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Wiegeeinrichtung
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Wiegen von insbesondere
körnigen oder pulverförmigen festen Stoffen oder Medien, die kontinuierlich, halbkontinuierlich
oder intermittierend zugeführt werden. Der Ausdruck körnig" soll die Größe der Teilchen
nicht beschränken, die von einigen Mikron bis zu mehreren cm reichen kann.
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Die bekannten Einrichtungen zum Wiegen von kontinuierlich oder halbkontinuierlich
zufließendem Material haben eine Reihe von Nachteilen und sind darüber hinaus nicht
genau genug. Beispielsweise führt bei der Verwendung von Fördereinrichtungen mit
einem endlosen Treibriemen åede Ungenauigkeit des Gewichtes des Treibriemens, wenn
dieser eine Wiegestellung passiert, zu einem ständig anwachsenden Fehler, da der
Fehler kontinuierlich zu dem abgelesenen Wert addiert wird. Andere mechanische Systeme,
die Wiegebunker verwenden, sind im allgemeinen ebenfalls ungenau und haben andere
Nachteile wegen der schlecht ansprechenden mechanischen Wiegesysteme und deswegen,
weil das Wiegen stattfindet, wahrend Material in den Bunker eingefüllt wird, statt
im Ruhezustand zu sein und keine geeigneten Korrekturen des Gewichtes des zufließenden
oder in der Wiegeeinrichtung zurückgehaltenen Materials vorgenommen werden.
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Die Aufgabe, die der Erfindung zugrundeliegt, besteht darin, die bekannten
Wiegeeinrichtungen in dieser Hinsicht zu verbessern und die Nachteile der bekannten
Ein-
richtungen soweit wie möglich zu vermeiden.
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wiegen von Stoffen, die
aus einem Wiegebehälter oder einer Unterlage, z.3. einem Boden, oder einem Bunker
mit einer regulierbaren Auslaßöffnung sowie Einrichtungen zum Abstützen des Bunkers
oder der Unterlage besteht, die eine begrenzte senkrechte Bewegung ermöglichen und
aus einem oberen biegsamen Spannelement, das sich in einer Richtung waagerecht von
einem Punkt an dem Bunker oder der Unterlage in der Nähe des oberen Endes zu einem
festen Punkt auf derselben Höhe erstreckt und einem unteren biegsamen Spannelement
besteht, das sich waagerecht in einer anderen, im allgemeinen entgegengesetzten
Richtung von einem Punkt an dem Bunker oder der Unterlage in der Nähe des unteren
Endes zu einem festen Punkt auf derselben Höhe ausdehnt und einen elektromechanischen
Meßgrößenumwandler zum Abtasten des Gewichtes des Bunkers oder der Unterlage enthält,
der seitlich versetzt von einer senkrechten, durch den Mittelpunkt des Bunkers oder
der Unterlage gehenden Linie angeordnet ist. Vorzugsweise befindet sich der Umwandler
versetzt zu einer Seite des Bunkers oder der Unterlage. Das Befestigungssystem erlaubt
dies ohne irgendeine Ungenauigkeit des gemessenen Gewichtes zu verursachen und läst
das obere und untere Ende des Bunkers oder der Unterlage frei für das durchfließende
Material.
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Normalerweise enthält die Vorrichtung je ein Paar biegsamer Spannbänder
am oberen und unteren Ende, wobei die beiden Elemente eines Paars sich in der Draufsicht
gesehen nicht parallel zueinander erstrecken. Auf diese Weise erfolgt durch die
beiden Elemente eine Fixierung in zwei horizontalen Richtungen, die einen Winkel
zueinander bilden. Vorzugsweise kreuzen sich die beiden Spannbänder eines oder beider
Paare oder überschneiden sich in der Nähe eines Phnktes auf einer senkrechten Linie
durch
den Umwandler. Eine derartige Abstützung kann dazu führen,
daß sich ein Behälter innerhalb kleiner Grenzen um seine senkrechte Achse verdrehen
kann. Die Vorrichtung sieht daher vorzugsweise vor, ein weiteres horizontales Spannband
oder Zugbänder zu verwenden, die eine eventuelle Drehung oder Verwindung des Behälters
um seine senkrechte Achse verhindern. Die Vorrichtung kann auch Einrichtungen zum
Einregulieren der wirksamen Länge einer oder mehrerer Spannbänder und/oder der senkrechten
Stellung einer oder mehrerer Enden enthalten.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen,
daß der elektromechanische Umwandler so ausgebildet ist, daß er ein elektrisches
Ausgangssignal aussendet, das dem Leergewicht des Bunkers und gegebenenfalls dem
Inhalt entspricht. Die Vorrichtung enthält ferner Einrichtungen zum Füllen und Entleeren
des Bunkers, ein Zählwerk zum Anzeigen oder Aufzeichnen des gemessenen Gewichtes
des Behälters, wenn dieser gefüllt ist, und Einrichtungen zum Abziehen des Leergewichtes
von diesem Gewicht, wobei das Leergewicht von dem Umwandler angezeigt wird, wenn
der Behälter entleert ist.
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Das Leergewicht des Behälters kann sich infolge unterschiedlicher
Mengen an Material, das sich unter diesen Bedingungen in dem Bunker befindet, ändern.
Dies kann zu einer sich addierenden Fehlanzeige führen. Die Zähleinrichtung enthält
vorzugsweise einen Additions/Subtraktions-Zähler, der aufeinanderfolgende Messungen
des Gesamtgewichtes des Bunkers addiert und davon aufeinanderfolgende Messungen
des Leergewichtes des Behälters abzieht, um diesen Fehler auszuschalten.
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Die Vorrichtung ist in besonderer Weise zum Wiegen von kontinuierlich
zufließendem Naterial geeignet und kann
einen Sequenzregler enthalten,
mit dem das Zählwerk und das Füllen und Entleeren des Bunkers in einem Zyklus gesteuert
werden können, der das Leergewicht des Bunkers registriert, wenn kein Material in
den Bunker eintritt, den Materialfluß steuert, das Gesamtgewicht des Bunkers mißt,
wenn dieser gefüllt ist und wiederum, wenn kein Material eintritt, und das Entleeren
des Bunkers steuert.
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Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung besteht die Vorrichtung
aus zwei Wiegebunkern, Einrichtungen zum Verteilen des ankommenden Materials nacheinander
auf den einen und den anderen Bunker und Einrichtungen zum getrennten Entleeren
der Bunker nacheinander und einem Sequenzregler, über den zunächst ein Bunker gefüllt
und dann das zufließende Material dem anderen Bunker zugeleitet wird, anschließend
das Gesamtgewicht des ersten Bunkers gemessen, der erste Bunker entleert und sein
Leergewicht aufgezeichnet wird und dann der Materialstrom zu dem ersten Bunker zurückgeleitet
wird, worauf der Zyklus wiederholt wird.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigen; Figur 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Darstellung eines
Wiegebunkers, Figur 2 eine Draufsicht, Figur 3 eine schematische Darstellung der
Steuerung und Figur 4 eine schematische Darstellung der Stufen eines Wiege zyklus.
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Wie sich aus den Figuren 1 und 2 ergibt, besteht die Vor-
richtung
aus einem Gehäuse 10, das die Form einer abgestumpften Pyramide hat und zwei getrennte
Wiegebunker 11 und 12 enthält. Bei dieser Ausführungsform können mit der Vorrichtung
aufeinanderfolgende Chargen eines kontinuierlichen Stromes eines pulverförmigen
Materials, wie z.B.
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Mehl, gewogen werden. Das Material wird durch eine senkrechte Leitung
13, die oberhalb der Vorrichtung angeordnet ist, zugeführt und durch die eine oder
andere der beiden Zuteilungsschuten 14, 15 geleitet. Dies wird durch eine Umlenkklappe
16 gesteuert, die mittels eines pneumatischen Zylinders 17 betätigt wird. Die einzelnen
Bunker sind mit einer Klappe oder einem Ventil 20 am unteren Ende versehen, das
mit einer pneumatischen Betätigungseinrichtung betätigt wird.
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Wie sich aus der Draufsicht ergibt, ist das obere Ende der einzelnen
Behälter offen und dreieckig ausgebildet und mit einer senkrechten Seitenwandung
25 und zwei geneigt verlaufenden Wandungen 26 und 27 versehen. Kürzere einschneidende,
geneigt verlaufende Wandungen 28 sind an den drei Ecken der dreieckförmigen Behälter
vorgesehen.
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An ihrem unteren Ende sind die Behälter in der Draufsicht rechteckig,
was sich durch die unteren Enden der drei kurzen Wandungen 28 und den unteren engeren
Abschnitt der Wandung 25 ergibt. Jeder Behälter wird so abgestützt und aufgehängt,
daß er kleine senkrechte Bewegungen ausführen kann. Dies erfolgt durch ein System
waagerecht verlaufender biegsamer Spannorgane, die bei dem dargestellten busführungsbeispiel
die Form von biegsamen metallischen Litzendrähten haben, jedoch auch aus einzelnen
Drähten, biegsamen Streifen, Ketten, Platten, drehbaren Gelenken oder dergleichen
bestehen können. In der Nähe des oberen Endes jedes Behälters befindet sich ein
Paar oberer horizontaler Drähte 30, 31, die bei 32 an dem Behälter und bei 33 an
einem festen Teil des umgebenden Gehäuses
10 angebracht sind. Die
beiden Drähte 30 und 31 erstrecken sich im Falle der Figur 1 nach links. Aus Figur
2 ergibt sich, daß sie praktisch parallel zu den beiden Seiten 26, 27 des Behälters,
insbesondere in einem Winkel von etwa 900 zueinander verlaufen. In der Nähe des
unteren Endes der Behälter befindet sich ein weiteres Paar horizontal verlaufender
Spanndrähte 34, 35, die sich von einem Punkt 36, an dem sie an dem Behälter angebracht
sind, zu einem Punkt 37 an dem umgebenden festen Gehäuse verlaufen. Die Drähte 34
und 35 verlaufen auch angenähert in einem Winkel von 900 zueinander. Die Einspannung,
die durch diese vier biegsamen Drähte 30, 31, 34 und 35 hervorgerufen wird, ermöglicht
es, daß der Behälter sich innerhalb kleiner Grenzen nur in senkrechter Richtung
bewegen kann und verhindert oder begrenzt fast vollständig seitliche Bewegungen.
Die Enden der Drähte sind an gemeinsamen Verankerungspunkten zusammengeführt, die
mit Regulierschrauben versehen sind, um die Spannung der einzelnen Drähte verändern
und die wirksame Stellung jeder Verankerung einstellen und verändern zu können.
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Unterhalb einer vorstehenden Platte 41, die an dem Gehäuse des Bunkers
befestigt ist, ist eine Kraftmeßdose AUO angebracht, die an einer festen Plattform
42 mit dem umgebenden festen Gehäuse 10 verbunden ist. Die Eraftmeßdose liegt versetzt
zu einer senkrechten, durch den Mittelpunkt des Gehäuses gehenden Linie und damit
versetzt zu einer Seite des gesamten Gehäusekörpers. Dadurch bleibt der Bunker frei
für die Zufuhr und Abfuhr des Materials. Die Kraftmeßdose liegt ferner auf einer
vertikalen Linie, die durch den Punkt, an dem sich die beiden Spannungsdrähte 30
und 31 kreuzen und auch durch den Punkt geht, an dem sich die Enden der beiden unteren
Spannungsdrähte 34, 35 überschneiden. Jeder Kippbewegung des Bunkers um eine waagerechte
Achse senkrecht zur
Zeichenebene der Figur 1 im Uhrzeigersinn wirken
die biegsamen Spannungsdrähte entgegen. Auf der anderen Seite führt åede Neigung
des Bunkers, um die waagerechte Achse entgegen dem Uhrzeigersinn zu kippen, dazu,
daß das Gewicht des Bunkers auf die Kraftmeßdose übertragen wird und die Kraftmeßdose
selbst wirkt einer derartigen Bewegung entgegen dem Uhrzeigersinn entgegen.
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Die Eraftmeßdose ist somit dem Gesamtgewicht des Bunkers einschließlich
des Inhalts ausgesetzt. Jeder Neigung des Bunkers sich zu drehen oder sich um eine
senkrechte Achse zu verwinden, wirkt ein weiterer biegsamer Draht 46 entgegen, der
sich in waagerechter Richtung parallel zur Grundwandung 25 des Bunkers erstreckt
und der an beiden Enden an dem umgebenden Gehäuse 10 verankert und an einem mittleren
Punkt der Wandung an einer Verankerungsstelle 47 befestigt ist. Dieser Draht muß
nicht besonders stramm sein und ruft somit keine Wirkung auf die sehr kleinen senkrechten
Bewegungen des Bunkers hervor, die erforderlich sind, um die Kraftmeßdose zu betätigen,
sondern verhindert nur Drehbewegungen.
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Die Vorrichtung enthält auch eine Steuerung und ein Aufzeichnungssystem,
das in Figur 3 dargestellt ist. Der Ausgang der beiden Kraftmeßdosen A und B wird
selektiv über einen Schalter 50 einem Analog-Digital-Umsetzer 51 zugeführt. Diese
Einheit kann bekannter Bauart sein und dient dazu, die Spannungssignale von den
Meßdosen in einen entsprechenden frequenzveränderlichen Ausgang umzuwandeln.
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Dieser Ausgang wird durch eine zeitabhängige Torschaltung geleitet,
die so arbeitet, daß sie eine gesteuerte Anzahl von Impulsen entsprechend dem Wert
des Spannungssignals, das von der entsprechenden Meßdose erhalten wird, durchläßt.
Von dieser Einheit 51 gelangen die Impulse zu einem Digitalzählwerk 52 in Form eines
elektrischen Additions/
Subtraktionszählers. Der Zähler zahlt aufwärts
oder addiert, wenn ein Eingangssignal von der Leitung 53 von einem Sequenzregler
54 erhalten wird und subtrahiert oder zählt abwärts, wenn ein Signal auf der Leitung
55 ankommt.
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Der Sequenzregler 54 steuert auch den Schalter 50 über eine Steuerleitung
56 und den Zylinder 17 über einen Ausgang 58 und die Betätigungseinrichtung 21 des
Entleerungsventils über die Leitungen 59, 60.
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Die Folge der Arbeitsgänge ist schematisch auf Figur 4 dargestellt.
In einem Zeitpunkt X in der Mitte dieser Figur betätigt die Steuereinrichtung den
Zylinder 17, um die Zuteilung von Mehl von dem Bunker A auf den Bunker B umzulenken.
Nach kurzer Zeit, wenn kein Mehl mehr in den Bunker A einfließt, betätigt der Sequenzregler
den Schalter 50, um die Kraftmeßzelle A mit dem Umsetzer 51 zu verbinden und sendet
ein Signal auf der Leitung 53 aus, wodurch das gemessene Signal des Gesamtgewichtes
zu dem Gesamtbetrag (wenn er vorhanden ist) in dem Zählwerk 52 addiert wird. Der
Regler betätigt dann die Entleerungseinheit 51, damit der Bunker A entleert werden
kann, worauf der Regler ein Signal auf der Leitung 55 aussendet.
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Dieses dann von der Kraftmeßzelle A ausgesandte Signal, das dem Leergewicht
entspricht, wird von dem Gesamtgewicht auf dem Zählwerk 52 abgezogen. Die Differenz
zwischen diesen beiden Signalen entspricht der tatsächlichen Mehlmenge, die aus
dem Bunker ausgetragen wurde. Der Regler betätigt dann die Einheit 17, so daß Mehl
wieder in den Bunker A fließen kann. Kurz darauf wird der Schalter 50 durch den
Regler umgeschaltet, um den Ausgang der Kraftmeßzelle B mit dem Umsetzer 51 zu verbinden,
wodurch ein Signal auf die Leitung 53 gegeben wird und das Signal von dem Umsetzer,
das dem Gewicht des Bunkers B entspricht, in dem Zählwerk 52 addiert wird. Der Zyklus
geht dann wie in der linken Hälfte der Figur 4 darge-
stellt, weiter
und wird solange wiederholt, wie die Vorrichtung benutzt wird.
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Theoretisch würde es, um den Inhalt zu messen, der aus einem einzigen
Bunker ausgetragen wird, notwendig sein, das Leergewicht des Behälters vor dem Beladen
sowie das Gesamtgewicht zu messen, wenn er beladen ist, und das Leergewicht, wenn
er entladen ist. Bei einem kontinuierlichen Zuführungssystem ist der kontinuierliche
Zyklus, der oben beschrieben wurde, genau innerhalb sehr feiner Grenzen, da das
Gesamtgewicht des Bunkers ständig gemessen wird, wenn der Behälter beladen ist und
wieder, wenn er entladen ist. Der einzige theoretische Fehler ist die Differenz
zwischen dem Leergewicht beim Beginn des Arbeitsganges und dem Leergewicht am Ende
des Zyklus.
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Es ist möglich, das dargestellte Bunkersystem mit weiteren Bunkern
zu kombinieren, um ein Verbundsystem zu schaffen, das aus mehreren Systemen besteht.
Dabei wird der Sequenzregler so angeordnet, daß er die Betätigungseinrichtungen
für die Entleerung der einzelnen Systeme nacheinander betätigt und die aufeinanderfolgenden
Arbeitsgänge an allen Bunkern des Systems nacheinander innerhalb der gesamten Zykluszeit
durchgeführt werden.
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Anstelle einer bestimmten Zeit für den Zyklus kann die Vorrichtung
so ausgebildet werden, daß sie automatisch läuft, wenn das gemessene Gewicht jedes
Behälters einen bestimmten Wert erreicht. Die Vorrichtung kann auch als Verteilwiegeeinrichtung
arbeiten, dadurch, daß das erforderliche Gesamtgewicht vorher in dem Zähler eingestellt
wird und Gewichte abgezogen werden, bis das Zählwerk auf Null ist. An diesem Punkt
ist die Charge vollständig.
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Patentansprüche
L e e r s e i t e