DE3030508A1

DE3030508A1 - Fliesswaage

Info

Publication number: DE3030508A1
Application number: DE19803030508
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Tokio/Tokyo Iwako
Original assignee: FUNKEN CO Ltd
Current assignee: FUNKEN CO Ltd
Priority date: 1979-08-14
Filing date: 1980-08-12
Publication date: 1981-03-26
Also published as: US4336851A; DE3030508C2; CA1144575A; AU6133180A; GB2056697A; FR2463398B1; AU536862B2; GB2056697B; FR2463398A1; JPS5627619A

Description

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Die Erfindung betrifft eine Fließwaage zur Bestimmung des Gewichts und der Strömungsrate bzw. der Durchflußleistung von pulverförmigem Material,während dieses kontinuierlich transportiert wird, und insbesondere eine Fließwaage in Art eines Ringförderers zur Bestimmung des Gewichts und der Durchflußleistung von pulverförmigem Material unter Verwendung eines Ringförderers, der eine ringförmige Strecke zum Tragen und Fördern von solchem Material aufweist.

Im allgemeinen besitzt pulverförmiges Material keine Fluidität bzw. kein Fließvermögen mit Ausnahme einer speziellen Pulverart, die im folgenden noch genauer beschrieben wird. Demgemäß ist es ziemlich schwierig, das Gewicht oder die Durchflußleistung von pulverförmigem Material in irgendeinem zur kontinuierlichen Förderung von pulverförmigem Material dienenden System zu überprüfen bzw. zu messen. Dies hat seine Ursache nicht nur darin, daß es schwierig ist, pulverförmige Materialien mit konstanter Rate zu fördern, sondern auch darin, daß sie sich in verschiedenen Umgebungen sehr unterschiedlich verhalten.

Gemäß dem Stand der Technik werden kontinuierliche Pulverfließwaagen in Art eines Bandförderers verwendet, bei denen das Gewicht des pulverförmigen Materials, das von dem Förderband getragen wird, beim Transportvorgang mit Hilfe des gerade bzw. ständig laufenden Bandförderers gemessen wird; auch werden gemäß dem Stand der Technik Schraubenförderer verwendet, bei denen das Gewicht des pulverförmigen Materials während des mit Hilfe der Förderschraube durchgeführten Fördervorganges gemessen wird.

Bei diesen Wiegesystemen können jedoch feine Pulverteilchen an dem Förderband oder der Förderschraube und anderen Teilen hängenbleiben und dort zu einer beträchtlichen Dicke anwachsen.

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In einem solchen Fall sind die erhaltenen Meßwerte aufgrund der zunehmenden Tara-Fehler nicht mehr realistisch.

Eine spezielle Pulverart ist Staubkohle bzw. pulverisierte Kohle, die in großtechnischen Brennern als Brennstoff verwendet wird. Dieses Material besitzt eine hohe Fluidität bzw. Fließfähigkeit und ein heftiges Strömungsverhalten (violent flushing). Herkömmliche Fließwaagen der Bandförderer- oder Schraubenfördererart, wie sie oben beschrieben wurden, können für dieses Material nicht verwendet werden. Dies^pulverförmige Material fließt augenblicklich und schneller als die Bewegung des Förderbandes von diesem herunter oder fließt augenblicklich durch eine Schraubenwindung der Förderschnecke aus dieser heraus. Dies macht es unmöglich, das Gewicht dieser Art von pulverförmigem Material zu bestimmen.

Ein Ziel der Erfindung ist es, eine Fließwaage zu schaffen, die die genaue Messung des Gewichts und der Strömungsrate bzw. der Durchflußleistung eines pulverförmigen Materials in einem kontinuierlichen Förder- bzw. Zuführsystem für pulverförmiges Material ermöglicht.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Fließwaage zu schaffen, die die Zufuhr von pulverförmigem Material, wie zum Beispiel pulverförmiger Kohle mit konstanter Geschwindigkeit bzw. konstanter Durchflußleistung ermöglicht, d.h. also auch von solchem Material, das ansonsten das Phänomen eines heftigen Strömungsverhaltens aufweist, und die darüber hinaus die genaue Bestimmung des Gewichtes und der Durchflußmenge bzw. der Strömungsrate eines solchen pulverförmigen Materials ermöglicht.

Noch ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Fließwaage zu schaffen, die mehrere zur unterteilung dienende Leit-

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schaufeln bzw. -flügel besitzt, zwischen denen Kammerabschnitte zum Tragen bzw. Fördern von pulverförmigem Material, insbesondere von pulverförmiger Kohle gebildet werden, wobei diese zur Unterteilung dienenden Leitschaufeln verbesserte Dichteigenschaften aufweisen.

Eine Ringförderer-Fließwaage gemäß der Erfindung umfaßt einen Ringförderer, der einen ringförmigen Weg zum Tragen bzw.

/aufweist Fördern von pulverförmigem Material, eine Vorrichtung zum Tragen bzw. Stützen des Ringförderers an zwei Punkten auf einer sich durch den Durchmesser des Ringförderers hindurcherstreckenden Linie vermittels eines Gegengewichts- bzw. Ausgleichsmechanismus und einen elektrischen Last- bzw. Belastungsdetektor wie z.B. eine Kraftmeßdose, der senkrecht zum Ringdurchmesser angeordnet ist. Der Ringförderer besitzt eine Öffnung für das Aufnehmen des pulverförmigen Materials, die auf demselben Ringdurchmesser wie die Zweipunkt-Tragvorrichtung angeordnet ist, und eine Öffnung zum Abgeben des Materials, die genau gegenüber der Aufnahmeöffnung und von dieser genau einen Halbkreis weit entfernt angeordnet ist. Als Vorrichtung zum Tragen bzw. Fördern des pulverförmigen Materials ist eine Drehvorrichtung vorgesehen, die zugeführtes pulverförmiges Material von der Aufnahme- bzw. Eintrittsöffnung kontinuierlich zur Abgabe- bzw. Austrittsöffnung fördern bzw. übertragen kann.

Das Gewicht des pulverförmigen Materials, das kontinuierlich auf dem halbkreisförmigen Weg im Ringförderer gefördert wird, wird -auf elektrischem Wege mit Hilfe des Detektors als Last bzw. Kraft gemessen. Die Strömungsrate bzw. Durchflußleistung kann in Relation zur Anzahl der Umdrehungen der zur Förderung des pulverförmigen Materials dienenden Drehvorrichtung erhalten werden.

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Genauer gesagt besteht der Ringförderer aus einer Bodenscheibe mit einer an deren Rand ausgebildeten Ringwand, einer Abdeckplatte für die Bodenscheibe und der Drehvorrichtung, die angetrieben wird, daß sie sich horizontal, d.h. um eine vertikale Achse in einem zwischen der Bodenscheibe und der Abdeckplatte freigelassenen Raum dreht. Die Drehvorrichtung besitzt eine äußere ümfangswand, die konzentrisch zur Ringwand so angeordnet ist, daß ein ringförmiger Pfad bzw. Freiraum zwischen den beiden Wänden gebildet wird.

Drehvorrichtung für die üblichen Arten von pulverförmiges!

Material besitzt einen abgesetzten bzw. treppenförmigen Bodenring, der sich vom unteren Ende der äußeren ümfangswand so erstreckt, daß das von der Aufnahme- bzw. Eintrittsöffnung her zugeführte Material auf dem Bodenring zum Liegen kommt und von diesem auf dem halbkreisförmigen Weg zur Austrittsöffnung hin getragen wird, wo diese pulverförmigen Materialien wieder abgegeben werden.

Die Drehvorrichtung für pulverförmiges Material, das wie zum Beispiel Kohlenstaub eine heftige Ström- bzw. Fließneigung besitzt, besitzt mehrere Unterteilungs-Leitschaufeln, die sich in gleichen Abständen von der äußeren Ümfangswand einer Antriebswelle radial nach außen erstrecken, so daß Kammerabschnitte zur Beförderung dieses Materials zwischen den zur Unterteilung dienenden Leitschaufeln bzw. Flügeln gebildet werden. Jede Unterteilungs-Leitschaufel besitzt einen Teil, der an der Ringwand, der Bodenscheibe und der Abdeckplatte entlang gleitet. Dieser entlang gleitende Teil ist so konstruiert, daß er eine gute Dichtung bildet.

Somit kann sogar eine hohe Fließneigung besitzendes pulverförmiges Material, das von der Eintrittsöffnung her zugeführt wird, in die Kammerabschnitte des halbkreisförmigen Raumes geführt und auf normale Weise nach unten zur Aus-

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trittsöffnung hin gefördert werden, ohne daß ein Davonfließen auftreten kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Ringförderer-Fließwaage, bei der die Abdeckplatte teilweise weggeschnitten ist,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht längs der Linie A-A aus Fig. 1, Fig. 3 eine Querschnittsansicht längs der Linie B-B in Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht mit teilweise weggeschnittener Abdeckplatte einer anderen Ausführungsform der Drehvorrichtung zur Förderung von pulverförmigem Material und

Fig. 5 eine Querschnittsansicht längs der Linie C-C in Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 ruht ein ringförmiger Förderer 1 auf einer Traavorrichtung 2, die aus Lagern 4 und horizontalen Wellen 3 besteht, die sich von den beiden Enden eines Ringdurchmessers nach außen erstrecken, und der von einer Vorrichtung getragen wird, die einem Waagebalken gleicht. Der Ringförderer 1 wird von einer Bodenscheibe 5 mit einer an deren Rand vorgesehenen zylindrischen oder Ringwand 6, einer Abdeckplatte 7 zum Abdecken der Bodenscheibe 5 und einer Drehvorrichtung 8 gebildet, die dazu dient, pulverförmiges Material zu fördern und die für eine in einer horizontalen Ebene erfolgende Drehung in einem zwischen der Bodenscheibe 5 und der Abdeckplatte 7 gebildeten Hohlraum angetrieben wird.

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SAD URiGiNAL

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Eine Antriebswelle 9 der Drehvorrichtung 8 besitzt eine äußere Umfangswand 9a, die konzentrisch zur Ringwand angeordnet ist. Ein ringförmiger Weg 1a ist zwischen der äußeren Umfangswand 9a und der Ringwand 6 eingeschlossen und dient zur Förderung von pulverförmigem Material.

Die Fig. 1-3 zeigen eine Drehvorrichtung, die besonders zur Förderung von pulverförmigem Material geeignet ist, das, wie zum Beispiel Kohlenstaub das Phänomen einer heftigen Fließneigung zeigt. Die hier dargestellte Drehvorrichtung besitzt mehrere zur Unterteilung dienende Leitschaufeln bzw. -flügel 10, die sich in gleichen Abständen von der äußeren Umfangswand 9a radial nach außen erstrecken und Kammerabschnitte 14 bilden. Jeder zur Unterteilung dienende Leitflügel 10 weist eine Filzplatte 13 auf, die zwischen einem an der äußeren Umfangswand 9a befestigten Flügelelement 11 und einem Halteelement 12 so gehalten wird, daß die Filzplatte 13 längs der Kante des Flügelelementes 11 über diese Kante hinaus vorsteht. Somit werden die zur Unterteilung dienenden Leitschaufeln bzw» Flügel 10 an einem Teil gut abgedichtet, der an der Ringwand 6, der Bodenscheibe 5 und der Abdeckplatte 7 entlangstreift und es werden sogar solche pulverförmigen Materialien, die eine hohe Fließneigung bzw. Fluidität besitzen, daran gehindert, aus der Fließwaage herauszuströmen bzw. herauszufließen.

In Versuchen wurden verschiedenste Materialien einschließlich harter Substanzen, wie z.B. Edelstahl auf ihre Verwendbarkeit als Dichtelemente für die zur Unterteilung dienenden Leitschaufeln 10 untersucht.

Kohlenstaub besitzt in seinem Querschnitt sehr scharfe Kanten, was mit dem bloßen Auge jedoch nicht feststellbar ist. Demgemäß kann Kohlenstaub als außerordentlich wirksames Schleif-

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mittel dienen, das Dichtelemente und Wandoberfläche in sehr starkem Maße abnutzt. Es hat sich gezeigt, daß die meisten untersuchten Dichtmaterialien keine günstigen Eigenschaften aufwiesen und daß Filz für den betrachteten Zweck hinsichtlich seiner Dichteigenschaften, seiner Widerstandsfähigkeit gegen Reibung und gegen Hitze am besten geeignet ist.

Der Ringförderer 1 besitzt eine zur Aufnahme bzw. zur Zufuhr von Material dienende Öffnung 15, die in der Abdeckplatte 7 auf demselben Ringdurchmesser wie die horizontalen Wellen 3 angeordnet ist, und eine Material-Austritts- bzw. -Abgabeöffnung 16, die in der Bodenscheibe 5 genau gegenüber der Material-Aufnahmeöffnung 15 mit einem Winkelabstand von 180 von dieser ersteren Öffnung angeordnet ist. Flexible Aufnahme und Abgaberohre 17 und 18 sind mit der jeweiligen Öffnung verbunden. Mit dem Aufnahme- bzw. Zuführrohr 17 ist eine Zuführ- bzw. Speiseöffnung in einem eine gesonderte Erfindung darstellenden automatischen Zuführsystem zum Zu- ^ führen von pulverförmigem Material mit konstanter Rate bzw. mit konstanter Durchsatzleistung verbunden, wodurch dem Zuführrohr 17 pulverförmiges Material mit konstanter Durchsatzleistung zugeführt wird.

Der in der oben beschriebenen Weise ausgebildete Ringförderer 1 liegt auf einem elektrischen Detektor, beispielsweise einer Kraftmeßdose 19 auf, die unter einem rechten Winkel bezüglich des mit den horizontalen Wellen 3,3 ausgerichteten Ringdurchmessers angeordnet ist. Die Kraftmeßdose kann auf Zug oder auf Druck reagieren, was von der Lage ihrer Befestigung abhängt, und ist in der Lage, auf elektrischem Wege das Gesamtgewicht des pulverförmigen Materials zu messen, das der Menge von pulverförmigem Material entspricht, die auf dem halbringförmigen Weg von der Material-Aufnahmeöffnung 15 zur Material Abgabeöffnung 16 befördert wird. Weiterhin ist in der Zeich-

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nung ein Antriebsmotor 20 dargestellt, der dazu dient, die Drehvorrichtung 8 über eine Übertragungsvorrichtung, wie zum Beispiel einen Riemen 21, ein Untersetzungsgetriebe 22 und andere Bauteile anzutreiben. Solche über-

/unter den Ringförderer tragungsmittel sind als ganzes als Tara vorzugsweise symmetrisch zur Achse der horizontalen Wellen 3,3 angebracht. Somit kann durch zufällige äußere Kräfte kein Moment auf die Kraftmeßdose übertragen werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die später unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 beschrieben wird, wird ein Reduktionsmotor als Antriebsmotor verwendet, um über die Motorwelle direkt die Drehvorrichtung 8 zu betätigen. In der Zeichnung ist. mit TG ein Tachogenerator und mit dem Bezugszeichen 23 ein Multiplizierer bezeichnet.

Wenn irgendein Ungleichgewicht in der Gewichtsverteilung des Ringförderers 1 vorhanden ist, so kann dieses in mechanischer Weise beispielsweise durch die Verwendung eines Gegengewichtes abgeglichen werden. Dieser Abgleich wird so vorgenommen, daß die Kraftmeßdose geringfügig belastet wird, und das sich aus dieser Belastung ergebende Signal wird gleich Null gesetzt.

Auf diese Weise" kann das Gewicht von pulverförmigem Material auf einfache und genaue Weise angezeigt werden und es kann auch die Durchsatzleistung bzw. die Strömungsrate durch Bildung des Produktes des durch die Kraftmeßdose gemessenen Gewichtes und der Anzahl der Umdrehungen der Drehvorrichtung 8 erhalten werden. Es gilt die Gleichung

Strömungsrate = Gewicht χ Umdrehungen

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Die Drehvorrichtung 8 kann in ihrem Aufbau zur Verarbeitung von üblichen pulverförmigen Materialien vereinfacht werden, wie dies in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist.

In den Fig. 4 und 5 weist die Drehvorrichtung 8 keine ünterteilungs-Leitschaufein auf; sie hat stattdessen einen Bodenring 24, der sich vom unteren Ende der äußeren ümfangswand 9a aus erstreckt, die dem ringförmigen Pfad 1a unmittelbar gegenüber liegt. Eine Austrittsöffnung 16 ist in der Ringwand 6 vorgesehen und eine Austrittsschranke 25 erstreckt sich diagonal von dem entfernt liegenden bzw. hinteren Ende der Austrittsöffnung 16 nach oben zur äußeren Ümfangswand 9a, an der das freie Ende der Schranke 25 entlang gleitet. Somit kann pulverförmiges Material, das von der Aufnahmebzw. Zufuhröffnung 15 her zugeführt wird, gleichförmig auf dem Bodenring 24 abgelegt und von diesem zur Austrittsschranke 25 gefördert werden, worauf es vom Ring 24 herunter in die Austrittsöffnung 16 hinein abgestreift wird, wobei die Schranke 25 als Führung dient. In den übrigen Punkten ist diese Drehvorrichtung im wesentlichen identisch mit der in den Fig. 1-3 dargestellten Ausführungsform, und es wird ein Reduktionsmotor bzw. Untersetzungsmotor 26 als Antrieb verwendet. In den Fig. 1-5 sind Dichtelemente 27 zwischen der Drehvorrichtung 8 und der Bodenscheibe 5 und zwischen der Drehvorrichtung 8 und der Abdeckplatte 7 vorgesehen.

Bei einer erfindungsgemäßen Ringförderer-Fließwaage wird pulverförmiges oder aus feinen Teilchen bestehendes Material, das von der Zuführöffnung her zugeführt wird, in einem Halbkreis über einen ringförmigen Weg befördert und dann an der Austrittsöffnung abgegeben. Während dieses Fördervorganges kann das Gewicht des derart zugeführten und auf dem halbkreisförmigen Weg transportierten Materials genau durch das

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elektrische Signal gemessen werden, das von einer Kraftmeßdose abgegeben wird, die für den Ringförderer vorgesehen ist, der an zwei Punkten auf einer sich durch einen Ringdurchmesser hindurch erstreckenden Linie durch eine Abgleichbzw. Ausbalanciervorrichtung getragen ist.

Material, das wie zum Beispiel Kohlenstaub die physikalischen Eigenschaften einer hohen Fluidität und einer heftigen Strömneigung besitzt, wird in mehreren von der Drehvorrichtung gebildeten Kammerabschnitten aufgenommen und gefördert. Dies ermöglicht es, sogar solches pulverförmiges Material zu verarbeiten, ohne daß die Gefahr eines plötzlichen HerausfHeßens besteht. Darüber hinaus tritt auch dann, wenn etwas von dem pulverförmigen Material an den zur Unterteilung dienenden Leitblechen bzw. Leitschaufeln und anderen Teilen der Drehvorrichtung haften geblieben ist, kein Meßfehler bezüglich des Taras auf, was darauf beruht, daß das Gesamttara rechts und links bezüglich der beiden Punkte auf der durch einen Ringdurchmesser hindurchgehenden Linie, in denen der Ringförderer gelagert ist, abgeglichen bzw. ausbalanciert ist. Schließlich kann der erfindungsgemäße Ringförderer auch von den Druck- bzw. Stoßwirkungen frei gehalten werden, die erzeugt werden, wenn das pulverförmige Material auf ihn fällt.

Somit wird gemäß der Erfindung ein Ringförderer geschaffen, der in seiner Draufsicht nahezu rund ist und einen ringförmigen Weg zur Förderung von pulverförmigem Ma terial aufweist. Eine Material-Austrittsöffnung ist gegenüber einer Material-Zuführöffnung vorgesehen, wobei diese beiden Öffnungen um den Bogen eines Halbkreises voneinander beabstandet sind, so daß das Material über die Hälfte des ringförmigen Weges hinweg gefördert wird. Der so ausgebildete Ringförderer wird von einer Abgleichs- bzw. Wägevorrichtung an zwei Punkten getragen, die auf einer sich über einen Durchmesser

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des Rings hinwegerstreckenden Linie liegen, die auch durch die Aufnahme- und die Abgabeöffnung für das geförderte Material hindurchverläuft. Der so ausbalancierte Ringförderer liegt auf einem Detektor, wie zum Beispiel einer Kraftmeßdose auf, der dazu dient, auf elektrischem Wege eine an ihn angelegte Kraft bzw. Last zu messen und der bezüglich des genannten Ringdurchmessers rechtwinkelig angeordnet ist. Das Gewicht des kontinuierlich auf einem Halbkreis über den ringförmigen Weg geförderten Materials wird mit Hilfe des Detektors elektrisch gemessen und die Strömungsrate bzw. die Durchsatzleistung kann in Bezug auf dieses Gewicht ermittelt werden. Eine spezielle Art von pulverförmigem Material wird in mehreren Kammerabschnxtten, die auf dem Ringpfad ausgebildet sind, kontinuierlich aufgenommen und gefördert.

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Leerseite

Claims

Patentansprüche

7) Fließwaage, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ringförderer einen ringförmigen Weg zum Fördern von pulverförmigem Material bildet, daß eine Vorrichtung zum Lagern des Ringförderers an zwei Punkten einer sich über einen Durchmesser des Ringförderers erstreckenden Linie durch einen Abgleichs- bzw. Wiegemechanismus und eine elektrische Last-Meßvorrichtung, wie zum Beispiel eine Kraftmeßdose vorgesehen sind, wobei die Kraftmeßdose senkrecht bezüglich des Ringdurchmessers angeordnet ist, auf dem der Ringförderer aufruht, daß der Ringförderer eine Materialzuführöffnung aufliegt, die auf demselben Ringdurchmesser angeordnet ist, wie die beiden Punkte der Tragvorrichtung, daß der Ringförderer weiterhin eine Material-Austrittsöffnung besitzt, die genau gegenüber der Materialzuführöffnung auf der Hälfte des ringförmigen Pfades angeordnet ist,

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ORIGINAL· INSPECTED

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und daß eine Drehvorrichtung zum kontinuierlichen Fördern des von der Material-Aufnahmeöffnung her zugeführten Materials zur Material-Austrittsöffnung vorgesehen ist, so daß das Gewicht des auf diese Weise in einem Halbkreis über den ringförmigen Weg dem Ringförderer beförderten Materials auf elektrischem Wege mit Hilfe der Last- bzw. Kraftmeßvorrichtung gemessen werden kann.
2. Fließwaage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehvorrichtung mehrere zur Unterteilung dienende Leitschaufeln besitzt, die an ihr radial befestigt sind und zwischen denen Kammerabschnitte in dem ringförmigen Weg gebildet werden, so daß pulverförmiges Material üblicherweise in solchen einzelnen Kammerabschnitten aufgenommen und gefördert werden kann.
3. Fließwaage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jede der zur Unterteilung dienenden Leitschaufeln ein weiches oder flexibles Dichtelement aufweist, das dazu dient, die zwischen den Leitschaufeln gebildeten Kammerabschnitte abzudichten.
4. Fließwaage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement aus Filz besteht, der so angeordnet ist, daß er zum Austausch leicht entfernt werden kann.

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