorrichtung A leer ist. Das Kettengewicht wird mit Präzision hergestellt, in angemessener Zahl angewendet und in ein Zahnrad 23 eingehängt, durch welches

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Mittels eines Motors die Kette auf und nieder gewunden Werden kann und durch diese Teile eine Kettengewichtsvorrichtung P gebildet wird, die mit einem Grenzschalter 25 und einem Impulserzeuger 26 verbunden ist. Weiterhin ist ein Grenzschalter 27 für die Waage vorgesehen, um die Wiegestellung"der Stange 20 festzustellen, sowie ein oberer'Alarmgrenzschalter 28aund ein unterer Alarmgrenzschalter 28b, um außergewöhnliche Bedingungen feststellen fcu können. Das Kettengewicht 22 kann stufenlos von 0 bis zum Maximalwert eingestellt werden, proportional zur Länge des nach innen gerichteten'Teils'der Wiegestange; Der'Impulswandler D" umfaßt einen Geschwindigkeitswandler D, der von einer Kraftübertragung"19 der Austragsvorrichtung Ä und einem Impulserzeuger D2 betrieben wird, wobei letzterer den umgesetzten Impuls des Nettogewichts auf einen Einstellzähler PC 1, einen Aufzeichner G, einen Anzeiger H und einen Integrator Γ überträgt. Der Hauptantrieb E besteht aus einem stufenlos regelbaren Motor E" und regelt proportional die Differenz durch Vergleichen einer Gewichtseinheit (z.B. während 56 Sekunden)', die durch den Einstellzähler P'C1'voreingestellt ist, mit der Gewichtseinheit (z.B. für 36 Sekunden),'die durch" den Hauptzeitgeber PC2 voreingestellt ist, und schafft eine Antriebskraft auf die'Kraftübertragung" 19 der Austragevorrichtung A.

Der Motor 24 wird"durch Abgreifen des Impulses am Einstelizähler PCI angehalten. Der Einstellzähler PC1 wird auf eine gewünschte Menge voreingestellt und der Hauptzeitgeber (ein Periodenzähler bei Normalfrequenz) PC2 wird in"gewöhnlicher Weise gemäß" der vorherigen Einstellung betätigt. Beim Einsetzen der Bewegung wird der Motor 24 gleichzeitig mit'dem" Betrieb der 'Austragevorrichtung A gedreht. Sobald das Kettengewicht 22 bis zur Obergrenze 25a angehoben, wird und***Bich aufwindet, um eine Menge' abzusen-

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ken, die dem eingestellten Impuls vom Nullpunkt entspricht, WSM.der Beschickungsförderer C in Betrieb gesetzt. Die Wiegestange 20 hebt sich an, der Waagenanschlag 27 wird "betätigt .und der Beschickungsförderer G..wird angehalten. In diesem Augenblick wird eine überschüssige Menge .(vom Stand .A1 bis _A2) des. Pulvermaterials ausgebracht.. Durch Senken der Wiegestange 20 entdeckt der. Gr.enzschalter. 27 für die Waage eine obere Grenze,.worauf der .Motor 24 be-s trieben-wird und das Kettengewicht .22 zum Nullpunkt 'aufwindet, und an der oberen Grenze 25a.. anhält, so. daß sich die Wiegestange anhebt. Wenn das Pulvermaterial, durch .das Austragen weiter, vermindert und. sich der .dem .Kettengewicht 22 entsprechenden Menge näher.t, .senkt sich .die Wiegestange 20, und das. Auffinden einer Gewichtseinheit ist vollständig. Wenn,z.B. der Hauptzeitgeber P02 :auf 3.6- Sekunden einge-* : stellt ist und..das Auffinden einer Gewichtseinheit, (von der oberen Grenze der Waage .bis zur unteren. Grenze der. Waage), 30 Sekunden beträgt, wird die. Differenz proportional geregelt, um. die Drehung des. Motors, des Hauptantriebs E zu regeln. Weiterhin zählt, der Einstellzähler PCL die. . · Impulse des .Impulswandlers D gleichzeitig, wenn die .obere Wiegegrenze des Kettengewichts 22 erreicht ist. und koppelt die -Differenz _:einer Gewichtseinheit.:und .die Vollständigkeit der Zählung zum Impulswandler D2 .zurück, und regelt.diese proportional, bis sie übereinstimmen. Der Beschickungsförderer 7 wird durch diese beiden Regelsignale gedreht.

. c: .■ ί : ■-. ■ -i: C : .. ' .'"- " ι. .. -'. ' ' i- v: .-. -Der Betrieb einer Ausführungsform der automatischen Auswiegevorrichtung gemäß, der. Erfindung wird unter Bezugnahme . auf die Pig. 4· und 5. näher erläutert. ; / « <.

Eine. Menge entsprechend der vorbestimmten .zurückgehaltenen Menge in der Austragevorrichtung A wird aufgenommen und der. en untere Grenze oder ein Bestwert, wird bestimmt, durch das Regeln des Tariergewichts. 21.. „ .*·.·..- „/... . -

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Die" Einstellung" der Äüstragemenge wird durch den Einstell-¹ 'zaÜer P01 vorgenommen*, wobei e.ine Ablesung im Dezimalsystem eine Austragemehge (kg/h* beim kontinuierlichen' Äuswiegen und kg/Ansatz für das Auswiegen von Einheiten) anzeigen kann und ein Digitalsystem eine Fernsteuerung, eine Lochkarteneinstellung und die Rechnereinstellung bewirken kann. Durch den Betrieb' des Kettengewichts' 22 wird die Aufwindegrenze 25a' gleichzeitig mit dem Start zurückgedreht und das Herabwinden, der Einstellimpuls von PCM und die Aufnahme von'Material aus dem Beschickungsförderer C zur Austragevorrichtung A werden begonnen. Durch Anheben der Wiegestange' 20 wird der Beschickungsförderer' C betätigt, um die Aufnahme von Material anzuhalten. Durch' den Abfall der Menge von der Überladungsgrenze A1 bis zur Wiegegrenze'A2 (Austraigung beim kontinuierlichen Auswiegen und kontinuierliche Hilfsaustragung beim Wiegen von Einheiten in einer weiter unten beschriebenen Ausführungsform) wird die obere Grenze durch die Wiegegrenze 27 ent-" de*ckt und die Auf windegrenze 25a wird zurückgeschaltet. Das Gewicht wird auf gewunden entsprechend der Menge,' die

durch vofeingestellte Impulse im Einstellzähier PCf eingestellt ist. .

D'iese Situation ist die gleiche, wenn das voreingestellte Gewicht gleichzeitig mit dem Wiegen entfernt worden ist*. Wenn "sich die Menge fortschreitend vermindert, wird die ' untere Grenze durch den Grenzschalter 27 der Waage entdeckt. Durch eine Signalemission für eine Gewichtseinheit J . *" wird somit die Kapazität durch Vergleich mit dem Hauptzeitgeber "Pö2 *. geregelt. Die voreingestellte Impulszahl des Einstellzählers PC1 wird durch Impulse des Impulsemitters D2 gemessen," so daß eine Umsetzung' in g/p (Gewicht je 'Impuls) 'erfolgt. Nach diesen' beiden Regeleinstellungen wird erneut das Aufwinden des Kettengewichts 22 und die Aufnähme von Material in die Austragevorrichtung A gleichzeitig

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erneut aufgenommen und danach wird für jede Gewichtseinheit das gleiche Verfahren wiederholt. Die Meßanzeige, die.Wiedergabe und das Integrieren werden durch die Gewichtsimpulse durchgeführt, die in g/p umgesetzt werden.

Die proportionale Regelung kann leicht und genau durch . Anwendung eines Signals für die Durchströmungsmenge gemacht werden, um einen Eingabeimpuls (Hauptimpuls) des Hauptzeitgebers PC2.proportional zu regeln. ·. -

Die Pig. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform (im Falle einer absatzweisen Austragung) der automatischen Auswiegevorrichtung gemäß' der Erfindung, wodurch eine Einstellung für eine kleine.Menge möglich ist und wobei der Impulswandler der.vorhergehenden Ausführungsform entfernt worden ist und ein Hilfskettengewicht 22a an der Wiegestange 20a der Wiegevorrichtung vorgesehen ist, um die Austragevorrichtung A zu regeln und das An-'oder Abschalten.der Hauptantriebsvorrichtung E mit Hilfe der oberen und unteren Grenze der entsprechenden Schalter,für die obere und untere Grenze und den Motor zu bewerkstelligen.

Gleiche !Teile in dieser Ausführungsform entsprechen -,den- ^ Jenigen von lig. 4 und 5 und sind durch gleiche Bezugs_T zeichen gekennzeichnet., . ^ _{t (} , ■ _f

Ein Integrator I kann mit dem Einstellzähler PC1.verbun-, den sein, um die Gesamtmenge Material zu entdecken. .

Das Betreiben der automatischen Auswiegevorrichtung wird im folgenden beschrieben. .. . , ■ . . . ·

Ein Einstellwert wird digital durch den Einstellzähler PC1

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TfXb" Einstellung kann "geändert werden,' bevor das - Auistragen von Material erfolgt,-^e nachdem,· ob das Material aufgenommen wird oder die Aufnähme -beendet ist.· Beim Abwinden des Kettengewichts 22-und-bei· der Aufwindegrenze des · Hilfskettengewichts 22a wird der Beschickungsförderer C •in'Betrieb gesetzt, um.den Aufnahmevorgang zu beginnen. Die·Zuhaltung der-Stange- wird- durch den' Waagengrenzschalter 27 entdeckt und der Förderer C wird angehalten.-Beim Abwinden .des Hilfskettengewichts 22a begibt sich die Wiegestange 20a in Horizontalstellung und korrigiert genau den Überlastungshalt durch das - Entdecken" des - VTaagengrenz-schalters 27, wobei-der Fehler bei. der- Aufnahme¹ entfernt wird und die" Vorbereitungen für- die Austragung bewerk- ■ > stelligt werden. - . · - - .- _ ·> 1 . ... c '.... -.., Ί. . . < :„.'< .. C ,:·■·■· >. .....' .■ . '... .,.'·... i r.... ... :. t ..

Gleichzeitig mit dem Aufwinden des Kettengewichts 22· bis zur Obergrenze 25a -(entsprechend¹ dem voreingestellten Impuls) wird durch ein Austrägungs«ignal, einen Druck^- knopfschalter ö.dgl.die -Vorrichtung für das konstante*- Austragen A-betrieben und das Austrägen· begonnen.Die-- horizontale-Lage der Wiegestange 20a wird durch den Waagengrenzschalter 27 entdeckt, wenn das Austragen vollständig ist^aus der Lage der Stangenzuhaltung^urul der Beschickungsförderer C -wird- angehalten·,- um- das- Austragen zu -bewerkstelligen, -j' —

Gemäß der'Erfindung-treten-beim· Wiegen-aufgrund'von - •gegenläufigem Wachstum* u.dgl. keine Tarierfehler-auf, "■ die die Nachteile üblicher automatischer Auswiegevorrichtungen sind," und das Hegeln des Austragens von. Ma- «-■ •terial kann bezüglich einer Menge erfolgen, die von klein bis groß reicht, in wünschenswerter und einfacher Weise, und die Austragemenge von· Material je-Stunde*wird.absatzweise, oder kontinuierlich genau bestimmt.

PATENTANSPRUCH: '

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Claims (1)

1. - -ι . PATENTANSPEÜCH

   Automatische Auswiegevorrichtung, dadurch g'e k en η z"e i c h η et ' , " daß diö Wiegevorrichtung mit einer Kettengewichtseinrichtung kombiniert ist, die'ein Kettengewicht 'besitzt, das stufenlos eine Menge von O'bis zum Maximalwert" regeln kann," proportional" zur Länge der an '" einer'Stange'hängenden Kette, wobei ein Impulssystem zum Auffinden"eines voreingestellten Werts und eines Nullpunkts vorgesehen ist, durch das ein Zeitvergleich für eine Ge-· wichtseinheit mit'einer'Bezugszeit erfolgt und eine Tiff erenz zwischen diesen geregelt wird und Signale proportional zu einer ausgetragenen Menge * emittiert werden'. "*

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