DE2609167B2 - Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge von fließenden Produkten, insbesondere Schüttgütern, und Verwendung dieser Vorrichtung - Google Patents

Description

de Streuung der Angriffspunkte der Umlenkkräfte an der Meßplatte kann vernachlässigt werden. Außerdem ist die Meßplatte normalerweise mit im wesentlichen parallel zur Längsachse des Waagebalkens ausgerichteter Meßfläche vorgesehen.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge eines Produktstroms, die eine Meßplatte mit horizontaler Drehachse aufweist, hat man bereits versucht, durch Wahl bestimmter Orte für die Drehachse der Meßplatte den Reibungseinfluß des Produkts auf die Messung auszuschalten (DE-PS 18 02213). Diese Lösung erbringt jedoch nur ungenügende Ergebnisse, da sie von der durch eigene Versuche widerlegten Annahme ausgeht, daß sich die bei unterschiedlichen Reibungskoeffizienten ergebenden Umlenkkräfte alle in einem Punkt schneiden. In Wirklichkeit ergibt sich jedoch bei mehr als zwei betrachteten Umlenkkräften eine Vielzahl von Schnittpunkten, so daß sich auf die in dieser Druckschrift genannte Weise kein Ort für die Drehachse der Meßplatte ermitteln läßt, der die Messung der reibungsfreien Komponente der Umlenkkraft für alle auftretenden Reibungskoeffizienten sicherstellt.

Bevorzugte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 7. Das Zuführrohr für das Produkt, an das das erste Gehäuse angeschlossen sein kann, kann auch die Gutdosiereinrichtung enthalten. Um möglichen Meßfehlern vorzubeugen, die bei größeren Winkelauslenkungen des Waagebalkens um die Drehachse und dadurch erzeugte größere Änderung in der Ausrichtung der Meßplatte relativ zum Produktstrom entstehen könnten, wird die Vorrichtung günstigerweise mit einer Umlenkkraftkompensation versehen, die den Waagebalken und damit die Meßplatte unabhängig von der jeweiligen Umlenkkraft in annähernd der gleichen Drehlage hält, !n Anspruch 7 ist eine hierfür bevorzugte Möglichkeit angegeben, bei der ein Druckübertrager zur Kompensation und ein Düse-Prallplattensystem gleichsam als Fühler zur Messung oder bei der Regelung der Durchfiußmenge eingesetzt wird. Eine mögliche konstruktive Ausgestaltung der Kompensation ist bei einem Ausführungsbeispiel weiter unten genauer beschrieben.

Durch die Verstellbarkeit der Neigung der Gelenkachse ist eine jede beliebige Umlenkkraftkomponente 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.

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, zweckmäßigerweise jedoch auf diejenige mit der höchstgradigen Beeinflussung eingestellten Meßvorrichtung ermöglicht eine Überwachung der beim Vermählen interessierenden Oberflächenfeuchtigkeit 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 Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen geraden Waagebalkenteils liegen.

Es sind als die rechtwinkligen Komponenten vorteilhafterweise 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 Vorrichtungstei-Ie 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 Vorrici. lung als eine Regelvorrichtung für die Durchflußmenge ohne Anzeigeeinrichtung vorgesehen sein. An der der 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 Reibungseinflüssen 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.

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

so veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert werden.
Es zeigt

F i g. 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 dem im Gleichgewicht befindlichen Waagebalken normalen Ebene in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 Ansicht einer vollständigen Meßvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Ebene normal zur Gelenkachse und parallel zur Längsachse des Waagebalkens, wie diese in F i g. 1 erscheinen, mit Perspektivdarstellung des schräg geschnittenen Gehäuses,

Fig.3 Vorderansicht einer kompletten Vorrichtung nach der Erfindung, wobei die Wandung des die

Meßplatte aufnehmenden 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. i zeigt einen Waagebaiken i, weicher mit Hilfe eines Gelenkes 2 in einem wegen der Übersichtlichkeit 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. Zur Befestigung der Meßplatte 6 ist ein um die Längsachse a des Waagebalkens 1 drehverstellbares Verbindungsglied 7 vorgesehen.

Es wurde in F i g. 1 ein Stück vom anderen Waagebalkenteil 4 weggebrochen und der Rest strichliert dargestellt, da er durch die zur Längsachse ;; des Waagehaikens 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 Il durch die Längsachse ;; 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 I. Il einen Neigungswinkel λ 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 6 in Angriffspunkten an, die in der Wirklichkeit erfahrungsgemäß auf der Schnittlinie dder Plattenebene mit der die Schwerlinie s des Produktstromes sowie die Vektoren FI, F2. F3 enthaltenen Parallelebene 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 diesem 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 F i g. 1 den bezüglich der Drehachse b zulässigen, fiktiven gemeinsamen Angriffspunkt der Vektoren F 1.F2.F3.

Der Kraftvektor FI ist in der alle drei Vektoren Fl, F2, F3 enthaltenden senkrechten Ebene in zwei zueinander rechtwinklige Komponenten zerlegt. Die eine Komponente FXr verläuft in Richtung der Geraden edurch 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 Fm ist frei von jeglichem Reibungseinfluß.

Mit FIh bzw. FIi/ sind ferner die Horizontal- bzw. Vertikalkomponente des Kraftvektors Fl angedeutet. Da ihre Richtung von derjenigen der durch die Reibung unbeeinflußten Komponente Fw abweicht, sind die beiden reibungsbehaftet, wobei sich bei der Horizontalkomponente Fl// ein in bezug auf denjenigen bei der Vertikalkomponente FIv umgekehrt auswirkender Einfluß des Reibwertes bemerkbar macht.

Mit anderen Worten täuscht der Einfluß vom Reibwert des Produktes bei einer Durchflußmessung mit Hilfe der Vertikalkomponente F\v 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 FIh beruhenden Messung 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 Kräfiediagramm an der Rückseite der Meßplatte 6, die übrigens auch ganz oder teilweise gekrümmt sein kann, ist einerseits ersichtlich, daß die vom Reibungseinfluß freie Komponente Fm konstante gemeinsame Komponente der aufgrund verschiedener Reibwerte des Produktes nach Betrag und Richtung unterschiedlich resultierenden Umlenkkräfte F2. F3 bleibt. Andererseits wird jede Umlenkkraftkomponente mit von derjenigen von Fu abweichender Richtung durch den Reibwert des Produktes mehr oder weniger beeinflußt.

Um die von der Reibung unbeeinflußte Komponente Fm für die Messungbzw, die darauf basierende Regelung der Durchflußmenge zugänglich zu machen, wird der Neigungswinkel λ der Drehachse 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 Fm 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 Änderungen unbeeinflußt.

Die Zuordnung einer Meßvorrichtung gemäß der Erfindung zu einem zu überwachenden Produktstrom geht aus F i g. 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 8, 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.

In Fig. 2 ist nur der untere Zweig des Rohres 9 sichtbar, welcher das Produkt nach dessen Umlenkung durch die Meßplatte 6 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 des ortsfesten ersten Gehäuses 8 befindet sich in F i g. 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 2t 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 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 F i g. 1 senkrecht zur Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 und und parallel zur Waagebalkenlängsachse a zusammen mit dem Waagebalken 1 und der Meßplatte 6 als Orthogonalbild.

Es ist im verstellbaren Gehäuse 20 mit Hilfe eines Gelenkes 29 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 Übersetzungsskala 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.

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 angelenkt.

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 Zeiger41 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 an dem Gelenk 2 angewandten Ende des geknickten Waagebalkenteils 4 vorgesehene Prallplatte 43 ist einer im verstellbaren Gehäuse 20 befestigten Steuerdüse 44 zugeordnet. Die letztere steht über eine

ίο Leitung 45 mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle in Verbindung. Der Drucksteuerausgang 445 der Düse 44 weist eine Verbindung über eine Leitung 47 zur Membran 36 und über eine weitere Leitung 48 zu einer Anzeigeeinrichtung 49 auf.

■ 5 Es können dem geknickten Teil 4 des Waagebalkens 1 eine im versteilbaren Gehäuse 20 verankerte Tarierfeder 60 mit einer zur Einstellung von deren Federkraft dienenden Spannschraube 61 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 Bezugszeichen 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 Fm erfolgt (F ig. 1).

Durch die teilweise weggebrochene Wandung des ortsfesten Gehäuses 8 ist der gerade Teil 3 des Waagebalkens 1 und die daran mittels des Verbindungsgliedes 7 befestigte Meßplatte 6 sichtbar.

Am Boden des drehverstellbaren Gehäuses 20 sind die von der nicht dargestellten Druckluftquelle ankommende Druckleitung 45, die zur Anzeigeeinrichtung 49 abgehende Leitung 48 sowie das Handrad 40 der Spindel 39 für die Trägerplatte 35 (vgl. F i g. 2) zu sehen. Die zur Steuerung des Druckes der Membran 36 gemäß F i g. 2 vorgesehene Steuerdüse 44 ist in F i g. 4 in einem größeren Maßstab dargestellt.

Der Düseneingang 441 steht mit der von der nicht gezeigten Druckquelle ankommenden Leitung 45 in Verbindung. Im Anschluß daran ist eine Drossel 442 ausgebildet, welcher eine sprunghafte Querschnittserweiterung 443 folgt. Nach der letzteren bleibt der Düsenquerschnitt bis zum Düsenmund 444 konstant Unmittelbar an der Erweiterung 443 mündet der Drucksteueranschluß 445 ein, der mit der Membran 36 und der Anzeigeeinrichtung 49 verbunden ist (vgl. F ig. 2).

⁶S Die in F i g. 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 zweiten Teil 4 des Waagebalkens 1 angekoppelt, der Balg 23 anhand der Verbindungselemente 24 an das verstellbare zweite Gehäuse 20 staubdicht angeschlossen.

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

Der Neigungswinkel ex. der Drehachse b des Wa?.gebalkengelenkes 2 zur Schnittlinie c der beiden senkrechten Ebenen I, Il 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 β 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 6 entstehen, mit Hilfe einer Eichwaage durch geringfügige Korrekturen des Neigungswinkels χ der Gelenkachse b behoben werden. Dabei muß der Neigungswinkel λ für eine durch die Meßvorrichtung im Vergleich zur Eichwaage zu groß gemessene Durchflußmenge verringert und im Gegenfall vergrößert werden.

Beim Erreichen des Neigungswinkels λ der Drehachse b. welcher bei der gegebenen Meßplattengeometrie die Nutzbarmachung der durch den Reibwert des F'roduktes unbeeinflußten Komponente Fm ermöglicht, wird der Meßbetrag an der Anzeigeeinrichtung 49 dem an der Eichwaage gleich. Der Reibwert des Produktes bzw. dessen Änderungen bleiben in der Folge ohne ίο 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 -is Prozenten (in F i g. 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 F i g. 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 Durchflußmeiige soll bei einer Meßvorrichtung nach F i g. 2 eine entsprechende Erhöhung der Gegenkraft der Membran 36 erwirken. Bei einer auf einen konstanten Durchsatz eingestellten 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 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 α der Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 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 Übersetzungsska-Ia 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.

Nach Befeuchten desselben Produktes mittels der dazu in der Regel ohnehin schon vorhandenen Einrichtung wird die Messung mit dem feuchten Produkt (Änderung des Reibwertes) und bei unveränderter Stellung der Eichkante 33 wiederholt.

Die zweite Ablesung an der Eichwaage wird von der ersten im allgemeinen abweichen, d«. der anfänglich eingestellte Neigungswinkel λ der Gelenkachse b wegen der Ungenauigkeiten der Geometrie und Neigung der Meßplatte 6 nicht genau der Lage der vom veränderlichen Reibwert des Produktes unbeeinflußten Umlenkkraftkomponente Fm 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 λ 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 α nicht nur der Reibungseinfluß allein, sondern auch die Größe 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 Fm eingestellt und die Eichkante 33 dem gewünschten 100%igen Durchsatz entsprechend positioniert

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 sinngemäß zu wiederholen, bis für eine unveränderte Einstellung des Neigungswinkels λ 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 trockenem 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 40 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 Hüfsbalken 30 übermittelten Belastung längs der dem Zeiger 41 beigeordneten Skala 42, welche hier in Gewichtseinheiten pro Zeiteinheit geeicht ist, zu einer bestimmten Marke (z. B. 20 t/h).

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 α 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 Änderung des Neigungswinkels λ und der Position der Eichkante 33 für einen jeden beliebigen Reibwert des Produktes den dem Meßbetrag (z. B. 20 t/h) an der Eichwaagc entsprechenden Prozentsatz (z. B. 100%) anzeigt.

Zur Überwachung 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 Hebel 34 mit Hilfe der Spindel 39 so verschoben 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. F i g. 6) erfolgen.

Zu einer Meßbereichänderung ist dann die Eichkante 33 längs der ihr zugehörigen Übersetzungsskala 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 simultan 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 Soliwertsteilung auch von einer technologischen Größe (Füllstand im Silo, Temperatur des nachgeschalteten Trockners usw.) abhängig gemacht werden.

Es sind in F i g. 5 zwei identische Meßvorrichtungen gemäß F i g. 1 bis 4 dem Rohr 9 zugeordnet, welches den aus einem nicht gezeigten Speicher dosiert abgezogenen Produktstrom einem Walzenstuhl 70 zuleitet

Gleiche Bezugszeichen bezeichnen hierbei gleiche oder äquivalente Teile.

Der Neigungswinkel λ der Drehachse b des Waagebalkengelenkes 2 ist an der oberen Meßvorrichtung derart eingestellt (in Fig. 5 nicht sichtbar), daß in dieser die vom Reibwert des Produktes unbeeinflußte Komponente /⁷Mder Umlcnkkraft FaIs 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 λ auf. Dieser letztere gestattet der Messung eine reibungsbehaftete Umlenkkraftkomponente zugrundezulegcn, 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 Durchflußmengj mal Reibungskoeffizient. Dieses algebraische Produkt wird im Fall, daß eine Umlenkkraftkomponente mit positivem Reibungseinfluß gemäß den Erläuterungen zu Fig. 1 gewählt ist, stets größer als die wirkliche Durchflußmenge sein.

Durch Quotientenbildung bei den Paaren zusammengehöriger Meßbeträge an den beiden in t/h geeichten Anzeigeeinrichtungen 49 läßt sich der jeweilige Reibungskoeffizient des zufließenden körnigen Produktes ermitteln, sich somit dessen Oberflächenfeuchtigkeil ständig überwachen.

Die beiden Vorrichtungen könnten unter Verwendung von nur einer Meßplattc 6 und einem die Meßplattc 6 aufnehmenden geraden Waagebalkenieil 3 auch in einem Gehäuse eingebaut werden, wobei die

b5 Drehachsen b der zugehörigen Gelenke 2 in derselben Normalebene I i'.ur 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 F i g. 1 bis 4, mit den gleichen Bezugszeichen für deren Teile.

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

Nach der erstem Mahlstufe durchläuft das Zwischenprodukt durch Rohr 90 weitere, in F i g. 6 nicht gezeigte Verarbeitungs- und Trennstufen und gelangt schließlich in den Walzenstuhl 85, als die letzte Stufe.

In einem im Anschluß an den letzten Walzenstuhl 83 vorgesehenen Abzugsrohr 91 für das fertige Mahlprodukt 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 α der Drehachse b der Waagenbalkengelenke 2 an den beiden Vorrichtungen entspricht derjenigen an der oberen Vorrichtung in F i g. 5 (vgl. auch F i g. 1). Aufgrund der derart gewählten Neigungswinkel α erfassen ^l;c beiden Vorrichtungen jeweils die vom Reibwert des . < oduktes 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.

Es erscheint wegen der Ausscheidung der unerwünscnten 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 Produktmenge 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 (vgl. F i g. 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.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der Durchflußmenge von fließenden Produkten, insbesondere Schüttgütern, mit einem in einem Gehäuse (20) angelenkten Waagebalken (1), mit einer geneigten, am Waagebalken (1) angeordneten und den unter dem Einfluß der Schwerkraft abfließenden Strom eines dosiert zugeführten Produktes umlenkenden Meßplatte (6) und mit einer im Gehäuse (20) dem der Meßplatte (6) abgewandten Hebelarm (4) des Waagebalkens (1) 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 Größe der Messung bzw. der darauf basierenden Regelung der Durchflußmenge zugrundeliegt, d a durch gekennzeichnet, daß die Drehachse (b) des Waagebalkengelenkes (2) in einer senkrechten und zur zur Längsachse (a)des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens (1) normalen Ebene (I) liegt und um einen einstellbaren Winkel (λ) geneigt ist gegen die Schnittlinie (c) dieser Ebene (I) mit einer die Längsachse (a) des Waagebalkens (1) enthaltenden, senkrechten Ebene (I I).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn- x> zeichnet, daß der Waagebalken (1) aus zwei lösbar gekoppelten Teilen (3,4) gebildet ist, wobei der erste Teil (3) die Meßplatte (6) trägt und der mit dem Waagebalkengelenk (2) verbundene zweite Teil (4) mit der der Umlenkkraft entgegenwirkenden Einrichtung (25) in Wirkverbindung steht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplung (5) der Waagebalkenteile (3, 4) zwischen der Meßplatte (6) und dem Waagebalkengelenk (2) im Bereich des letzteren vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich der erste Waagebalkenteil (3) zusammen mit der Meßplatte (6) in ein dem Zuführrohr (9) für das Produkt angeschlossenes erstes Gehäuse (8) erstreckt und der zweite Waagebalkenteil (4) zusammen mit der diesen beaufschlagenden Einrichtung (2S) sowie dem Waagebalkengelenk (2) in einem am festen ersten Gehäuse (8) lösbar befestigten zweiten Gehäuse (20) so angeordnet ist, wobei die Drehachse (b) des Gelenkes (2) relativ zum zweiten Gehäuse (20) ortsfest ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch drehverstellbare Befestigung des zweiten Gehäuses (20) am ersten Gehäuse (8).

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, gekennzeichnet durch eine drehverstellbare Befestigung der Meßplatte (6) am ersten Waagebalkenteil (3).

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25) für die der Umlenkkraft entgegengewirkte Beaufschlagung des Waagebalkens (1) einem mit einer Membran (36) versehenen Druckübertrager aufweist, daß am zweiten Waagebalkenteil (4) eine Prallplatte (43) angeordnet ist und eine auf die Prallplatte (43) gerichtete, von einer Druckquelle versorgte Steuerdüse (44) vorgesehen ist, deren 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 daß ein unmittelbar nach der sprunghaften Erweiterung (443) vorgesehener Drucksteuerausgang (445) mit dem Druckiibertrager und einer Anzeigeeinrichtung (49) oder mit einer Gutdosiereinrichtung für den zu regelnden Produktstrom in Druckverbindung steht

8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 als Meß- bzw. Regelvorrichtung mit stetiger Unterdrückung bzw. zu laufender Auswertung des Einflusses des mit den physikalischen Eigenschaften veränderlichen Reibungskoeffizienten des Produktes in Verarbeitungsanlagen.

9. Verwendung nach Anspruch 8, 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.

10. Verwendung nach Anspruch 8, 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.

11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßvorrichtungen bzw. die Regel- und Meßvorrichtung unter Benützung von nur einer Meßplatte (6) und einem diese aufnehmenden ersten Waagebalkenteil (3) durch kardanische Kopplung einander rechtwinklig zugeordnet und in einem einzigen Gehäuse vorgesehen sind, wobei die Drehachse (b) der Gelenke (2) der jeweils zwei Vorrichtungen in derselben Normalebene(I)zur Längsachse^ des im Gleichgewicht befindlichen ersten Waagebalkenteils (3) liegen.

12. Verwendung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in einem über ein Rohr (9) der ersten Verarbeitungsstufe (80) einer Anlage (80... 85) zufließenden Produktstrom eine Regelvorrichtung und mindestens in einem über ein weiteres Rohr (91) aus der letzten Verarbeitungsstufe (85) der Anlage (80... 85) austretenden Produktstrom eine Meßvorrichtung angeordnet und die Vorrichtungen sämtlich auf die von der Reibung unbeeinflußte Umlenkkraftkomponente eingestellt sind.

13. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß den beiden nacheinander geschalteten Meßvorrichtungen je eine in Gewichtseinheiten je Zeiteinheit geeichte Anzeigeeinrichtung (49) zugeordnet ist.

14. Verwendung nach Anspruch 1.2, 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

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Nach diesem Prinzip aufgebaute Vorrichtungen mit horizontaler Drehachse des Waagebalkengelenks sino bekannt (DE-OS 1928361, Fig. 1; DE-OS 21 15 773; US-PS 37 42 762; DD-PS 1 Ol 754). Eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit vertikaler Drehachse des Waagebalkengelenks ist aus der DE-OS 19 28 361, Fig. 2, bekannt

Zumindest bei höheren Anforderungen an die Meßgenauigkeit sorgt man zweckmäßigerweise dafür, daß nicht durch Änderungen des Abstands zwischen der Schwerlinie des Produktstroms und der Drehachse des Waagebalkengelenks und dadurch bedingte Änderungen der wirksamen Hebelarmlänge des Waagebalkens Meßfehler entstehen. Hierfür geeignete Maßnahmen gehören zum Stand der Technik, beispielsweise Beibehaltung der Lage der Schwerünie des Produkt-Stroms bei Änderung der Durchflußmenge oder Parallelogrammaufhängung der Meßplatte (DE-OS 21 15 773; US-PS 37 42 762), und werden hier nicht genauer beschrieben, da die Erfindung auf die Bekämpfung andersartiger ungewünschter Einflüsse auf die Messung zentriert ist

Bei Vorrichtungen der vorliegenden Art wird die Durchflußmenge als beim Umlenken des Produktstroms an der Meßplatte auftretende Kraft gemessen. Richtung und Größe dieser Umlenkkraft hängen außer von der geometrischen Form der Meßplatte und deren Ausrichtung relativ zum Produktstrom im allgemeinen auch vom Reibungskoeffizienten des Produktes ab, wobei der Reibungskoeffizient seinerseits von den physikalischen Eigenschaften des Produktes abhängt. Bei Messungen aufgrund der Vertikalkomponente der Umlenkkraft wird mit zunehmendem Reibungskoeffizienten des Produktes ein zunehmender Fehlbetrag hinzugemessen, während bei Messungen aufgrund der Horizontalkomponente der Umlenkkraft ein um einen zunehmenden Fehlbetrag verringerter Wert gemessen wird. Da die Horizontalkomponente in der Regel kleiner als die Vertikalkomponente ist, fällt bei Messungen aufgrund der Horizontalkomponente der Reibungseinfluß stärker ins Gewicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sich die Durchflußmenge eines fließenden Produktes unabhängig vom Einfluß unterschiedlicher Reibkräfte des Produktes möglichst genau messen Ikßt

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorricntung erfindungsgentüß sb ausgebildet, wie im kennzeichnenden Teil des Afspn'chs 1 angegeben.

Die Anordnung der Drehachse des Waagebalkengelenkes in einef Schräglage zwischen der Horizontalen und der VertiKaler¹ verschafft die Möglichkeit, die von der Reibung b*w. *on deren Änderungen unbeeinflußte Komponente *ler jeweils an der Meßplatte wirksamen resultierenden Unilenkkraft als die Meßkraft für die Feststellung bzw. die darauf beruhende Regelung der Durchflußmenge zu verwenden.

An einer in Längsrichtung des Waagebalkens vorgesehenen Meßplatte dürfen die sich für 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 Wirkungsiinien kann in der die Schwerünie des Produktstromes enthaltenden Normalebene zur Meßplatte und zugleich zur Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens in einen

ίο auf der Schnittlinie der Meßfläche mit der Nurmalebene 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 aach beide dieser Komponenten kann sodann durch entsprechende Auslegung der Vorrichtung als Meßkraft gewählt werden. Es sind im allgemeinen jedoch Änderungen im Betrag einer aus derartiger Zerlegung der resultierenden Umlenkkraft hervorgegangenen Meßkraft feststellbar, welche zwangsläufig mit den vom schwankenden Reibwert des Produktes verursachten Änderungen der Resultierenden verknüpft auftreten und je nach der Wahl der Richtungen für die Zerlegung mehr oder weniger groß, dabei positiv oder negativ ausgerichtet sein können.

Durch Aufspaltung der jeweiligen resultierenden Umlenkkraft in zwei rechtwinklige Komponenten, indem die eine derselben in Richtung der Geraden durch die Spitzen der im bezüglich der Gelenkachse gemeinsamen fiktiven Angriffspunkt wirkenden Vektoren der für verschiedene Reibwerte des Produktes resultierenden Umlenkkräfte und die andere Komponente normal dazu festgelegt wird, lassen sich zwei für die Messung wahlweise verfügbare, spezielle Meßkräfte erfassen.

Die erstere der beiden Komponenten erfährt die höchstgradige Beeinflussung durch die Reibung. Die letztere ist dagegen völlig frei von Reibungseinflüssen.

Diese bietet sich vorteilhafterweise für Messungen 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 Größe bleibt.

Durch Änderung des Winkels λ kann die Neigung der Gelenkachse zur Schnittlinie der beiden senkrechten Ebenen so eingestellt werden, 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 Vektorspitzen der Umlenkkräfte mit je nach Reibwert des Produktes unterschiedlicher Richtung und Größe nur von der Geometrie und der Neigung der Meßplatte abhängt.

Bei der auf dem Hebelwaagenprinzip beruhenden erfindungsgemäßen Vorrichtung ist normalerweise, z. B. durch entsprechende Auslegung der Dosiereinrichtung

so für den Produktstrom, dafür gesorg'., daß die Schwerlinie des Produktstroms ortsfest ist, so daß der als Hebelarm der Umlenkkraft in Erscheinung tretende Abstand zwischen der Schwerünie und der Drehachse des W^agebalkengelenks für jede Umlenkkraft kon-

<>5 stant ist, deren Angriffspunkt in der die Schwerünie enthaltenden Normalebene zur Längsachse des im Gleichgewicht befindlichen Waagebalkens liegt. Die von den veränderlichen Reibungseinflüssen herrühren-