DE3524834A1

DE3524834A1 - Messeinrichtung fuer pneumatisch gefoerderte stoffe

Info

Publication number: DE3524834A1
Application number: DE19853524834
Authority: DE
Inventors: Ionel Dr.-Ing. Bukarest/Bucuresti Radu
Original assignee: Institutul de Cercetare Stiintifica Inginerie Tehnologica SI Proiectare Mine pe Lignit SA
Current assignee: Institutul de Cercetare Stiintifica Inginerie Tehnologica SI Proiectare Mine pe Lignit SA
Priority date: 1984-07-13
Filing date: 1985-07-11
Publication date: 1986-01-16
Also published as: DE3524834C2; RO86692B1

Description

Meßeinrichtung für pneumatisch geförderte
Stoffe Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Meßeinrichtung ist für pneumatisch geförderte ungleichartige Stoffe vorgesehen, insbesondere für Baustoffe (Zement und Kies),für Stoffe in der Bergbauindustrie oder dergl..
Mit der Meßeinrichtung soll die Masse des Stoffes erfaßt werden, der den Querschnitt der Förderleitung in einer Zeiteinheit durchtritt.
Zur Bestimmung der Stoffmengen sind verschiedene Meßeinrichtungen bekannt, wobei die Durchflußmenge durch die Messung der Kraft, des Druckes oder Moments, das von den bewegten Partikel über einigen mittels eines elastischen Elements angebrachten Platten erzeugt wird, sowie über eine Flügelscheibe im Umlauf festgestellt wird (vergl. FR-PS 2372519, FR-PS 419512, DE-OS 24 44 976 sowie Urheberzeugnis UDSSR Nr. 620 820).
Die Nachteile dieser Meßeinrichtungen bestehen darin, daß sie keine genauen Angaben über die Durchflußmenge bzw. den Mengenstrom gewährleisten, da die Meßergebnisse durch die über die Meßelemente geförderten Stoffe beeinflußt werden.
Nachteilig ist ferner, daß bisherige Meßeinrichtungen eine geringe Sicherheit im Betrieb zeigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Meßeinrichtung der eingangs genannten Gattung verfügbar zu machen, die bei einem kompakten haltbaren Aufbau eine hohe Meßgenauigkeit aufweist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst. Bevorzugte Merkmale, die die Erfindung vorteilhaft weiterbilden, sind in den nachstehenden Patentansprüchen enthalten.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung ergibt sich ein kompakter haltbarer Aufbau der Meßeinrichtung, der eine hohe Genauigkeit der Durchflußmengenmessung ermöglicht und für alle pneumatische Fördersysteme (für Zementmischungen in der Bergbauindustrie, im Bauwesen oder für körnige Stoffe wie Getreide, Kunststoffe) angepaßt werden kann. Vorteilhaft besitzt die erfindungsgemäße Meßeinrichtung trotz eines massiven Aufbaues eine geringe Querschnittsabmessung und kann auch bei schweren Arbeitsbedingungen, sogar explosionsgeschützt, entsprechend eingesetzt werden. Die Erfindung eignet sich in günstiger Weise für einen vollautomatischen Betrieb, wobei die Steuerung mittels eines Mikroprozessors vorgenommen werden kann, wodurch sich eine Selbstanpassung an verschiedene Arbeitsbedingungen und eine selbsttätige Störungsbeseitigung im Fall der Stoffverstopfung erzielen läßt. Vorteilhaft kann die Meßeinrichtung ferner mit Signaleinrichtungen für vorausbestimmte Durchflußmengen versehen sein, zu denen beispielsweise eine Warneinrichtung für den Fall einer Verstopfung der Förderleitung gehört.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung sind dem anschließenden Beschreibungsteil zu entnehmen, in dem ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert wird.
Es zeigen Figur 1 eine schematische geschnittene Darstellung der Meßeinrichtung in Ruhestellung Figur 2 einen Schnitt entlang der Schnittlinie A-A' in Figur 1; Figur 3 die Betriebsstellung der Meßeinrichtung Figur 4 eine Darstellung der Stromlinien des Stoffflusses ; und Figur 5 eine schematische Darstellung einer Wiegeeinrichtung.
Wie in Fig. 1 gezeigt, weist die Meßeinrichtung ein vertikal in einer waagrechten Leitung 2 angeordnetes Entnahmerohr 1 auf. Durch die Förderleitung 2 wird ein Stoff in der durch die Pfeile bezeichneten Richtung 3 gefördert. Mittels eines Lagers 4 und eines Lagers 5 werden die Abdichtung und die Drehbarkeit des Entnahmerohrs 1 gewährleistet.
Das Entnahmerohr 1 weist drei Sammlungsöffnungen bzw. Einlaßöffnungen a und eine Ablaßöffnung bzw. eine Auslaßöffnung b auf. Die Einlaßöffnungen a sind in der Ruhestellung des Entnahmerohrs durch ein Verschlußblech 6 geschlossen, das durch seine strömungsgünstige Ausbildung auch zur Vermeidung von Turbulenzen bzw. Wirbeln beiträgt, um die Strömung wirbelfrei zu halten.
Das in dem Entnahmerohr 1 befestigte Verschlußblech 6 trägt zur Versteifung und zur Erhöhung der Stoß festigkeit der Förderleitung 2 bei.
In einer Zeitspanne T0 wird das Entnahmerohr 1 während einer Entnahmezeit t von einem Motor über ein Untersetzungsp getriebe 8 um 3600 gedreht. Nach der Hälfte dieser Entnahmezeit tp befindet sich das Entnahme rohr in der in Figur 3 gezeigten Stellung. Die Einlaßöffnungen a sind geöffnet, so daß Stoff in das Entnahmerohr 1 eintreten kann Da die Auslaßöffnung b von einem Entnahmeblock 9 geschlossen wird, lagert sich der Stoff über. einem Absperrstück 10 ab, das im anderen Bereich des Entnahmerohrs 1 angebracht ist. Wenn das Entnahmerohr 1 sich erneut in der Ruhestellung gemäß Figur 1 befindet, fließt der entnommene Stoff in dem Entnahmerohr 1 über die geneigten Oberflächen des Absperrstückes 10 und durch einen Kanal c des Entnahmeblocks 9 aus dem Entnahmerohr 1.
Somit beträgt der von dem Oberflächenverhältnis gegebene Entnahmefaktor unter Berücksichtigung der Einlaßöffnungen a, deren Zahl für die nachstehende Gleichung (1) n ist ( in der Fig. sind drei Einlaßöffnungen symetrisch angeordnet dargestellt), wobei die Einlaßöffnungen a den Durchmesser d haben und wobei die Förderleitung 2 den inneren Durchmesser D besitzt: und der Entnahmefaktor in der Zeit ergibt sich zu wobei a der Winkel zwischen der Achse der Einlaßöffnungen a und der Achse der Förderleitung 2 ist. Auf diese Weise ergibt sich der Gesamtentnahmefaktor k5 zu k5 =kd kt (3) bzw.
was bedeutet, daß die Masse des entnommenen Stoffes ms für eine Menge von gefördertem Stoff mT in einer Zeitspanne Qt beträgt: m5 = k5 At mT (4) m, = k, mT (4) bzw.
Wie aus der Figur 4 hervorgeht, verlaufen der Auftriebsstrom und der Stoffstrom um das Entnahmesystem herum, und die Strömungslinien dieser Ströme sind ungleichmäßig. Berücksichtigt man, daß ein Stoffpartikel mit einer Masse mO die Geschwindigkeit vO am Eingang in der Entnahmezone hat, so ergibt sich die Bewegungsenergie dieser Partikel zu 1 2 Wc = 2 mO VO (5) nimmt also proportinal zur Masse zu. Auf diese Weise können größere Stoffpartikel in das Entnahmerohr 1 leichter dringen, da die kleineren Partikel vom Luftstrom mitgeführt werden und das Entnahmerohr umgehen. Somit unterscheidet sich die Struktur des entnommenen Stoffes von der des geförderten Stoffes. Dieser Unterschied hat aber keine Auswirkung auf das Verfahren, da die Gesamtmasse der kleinen Partikel, die das Entnahmerohr umgehen, im allgemeinen klein ist im Vergleich zur Gesamtmasse der großen Partikel, die in das Entnahmerohr 1 hineindringen.
Der zu fördernde Stoff besitzt eine bestimmte Zusammensetzung, die durch eine Strukturkonstante ks berücksichtigt wird. Diese Strukturkonstante k' wird anfänglich an der Anlageeichung für jede bestimmte Stoffart deduziert bzw.
ermittelt.
Folglich beträgt die Durchflußmenge 8T (To) des geförderten Stoffes für die Zeitspanne T0 zwischen zwei Entnahmen bzw.
6T (To) = k m5 (6') wobei k' eine Aufbaukonstante der Anlage ist, und ks, wie oben angegeben, eine Konstante des geförderten Stoffes ist.
In der Fig. 5 ist eine Wiegeeinrichtung dargestellt, die einen Becher 11 aufweist, der auf einer waagerechten Achse 12 leicht schwenkbar angebracht ist und mit einer Stange 13 an der Achse 12 befestigt ist. Der Becher 11 ist mit der Stange 13 verschwenkbar. In der Ruhestellung "R" ist die Einrichtung geschlossen. Wenn diese Einrichtung in Betrieb ist (Stellung "L"), ist die Stange 13 für die Stellung "L" gemeinsam mit dem Becher verschwenkbar. Dabei wird der Becher 11 von dem eigenen Gewicht angetrieben, bis er die Stellung "L" erreicht und mit dem Stoff auf einer elektronischen Waage 14 aufliegt. In dieser Stellung "L" des Bechers, läuft das Entnahmerohr 1 um, nimmt die Probe und erreicht die Ruhestellung wie in Fig. 1, wobei die entnommene Probe vom Entnahmerohr durch die Auslaßöffnung b und durch den Kanal c des Entnahmeblocks 9 in den Becher 11 abgeleitet und mittels der Waage 14 gewogen wird.
Nach dem Wiegen wird der Becher 11 erneut mittels der Stange 13 in die Ruhestellung R" gehoben, in der der Stoff vom Becher 11 in ein Ablaßrohr 15 ausfließt, wie in der Fig. 5 gezeigt.
Ein elektronisches System führt die Steuerung des Motors 7 für den Antrieb des Entnahmerohrs 1, die Steuerung eines nicht in der Zeichnung dargestellten Antriebsmotors der Achse 12 und bzw. des Wiegebechers 11 in Abhängigkeit von einem Programm aus, und verarbeitet ferner die von einem Stellungsgeber 16 aufgenommenen Signale für das Entnahmerohr 1, die Signale von einen nicht dargestellten Geber für die Antriebsachse des Wiegebechers 11 und das Signal von einem Geber 17 für die Stellung "L" des Bechers 11, sowie auch ein elektrisches Signal UO, das die Stoff-Durchflußmenge in der Zeitspanne T0 nach Gleichung (6') und das sich aus der entsprechenden Verarbeitung des Ausgangssignals der Waage 14 angibt.

Claims

Meßeinrichtung für pneumatisch geförderte Stoffe Patentansprüche 1. Meßeinrichtung für pneumatisch in einer Förderleitung transportierte ungleichartige Stoffe, dadurch gekennzeichnet, daß ein Entnahmerohr (1) senkrecht drehbar in der Förderleitung (2) angeordnet ist, daß das Entnahmerohr (1) mehrere Einlaßöffnungen (a) und eine Auslaßöffnung (b) aufweist, die auf derselben längsverlaufenden Mantellinie des Entnahmerohrs (1) liegen, daß die Einlaßöffnungen (a) in einer Ruhestellung des Entnahmerohrs (1) von einem stromabwärts angeordneten Verschlußblech (6) abgedeckt sind, daß das Entnahmerohr (1) periodisch für eine 36O0-Drehung antreibbar ist, bei der der Stoff durch die Einlaßöffnungen (a) und ein Absperrstück (10) entnehmbar ist, welches das Entnahmerohr (1) im unteren Bereich mit einer geneigten Oberfläche schließt, und daß der Stoff bei Erreichen der Ruhestellung des Entnahmerohrs (1) aus der Auslaßöffnung (b) durch einen geneigten Kanal (c) in einem feststehenden Entnahmeblock (9) ausströmt, in welchem das Entnahmerohr (1) drehbar gelagert ist.
2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den aus dem Entnahmeblock (9) ausströmenden Stoff eine Wiegeeinrichtung (11-14) vorgesehen ist, zu der ein Wiegebecher (11) gehört, der mit einer Stange (13) zwischen einer Arbeitsstellung (L) auf einer Waage (14) zur Aufnahme des Stoffes und einer Ruhestellung (R) zur Abgabe des Stoffes in ein Ablaßrohr (15) und zum Schließen des Kanals (c) des Entnahmeblocks (9) schwenkbar ist.
3. Meßeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wiegebecher (11) um eine senkrecht zur Längsachse des Entnahmerohrs (1) verlaufende Achse (12) schwenkbar ist.
4. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß für den periodischen Antrieb des Entnahmerohrs (1) ein Motor (7) mit einem Getriebe (8) vorgesehen ist.
5. Meßeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Entnahmerohr (1) und der Wiegebecher (11) zur Automatisierung der Messung jeweils einen Stellungsgeber (16) aufweisen, wobei die Signale der Stellungsgeber und ein Signal eines die Arbeitsstellung (L) des Wiegebechers (11) erfassenden Gebers (17) an ein elektronisches System lieferbar sind.