DE2054763C3 - Automatische Dosiervorrichtung für aus einem Vorratsbehälter entnommenes, pulverförmiges Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Dosiervorrichtung für aus einem Vorratsbehälter entnommenes, pulverförmiges Material, mit einer Wägevorrichtung und einer Austragsvorrichtung, die mit einem Beschikkungsförderer verbunden sind.

Bekannte Dosiervorrichtungen zum Austragen von pulverförmigen Materialien aus Behältern arbeiten mit Schwingförderern, Schneckenförderern u. dgl., und zwar in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des auszutragenden Materials sowie von dem auf dem Behälterboden lastenden Materialgewicht. Je nach Beschaffenheit des pulverförmigen Materials sind die bisher verwendeten Dosiervorrichtungen mehr oder weniger in der Lage, das Material in der gewünschten Genauigkeit zu dosieren, d. h. über längere Zeiträume mit einer konstanten Austragsmenge bzw. -geschwindigkeit zu arbeiten. Dosierfehler können aber bei der Herstellung von Materialmischungen dazu führen, daß das Gemisch für den vorgesehenen Verwendungszweck unbrauchbar wird oder sogar schädliche Eigenschaften erhält, ohne daß in den meisten Fällen die Möglichkeit gegeben ist, derartige Gemische dann wieder in die einzelnen Komponenten zu zerlegen und erneut in dem richtigen Verhältnis zu vermischen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, eine automatische Dosiervorrichtung der genannten Art so auszubilden, daß sie sowohl für sehr kleine als auch für sehr große aus einem Behälter auszutragende Materialmengen eine wesentlich bessere Dosiergenaiiigkeit aufweist als die bekannten Vorrichtungen, wobei das Dosieren kontinuierlich erfolgen soll und sogar mit nassen Stoffen, dehydratisieren Kuchen, Pigmenten und Farbstoffen mit einem Genauigkeitsgrad erfolgen kann, der die Einhaltung bestimmter Spezifizierungen sichert.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem ersten Arm des Wägebalkens der Wägevorrichtung die Austragsvorrichtung, deren Antrieb, ein Impulswandler und ein regelbarer Hauptantriebsmotor angeordnet sind, daß auf dem zweiten Arm der Wägevorrichtung ein Tariergewicht sowie ein über ein motorgetriebenes, auf einer auf und ab schwenkbaren Antriebswelle sitzendes Kettenrad auf- und abwickelbares Kettengewicht angehängt sind, daß im Anschlagbereich des zweiten Arms Steuerimpulsgeber angeordnei sind, daß im Vcrschwcnkungsbercich der durch einen Stellmotor angetriebenen Welle des Kettenrads Steuerimpulsgeber angeordnei sind, und daß ein Einstellzähler zum Einstellen der auszutragenden Dosiermengen mit dem Stellmotor gekoppelt ist, derart, daß eine bestimmte Austragsgeschwindigkeit der Austragsvorrichtung einer bestimmten Drehzahl des das Kettengewicht aufwickelnden Steuermotors entspricht und nach dem Austragen der gewünschten Menge pulverförmigen Materials durch Kippen der Steuermotorwelle mit Hilfe der Steuerimpulsgeber der Antrieb der Austragsvorrichtung über den Einstellzähler stillsetzbar und der Beschickungsförderer einschal tbar ist, durch dessen Förderung der erste Arm des Wägebalkens absenkbar und der zweite Arm bis zur Kontaktberührung mit den Steuerimpulgebern anhebbar sind.

Eis sind nun zwar bereits Grenzschalter zur Steuerung eines Fördervorgangs bekannt (DT-AS 11 94 341), und in diesem Zusammenhang ist auch das Arbeitsprinzip von Impulswandlern aus der Elektrotechnik bekannt, jedoch wurden sie bisher nicht zur automatischen Steuerung des Funktionsablaufes bei Dosiervorrichtungen an Vorratsbehältern für pulverförmige Materialien zu dem Zweck eingesetzt, eine Wägevorrichtung in Verbindung mit einem Beschickungsförderer so zu steuern, daß unabhängig von der Schüttgutdichte und Beschaffenheit des Schüttgutes im Vorratsbehälter ein konstanter Austrag einer gewünschten Dosiermenge erreicht wird.

Auch ist ein großer Teil der für den konstruktiven Aufbau der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung verwendeten technischen Elemente bei Neigungsschaltgewichtswaagen bekanntgeworden (FR-PS 14 59 658). So wird bei dieser bekannten Waage ebenfalls eine Meßvorrichtung verwendet, bestehend aus Grenzschaltern, die von einer mit der Stange der Neigungswaage verbundenen Blende betätigt werden, wobei die Grenzschalter mit Hilfe eines Nachlaufmotors, der über eine von Potentiometern beeinflußte Brückenschaltung gesteuert wird, jeweils in eine der Abweichung des Ist-Gewichtes von dem Soll-Gewicht entsprechenden Lage bewegt werden. Diese Art der Steuerung dient jedoch zur Kontrolle nach jeder Wägung und nicht zur kontinuierlichen automatischen Dosierung eines Schüttgutstroms und weicht insofern auch von dem Erfindungsvorschlag ab, als es sich bei dieser bekannten Neigungsschaltgewichtswaage tatsächlich um zwei

AuswägevorrichUingen handelt, die miteinander gekoppeil sind, nämlich eine Schaltgewichtswaage, die entsprechend dem vorgegebenen Ausschüttgewieht mit mehreren Gewichten belastet wird, und eine Neigungswaage, die als I'lus-Minus-Neigungswaage ausgebildet ist und im Gegensatz zur Schaltgewichtswaage, die den eigentlichen Wägevorgang abwickelt, die Aufgabe hat, den Wagevorgang zu erfassen, zu überprüfen und, falls erforderlich, zu korrigieren.

Kin Teil der bei der erfindungsgemäßer; Dosiervorrichtung verwendeten Elemente sind aber auch Bestandteil einer anderen bekannten Wägevorrichtung (GB-PS 9 50 359), die ebenfalls mit auf- und abwickelbaren Kettengewichten arbeitet, jedoch im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Vorrichtung weder mit Einstellzäh- !er zum Einstellen von auszutragenden Mengen versehen ist, noch mit Impulsgebern, die den Dosiervorgang in Abhängigkeit von der Gleichgewichtslage des Waagebalkens so steuern, daß ein bestimmtes Dosiergewicht pro Zeiteinheit kontinuierlich abgegeben wird. Bei der bekannten Vorrichtung erfolgt die Dosierung lediglich nach Einstellung der Geschwindigkeit eines die Kette aus einem auf der einen Seite des Waagebalkens befindlichen Vorratsbehälter herausfordernden Getriebemotors derart, daß die dadurch verursachte Neigung des Waagebalkens-Endschalters zur Betätigung eines Vibrators schließt, der den auf der anderen Seile des Waagebalkens sitzenden Dosicrgutvorratsbehälter in Schwingungen versetzt, um einen Gutaustrag aus diesem Behälter zu bewirken. Sobald dann die beiden auf dem Waagebalken sitzenden Behälter wieder ins Gleichgewicht gebracht worden sind, wird der Vibratorstromkreis unterbrochen und damit der Dosiervorgang beendet. Die bekannte Wägevorrichtung arbeitet somit weder mit kontinuierlicher Abgabe des Fördergut- ;*5 Stroms, noch besitzt sie Möglichkeiten, diesen Strom in engen Grenzen zu steuern und seine Austragsgeschwindigkeit genau einzustellen und zu regeln.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der automatischen Dosiervorrichtung,

F i g. 2 ein Fließ- und Schaltbild der Vorrichtung von Fig. 1.

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der automatischen Dosiervorrichtung und

F i g. 4 ein Fließ- und Schaltbild der Ausführungsform von Fig. 3.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, weist die automatische Dosiervorrichtung für puiverförmige Materialien eine Wägevorrichtung B auf, die mit zwei Armen versehen ist, von denen der linke, in der Zeichnung nicht besonders bezeichnete Arm die Austragsvorrichtung A, 18 sowie deren Antrieb 19 und den Impulswandler D, dessen Funktion noch erläutert wird, zusammen mit dem stufenlosen, regelbaren Hauptantriebsmotor Eträgt, und an deren zweitem Arm 20 das Tariergewicht 21 sowie das auf- und abwickelbare Kettengewicht 22 angehängt sind. Das Kettengewicht 22 läuft über das Kettenrad 23, dessen Antriebswelle mit dem Antriebsmotor 24 gekoppelt ist. Der Ausschlag des zweiten Armes 20 der Wägevorrichtung B wird durch Steuei impulsgeber 27, 28;;, 286 begrenzt. Die Antriebsachse des Motors 24, auf der das Kettenrad 23 sitzt, ist ebenfalls auf und ab schwenkbar gelagert, wobei der Drehpunkt im Lagerungspunkt des Kettenrades 23 anzunehmen ist. Durch die in Abhängigkeit von dem über dem Kettenrad 21 hängenden Keltengewiehl veränderliche Schräglage der Antriebswelle des Motors 24 lassen sich die Steuerimpulsgeber 25,7,25/) und 26 betätigen.

Diese Vorrichtung hat nun die Aufgabe, eine bestimmte Menge an pulverförmigem Füllgut, die durch die Ausgabevorrichtung C in den Füllzylinder der Vorrichtung A eingefüllt und durch die Füllstände A 1 und A 2 gekennzeichnet ist, in einer bestimmten, gewünschten Zeitspanne durch den Austrag t8 aus der Wägevorrichtung auszutragen, d. h. einen Dosiervorgang zu ermöglichen.

Zu diesem Zweck wird die Austragsvorrichtung A mit einer bestimmten Füllgutmenge aus der Ausgabevorrichtung C beschickt, nachdem die sich in A noch befindende Restmenge durch Verstellen des Tariergewichtes 21 auf der Wägevorrichtung B ins Gleichgewicht gebracht worden ist. Nachdem die neue Menge in der Vorrichtung A bis zu dem Füllspiegel A 1 eingefüllt worden ist, wird an dem Einstellzähler /³CI die Austragsmenge in kg/h eingestellt, die in der gewünschten Zeitspanne durch den Austrag 18 die Vorrichtung verlassen soll.

Der Einstellzähler PCX ist ein an sich bekanntes und deshalb hier nicht näher erläutertes Gerät, das pneumatische oder elektrische Impulse von der Ist-Seite, d.h. also von der Wägevorrichtung B empfängt und diese mit Impulsen der Soll-Seite, also der Seite des Steuermotors 24, vergleicht.

Wird nun die Austragsvorrichtung A in Betrieb gesetzt, um durch den Austrag 18 pulverförmiges Material von der Wägevorrichtung zu entfernen, dann wird gleichzeitig auch der Motor 24 eingeschaltet, der das Kettengewicht 22 über das Kettenrad 23 aufrollt, wodurch sich die Motorachse um den im Kettenrad liegenden Drehpunkt nach rechts verschwenkt und den oberen Endschalter 25.7 berührt. Dies hat zur Folge, daß über den Einstellzähler PC 1 der Beschickungsförderer C eingeschaltet wird, um der Austragsvorrichtung A von neuem Gut zuzuführen, wodurch sich der Arm 20 der Wägevorrichtung hebt, was zur Folge hat, daß der Glcichgewichtsendschalter 27, im obigen auch als Steuerimpulsgeber bezeichnet, der die Ausgabevorrichtung C über den Zähler PC2, der ebenfalls ein an sich bekanntes Gerät ist, stillsetzt. Während dieser M iterialbeschickung ist der Füllspiegel in der Austragsvorrichtung A von Λ 2 auf A X angestiegen. Daraufhin wird das Kettengewicht 22 zurückgefahren, wodurch sich der Arm 20 senkt und bei einer bestimmten Belastung den Kontakt mit dem Steuerimpulsgeber 27 freigibt, wodurch wiederum der Motor 24 eingeschaltet wird, der das Kettengewicht aufrollt und später durch Erreichen des als Endschalter wirkenden Steuerimpulsgebers 24;j ausgeschaltet wird.

Die zeitliche Steuerung des Materialaustrag^ wird durch die Drehzahlsteuerung der Austragsvorrichtung A erreicht, die wiederum mit Hilfe des stufenlos regelbaren Hauptantriebsmotors E und des Impulswandlers D, DX ermöglicht wird, der die Antriebsgeschwindigkeit mißt. Wird beispielsweise eine höhere Austrags- bzw. Dosiergeschwindigkeit des Materials in der Vorrichtung A durch den Austrag 18 verlangt, so wird an dem Einstellzähler PCX ein der gewünschten Austragsgeschwindigkcit entsprechender Zählwert eingestellt, also beispielsweise · kg/h, und mit Hilfe des Zählers PC2 kontrolliert, ob der stufenlos regelbare Hauptantriebsmotor f die Drehzahl hat, die erforder-

lieh ist, um über den Antrieb 19 die verlangte Austragsgeschwindigkeit zu erreichen. Wenn dies nicht der Fall ist, läßt sich der Motor Emit Hilfe des Zählers PC2 entsprechend nachstellen. Der verwendete Impulswandler D. der den Geschwindigkeitswandler DX aufweist, welcher von dem Antrieb 19 der Austragsvorrichtung A und dem Impulserzeuger D2 betrieben wird, dient hierbei als Kontrollorgan, wobei er von dem Antrieb 19 mit entsprechenden Geschwindigkeitssiignalen versorgt wird und diese die Veränderungen des Fördergewichtes pro Zeiteinheit angebenden Signale an den Einstellzähler PCX weiterleitet. Der noch vorhandene Schreiber G und das Anzeigegerät H sowie der Integrator /geben die empfangenen Signale wieder.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Dosiervorrichtung kennzeichnen sich also durch einen diskontinuierlichen Betrieb des Bcschickungsfördcrers C und einen ebenfalls diskontinuierlichen Betrieb der Austragsvorrichtung A, die dann eingeschaltet wird, wenn der Bcschickungsfördercr Cstillgesetzt wird, wobei nur die Austragsvorrichtung mit dem zugeführten pulvcrförmigen Material auf der Wägevorrichtung B angeordnet ist, und die entsprechende Belastung der beiden Arme das FJn- und Ausschalten des Bcschickungsfördcrers und der Austragsvorrichtung bewirkt. Das dabei pro Zeiteinheit verlangte Austragsgcwicht kann mii Hilfe des Kettengewichts 22 über die Zähler PCI und PC2 bzw. den gesteuerten Hauptantriebsmolor I: so eingestellt werden, daß sich eine Aufeinanderfolge von Fördervorgängen ergibt, bei denen durch den Austrag 18 eine gewünschte Malerialmenge pro Zeiteinheit ausgetragen wird, die vorher durch den Beschickungsförderer C in die Austragsvorrichtung A abgefüllt wurde.

Zur weiteren Erläuterung der Betriebsweise der obigen Dosiervorrichtung soll angenommen weiden, daß der Einstellzähler PC I beispielsweise den Zählvorgang in JO Sekunden beendet, während der Zähler /'('2 seine Zählung in beispielsweise 3b Sekunden beendet. Die gelieferte Malenalinenge liegt dann über der gewünschten I lohe, und zwar um einen Betrag, der der Differenz, der Ziihlzcilen, hier also b Sekunden, einspricht. Damit der Einstell/ähler /'('I eine Zeitspanne von Jd Sekunden für den Zählvorgang benötigt, muli demnach der HauplantriebMiiotor /:' eingeMcucrl werden. Nach Beendigung dieser Einsieuemng wird das Ketleiigewieht 22 in seine ursprüngliche Lage abgesenkt, der Ik'si'liickiini'sförderer ("wird eingeschaltet, und der gleiche Vorgang, wie oben beschrieben, wiederholt sich.

Die F.instcllung der aus dem Austrag 18 abzugebenden Matcrialmengc wird also mit Hilfe des Einstcllzählcrs PCX vorgenommen, wobei eine Ablesung im Dezimalsystem eine Austragsinenge in kg/h bei kontinuierlichem Auswägen und in kg/Ansatz für das Auswägen von Chargen anzeigen kann, und ein Digitalsystcm eine Fernsteuerung, eine Lochkarteneinstcllung und/oder eine Rechncreinslellung bewirken kann. Wird das Kettengewicht 22, ausgehend von dem oberen Steuerimpulsgeber 25a, über das Kettenrad 23 abgewickelt, so geschieht dies um einen Betrag, der durch den Einstellzähler PCI festgelegt ist, wobei dann Material aus dem Beschickungsförderer Czur Austragsvorrichtung A gelangt. Durch Anheben des Arms 20 der Wägevorrichtung B wird der Beschickungsförderer C abgeschaltet, so daß die Materialabgabe in die Austragsvorrichtung A zum Stillstand kommt. Wenn dann die Materialmenge in der Austragsvorrichtung A von dem Spiegel A X auf den Spiegel A 2 sinkt, erfolgt eine Überwachung dieses Vorgangs durch einen Vergleich der Impulsemission mit dem Zähler PC2. Die vorher eingestellte Impulszahl des Einstellzählers PCI wird durch Impulse des Impulswandlers D2 gemessen, wobei eine Angabe in g/p (Gewicht je Impuls) erfolgt. Daraufhin wird erneut das Kettengewicht 22 aufgewikkclt und die Materialzufuhr in die ständig liefernde Austragsvorrichtung A wiederaufgenommen.

Bei kontinuierlicher Materialzufuhr wird der Materialaustrag durch die Austragsvorrichtung A in Gang gehalten, während Material in den Beschickungsfördercr Cgelangt.

In den F i g. J und 4 ist eine andere Ausführungsform der automatischen Dosiervorrichtung dargestellt, bei der insbesondere kleine Matcrialmengcn eingestellt werden können, und die keine Impulswandler D aufweist. Dagegen wird bei dieser Ausführungsform ein Keltenhilfsgewichl 22,·) an dem zweiton Arm 20«·* der Wägevorrichtung /i verwendet, um die Austragsvorrichtung A zu steuern und das Ein- und Abschalten des llauptantriebsmotors /f mit Hilfe der oberen und unteren Skuimmpulsgeber 25;j. 25/>, 26 sowie 27, 28.7. 28/' zu bewirken. Die übrigen Elemente der /.weilen Ausluhningsform entsprechen ihrem Aufbau und ihrer Funktion nach den diesbezüglichen Elementen el0r ersien Ausführungsforin, wobei noch darauf hinzuweisen isi.daH der Integrator /mit dem Einslcllzählci /¹CI gekoppelt sein kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Automatische Dosiervorrichtung für aus einem Vorratsbehälter entnommenes, pulverförmiges Material, mit einer Wägevorrichtung und einer Austragsvorrichtung, die mit einem Beschickungsförderer verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem ersten Arm des Wägebalkcns der Wägevorrichtung (B) die Austragsvorrichturfg (4, 18), deren Antrieb (19), ein Impulswandler (D) und ein regelbarer Hauptantriebsmotor (L) angeordnet sind, daß aul dem zweiten Arm (20) der Wägevorrichtung (B) ein Tariergewicht (21) sowie ein über ein motorgetriebenes, auf einer auf und ab schwenkbaren Antriebswelle sitzendes Kettenrad (23) auf- und abwickelbares Kettengcwicht (22) angehängt sind, daß im Anschlagbereich des zweiten Arms (20) Sieuerimpulsgeber (27, 28,7, 2%b) angeordnet sind, daß im Verschwenkiingsbercich dec durch einen Stellmotor (24) angetriebenen Welle des Kettenrads (23) Steuerimpulsgeber (25,7, 256, 26) angeordnet sind, und daß ein Einstellzähler (I'C I) zum Einstellen der auszutragenden Dosicrmcngen mit dem Stellmotor (24) gekoppelt ist, derart, daß eine bestimmte Austragsgeschwindigkeit der Austragsvorrichtung (A 18) einer bestimmten Drehzahl des das Kettengewicht (22) aufwickelnden Steuermotors (24) entspricht und nach dem Austragen der gewünschten Menge pulverförmigen Materials durch Kippen der Steuermotorwelle mit Hilfe der Steuerimpulsgeber (25,7,256, 26) der Antrieb (19) der Austragsvorrichtung über den Eirstellzähler (PC\) stillsetzbar und der Beschickungsförderer (C) einschaltbar ist, durch dessen Förderung der erste Arm des Wägebalkens absenkbar und der /weite Arm (20) bis zur Kontaktberührung mit den Steuerimpulsgebern (27,28.7) anhebbar sind.

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