DE2261823B2 - Waegeeinrichtung zur bestimmung des fluessigkeitsentzuges durch trocknung von substanzen, wie koernerfruechte und andere wasserhaltige gueter - Google Patents

Description

Der Gegenstand der Erfindung betrifft eine Wägeeinrichtung zur Durchführung von Reihengewichtsbestimmungen, vornehmlich zur Bestimmung des Flüssigkeitsentzuges von Stoffen, wie Körnerfrüchte und andere wasserhaltige Güter, und Bestimmung der Gewichtsdifferenz mittels einer Waage mit einem am Waagebalken gelenkig aufgehangenen Schalenträger und mit in Prozente des Flüssigkeitsgehaltes eingeteilter, mit einem feststehenden Markierungspfeil zusammenwirkender Skala, wobei die Identifizierung des behandelten Wiegegutes zwischen zwei Wägungen erfolgt.

Zur Feststellung des Wassergehaltes in Stoffen werden in der Praxis hauptsächlich folgende Methoden angewandt:

a) Die am meisten verbreitete und die zuverlässigsten Resultate ergebende Trockenschrankmethode, bei der das in dem zu untersuchenden Stoff enthaltene Wasser ausgedampft und aus der Gewichtsdifferenz der prozentuale Feuchtigkeitsgehalt errechnet oder auf einer an einer hierfür besonders ausgebildeten Waage angebrachten Skala abgelesen wird;

b) die Xylolmethode. bei der das im Untersuchungsstoff enthaltene Wasser durch Destillation ausgetrieben und durch Messung des kondensierten Wassers der Feuchtigkeitsgehalt hieraus errechnet wird;

c) die elektrische Methode, die meist auf einer Messung der Dielektrizitätskonstante eines bestimmten Stoffes beruht, wobei der Feuchtigkeitsgehalt jeweils auf einer besonderen, für die verschiedenen Stoffe geeichten Skala abgelesen werden kann;

d) chemische Methoden mittels Reagenzpapiere.
Bisher erfolgten solche Bestimmungen in der Regel

noch in Einzelmessungen mittels einer Waage. Dabei wird die Probe auf einem Schälchen ihrer Menge nach im Gewicht bestimmt, alsdann eine entsprechend lange Zeit in einen Trockenschrank gebracht und hernach erneut einer Wägung unterworfen, so daß sich das entzogene Wasser als Differenz der beiden Gewichtsresultate ergibt.

Es ist auch ein Gerät bekannt, bei dem eine Vielzahl von Proben zum Zwecke einer Reihengewichtsbestimmung durch einen Drehkörper im Kreise durch eine dieses Gerät umgebende, mit Heißluft beschickte Trockenkammer hindurchbewegt wird, wobei die Proben über eine Wiegestelle gelangen. Der zylindrische Trommelraum, der eine türverschlossene öffnung aufweist, um die Probeschälchen einstellen und entnehmen zu können, ist konzentrisch zu einem waagerechten Drehtisch angeordnet, der in seinem Innenraum um eine senkrechte Achse kreist. Ein Drehgriff ragt oben aus der Kammerwand heraus. Unterhalb der Unterwand der Kammer ist eine Waage angeordnet, von der aus drei Fühlstifte aufwärts durch die untere Kammerwand und die untere Scheibe des Drehkörpers hindurchragen, über der ein Probeschälchen in ain^r öffnung der oberen Drehtischscheibe so eingestellt wird, daß es nur angehoben wird. Bei dieser Anordnung können nicht sämtliche Proben während ihrer Trockenbehandlung in der Kammer beachtet werden, und bei nicht genauer Einstellung der die Probeschale vom Drehtisch abhebenden Fühlstifte können diese an der Lochwand mehr oder weniger reiben, so daß Wiegefehler eintreten können.

Alle diese Untersuchungsmethoden haben zum Teil sehr große Nachteile oder sie sind überhaupt für genaue Untersuchungen nicht zu verwenden. Letzteres trifft insbesondere für die Methoden c und d zu, die außerdem auch jeweils nur für bestimmte Stoffe verwendbar sind. Bei den Methoden nach a und b sind langwierige, genaue Wägungen auf der analytischen Waage od. dgl. und Zwischenrechnungen erforderlich, und die Untersuchungen sind meist nur im Laboratorium durch geschulte Kräfte durchführbar. Der Trockenschrank ist meist sehr groß, wodurch die Untersuchungen ortsgebunden sind, während bei der Methode nach b außerdem feuergefährliche Flüssigkeiten und leicht zerbrechliche Glasapparaturen verwendet werden.

Bei Trocknungswaagen, wie aufgezeigt, mußte bisher die Einwaage des Trocknungsgutes genau eingehalten werden, da die Prozentskala des Feuchtigkeitsgehaltes auf einen festgelegten Wert der Einwaage aufgebaut

war. Die geringste Abweichung der Einwaage von diesem Sollwert mußte zwangsläufig einen Fehler der Anzeige des Feuchtigkeitsgehaltes auf öer Prozentskala mit sich bringen. Das Einhalten des festen Sollwertes für die Einwaage machte aber den Wägevorgang umstandlieh. Bei einer bekannten Waage (schweizerische Patentschrift 4 35 783) wird deshalb, um an die Einhaltung des Sollwertes für die Einwaage nicht gebunden zu sein, der Ablesewinkel optisch veränderlich ausgebildet Dabei sind mehrere Ableseskalen erforderlich, die paraSiel nebeneinanderliegen und zu einer Flächenskala verbunden sind. Die langen Striche der Teilabschnitte ändern bei der Verstellung vom Maximal- zum Minimalwert scheinbar ihre Richtung. In Wi>klichkeit zeigt sich dabei das Ablesebild in einer anderen Lage. Das Ablesen ist dabei nich* einfach und überdies ist die optische Veränderung des Ablesewinkels nur mit erheblichem konstruktivem Aufwand zu erreichen.

Um genaue Einwaagen ausgleichen zu können, sind Skalen mit schräglaufenden Linien entwickelt worden (Patentschriften 8 65 994 und 9 71959). die jedoch erhebliche Mängel aufweisen, wie z. B. schlechte und ungenaue Ablesemöglichkeit oder um genau ablesen zu können, werden auch Hüfsskalen verwandt.

Bei den zum Stand der Technik gehörenden Waagen ist allgemein bekannt, daß mehr Gewicht, z. B. von Gefäßen, die nicht mitgewogen werden sollen (Tara), mittels einer Tariervorrichtung ausgeglichen wird. Dabei wird entweder durch Federzug, Kette oder durch Gewichte ein Gegenzug erreicht, so daß die Waage wieder auf den Nullpunkt gebracht werden kann. Eine zusätzliche Belastung der Waage von z. B. 5 g wird dann auch exakt als b-g-Gewicht angezeigt, ohne die Tara mitzumessen. y

Um bei Waagen mit Prozentskala mehr oder weniger Gewicht auszugleichen, genügt aber eine einfache Gegenlast nicht, sondern die Waage muß eine andere Einstellung erfahren, so daß stets der richtige Prozentwert vom eingewogenen Material bei Gewiehtsminde- rung durch Austrocknen des eingewogenen Gutes, z. B. 25% bei Gewichtsminderung von 5 g bei einer Einwaage von 20 g, und ebenfalls 25% bei Gewichtsminderung von 5,5 g bei einer Einwaage von 22 g angezeigt wird. _4i

Der Erfinder hat sich nunmehr in Kenntnis des vorbeschriebenen Problems die Aufgabe gestellt, eine Wägeeinnchtung zu schaffen, bei der die Einwaage nicht genau einzuhalten ist und die dennoch mit einfachen Mitteln eingestellt werden kann, wobei mit dieser Wägeeinrichtung insbesondere Reihengevvichtsbestimmungen durchführbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine in der 100%-Feuchtigkeitsgehalts-Stellung des Waagebalkens senkrecht unterhalb des festen Unterstützungspunktes desselben angeordnete Zugvorrichtung, deren eines Ende in einem vorbestimmten Abstand vom Mittelpunkt des Unterstützungspunktes des Waagebalkens und deren anderes Ende an dem Mantel einer drehbaren Trommel mit feststehender Achse befestigt ist, derart, daß bei Ausschlag des Waagebalkens ein Hebel, an welchem die Zugvorrichuing angreift, entsteht, und daß der Trommelmamel mit einem Zahnkranz versehen ist, der in eine in beiden Richtungen hin- und hergehende Zahnstange eingreift, f.*, die mit einer Skala ausgestattet ist.

Die Zugvorrichtung ist in Form einer Zugfeder et. wobei das eine Ende der Zugfeder ;<·" Trommelmantel in seiner Länge über bekannte Vorrichtungen verstellbar angeordnet ist Diese Verstellung wird notwendig, weil das zu wägende Gut auf dem Schalenträger durchaus unterschiedliche Gewichte haben kann und nach der Erfindung sogar haben soll. In diesem Fall wird es notwendig, die Zugfeder vermittels einer Stellschraube fester anzuspanner, oder nachzulassen, damit der Waagebalken stets auf der Prozentskala bei 0% sich einpendelt Damit nicht nur eine einzige Substanz gewogen werden kann, diese Substanz dann eingetrocknet wird und wieder gewogen werden muß. sondern weil nach der Aufgabenstellung Reihengewichtsbestimmungen durchgeführt werden sollen, die mit einer erheblichen Zeitersparnis begreiflicherweise verbunden sind, weist die separate Zahnstange eine Skala mit einer Teilung von 1 —100 auf.

Erfmdungsgemäß weist das mit dem Waagebalken in Funktion stehende Skalenblatt zwei nebeneinanderliegende separate Skalen auf. Bei der einen Skala handelt es sich um eine Skala, die den Feuchtigkeitsgehalt in Prozenten von 0—100% angibt, während die andere Skala Werte von 0—10 anzeigt, wobei die Feuchtigkeitsskala hinsichtlich ihrer Anzeige entgegengesetzt der anderen, d. h. der Wert-Skala, verläuft.

Der Gegenstand der Erfindung in Form der Wägeeinrichtung kann auch so gestaltet werden, daß dieselbe nicht nur als Neigungswaage, sondern auch als Federwaage arbeitet. Auch läßt sich die Erfindung nicht nur bei Trocknungswaagen, sondern auch bei anderen Waagen zu^r Veränderung des Skalenbereiches anwenden.

Die nachstehende Beschreibung dient zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Gegenstandes, von dem ein Ausführungsbeispiel in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht der Wägeeinrichtung, bei der kein Wiegegut auf dem Schalenträger liegt und demzufolge der Waagebalken auf 0 steht, und

F 1 g. 2 die Vorderansicht gemäß Fig. 1, wobei der Schalenträger mit Wiegegut bestückt ist und der Waagebalken das Gewicht des zu wiegenden Gutes auf dem Skalenblatt anzeigt.

Gemäß den F i g. 1 und 2 ist der Waagebalken mit 1 bezeichnet. Das eine Ende des Waagebalkens 1 trägt die Ziffer Γ und das andere Balkenende die Ziffer 1". Der Waagebalken 1 weist zwei Schneiden 2 auf. Diese Schneiden 2 sind beidseitig des Waagebalkens 1 fest angeordnet und lagern jeweils auf einem festen Unterstützungspunkt 3, die in einem bekannten Wagengestell fest angeordnet sind. Das vordere Balkenende 1' besitzt eine Zeigerspitze Γ" und arbeitet mit einem Skalenblatt 4 funktionsmäßig zusammen. Das Skalenblatt 4 verläuft beim Ausfuhrungsbeispiel senkrecht und weist zwei separate nebeneinanderliegende Skalen 4', 4" auf. Die Skala 4' ist mit einer Markierung von 0—10 versehen und verläuft im vorliegenden Fall von unten nach oben. Die Feuchtigkeitsskala 4" ist in Prozenten dargestellt und zwar von 0—100% und verläuft hinsichtlich der Anzeige entgegengesetzt zur Skala 4', d. h. von oben nach unten

Das hintere Balkenendc 1" weist gleichfalls eine Schneide 5 auf, die mit einem Schneidenlager 6 zusammenwirkt. Mit dem Schneidenlager 6 ist über Gestänge 7 ein Schaienträger 8 verbunden. Dieser Schalenträger 8 ist pendelnd aufgehangen und trägt eine Wägeschale 9. Die Wägeschale 9 nimmt das zu wägende Gm 10 auf (vgl. Fig. 2).

Zum Gewichtsausgleich des Schalenträgers 8 nebst

Gestänge 7 weist der Waagebalken 1 ein Gegengewicht ti auf. Dieses Gegengewicht 11 ist zum Austarieren verschiebbar an demselben 11 angeordnet.

In Verlängerung der Schneidenmittellinie der Schneiden 2 ist unterhalb in einem Abstand 12 an einem Festpunkt 13 eine Zugvorrichtung 14 in Form einer Zugfeder fest angeordnet. Wenn der Waagebalken 1 mit seiner Zeigerspitze Y" auf der Skala 4' den Wert 0 anzeigt, greift die Zugfeder 14 mit ihrem oberen Ende 14' an dem Festpunkt 13 an, der senkrecht unterhalb der Schneide 2 in der Schneidenmittellinie 2' liegt. Der Hebel ist dabei 0.

Das untere Ende 14" der Zugfeder 14 greift an dem Mantel 15' einer drehbaren Trommel 15 an. Der Mantel 15' dieser Trommel 15 ist dabei auf einer feststehenden Achse 16 gelagert. Zur Veränderung der Zugkraft der Zugfeder 14 ist eine Verstelleinrichtung 17 am Trommelmantel 15' vorgesehen. Diese Verstelleinrichtung 17 besteht aus Mutter 17' und Gewindespindel 17", wobei in die Gewindespindel 17" das untere Ende 14" der Zugfeder 14 eingehangen ist. Der Mantel 15' der Trommel 15 ist mit einem Zahnkranz 15" ausgestattet, wobei dieser Zahnkranz 15" in eine in beiden Richtungen hin- und hergehende Zahnstange 18 eingreift. Die Zahnsnange 18 besitzt eine Skalenteilung 18' in der Größenordnung 1 —100. Bei Drehung der Trommel 15 macht die Zahnstange 18 eine Bewegung, d. h.. daß sie verschoben wird nach dem bekannten Prinzip der Wirkung zwischen Zahnrad und Zahnstange. Am Ständer der Waage ist ein feststehender Markierungspfeil 19 angeordnet, der mit der Skala 18' der Zahnstange 18 in bekannter Weise zusammenarbeitet.

Die Funktion der Wägeeinrichtung gemäß der Erfindung wird wie folgt beschrieben:

Da die Zugfeder 14 an einem Festpunkt (Hebel 13), der die Wertgröße 0 aufzeigt, angreift, und zwar wenn die Spitze Y" des Waagebalkens 1 auf der Skala 4' den Wert 0 anzeigt (siehe F i g. 1), kann die Zugfeder 14 eine beliebige Zugspannung haben. Für die Funktionsfähigkeit der Wägeeinnchtung nach der Erfindung ist die Zugkraft der Zugfeder 14 in ihrer Größenordnung somit sekundär. Dies bedeutet, daß die Zugkraft der Zugfeder 14 beliebig groß sein kann. Wird nun auf die Wägeschale 9 das zu wiegende Gut 10 gebracht, so spielt es dabei keine Rolle, ob dieses Gut 10 nun 10.5 oder gar 11 Einheiten wiegt Wenn das Gut 10 über 10 Gramm wiegt, so schlag! die Spitze Y" des Waagebalkens 1 über die 10-Einheiten-Markierung der Skala 4' hinaus. Die Spitze Y" muß also auf den Markierungspunkt 10 der Skala 4' zurückgeführt werden. Dies geschieht, indem die Verstelleinrichtung 17,17', 17" angezogen wird, d. tu daß die Zugfeder 14 unter eine größere Spannung gebracht wird, und zwar bis die Zeigerspitze 1'" mit dem Markierungspunkt 10 der Skala 4' übereinstimmt Bei einem Gewicht von 10 Gramm weist das zu wiegende Gut 10 eine gewisse Feuchtigkeit auf. Wird nun dem zu wiegenden Gut 10 die Feuchtigkeit durch Trocknung vollständig entzogen, so wird dieses Gut 10 zwangsläufig an Gewicht verlieren und nach abermaligem Auflegen auf die Wägeschale nicht mehr 10 Gramm, sondern beispielsweise 9,2 Gramm wiegen und anzeigen. Zu einem Wert von 9,2 Gramm gehört auf der

s Feuchtigkeitsskala 4" beispielsweise ein Prozentsatz von 8%, so daß das zu wägende Gut 10 nach der Trocknung ursprünglich 8% Feuchtigkeitsgehalt aufgewiesen hat.

Die erfindungsgemäße Wägeeinrichtung arbeitet

ίο nach dem Momentprinzip, dh, daß auf beiden Seiten des Waagebalkens 1 das Moment von Kraft mal Hebelarm gleich sein muß. Sowohl das zu wägende Gut 10 greift bei einem Ausschlag des Waagebalkens 1 an einen Hebel 20 an, als auch die Zugfeder 14 an einen Hebel 13 angreift. Mit anderen Worten heißt dieses also, daß die Momente zu wägenden Gutes 10 multipliziert mit dem Hebel 20 gleich sein muß, dem Hebel 13 multipliziert mit der Zugfederkraft 14.

Durchgeführte Versuchsreihen mit der vorbeschrie benen Wägeeinnchtung haben ergeben, daß das Momentenprinzip unabhängig von der Gewichtsdifferenz des zu wägenden Gutes gilt, wobei es völlig egal ist, wieviel Feuchtigkeitsprozente das zu wägende Gut 10 aufzeigt.

Die Verfahrensweise, nach der die Wägeeinnchtung arbeitet, bezieht sich selbstverständlich nur auf die Feststellung des Feuchtigkeitsgehaltes bei einem einzigen Wägegut. Hierbei ist einkalkuliert, daß das Gut 10 mit gewisser Feuchtigkeit auf die Wägeschale 9 gelegt

jo und eine Justierung erfolgt, sodann das zu wiegende Gut 10 von der Wägeschale 9 heruntergenommen und in einer Trockenkammer oddgL vollständig ausgetrock net wird, um sodann wiederum auf die Schale 9 gelegt zu werden zwecks Bestimmung des Feuchtigkeitsverlustes

.55 in Prozenten. Dieses hat natürlich den Nachteil, daß bei der Bestimmung von einer Mehrzahl von zu wiegenden Gütern 10 mit verschiedenen Gewichten die Wägeeinrichtung während des Austrocknungsvorganges des Wägegutes nicht anderweitig verwendet werden kann.

Dieses wirkt sich insbesondere bei Reihengewichtsbestimmungen nachteilig aus.

Um diesen Nachteil bei Reihengewichtsbestimmungen zu beseitigen, wird nach der Erfindung bei der Einjustierung des zu wägenden Gutes 10 die entspre-

chende Ziffer auf der Skala 18' der Zahnstange 18 schriftlich registriert. Diese schriftliche Registrierung muß nach jeder Einjustierung des neuen Wägegutes 10 erfolgen. Bei Feststellung des Flüssigkeitsentzuges des betreffenden Wägegutes 10 ist sodann später lediglich

darauf zu achten, daß die schriftlich registrierte, zu dem betreffenden Wägegut gehörende Ziffer wiederum auf der Skala 18' der Zahnstange 18 durch Verdrehung der Trommel 15 von Hand eingestellt wird. Auf diese Art und Weise kann die Wägeeinrichtung nach der

Erfindung auch benutzt werden für ein weiteres zu wiegendes Gut 10, wenn das vorher gewogene Gut 10 in der Trockenkammer dem Flüssigkeitsentzug unterworfen wird.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Wägeeinrichtung zur Durchführung von Reihengewichtsbestimmungen, vornehmlich zur Be- S Stimmung des Flüssigkeitsentzuges durch Trocknung von Substanzen wie Körnerfrüchte und andere wasserhaltige Güter und Bestimmung der Gewichtsdifferenz mittels einer Waage mit einem am Waagebalken gelenkig aufgehangenen Schalenträger und mit in Prozente des Flüssigkeitsgehaltes eingeteilter, mit einem feststehenden Markierungspfeil zusammenwirkender Skala, wobei die Identifizierung des behandelten Wiegegutes zwischen zwei Wägungen erfolgt, gekennzeichnet durch eine in der 100%-Feuchtigkeitsgehalts-Stellung des Waagebalkens (1) senkrecht unterhalb des festen Unterstützungspunktes (3) desselben angeordnete Zugvorrichtung (14), deren eines Ende (14') in einem vorbestimmten Abstand (12) vom Mittelpunkt des Unterstützungspunktes (3) des Waagebalkens (1) und deren anderes Ende (14") an dem Mantel (15') einer drehbaren Trommel (15) mit feststehender Achse (16) befestigt ist, derart, daß bei Ausschlag des Waagebalkens (1) ein Hebel (13), an welchem die Zugvorrichtung (14) angreift, entsteht, und daß der Trommelmantel (15') mit einem Zahnkranz (15") versehen ist, der in eine in beiden Richtungen hin- und hergehende Zahnstange (18) eingreift, die mit einer Skala (18') ausgestattet ist.

2. Wägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugvorrichtung in Form einer Zugfeder (14) ausgebildet ist, wobei das andere Ende (14") der Zugfeder (14) am Trommelmantel (15') in seiner Länge über bekannte Vorrichtungen (17,17', 17") verstellbar angeordnet ist.

3. Wägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die separate Zahnstange (18) eine Skala (18') mit Teilung von 1 — 100 aufweist.

4. Wägeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Waagebalken (1) in Funktion stehende Skalenblatt (14) zwei nebeneinanderliegende separate Skalen (4', 4") in Form einer Feuchtigkeitsskala (4") von 0—100% und einer Skala (4') mit Werten von 0—10 aufweist, wobei hinsichtlich der Anzeige die Feuchtigkeitsskala (4") entgegengesetzt der Skala (4') verlaufend angeordnet ist.