DE2609167A1

DE2609167A1 - Vorrichtung zur messung der durchflussmenge von fliessenden produkten, insbesondere schuettguetern, und verwendung dieser vorrichtung

Info

Publication number: DE2609167A1
Application number: DE19762609167
Authority: DE
Inventors: Hans Oetiker
Original assignee: Buehler AG
Current assignee: Buehler AG
Priority date: 1975-03-05
Filing date: 1976-03-05
Publication date: 1976-09-16
Also published as: CA1043122A; FR2303272B1; DE2609167B2; ES445774A1; DE2609167C3; FR2303272A1; GB1537785A; US4067238A; SE7601380L; BE839246A; SE418420B; IT1055894B; CH590459A5; ZA761186B

Description

DIPL-CHEM. DR. ELISABETH JUNG
DIPL-PHYS. DR. JÜRGEN SCH.RDEWAHN
D R.-IN G. GERHARD SCHMITT-NILSON

u.Z.: J 422 M+a " 5- März 1976/Dr.SchN/ez

GEBRUEDER BUEHLER AG
9240 U z· w i 1

Vorrichtung zur Messung der Durchflussmenge von

fliessenden Produkten »insbesondere Schüttgütern, und Verwendung dieser Vorrichtung

beanspruchte Priorität: 5. März 1975, Schweiz, Nr. 2691/75

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Durchflussmenge von fliessenden Produkten insbesondere Schüttgütern mit einem in einem Gehäuse angelenkten Waagebalken, mit einer geneigten, den unter dem Einfluss der Schwerkraft abfliessenden Strom eines dosiert zugeführten Produktes umlenkenden Messplatte, welche am Waagebalken mit im wesentlichen parallel zu dessen Längsachse ausgerichteter Messfläche angeordnet ist, und mit einer im Gehäuse dem der Messolatte abgewandten Hebelarm des Waagebalkens zugeordneten Einrichtung zu dessen Beaufschlagung entgegen der Wirkung der an der Messplatte angreifenden Umlenkkraft, wobei ein aus dem Wechselspiel des Waagebalkens um die Gleichgewichtslage hervorgegangenes, vorzugsweise pneumatisches Signal als eine der zeitlichen Durchflussmenge des Produktes proportionale Grosse der Messung bzw. der darauf basierenden Regelung der Durchflussmenge zugrundeliegt.

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Die Nutzbarmachung der beim Umlenken eines über eine riessplatte ablaufenden Produktstromes entstehenden Kraftwirkung für die Feststellung der jeweiligen zeitlichen Durchflussmenge bzw. für die Regelung derselben wird bei einer ersten Gruope-bekannter Vorrichtungen mit Hilfe einer Messplatte vorgeschlagen, die im wesentlichen parallel zur horizontal ausgerichteten Achse des Aufhängunsgelenkes angeordnet ist.

Einige dieser Vorschläge sehen die Messplatte am einen Ende eines mittig an einem festen Gestell angelenkten Waagebalkens vor, wobei sich die Messfläche quer zur Längsrichtung derselben erstreckt.

Es sind Lösungen bekannt, bei denen die Messplatte selbst am festen Gestell angelenkt, dabei im wesentlichen parallel zur horizontal verlaufenden Gelenkachse orientiert ist und mittels eines angeordneten Uebertragungshebels mit einer Einrichtung zur Messung bzw. Steuerung des Produktstromes in Wirkverbindung steht.

In beiden Fällen wird die Proportionalität zwischen der Kraftwirkung auf die Vorrichtung und der diese hervorrufenden Aenderung der zeitlichen Durchflussmenge des Produktes dadurch beeinträchtigt, dass die Länge des Hebelarmes für die resultierende Umlenkkraft wegen der mit einer Durchsatzänderung zusammengehenden Verlagerung von deren Angriffspunkt an der Messplatte nicht konstant bleibt.

Zur Ausschaltung der Schwankungen der Hebelarmlänge sind Vorschläge bekannt geworden, in denen eine Messolatte mit in Längsrichtung des diese aufnehmenden Waagebalkens ausge-

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richteter Messfläche vorgesehen ist. Die Auslegung der darüber befindlichen Dosiereinrichtung gewährleistet bei Durchsatzänderungen eine Zu- bzw. Abnahme des Produktstromes, welcher in Längsrichtung des Waagebalkens betrachtet beidseitig der ortsfesten Schweriinie des Prcduktstromes symmetrisch erfolgt.

Eine solche auf dem Hebelwaagenorinzio basierende Anordnung weist einen in einer Vertikalebene schwenkbaren Waagebalken auf. Die dementsprechend horizontal angeordnete Drehachse des Waagebalkengelenkes gestattet die Nutzbarmachung lediglich der Vertikalkomponente der an der Messplatte resultierenden Umlenkkraft für die Messung.

Bei einer weiteren Vorrichtung dieser Art ist der Waagebalken am festen Gestell mittels eines Gelenkes befestigt, dessen Drehachse lotrecht verläuft. Hierbei kann der Waagebalken seine Schwenkbewegungen in einer Horizontalebene ausführen, so dass nur die Horizontalkomponente der resultierenden Umlenkkraft zur Messung herangezogen wird.

Die Erfahrung lehrt jedoch, dass die Konstanthaltung des Kraftarmes allein für die geforderte Genauigkeit der Messung bzw. der darauf beruhenden Regelung nicht ausreicht.

Die schwankenden physikalischen Eigenschaften des Produktes, welche sich durch eine Veränderung von dessen Reibungskoeffizienten bemerkbar machen, verursachen schon bei einem konstanten Durchsatz Messfehler.

Es zeigte sich, dass sich an einer Messplatte beliebiger geometrischer Form die Wirkungslinien der für verschiedene Reibungskoeffizienten des Produktes nach Betrag und Richtung

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INSPECTED

unterschiedlich resultierenden Umlenkkräfte nicht zwingend in einem Punkt schneiden. Die durch die veränderlichen Reibungseinflüsse hervorgerufene Streuung der Angriffspunkte dieser Kräfte an der f.essDlatte hat auch dann Messfehler zur Folge, wenn die Messplatte selbst um eine horizontal verlaufende Gelenkachse dem festen Gestell angelenkt ist, wobei die Uebertragung der Messkraft auf die Mess- bzw. Regelorgane mittels eines mit dam Reibwert des Produktes variierenden Hebelarmes in einer die Schwerlinie des.Produktstromes enthaltenden, senkrechten Ebene erfolgt, welche die Messfläche normal zur Gelenkachse durchdringt.

Durch die Verwendung eines Waagebalkens mit einer in dessen Längsrichtung orientierten Messplatte wird die Kraftübertragung von der letzteren auf die Mess- bzw. Regelorgane in eine Ebene verlegt, welche zu der die Schwerlinie des Produkt? stromes enthaltenden üebertragungsebene bei der Anordnung mit direkt am Gestell angelenkter Messplatte rechtwinklig liegt. Dies erlaubt die Freiheit, die von den veränderlichen Reibungseinflüssen herbeigeführte Steuerung der Angriffspunkte der zugeörigen Umlenkkräfte an der Messplatte zu vernachlässigen.

Der Waagebalkenabschnitt zwischen der durch zweckmässige Auslegung der Dosiereinrichtung ortsfeste Schwerlinie des Produktstromes und der Drehachse des Waagebalkengelenkes bleibt als Hebelarm für jede Umlenkkraft konstant, deren

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Angriffspunkt in der die Schwerlinie des Produktstromes enthaltenden Normalebene zur Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens liegt.

Anordnungsbedingt ist lediglich eine Komponente der jeweils auf die Messplatte wirkenden Umlenkkraft für die Messung zugänglich. .

Durch Nutzbarmachung der vertikalen oder horizontalen Komponente der resultierenden Umlenkkraft bei den bekannten Hebelwaagenanordnungen tritt ein Messmoroent, je nach dem welche der beiden Komponenten als die Messkraft verwendet wird, bekanntlich in der diese Komponente enthaltenden Vertikal- oder Horizontalebene auf, zu welcher die Drehachse des Waagebalkengelenkes normal gerichtet ist.

Es wird bei der Vorrichtung für die Ausnutzung der Vertikalkomponente zur tatsächlichen Durchflussmenge je Zeiteinheit bei unverändertem Durchsatz ein mit ansteigendem Reibungskoeffizienten des Gutes zunehmender Fehlbetrag hinzugemessen.

Demgegenüber wirkt sich dieselbe Zunahme des Reibungskoeffizienten in der Anordnung, bei der die HorizontalkonriDonente der Messung zugrundeliegt, dahingehend aus, dass die wirkliche zeitliche Durchflussmenge beim gleichen unveränderten Durchsatz zunehmend verringert um den wachsenden Fehlbetrag gemessen wird.

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□a die Horizontalkomponente dem Betrag nach in der Regel kleiner als die Vertikalkomponente ist, fällt der Einfluss der Reibung bei der zweitgenannten Vorrichtung prozentual stärker ins Gewicht.

Für die Erfindung stellte sich die Aufgabe, eine auf dem Hebelwaagenprinzip beruhende Vorrichtung mit einer im wesentlichen in Längsrichtung des Waagebalkens ausgerichteten Messplatte zu schaffen, bei welcher die störenden Reibungseinflüsse ausgeschaltet werden.

Die Lösung der Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse des Waagebalkengelenkes in einer zur Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens normalen Parallelebene zur ortsfesten Schwerlinie des Produktstromes in einer zur Schnittlinie dieser Parallelebene mit einer die Längsachse des Waagebalkens enthaltenden, senkrechten Ebene schiefer Lage angeordnet ist.

Die Anordnung der Drehachse des Waagebalkengelenkes in einer Schräglage zwischen der Horizontalen und der Vertikalen verschafft die Möglichkeit, die von der Reibung bzw. von deren Aenderungen unbeeinflusste Komponente der jeweils an der Messplatte wirksamen resultierenden Umlenkkraft als die Messkraft für die Feststellung bzw. die darauf beruhende Regelung der Durchflussmenge zu verwenden.

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An einer ir Längsrichtung des Waagebalkens vorgesehenen Messplatte dürfen die sich -füi verschiedene Reibwerte des Produktes nach Betrag und Richtung unterschiedlich ergebenden Umlenkkräfte unbeschadet des Messresultates als Vektoren angesehen werden, die in einem in bezug auf die Drehachse des Waagebalkengelenkes gemeinsamen Angriffspunkt auftreten.

Die Verschiebung der Kraftvektoren parallel zu deren ursprünglichen Wirkungslinien kann in der die.Schwerlinie des Produktstromes enthaltenden Normalebene zur MessDlatte und zugleich zur Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens in einen auf der Schnittlinie der Messfläche mit der Narmalebe beliebig wählbaren, fiktiven gemeinsamen Angriffspunkt vollzogen werden.

Eine solche resultierende Umlenkkraft lässt sich jederzeit in zwei zueinander rechtwinklige, im übrigen jedoch beliebig gerichtete Komponenten zerlegen. Eine oder auch beide dieser Komponenten kann sodann durch entsprechende Auslegung der Vorrichtung als Messkraft gewählt werden. Es sind im allgemeinen jedoch Aenderungen im Betrag einer aus derartiger Zerlegung der resultierenden Umlenkkraft hervorgegangenen Messkraft feststellbar, welche zwangsläufig mit den vom schwankenden Reibwert des Produktes verursachten Aenderungen der Resultierenden verknüpft auftreten und je nach der Wahl der Richtungen für die Zerlegung mehr oder weniger gross, dabei positiv oder negativ gerichtet sein können.

Durch Aufspaltung der jeweiligen resultierenden Umlenkkraft in zwei rechtwinklige Komponenten gemäss der Erfindung, indem die eine derselben in Richtung der Geraden durch die Spitzen der im bezüglich der Gelenkachse gemeinsamen fiktiven Angriffspunkt

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wirkenden Vektoren der für verschiedene Reibwerte des Produktes resultierenden Umlenkkräfte und die andere Komaonente normal dazu festgelegt wird, lassen sich zwei für die Messung wahlweise verfügbare, spezielle Messkräfte erfassen.

Die erstere der beiden Komponenten erfährt die höchstgradie Beeinflussung durch die Reibung. Die letztere ist dagegen völlig frei von Reibungseinflüssen. Diese bietst sich vorteilhafterweise für die Lösung, der Erfindungsaufgabe an, da sie im bezüglich der Gelenkachse gemeinsamen fiktiven Angriffspunkt die konstante gemeinsame Komponente der verschiedenen aufgrund veränderlicher Reibwerte des Produktes jeweils dort wirkenden Umlenkkräfte unterschiedlicher Richtung und Grosse bleibt.

In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung gemäss der Erfindung kann das Waagebalkengelenk um die Balkenachse drehverstellbar ausgebildet werden. Dies ermöglicht eine derartige Einstellung der Neigung der Gelenkachse zur Schnittlinie der beiden senkrechten Ebenen in der ersten derselben, dass jeweils die von der Reibung unbeeinflusste Komponente der Umlenkkraft zur Messung herangezogen wird. Versuche ergaben, dass die Richtung dieser Komponente samt derjenigen der andern Komponente durch die Vektorsoitzen der Umlenkkräfte mit je nach Reibwert des Produktes unterschiedlicher/Richtung und Grosse nur von der Geometrie und der Neigung der Messplatte abhängt.

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Zur Aenderung der Neigung der Gelenkachse kann der Waagebalken vorteilhafterweise aus zwei lösbar gekoppelten Teilen ausgebildet werden, wobei dar gerade erste Waagebalkenteil mit der Messplatte ausgerüstet ist und der mit dem Gelenk verbundene, in bezug auf den ersten Teil um 90 geknickte zweite Waagebalkenteil mit einer Einrichtung in Wirkverbindung steht, welche am Waagebalken zu dessen Rückführung in die Gleichgewichtslage jeweils der Umlenkkraft entgegenwirkt.

Zweckmässigerweise wählt man eine derartige Anordnung, dass sich der erste Waagebalkenteil mit der Messplatte in ein dem Zuführrohr für das Produkt angeschlossenes erstes Gehäuse erstreckt, das auch eine Gutdosiereinrichtung aufnehmen kann und der geknickte zweite Waagebalkenteil zusammen mit der diesen beaufschlagenden Einrichtung sowie dem Waagebalkengelenk in einem am festen ersten Gehäuse lösbar befestigten zweiten Gehäuse vorgesehen werden, wobei die Gelenkachse relativ zum zweiten Gehäuse ortsfest ist.

Drehverstellbare Befestigung des zweiten Gehäuses am ersten Gehäuse ermöglicht, dass der Waagebalken, dessen Gelenk und somit auch die Gelenkachse samt dem diese aufnehmenden zweiten Gehäuse gegenüber dem drehfesten ersten Gehäuse verdrehbar sind. Ein konstanter Neigungswinkel der Nessplatte kann durch deren ebenfalls drehverstellbare Befestigung am geraden ersten Waagebalkenteil gewährleistet werden.

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Zur leichteren Handhabung beim Transport und Zusammenbau empfiehlt es sich, die Kupplung der beiden Waagebalkenteile zwischen der Messplatte und dem Waagebalkengelenk in der Nähe des .letzteren vorzusehen.

Zur Beaufschlagung des Waagebalkens entgegen der Wirkung der Umlenkkraft ordnet man dem geknickten zweiten Waagebalkenteil im drehverstellbaren Gehäuse mit Vorteil einen parallel angelenkten Hilfsbalken zu, wobei eine am letzteren längsverstellbare Eichkante der Kraftübertragung den geknickten Waagebalkenteil in einem auf diesem ortsveränderlichen Angriffspunkt belastet.

Es kann ein fernsteuerbarer Druckübertrager vorzugsweise eine Membran als ein Krafterzeuger zu einer Beaufschlagung des Hilfsbalkens über einen zweifach geknickten Hebel zur Verwendung gelangen. Dabei erweist es sich vorteilhaft, den Krafterzeuger auf einer ihrerseits mittels einer im Gehäuse 'gelagerten Spindel verstellbaren Trägerplatte zu befestigen, auf welcher auch der mit diesem kraftschlüssig verbundene, zweifach geknickte Hebel anlenkbar ist. Der Angriffspunkt des letzteren lässt sich sodann auf dem Hilfsbalken längs einer Skala verschieben, mit der ein auf der Trägerplatte vorgesehener Zeiger zusammenwirkt.

Es kann zur Umwandlung einer aus der Wechselwirkung der Umlenkkraft des Produktstroms und der Gegenkraft des Krafterzeugers am Waagebalken entstandenen Abweichung desselben von der Gleichgewichtslage in ein pneumatisches Drucksignal

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dem geknickten Waagebalkenteil ein an sich bekanntes Düsen-Prallplattensystem zugeordnet werden. Vorteilhaft wird die an einer Druckquelle angeschlossene Steuerdüse, die gegenüber der am geknickten Waagebalkenteil ausgebildeten Prallplatte im drehverstellbaren Gehäuse fest angeordnet ist, mit einem zur Kleinhaltung der Amplitude der Waägebalkenpendelungen um die Gleichgewichtslage ein rasch wirkendes Digitalverhalten ergebenden, für sich bekannter) Querschnitts-.verlauf gewählt. Ein derart ausgebildeter Düsenquerschnitt geht nach dem Düseneingang zunächst in eine Drossel über, erfährt danach eine sprunghafte Erweiterung und bleibt anschliessend daran bis zum Düsenmund konstant. Der Drucksteuerausgang ist unmittelbar nach der sprunghaften Erweiterung vorgesehen.

Der Drucksteuerausgang der Düse kann zur Feststellung der jeweiligen zeitlichen Durchflussmenge des Produktes mit dem vorzugsweise als eine Membran ausgebildeten Druckübertrager und einer dem Zweck entsprechend geeichten Anzeigeeinrichtung verbunden sein.

Durch die Verstellbarkeit der Neigung der Gelenkachse ist eine jede beliebige UmlehkkraftkomDonente grundsätzlich als Messkraft auswertbar und eine Verwendung der Vorrichtung gemäss der Erfindung sowohl, für die Messung als auch für die aufgrund der Messung getätigte Regelung der Durchflussmenge von fliessenden Produkten möglich.

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Bei kombinierter Verwendung beispielsweise zweier Vorrichtungen gemäss der Erfindung in einer Reihenschaltung können zwei solche beliebigen Komponenten für spezifisch verarbeitungstechnische Zwecke in Mühlen gleichzeitig gemessen werden. Dabei kann die eine der beiden Vorrichtungen auf die von der Reibung unbeeinflusste Komponente eingestellt sein und somit die wirkliche Durchflussmenge erfassen. Ein Vergleich der letzteren mit der Messanzeige der anderen bewusst auf eine Komponente mit einer bekannten, vorbestimmbaren Beeinflussung durch die Reibung, zweckmassigerweise jedoch auf diejenige mit der. höchstgradigen.Beeinflussung eingestellten Messvorrichtung ermöglicht eine Ueberwachung der beim Vermählen interessierenden Qberflächenfeuchtigkeit des körnigen Produktes.

Die beiden, den Messvorrichtungen angeschlossenen Anzeigeeinrichtungen können zweckmässig in Gewichtseinheiten je Zeiteinheit geeicht sein.

In einem solchen Verwendungsfall können die beiden Messvorrichtungen zur gleichzeitigen Auswertung von zwei vorzugsweise zueinander rechtwinklig gerichteten Komponenten unter Verwendung von nur einer Messplatte und einem diese aufnehmenden geraden Waagebalkenteil durch kardanische Kopplung einander rechtwinklig zugeordnet und in einem einzigen Gehäuse vorgesehen werden. Die Drehachse der Gelenke der beiden Vorrichtungen müssen dabei natürlich in derselben Normalebene zur Langsachse des im Gleichgewicht befindlichen geraden Waagebalkenteils liegen.

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Es sind als die rechtwinkligen Komponenten vcrteilhafterweise wiederum die von der Reibung unbeeinflusste und diejenige mit der höchstgradigen Beeinflussung wählbar.

Aus zwei in dieser Weise festgestellten Komponenten lassen sich jeweils Betrag und Richtung der für verschiedene Reibwerte des Produktes unterschiedlich resultierenden Umlenkkräfte bestimmen.

Diese platzsparende Anordnung bietet zugleich den Vorteil, dass Messungenauigkeiten zufolge herstellungsbedingten Toleranzschwankungen der Vorrichtungsteile eliminiert werden.

Im Falle, dass die von der Reibung freie und die davon höchstgradig beeinflusste Komponente gewählt werden, kann die in Durchflussrichtung gesehen erste, auf die von der Reibung unbeeinflusste Komponente eingestellte Vorrichtung als eine Regelvorrichtung für die Durchflussmenge ohne Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein. An der dqr nachfolgenden Messvorrichtung angeschlossenen Anzeigeeinrichtung ist der Reibungskoeffizient des Produktes dann direkt ablesbar.

Eine Kontrolle der Ausbeute bei der Vermahlung wird durch Verwendung zweier auf die von Reibungseinflussen freie Komponente der jeweiligen Umlenkkraft eingestellten Vorrichtungen nach der Erfindung möglich, indem die eine derselben in der Produktzuführleitung vor der ersten Verarbeitungsstufe und die andere nach der letzten Verarbeitungsstufe vorgesehen wird. Die Vorrichtung vor der ersten Verarbeitungsstufe kann zugleich als Regelvorrichtung für den Durchsatz der Anlage eingesetzt werden.

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Es kann dem Zweck entsprechend der Messvorrichtung nach der letzten Verarbeitungsstufe eine in Prozenten geeichte Anzeigeeinrichtung zugeordnet werden.

Die Erfindung soll anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungspeispiele näher erläutert werden.

Es zeigen :

Fig. 1 die Vektoren dreier aufgrund verschiedener Reibwerte des Produktes an der Messplatte resultierenden Umlenkkräfte mit gemeinsamem fiktivem Angriffspunkt, deren von der Reibung unbeeinflusste gemeinsame Komponente und die Lage der Drehachse des Waagebalkengelenkes einer Vorrichtung gemäss der Erfindung in der zu dam im Gleichgewicht befindlichen Waagebalken normalen Ebene in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 Ansicht einer vollständigen Messvorrichtung gemäss der Erfindung in einer Ebene normal zur Gelenkachse und parallel zur Längsachse des Waagebalkens, wie diese in Fig. 1 erscheinen, mit Perspektivdarstellung des schräg geschnittenen Gehäuses;

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Fig. 3 Vorderansicht einer kompletten Vorrichtung nach der Erfindung, wobei die Wandung des die Messplatte auf-. . nehmenden Gehäuses zur Sichtbarmachung derselben ausgebrochen ist;

Fig. 4 den Querschnittsverlauf der dem Waagebalken zugeordneten Steuerdüse;

Fig. 5 ein erstes Beispiel für die Verwendung von erfindungsgemässen Vorrichtungen in Verarbeitungsanlagen für körnige Produkte mit zwei solchen hintereinander geschalteten Messvorrichtungen im Produktzustrom;

Fig. 6 eine weitere Verwendungsvariante mit einer Regelvorrichtung im Produktzustrom zu einer Verarbeitungsanlage und mit einer Messvorrichtung im Strom des aus der letzten Verarbeitungsstufe dieser Anlage austretenden Produktes.

Fig. 1 zeigt einen Waagebalken 1, welcher mit Hilfe eines Gelenkes 2 in einem wegen der Uebersichtlichkeit nicht dargestellten Gehäuse angelenkt ist und sich im Gleichgewicht befindet. Der Waagebalken 1 besteht aus zwei Teilen 3,4, die mittels einer Kupplung 5 miteinander lösbar verbunden sind.

Der eine Waagebalkenteil 3 trägt an seinem in einen dosiert zugeführten, unter dem Einfluss der Schwere abfliessenden Produktstrom hinein erstreckenden Ende eine parallel zur Längsachse a des Waagebalkens 1 ausgerichtete Messplatte 6.

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Zur Befestigung der Messplatte 5 ist ein um die Längsachse a des Waagebalkens 1 drehverstellbares Verbindungsglied 7 vorgesehen.

Es wurde in Fig. 1 ein Stück vom anderen Waagebalkenteil 4 weggebrochen und der Rest strichliert dargestellt, da er durch die zur Längsachse a des Waagebalkens 1 normalen, die Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 enthaltenden senkrechten Ebene I überdeckt ist. Die Ebene I verläuft zugleich parallel zur Schwerlinie s des abfliessenden Produktstroms.

Die Schnittlinie c der Ebene I mit der senkrechten Ebene II durch die Längsachse a des Waagebalkens 2 schneidet mittig die Drehachse b des Gelenkes 2. Die Drehachse b schliesst mit der Schnittlinie c der beiden zueinander rechtwinklig verlaufenden, senkrechten Ebenen 1,11 einen Neigungswinkel Oi ein. . -

Mit β wurde die Neigung der Messplatte 6 zur Horizontalen bezeichnet.

Die an sich beliebig angenommenen Vektoren Fl, F2, F3 deuten die Umlenkkräfte an, welche bei einer konstant eingestellten Durchflussmenge des Produktes je Zeiteinheit für verschiedene Reibwerte desselben an der Messplatte 6 resultieren. Die sich nach Betrag und Richtung unterschiedlich ergebenden Kraftvektoren Fl, F2, F3 greifen an der Messplatte B in

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Angriffspunkten an, die in der Wirklichkeit erfahrungsgemäss auf der Schnittlinie d der Plattenebene mit der die Schwerlinie s des Produktstromes sowie die Vektoren Fl, F2, F3 enthaltenen Parallelsbene zur Ebene I durch die Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 auseinander liegen. Der durch den Abschnitt des Waagebalkens 1 zwischen der ortsfesten Drehachse b und der örtlich ebenfalls konstanten Schwerlinie s festgelegte Hebelarm bleibt jedoch für sämtliche entlang der Schnittlinie d angreifenden resultierenden Umlenkkräfte gleich. Das von diesen auf die Drehachse b des Gelenkes 2 ausgeübte Drehmoment wird durch Zusammenlegen von deren Angriffspunkten in einen fiktiven gemeinsamen solchen nicht geändert.

A bezeichnet in Fig. 1 den bezüglich der Drehachse b zulässigen, fiktiven gemeinsamen Angriffspunkt der Vektoren Fl, F2, F3.

Der Kraftvektor Fl ist in der alle drei Vektoren Fl, F2, F3 enthaltenden senkrechten Ebene in zwei zueinander rechtwinklige Komponenten zerlegt. Die eine Komponente Fl_n verläuft

in Richtung der Geraden e durch die Spitzen der drei Vektoren Fl, F2, F3 und weist die höchstgradige Beeinflussung durch den Reibwert des Produktes auf.

Die andere zur Geraden e normal gerichtete Komponente F ist frei von jeglichem Reibungseinfluss.

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Mit Fl₁, bzw. Fl.. sind ferner die Horizontal bzw. Vertikaln ν

komponente des Kraftvektors Fl angedeutet. Da ihre Richtung von derjenigen der durch' die Reibung unbeeinflussten Komponente F_M abweicht, sind die beiden reibungsbehaftst, wobei sich bei der Horizontalkomponente Fl ein in bezug auf denjenigen bei der Vertikalkomponente Fl umgekehrt auswirkender Ein-

fluss des Reibwertes bemerkbar macht.

Mit anderen Worten täuscht der Einfluss vom Reibwert des Produktes bei einer Durchflussmessung mit Hilfe der Vertikalkomponente Fl.. eine grössere Umlenkkraft somit eine grössere Durchflussmenge je Zeiteinheit als in der Wirklichkeit vor. Im Fall eines auf einen konstanten Durchsatz eingestellten Mengenreglers würde dieser deshalb den Durchsatz drosseln, damit die Gegenkraft der Umlenkkraft das Gleichgewicht halten kann.

Bei einer auf der Horizontalkomponente Fl beruhenden Messung

* π

wirkt sich dagegen der Reibungseinfluss in einer scheinbar verringerten Umlenkkraft aus, welcher Umstand wiederum bei einem konstant eingestellten Mengenregler einen gesteigerten Durchsatz zur Folge hätte.

Aus dem Kräftediagramm an der Rückseite der Messplatte 6, die übrigens auch ganz oder teilweise gekrümmt sein kann, ist einerseits ersichtlich, dass die vom Reibungseinfluss freie Komponente F konstante gemeinsame Komponente der aufgrund

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verschiedener Reibwerte des Produktes nach Betrag und Richtung unterschiedlich resultierenden Umlenkkräfte F2, F3 bleibt. Andererseits wird jede Umlenkkraftkomponente mit von derjenigen

yon F abweichender Richtung durch den Reibwert des Produktes π

mehr oder weniger beeinflusst.

Um die von der Reibung unbeeinflusste Komponente F„ für die Messung bzw. die darauf basierende Regelung der Durchflussmenge zugänglich zu machen, wird der Neigungswinkel <L· der Drehasche b des Waagebalkengelenkes 2 zur Schnittlinie c der beiden senkrechten Ebenen I und II in der Ebene I so eingestellt, dass die durch die Drehachse b und die Längsachse a des Waagebalkens 1 bestimmte Ebene rechtwinklig zur Komponente F liegt. Die Richtung der letzteren ist nur von der geometrischen Form und der Neigung der Messplatte 6 abhängig.

Die Einstellung kann mit Hilfe einer Eichwaage vorgenommen werden. Ist dies erfolgt, so bleibt die Vorrichtung von dem Reibwert des Produktes bzw. von dessen Aenderungen unbeeinflusst.

Die Zuordnung einer Messvorrichtung gemäss der Erfindung zu einem zu überwachenden Produktstrom geht aus Fig. 2 hervor.

Eine vollständige Messvorrichtung beansprucht zwei Gehäuse 8,20, die mit Hilfe von an diesen vorgesehenen Verbindungsteilen 10,21 22 zusammengehalten werden.

Das erste Gehäuse Θ, in das sich der gerade Waagebalkenteil 3 mit der daran anhand des Verbindungsgliedes 7 befestigten Messplatte 6 erstreckt, ist an einem den Produktstrom führenden Rohr 9 fest angeschlossen.

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. -20- '

In Fig. 2 ist nur der untere Zweig des Rohres 9 sichtbar, welcher das Produkt nach dessen Umlenkung durch die Messplatte B einer Verarbeitungsmaschine oder einem Behältnis zuführt. Die Schwerlinie s des Produktstromes wurde mit einer gestrichelten Linie angedeutet, welche in dieser Ansicht als eine Gerade erscheint.

Auf der rechten Seite d&s ortsfesten ersten Gehäuses θ befindet sich in Fig. 2 ein Stutzen 10, durch den der gerade erste Waagebalkenteil 3 in das Innere des Gehäuses 8 eingeführt werden kann.

Das zweite Gehäuse 20, in welchem der in bezug auf den ersten Teil 3 des Waagebalkens 1 um 90 geknickte zweite Teil 4 desselben mittels des Gelenkes 2 angeordnet ist, weist auf seiner linken Seite gegenüber dem ersten Gehäuse 8 ebenfalls einen Stutzen 21 auf. Dieser ist so ausgebildet, dass er sich auf den Stutzen 10 des ersten Gehäuses 8 aufschieben, an diesem zusammen mit dem zweiten Gehäuse 20, in Umfangsrichtung beliebig verdrehen und in der gewünschten Lage anhand einer Feststelleinrichtung 22 fixieren lässt.

Auf dem geraden ersten Waagebalkenteil 3 ist ferner ein Balg 23' aufgezogen, welcher zum staubdichten Verschliessen des zweiten Gehäuses 20 im Betrieb nach erfolgtem Koppeln der beiden Hälften der Kupplung 5 mittels geeigneter Verbindungselemente 24 im Mündungsbereich des Stutzens 21 am zweiten

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Gehäuse 20 festgemacht wird.

Im drehverstellbaren zweiten Gehäuse 20 befindet sich eine Einrichtung 25 zur Beaufschlagung des Waagebalkens 1 entgegen der an der Messplatte 6 wirkenden Umlenkkraft, damit dieser immer wieder ins Gleichgewicht zurückgeführt werden kann.

Das verstellbare zweite Gehäuse 20 nimmt in Fig. 2 eine zur Ausschaltung des Einflusses durch den Reibwert des Produktes eingestellte, gegenüber dem ortsfesten ersten Gehäuse 8 verdrehte Lage ein..

Die schematisch gezeichnete Einrichtung 25 erscheint deshalb entsprechend der Wahl der Bildebene 'in Fig. 1 senkrecht zur Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 und parallel zur Waagebalkenlängsachse a zusammen mit dem Waagebalken 1 und der Messplatte 6 als OrthogonalbiId.

Es ist im verstellbaren Gehäuse 20 mit Hilfe eines Gelenkes ein Hilfsbalken 30 parallel zum geknickten Teil 4 des Waagebalkens 1 angeordnet. Auf einer am Hilfsbalken 30 befestigten Spindel 31 ist eine auf dieser entlang einer Uebersetzungsskala 32 längsverstellbare Eichkante 33 vorgesehen, welche sich zu einer gewichteten Kraftübertragung vom Hilfsbalken 30 auf den Waagebalken 1 auf dessen geknickten Teil 4 in einem verschieblichen Angriffspunkt abstützt.

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Ein zweifach geknickter Hebel 34 belastet den Hilfsbalken 30 in einem entlang demselben verschiebbaren Angriffspunkt. Der zweifach geknickte Hebel 34 ist auf einer Trägerplatte 35-angelenk.t.

Ein Krafterzeuger, bestehend aus einem als eine Membran 36 ausgebildeten Druckübertrager, ist ebenfalls auf der Trägerplatte 35 befestigt und steht mit dem zweifach geknickten Hebel 34 in kraftschlüssiger Verbindung.

Die Trägerplatte 35 ist in an sich bekannter Weise mittels zweier mit ihr verbundenen, federbelasteten Mutterschrauben 37, 38 an einer im verstellbaren Gehäuse 20 gelagerten Spindel 39 angeordnet. Die Spindel 39 besitzt ein Handrad 40. Die Trägerplatte 35 weist einen Zeiger 41 auf, welcher beim Verschieben der Trägerplatte 35 zusammen mit dem als Membran 36 ausgebildeten Krafterzeuger und dem zweifach geknickten Hebel 34 entlang einer in Gewichtseinheiten je Zeiteinheit geeichten Skala 42 gleitet.

Eine am dem Gelenk 2 abgewandten Ende des geknickten Waagebalkenteils 4 vorgesehene Prallplatte 43 ist einer im verstellbaren Gehäuse 20 befestigten Steuerdüse 44 zugeordnet. Die letztere steht über eine Leitung 45 mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle in Verbindung. Der Drucksteuerausgang 445 der Düse 44 weist eine Verbindung über eine Leitung 47 zur Membran und über eine weitere Leitung 48 zu einer Anzeigeeinrichtung 49 auf.

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Es können dem geknickten Teil 4 des Waagebalkens 1 eine im verstellbaren Gehäuse 20 verankerte Tarierfeder 60 mit einer zur Einstellung von deren Federkraft dienenden Spannschraube Bl und dem zweifach geknickten Hebel 34 zusätzlich eine auf der Trägerplatte 35 befestigte Belastungsfeder 62 mit konstanter Federkraft zugeordnet sein. In diesem später zu erläuternden Fall steht die Membran 36 anstelle des Drucksteueranschlusses 445 der Steuerdüse 44 über eine Leitung 63 mit der nicht dargestellten Quelle eines fernsteuerbaren Druckes in Verbindung. Die Teile 60 bis 63 sind gestrichelt gezeichnet.

Es ist in Fig. 3 die Vorrichtung nach Fig. 2 in betriebsbereitem Zustand veranschaulicht.

Gleiche Ueberweisungsziffern bezeichnen dabei gleiche oder äquivalente Teile.

Die Bildebene wurde so gewählt, dass hier das erste Gehäuse 8, welches mit dem den Produktstrom zu- bzw. abführenden Rohr 9 fest verbunden ist, zusammen mit diesem in Orthogonalprojektion erscheint. Das drehverstellbare zweite Gehäuse 20 nimmt gegenüber dem ortsfesten ersten 8 eine schiefe Lage ein, wobei es durch die die zusammengesteckten Stutzen 10,21 umklammernde Feststelleinrichtung 22 in Position gehalten wird. Mithin ist die Einstellung der Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 entsprechend der Richtung der vom Reibwert des Produktes unbeeinflussten Umlenkkraftkomponente F„ erfolgt. (Fig. 1).

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26 O 9 ff> 7

Durch die teilweise weggebrcchene Wandung des ortsfesten Gehäuses 8 ist der gerade Teil 3 des Waagebalkens 1 und die daran mittels des Verbindungsgliedes 7 befestigte Messplatte sichtbar.

Am Boden des drehverstellbaren Gehäuses 20 sind die von der nicht dargestellten Druckluftquelle ankommende Druckleitung 45, die zur Anzeigeeinrichtung 49 abgehende Leitung 4Ö sowie das Handrad 40 der Spindel 39 für die Trägerplatte 35 (vgl. Fig. 2) zu sehen.

Die zur Steuerung des Druckes der Membran 36 gemäss Fig. 2 vorgesehene Steuerdüse 44 ist in Fig. 4 in einem grösseren Massstab dargestellt.

Der Düseneingang 441 steht mit der von der nicht gezeigten Durckquelle ankommenden Leitung 45 in Verbindung. Im Anschluss daran ist eine Drossel 442 ausgebildet, welcher eine sprunghafte Ouerschnittserweiterung 443 folgt. Nach der letzteren bleibt der Düsenquerschnitt bis zum D-üsenmund 444 konstant. Unmittelbar an der Erweiterung 443 mündet der Drucksteueranschluss 445 ein, der mit der Membran 36 und der Anzeigeeinrichtung verbunden ist (vgl. Fig. 2).

Die in Fig. 1 bis 4 beschriebene Vorrichtung gestattet die folgende Betriebsweise:

Der in der Regel getrennt transportierte gerade erste Waagebalkenteil 3 wird zunächst ohne die Messplatte 6 dem geknickten

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zweiten Teil 4 des Waagsbalkens 1 angekoppelt, der Balg 23 anhand der Verbindungselemente 24 an das verstellbare zweite Gehäuse 20 staubdicht angeschlossen.

Bei gleichzeitigem Aufschieben des Stutzens 21 das verstall-.baren Gehäuses 20 auf denjenigen 10 des ortsfesten Gehäuses 8 wird der gerade erste Teil 3 des Waagebalkens 1 in das Innere des festen Gehäuses 8 eingeführt.

Der Neigungswinkel JL der Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 zur Schnittlinie c der beiden senkrechten Ebenen I, II wird in der Ebene I durch Verdrehen des verstellbaren Gehäuses 20 samt dem Waagebalken 1, dem Gelenk 2 und der Einrichtung 25 auf einen Wert eingestellt, welcher entsprechend der gegebenen Geometrie und der gewählten Neigung der benützten Messplatte 6 in einem Laborversuch zuvor bestimmt wurde "oder welcher in vielen Fällen aus Erfahrung bekannt ist.

Nach dem Anziehen der Feststelleinrichtung 22 und dem Einstellen des gewählten Neigungswinkels/3 der Messplatte 6 können allfällige Abweichungen der bei konstantem Durchsatz von der Messvorrichtung für verschiedene Reibwerte des Produktes festgestellten Durchflussmenge von der wirklichen Durchflussmenge, welche durch die fabrikationsbedingten Toleranzschwankungen der Messplatte B entstehen, mit Hilfe einer Eichwaage durch geringfügige Korrekturen des Neigungswinkels <*■ der Gelenkachse b behoben werden. Dabei muss der Neigungswinkel L· für eine durch die Messvorrichtung im Vergleich zur Eichwaage zu gross gemessene Durchflussmenge verringert und im Gegenfall vergrössert werden.

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Beim Erreichen des Neigungswinkels *v der Drehachse b, welcher bsi der gegebenen Messplattengeometrie die Nutzbarmachung der durch den Reibwert des Produktes unbeeinflussten Komponente F„ ermöglicht, wird der Messbetrag an der Anzeigeeinrichtung 49 dem an der Eichwaags gleich. Der Reibwert des Produktes bzw. dessen Aenderungen bleiben in der Folge ohne Einfluss auf den Messbetrag.

Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist grundsätzlich sowohl als Mengenregler als auch reines Messgerät für die zeitliche Durchflussmenge geeignet.

Zweckmässig wird die Skala 42 im ersten Fall in Prozenten (in Fig. 2 nicht gezeigt) und im zweiten Fall in Gewichtseinheiten je Zeiteinheit geeicht.

Es werden selbstverständlich bei einer als Regler vorgesehenen Vorrichtung dem geknickten Waagebalkenteil 4 das Steuerdüsen-Prallplattensystem 43,44 mit im Vergleich zu demjenigen in Fig. 2 umgekehrten Wirkungssinn und wegen dieser Umkehrung die mit Hilfe der Spannschraube 61 regulierbare Tarierfeder 60 zugeordnet.

Ein. Anstieg der Umlenkkraft an der Messplatte 6 infolge zunehmender Durchflussmenge soll bei einer Messvorrichtung nach Fig. 2 eine entsprechende Erhöhung der Gegenkraft der Membran erwirken. Bei einer auf einen konstanten Durchsatz eingestellten

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Regelvorrichtung muss derselbe Anstieg der Umlenkkraft dagegen zum Verschwinden gebracht werden, indem der auf eine Gutdosiereinrichtung bekannter Art im Sinne einer Durchsatzerhöhung wirkende Druck verringert wird.

Dementsprechend steht, der Drucksteuerausgang 445 der Steuerdüse 44 in einer Regelvorrichtung lediglich mit der Gutdosiereinrichtung in Druckverbindung. Ein gewünschter Sollwert für den Durchsatz im Regelbetrieb kann durch Verschieben der von der zusätzlichen Feder 62 auf den zweifach geknickten Hebel 34 aufgebrachten konstanten Belastung auf dem Hilfsbalken 30

prozentual vorgegeben werden. Eine fernbetätigte Veränderung des Solldurchsatzes ist dann mit Hilfe der über die Leitung 63 durch einen· fernsteuerbaren Druck beaufschlagten Membran 36 von einem zentralen Steuerpult aus möglich.

Der Sollwert lässt sich auch durch Verstellen der Trägerplatte 35 entlang der hierbei in Prozenten geeichten Skala 42 mittels des Handrades 40 an einer solchen Regelvorrichtung individuell verändern. Die Anzeigevorrichtung 49 entfällt natürlich im Regelbetrieb. ,

Die Eichkante 33 dient bei einer Regelvorrichtung der Zuordnung der erforderlichen zeitlichen Gewichtsmenge zu einem

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prozentual vorgegebenen Sollwert für den Durchsatz. Bei einer Messvorrichtung ist sie für die Festlegung des Messbereiches notwendig. Ihre Positionierung erfolgt.in einem einmaligen Eichvorgang, in welchem zugleich die Einstellung des Neigungswinkels .CV. der Drehachse b des Waagebalkengelenkes zur Durchführung gelangt.

Die Eichung einer Regelvorrichtung geht in der nachstehend beschriebenen Weise vor sich:

1. Einstellen der von der Feder 62 herrührenden, durch den zweifach geknickten Hebel 34 auf den Hilfsbalken 30 übertragenen konstanten Belastung an der in Prozenten kalibrierten, dem Zeiger 41 der Trägerplatte 35 zugeordneten, Skala 42 zu der 100%-Marke.

2. Positionieren der Eichkante 33 entlang der dieser am Hilfsbalken 30 zugeordneten Uebersetzungsskala 32 zu einem bestimmten Wert.

3. Anschliessend erfolgt ein unter Zuhilfenahme einer Eichwaage schrittweise durchzuführender Eichvorgang. Zunächst wird die zeitliche Durchflussmenge eines trockenen Produktes, die zur Einstellung der Eichkante 33 gehört, an der Eichwaage abgelesen.

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Nach Befeuchten desselben Produktes mittels der dazu in der Regel ohnehin schon vorhandenen Einrichtung wird die Messung mit dem feuchten Produkt (Aenderung des Reibwertes) und bei unveränderter Stellung der Eichkante 33 wiederholt. Die zweite Ablesung an der Eichwaage wird von der ersten im allgemeinen.abweichen, da der anfänglich eingestellte Neigungswinkel ^, der Gelenkachse b wegen der Ungenauigkeiten der Geometrie und Neigung der Messplatte B nicht genau der Lage der vom veränderlichen Reibwert des Produktes unbeeinflussten Umlenkkraftkomponente F entspricht. Ist der zweite Messbetrag an der Eichwaage kleiner als der erste, so ist der Neigungswinkel λ. etwas zu verringern. Im Gegenfall ist der Neigungswinkel .\ etwas zu vergrössern.

Im Anschluss daran muss auch .die Eichkante 33 soweit verstellt werden, bis in einer erneuten Messung mit feuchtem Produkt an der Eichwaage ein dritter Messbetrag gleich der ersten Ablesung erreicht ist, weil durch die Verstellung von (X nicht nur der Reibungseinfluss allein, s.ondern auch die Grosse der gerade in die Messung eingehenden, von der reinen Umlenkkraft herrührenden Komponente verändert wird. Ergibt sich in einer nächsten Messung mit wiederum trockenem Produkt der dritte Messbetrag an der Eichwaage erneut, so ist der Neigungswinkel "-■ auf die von Reibungseinfluss freie Komponente F eingestellt und die Eichkante 33 dem gewünschten 100%-igen Durchsatz entsprechend nositioniert. Im Fall, dass an der Eichwaage ein vom dritten abweichender vierter Messbetrag resultiert, hat man die für den vom ersten abweichenden zweiten Messbetrag beschriebenen Massnahmen

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sinngemässs zu wiederholen, bis -Für eine unveränderte Einstellung des Neigungswinkels oC und der Eichkante 33 sowohl mit -trockenem als auch mit feuchtem Produkt dieselbe Durchflussmenge je Zeiteinheit erhalten wird. Entspricht, die Position der Eichkante 33 beispielsweise einer 100%-igen Durchflussmenge von 20 t/h, so müssen diese durch die Regelvorrichtung bei trochenerrt und feuchtem Produkt, somit für alle Reibwerte des Produktes ohne einen Eingriff in die Vorrichtung konstant gehalten werden.

Soll ein Durchsatz von z.B. 15 t/h später im Betrieb bewältigt werden, so wird die Trägerplatte 35 mit den darauf angeordneten Krafterzeugern 62,36 längs der zugeordneten Skala 42 zur 75%-Marke verschoben.

Allfällige Sollwertänderungen im Betrieb können ausser durch Verschieben der Trägerplatte 35 samt Feder 62, Hebel 34 und Membran 36 entlang der Prozentskala 42 mittels des Handrades auch durch Beaufschlagung der Membran 36 mittels eines fernsteuerbaren Druckes vom zentralen Steuerpult aus vorgenommen werden.

Die Schritte beim Eichen einer Messvorrichtung ergeben sich folgendermassen:

1. Einstellung der durch die Membran 36 erzeugten, durch den Hebel 34 auf den Hilfsbalken 30 übermittelten Belastung längs der dem Zeiger 41 beigeordneten Skala 42, welche hier in Gewichtseinheiten pro Zeiteinheit geeicht ist, zu einer bestimmten Marke Cz.B. 20 t/h).

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2. Es gelangt anschliessend auch hierbei, ähnlich wie bei einer Regelvorrichtung, mit Hilfe einer Eichwaage ein schrittweise getätigtes Eichen zur Durchführung, wobei mit dem anfänglich eingestellten Neigungswinkel <A. eine von einer Dosiervorrichtung heranfliessende konstante Durchflussmenge [z.B. 20 t/h] gemessen wird.

Zuerst wird die Eichkante 33 bei durchfliessendem trockenem Produkt verstellt, bis an der dem Messbereich der Messvorrichtung entsprechend in Prozenten kalibrierten Anzeigeeinrichtung 49 eine dem Messbetrag (z.B. 20 t/h) an der Eichwaage korrespondierender Prozentsatz (z.B. 100%) als Anzeige erscheint.

Falls die Prozentualanzeige der Anzeigeeinrichtung 49 bei der nachfolgend bei unveränderter Position der Eichkante 33 jedoch mit feuchtem Produkt wiederholten Messung von der ersten Anzeige beim trockenen Produkt abweicht, sind die für die Eichung einer Regelvorrichtung erläuterten Massnahmen sinngemäss durchzuführen.

Die Eichschritte müssen bei einer Messvorrichtung gleichermassen so lange fortgesetzt werden, bis die Anzeigeeinrichtung 49 ohne eine Aenderung des Neigungswinkels J* und der Position der Eichkante 33 für einen jeden beliebigen Reibwert des Produktes den dem Messbetrag (z.B. 20 t/h) an der Eichwaage entsprechenden Prozentsatz (z.B. 100%) anzeigt.

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Zur Ueberwachung von Durchflussmengen im Betrieb, welche von derjenigen (z.B. 20 t/h) bei der Eichung verschieden sind, muss die Trägerplatte 35 mit der Membran 36 und Hsbel 34 mit Hilfe der Spindel 39 so verschieben werden, dass der Zeiger 41 jeweils an der gewünschten Marke der zugeordneten Skala 42 zu stehen kommt. Die Verschiebung kann mittels des Handrades 40 oder durch einen fernbetätigten Antrieb (vgl. Fig. B) erfolgen.

Zu einer Messbereichänderung ist dann die Eichkante 33 längs der ihr zugehörigen Uebersetzungsskala 32 zu verstellen.

Die Einbeziehung eines fernbetätigbaren Krafterzeugers in Form der Membran 36 in die Einrichtung 25 zur Beaufschlagung des Waagebalkens 1 entgegen der Wirkung der Umlenkkraft macht bei einer Regelvorrichtung gemäss der Erfindung mit bescheidenem Aufwand eine Erweiterung des Regelbereiches möglich. Es kann dadurch die geeichte 100%-ige Durchflussmenge mit Hilfe eines zentralgesteuerten positiven oder negativen Druckes in den Regelvorrichtungen einer Mischbatterie simmultan um den genau gleichen Betrag verstellt werden. Dies ist in grossen Verarbeitungs- und Mischanlagen vielfach sehr vorteilhaft.

In einer Anlage mit solchen Regelvorrichtungen kann ferner die Sollwertstellung auch von einer technologischen Grosse (Füllstand im Silo, Temperatur des nachgeschalteten Trockners usw.) abhängig gemacht werden.

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Es sind in Fig. 5 zwai identische Messvorrichtungen gemäss Fig. 1 bis 4' dem Rohr 9 zugeordnet, welches den aus einem nicht gezeigten Speicher dosiert abgezogenen Produktstrom einem Walzenstuhl 70 zuleitet.

Gleiche Ueberweisungsziffern bezeichnen hierbei gleiche oder äquivalente Teile.

Der Neigungswinkel A* der Drehachse b des Waagebalkengelenkes ist an der oberen Messvorrichtung derart eingestellt (in Fig. nicht sichtbar), dass in dieser die vom Reibwert des Produktes unbeeinflusste Komponente F.. der Umlenkkraft F als Messkraft erfasst wird (vgl. Fig. 1). Mithin wird der Messbetrag an der angeschlossenen (oberen) Anzeigeeinrichtung 49 eine Funktion der wirklichen Durchflussmenge allein.

An der unteren Messvorrichtung weist die Drehachse b einen von demjenigen an der oberen Messvorrichtung abweichenden Neigungswinkel <^aüf. Dieser letztere gestattet der Messung eine reibungsbehaftete Umlenkkraftkomponente zugrundezulegen, deren Beeinflussungsgrad zuvor mit Hilfe einer Eichwaage in Erfahrung gebracht wird.

Der Messbetrag an der unteren Anzeigeeinrichtung 49 ergibt sich demnach jeweils in Abhängigkeit vom algebraischen Produkt Durchflussmenge mal Reibungskoeffizient. Dieses algebraische Produkt wird im Fall, dass eine Umlenkkraftkomponente mit positivem Reibungseinfluss gemäss den Erläuterung zu Fig. 1 gewählt, stets. grosser als die wirkliche Durchflussmenge sein.

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Durch Quotientar.bildung Dai den Paaren zusammengehöriger Messbeträge an den beiden in t/h geeichten Anzeigeeinrichtungen lässt sich der jeweilige Reibungskoeffizient des .zufliessenden körnigen Produktes ermitteln, sich somit dessen Qbsrflächenfeuchtigkeit ständig überwachen.

Die beiden Vorrichtungen könnten unter Verwendung von nur einer Messplatte 6 und einem die Messplatte B aufnehmenden geraden Waagebalkenteil 3 auch in einem Gehäuse eingebaut werden, wobei die Drehachsen b der zugehörigen Gelenke 2 in derselben Normalebene I zur Balkenlängsachse a zueinander rechtwinklig angeordnet, das eine Gelenk mit dem Gehäuse, das andere Gelenk mit dem geraden Waagebalkenteil und beide Gelenke über eine kardanische Kupplung mit zwei Freiheitsgeraden miteinander verbunden sind.

Die in Durchflussrichtung gesehen erste Vorrichtung (oben in Fig. 5), welche auf die vom Reibwert des Produktes unbeeinflusste Komponente eingestellt ist, kann in beiden Fällen als eine Regelvorrichtung für die Regelung der Durchflussmenge vorgesehen werden, wobei natürlich keine Anzeigeeinrichtung mehr notwendig ist.

Fig. 6 veranschaulicht eine weitere Verwendungsmöglichkeit für zwei Vorrichtungen nach Fig. 1 bis 4, mit den gleichen Ueberweisungsziffern für deren Teile.

Die obere als Regler verwendete Vorrichtung ist wiederum im Rohr 9 angeordnet, das ein zu vermählendes Produkt einem Walzenstuhle 80, als der ersten Mahlstufe einer Mühlenanlage zuführt.

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Nach der ersten Mahlstufe durchläuft das Zwischenprodukt durch Rohr 90 weitere, in Fig. 6 nicht gezeigte Verarbeitungsund Trennstufen und gelangt schliesslich in den Walzenstuhl 85, als die letzte Stufe.

In einem im Anschluss an den letzten Walzenstuhl Ö5 vorgesehenen Abzugsrohr 91 für das fertige Mahlprcdukt gelangt die untere Vorrichtung als Messvorrichtung zur Verwendung. Die dazugehörige Anzeigeeinrichtung 49 arbeitet in einem Messbereich, der dem Sollwertbereich der Regelvorrichtung vor der ersten Mahlstufe entspricht. Ihre Skala ist in Prozenten kalibriert.

Die Einstellung des Neigungswinkels <k. der Drehachse b der Waagenbalkengelenke 2 an den beiden Vorrichtungen entspricht derjenigen an der oberen Vorrichtung in Fig. 5 (vgl. auch Fig. 1). Aufgrund der derart gewählten Neigungswinkel ^.erfassen die beiden Vorrichtungen jeweils die vom Reibwert des Produktes unbeeinflusste Umlenkkraftkomponente.

Eine Druckluftleitung 50 verbindet den Drucksteuerausgang 445 der Steuerdüse 44 (vgl. Fig. 2) in der Regelvorrichtung mit einer

nicht dargestellten Dosiervorrichtung bekannter Bauart, welche im Rohr 9 vor der Regelvorrichtung angeordnet ist.

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Es erscheint wagsn der Ausscheidung der unürwGnschten Bestandteile aus dem Mahlgut an der Anzeigeeinrichtung 49 der Messvorrichtung nach dem letzten Walzenstuhl 85 jeweils ein geringerer Messbetrag als der Sollwert für den Regler vor dem ersten Walzenstuhl 80. Mithin ist die Ausbeute der stündlich zufliessenden Produktmengs jederzeit in Prozenten derselben ablesbar.

Zu einer synchronen Fernverstellung des Sollwertes und des Messbereiches an den betreffenden Vorrichtungen sind diese mit je einem fernsteuerbaren elektrischen Antrieb 100 für je die Spindel 39 von deren Trägerplatten 35 ausgerüstet Cvgl. Fig. 2). Die Antriebe 100 stehen über entsprechende elektrische Leitungen 101 bzw. 102 mit einem nicht gezeigten Steuergerät in Verbindung.

Die angeschlossenen Anzeigeeinrichtungen 49 gemäss Fig. 5 und 6 können auch in einem zentralen Steuerraum untergebracht werden.

Die Verwendungsmöglichkeiten des Erfindungsgegenstandes zeigen sich keineswegs auf die geschilderten Beispiele beschränkt. Vielmehr lässt sich dadurch eine vielseitige Verwendbarkeit der Erfindung erkennen. Diese macht die vom Reibwert des behandelten Produktes unbeeinflusste Komponente der resultierenden Umlenkkraft mit bescheidenem Aufwand für die Messung bzw. Regelung der zeitlichen Durchflussmenge des Produktes zugänglich. Sie ermöglicht im Bedarfsfall auch die Nutzbarmachung einer beliebigen, reibungsbehafteten Umlenkkraftkomponente mit bekanntem Beeinflussungsgrad für spezielle verfahrenstechnische Messzwecke.

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Claims

Ansprüche

·) Vorrichtung zur Messung der Durchflussmenge von fliessenden Produkten insbesondere Schüttgütern mit einem in einem Gehäuse (20) angelenkten Waagebalken Cl), mit einer geneigten, den unter dem Einfluss der Schwerkraft abfliessenden Strom eines dosiert zugeführten Produktes umlenkenden Messplatte (6), welche am Waagebalken Cl) mit im wesentlichen parallel zu dessen Längsachse Ca) ausgerichteter Messfläche angeordnet ist, und mit einer im Gehäuse (20) dem der MessDlatte (6) abgewandten Hebelarm (4) des Waagebalkens Cl) zugeordneten Einrichtung (25) zu dessen Beaufschlagung entgegen der Wirkung der an der Messplatte (6) angreifenden Umlenkkraft, wobei ein aus dem Wechselspiel des Waagebalkens (1) um die Gleichgewichtslage hervorgegangenes, vorzugsweise pneumatisches Signal als eine der zeitlichen Durchflussmenge des Produktes proportionale Grosse der Messung bzw. der darauf basierenden Regelung der Durchflussmenge zugrundeliegt,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Drehachse (b) des Waagebalkengelenkes (2) in einer zur Längsachse Ca) des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens Cl) normalen förallelebene CI) zur ortfesten Schwerlinie Cs) des Produktstromes in einer zur Schnittlinie Cc) dieser Parallelebene (I) mit einer die Längsachse Ca) des Waagebalkens (1) enthaltenden, senkrechten Ebene (II) schiefen Lage angeordnet ist.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Neigungswinkel <L der Drehachse CbO des Waagebalkengelenkes (2) zur Schnittlinie CcI der beiden senkrechten Ebenen (1,11) in der ersten Ebene (I) verstellbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Waagebalken (1) aus zwei lösbar gekoDDelten Teilen (3,4) gebildet ist, wobei der gerade erste Teil (3) die Plessplatte (6) trägt und der mit dem Waagebalkengelenk (2) verbundene, inbezug auf den ersten Teil (3) um 90 geknickte zweite Teil (4) mit der der Umlenkkraft entgegenwirkenden Einrichtung (25) in Wirkverbindung steht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplung (5) der Waagebalkenteile (3,4) zwischen der Messplatte (6) und dem Waagebalkengelenk (2) im Bereich des letzteren vorgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4,-dadurch gekennzeichnet, dass sich der gerade erste Waagebalkenteil (3) zusammen mit der Messplatte (6) in ein dem Zuführrohr (9) für das Produkt angeschlossenes erstes Gehäuse (8) erstreckt und der ge-

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knickte zweite Waagebalkenteil (4) zusammen mit der diesen beaufschlagenden Einrichtung (25) sowie dem Waagebalkengelenk (23 in einem am festen ersten Gehäuse (8) lösbar befestigten zweiten Gehäuse (20) angeordnet ist, wobei die Drehachse Cb) des Gelenkss (2) relativ zum zweiten Gehäuse (20) ortsfest ist.
6.Vorrichtung nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch

drehverstellbare Befestigung des zweiten Gehäuses (20) am ersten Gehäuse (B) und eine solche der Messplatte (6) am geraden ersten Waagebalkenteil (3).
7· Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass

als die Einrichtung (25) für die der Umlenkkraft entgegenwirkende Beaufschlagung des Waagebalkens (1) dessen geknicktem Teil (4) im drehverstellbaren zweiten Gehäuse (20) folgende Elmente in Kombination angeordnet sind:

a) ein parallel zum geknickten Waagebalkenteil (4) angelenkter Hilfsbalken (30),

b) eine am Hilfsbalken (30) längsverstellbare Eichkante (33) der Kraftübertragung, deren Angriffspunkt entlang dem geknickten Waagebalkenteil (4) ortsveränderlich ist,

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c) ein Krafterzeuger, bestehend mindestens aus einem als eine Membran (36) ausgebildeten fernsteuerbaren Druckübertrager, welcher auf einer ihrerseits mittels einer im Gehäuse (20) gelagerten Spindel (39) verstellbaren Trägerplatte (35) befestigt und mit einem auf dieser angelenkten, auf den Hilfsbalken (30) abgestützten zweifach geknickten Hebel (34) kraftschlüssig verbunden ist, wobei die Verschiebung des Angriffspunktes des Hebels (34) auf dem Hilfsbalken (3D) längs einer einem auf der Trägerplatte (35) vorgesehenen Zeiger (41) zugeordneten Skala (42) erfolgt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,

mit einer am geknickten Waagebalkenteil (4) angeordneten Prallplatte (43) und einer mit dieser zusammenwirkenden Steuerdüse (44), welche im drehverstellbaren zweiten Gehäuse (20) befestigt und an eine von einer Druckquelle ankommenden Leitung(45) angeschlossen ist, wobei der Düsenquerschnitt ausgehend vom Düseneingang (441) zunächst in eine Drossel (442) übergeht, danach eine sprunghafte Erweiterung (443) erfährt und anschliessend bis zum Düsenmund (444) konstant bleibt und wobei unmittelbar nach der sprunghaften Erweiterung (443) ein Drucksteuerausgang (445) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass

mit dem Drucksteuerausgang (445) der fernsteuerbare, als eine Membran (36) ausgebildete Druckübertrager und eine Anzeigeeinrichtung (49) in Druckverbindung stehen.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 7, 2609167

dadurch gekennzeichnet, dass

auf der Trägerplatte (35) eine mit dem zweifach geknickten Hebel (34) kraftschlüssig verbundene Belastungsfeder (62) als Krafterzeuger zusätzlich zur Membran (36) vergesehen ist, die Membran (36) über eine Leitung (63) mit der Quelle eines fernsteuerbaren Druckes und der Drucksteuerausgang (445) der Steuerdüse (44) mit. einer Dosiervorrichtung in Druckverbindung stehen.
10.Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9 ^al^s Mess- bzw. Regelvorrichtung mit stetiger Unterdrückung bzw. zu laufender Auswertung des Einflusses des mit den physikalischen Eigenschaften veränderlichen Reibungskoeffizienten des Produktes in Verarbeitungsanlagen.
11. Verwendung nach Anspruch 1O₇
dadurch gekennzeichnet, dass

in einem den Produktstrom einer Verarbeitungsanlage (70) zuführenden Rohr (9) zwei gleiche Messvorrichtungen nacheinander geschaltet sind, von denen die eine jeweils auf die vom Reibungseinfluss freie und die andere jeweils auf eine mit einem vorbestimmten Reibungseinfluss behaftete Komponente der Umlenkkraft eingestellt ist.

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12. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem den Produktstrom einer Verarbeitungsanlage (70) zuführenden Rohr (9) in der Durchflussrichtung gesehen zunächst eine Regelvorrichtung und anschliessend eine Messvorrichtung vorgesehen sind, wobei die Regelvorrichtung auf die von der Reibung unbeeinflusste und die Messvorrichtung auf die mit dem höchstgradigen Reibungseinfluss behaftete Komponente der Umlenkkraft eingestellt ist.
13. Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Messvorrichtungen bzw. die Regel- und Messvorrichtung unter Benützung von nur einer Messplatte (6) und einem diese aufnehmenden geraden Waagebalkenteil (3) durch kardanische Kopplung einander rechtwinklig zugeordnet und in einem einzigen Gehäuse.vorgesehen sind, wobei die Drehachse Cb) der Gelenke (2) der jeweils zwei Vorrichtungen in derselben Normalebene (I) zur Längsachse (a) des im Gleichgewicht befindlichen geraden Waageblakenteils (3) liegen.
14. Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in einem über ein Rohr (9) der ersten Verarbeitungsstufe (80) einer Anlage (80 ... 85) zufliessenden Produkt-

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strom sine Regelvorrichtung und mindet, tens in Einen üccr ein weiteres Rohr (91) aus der letzten Verarbeitungsstufe (85) der Anlage (BO...85) austretenden Produktstrom eine Messvorrichtung angeordnet und die Vorrichtungen sämtlich auf die von der Reibung unbeeinflusste Umlenkkraftkomponente eingestellt sind.
15. Verwendung nach Anspruch 11, \ dadurch gekennzeichnet, dass

den beiden nacheinander geschalteten Messvorrichtungen je eine in Gewichtseinheiten je Zeiteinheit geeichte Anzeigeeinrichtung (49) zugeordnet ist.
16. Verwendung nach Anspruch 14,
dadurch.gekennzeichnet, dass

der im Rohr (91) für den austretenden Produktstrom vorgesehenen Messeinrichtung eine in Prozenten geeichte Anzeigeeinrichtung (49) angeschlossen ist, deren Messbereich gleichlaufend mit der Sollwertstellung an der Regelvorrichtung fernverstellbar ist.

PT/Ee/db,

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