DE3540165A1 - Verfahren und vorrichtung zur feindosierung von schuettguetern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kontrollierten Zuführung von Schüttgut in einen Wägebehälter, bei dem das Schüttgut durch eine Fördereinrichtung in den Wäge­ behälter gefördert wird, wobei zunächst eine Zuführung in Grobstrom oder Grobdosierung und anschließend eine Feindosierung der Restsollmenge vorgenommen wird, um ein vorgegebenes Sollgewicht zu erreichen, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Verfahren zum diskontinuierlichen, d. h. chargenweisen Dosieren von Schüttgütern im Grob- und Feinstrom bzw. durch Grob- und Feindosierung sind in der Dosiertechnik seit langem in vielfältiger Ausgestaltung bekannt. Hierbei wird das Schüttgut aus einem Bunker oder Vorratsbehälter abgezogen und zunächst im Grobstrom und dann im Feinstrom in ein z. B. auf Wägezellen abge­ stütztes Wägegefäß geleitet. Bei der Grobstromzuführung soll das Wägegefäß möglichst schnell bis kurz vor den vorgegebenen Gewichtsollwert aufgefüllt werden. Die Feinstromzuführung oder Feindosierung mit stark herab­ gesetzter Leistung dient dazu, die Restmenge in das Wä­ gegefäß zu fördern und dabei den vorgegebenen Sollwert möglichst genau zu erreichen. Nach der Füllung des Wä­ gegefäßes wird der Wägebehälter bei unterbrochener Schüttgutzuführung entleert, z. B. über eine Klappe im Boden des Behälters. Nach dem Entleeren des Behälters wird die Bodenklappe geschlossen und die Vorrichtung steht für einen neuen Dosiervorgang bereit.

Bei der Dosierung von Schüttgut besteht ganz allgemein sowohl die Forderung nach hoher Leistung, d. h. der Do­ siervorgang bzw. die Schüttgutzuführung soll möglichst schnell vor sich gehen, als auch nach hoher Genauig­ keit, d. h. ein vorgegebenes Gewicht soll mit möglichst geringer Abweichung erreicht werden. Zu diesem Zweck ist es bekannt, den Grob- und Feinstrom zu steuern oder zu regeln, z. B. in Abhängigkeit vom erreichten Füllge­ wicht oder von der Austragsleistung. Die bekannten An­ ordnungen sind teilweise recht aufwendig und in Bezug auf Dosierleistung, d. h. auf schnelle Dosierung, und Genauigkeit nicht in jedem Fall befriedigend.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfah­ ren und eine Vorrichtung zur diskontinuierlichen Zufüh­ rung von Schüttgut in einen Wägebehälter zu schaffen, das hohe Leistung mit hoher Genauigkeit verbindet. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Die Ansprüche betreffen auch Ausgestaltungen der Erfindung.

Bei dem vorgeschlagenen Verfahren werden Grob- und Feindosierung getrennt und nicht mehr vom gleichen Do­ sierorgan ausgeführt. Durch die Verwendung von unter­ schiedlich großen Kleinbehältern, die vor oder während der Grobstromzuführung gefüllt werden und die nach Er­ mittlung des Restsollgewichts in geeigneter Kombination gleichzeitig in den vorgefüllten Wägebehälter entleert werden, wird nicht nur eine schnelle sondern auch eine sehr genaue Materialzuführung in den Wägebehälter er­ möglicht. Die Abweichung vom angestrebten Sollgewicht kann hierbei durch die genaue Festlegung der noch zuzu­ führenden Restmenge in den Bereich der kleinsten von der Wägeeinrichtung zu erfassenden Menge herabgedrückt werden. Die Zeit für die Entleerung der Kleinbehälter kann in der Größenordnung von einer Sekunde liegen. Hierdurch wird eine nicht unerhebliche Erhöhung der Do­ sierleistung und der Dosiergenauigkeit erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in weitgehend schematischer Darstellung ist in der Zeichnung darge­ stellt und wird nachstehend erläutert.

Das zu dosierende Schüttgut wird einem Bunker oder Vor­ ratsbehälter 1 entnommen und durch eine Förder- oder Dosiereinrichtung, z. B. eine Dosierschnecke 2 über eine Verbindungsleitung 3 einem Wägebehälter 4 zuge­ führt. Die Dosierschnecke 2 dient hierbei zur schnellen Schüttgutzuführung im Grobstrom. Sie wird von einem Motor 5 angetrieben, der über einen Mikroprozessor 6 gesteuert wird. Am Auslauf der Dosierschnecke 2 oder in der Verbindungsleitung 3 zum Wägebehälter befindet sich eine Schnellschlußklappe 7 zum Abschließen des Grob­ stroms. Die Klappe wird ebenfalls über den Mikropro­ zessor 6 gesteuert.

Am Boden der Dosierschnecke 2 befinden sich Öffnungen, unter denen mehrere Kleinbehälter 10 angeordnet sind. Die Kleinbehälter sind in ihrer Größe gestuft, z. B. im Verhältnis 1:2:4:8:16 (geometrische Stufung), wie in der Zeichnung für 5 Behälter angedeutet. Bei n Kleinbe­ hältern ergeben sich somit 2ⁿ-1 Stufen, in die die Restsollmenge aufgeteilt werden kann. Die Zahl und Größe der Kleinbehälter wird so gewählt, daß die zu erwartende Restsollmenge bzw. Restmenge mit der ge­ wünschten Genauigkeit erfaßt werden kann. Der kleinste Behälter faßt z. B. eine Schüttgutmenge oder ein Ge­ wicht, das dem kleinsten zulässigen Fehler für den je­ weiligen Einsatzzweck oder der kleinsten angezeigten Einheit der Wägeeinrichtung entspricht. Der größte Be­ hälter faßt etwa die Hälfte der für die Feindosierung erforderlichen Materialmenge bzw. das entsprechende Ma­ terialgewicht. Mit der oben angegebenen geometrischen Stufung kann eine Restsollmenge von 31 Volumen- oder Gewichtseinheiten nachgefüllt werden, wobei der maxima­ le Füllfehler etwa bei ± 0,5 Einheiten liegt.

Die Kleinbehälter 10 sind durch Absperrschieber 11 ge­ genüber der Schüttgutzuführung vom Gehäuse der Dosier­ schnecke 2 absperrbar. Die Schieber können gemeinsam betätigt werden. Die Betätigung kann z. B. über eine pneumatische Betätigungsvorrichtung 12 erfolgen. Im Bo­ den der Kleinbehälter sind Absperrelemente, z. B. Ab­ sperrklappen 13 angeordnet. Auch sie können über geeig­ nete Betätigungsvorrichtungen 12, z. B. pneumatisch, betätigt werden. Die Absperrschieber und -klappen bzw. die Betätigungsvorrichtungen werden durch den Mikropro­ zessor 6 gesteuert.

Der Wägebehälter 4 ist auf Wägezellen 15 abgestützt. Die Signale der Wägezellen werden einer Auswerteein­ richtung 16 zugeführt, in der sie in geeigneter Weise verarbeitet werden und danach z. B. für Anzeige- und Steuerungszwecke zur Verfügung stehen. Mit der Auswer­ teeinrichtung ist eine Recheneinrichtung in Form des Mikroprozessors 6 verbunden, der aufgrund vorgegebener und vorliegender Daten sowohl die Grobstromzuführung über den Antriebsmotor 5 der Dosierschnecke 2 als auch die Schüttgutbewegung zu und aus den Kleinbehältern 10 steuert. Anstelle des Mikroprozessors 6 kann auch eine andere Recheneinrichtung oder eine andere Art der Steuerung für die Gesamtanordnung oder für Einzelkompo­ nenten vorgesehen werden.

Die beschriebene Vorrichtung arbeitet in der folgenden Weise. Zu Beginn eines Dosiervorganges wird die Dosier­ schnecke 2 zur Grobdosierung eingeschaltet. Durch die am Boden der Dosierschnecke angeordneten Offnungen wer­ den die Kleinbehälter 10 während der Grobdosierung ge­ füllt. Am Ende der Grobdosierung wird die Schnell­ schlußklappe 7 in der Verbindungsleitung 3 zum Wägebe­ hälter 4 geschlossen. Gleichzeitig werden die Kleinbe­ hälter 10 durch Absperrschieber 11 geschlossen. In der Auswerteeinrichtung 16 wird nach Abschalten des Grob­ stroms das Istgewicht festgestellt und das Restsollge­ wicht ermittelt. Der Mikroprozessor 6 bildet jetzt eine Kombination des Inhalts der Kleinbehälter 10 derart, daß die Summe des Inhalts ausgewählter Behälter dem Restsollgewicht möglichst nahekommt. Die auf diese Wei­ se ausgewählten Kleinbehälter 10 werden danach, vor­ zugsweise gleichzeitig, in den vorgefüllten Wägebehäl­ ter 4 entleert. Die Entleerung kann z. B. pneumatisch (durch Ausblasen) vorgenommen werden.

Da der Mikroprozessor 6 bei jeder Wägung das Wägeergeb­ nis kontrolliert, können kleine Fehler, die sich z. B. aus der Füllung der Kleinbehälter ergeben, durch Lern­ prozeß eliminiert werden.

Die Kleinbehälter können auch unmittelbar am Vorratsbe­ hälter angeordnet und in geeigneter Weise unmittelbar aus diesem gefüllt werden. Auch eine Anordnung der Kleinbehälter mit einem besonderen Vorratsbehälter ist möglich. Bei hohen Genauigkeitsanforderungen können die Kleinbehälter als Wägebehälter ausgebildet und auf Wä­ gezellen abgestützt werden.

Claims (8)

1. Verfahren zur kontrollierten Zuführung von Schütt­ gut in einen Wägebehälter, bei dem das Schüttgut durch eine Fördereinrichtung in den Wägebehälter gefördert wird, wobei zunächst eine Zuführung im Grobstrom oder Grobdosierung und anschließend eine Feindosierung der Restsollmenge vorgenommen wird, um ein vorgegebenes Sollgewicht zu erreichen, da­ durch gekennzeichnet, daß vor oder gleichzeitig mit der Grobstromzuführung eine Anzahl von unter­ schiedlich großen Kleinbehältern (10) gefüllt wird, daß nach der Grobstromzuführung das Rest­ sollgewicht ermittelt wird, daß durch geeignete Auswahl und Kombination von Kleinbehältern (10) die noch zuzuführende Restmenge möglichst genau an das Restsollgewicht angenähert wird und daß die ausgewählten Kleinbehälter (10) anschließend in den vorgefüllten Wägebehälter (4) entleert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswahl der Kleinbehälter (10) für die Feindosierung durch eine Recheneinrichtung vorge­ nommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Recheneinrichtung eine Optimierung der Feindosierung aufgrund von wiederholten Istwertab­ weichungen vom Sollendwert vornimmt.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3 mit einem Wägebehälter mit Auswerteeinrichtung sowie einer Fördereinrich­ tung für die Zuführung des Schüttgutes aus einem Vorratsbehälter in den Wägebehälter, dadurch ge­ kennzeichnet, daß vorzugsweise am Vorratsbehälter (1) oder an der Fördereinrichtung (2) unterschied­ lich große Kleinbehälter (10) angeordnet sind, die vom Vorratsbehälter (10) oder durch die Förderein­ richtung (2) füllbar und in den Wägebehälter (4) entleerbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Größe bzw. der Inhalt der Kleinbehäl­ ter (10) geometrisch gestuft ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mit der Auswerteeinrichtung (16) ein Mikroprozessor (6) für die Auswahl und Steue­ rung der Kleinbehälter (10) verbunden ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Austrag des Schütt­ gutes aus den Kleinbehältern (10) in den Wägebe­ hälter (4) pneumatisch erfolgt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, da­ durch gekennzeichnet, daß die Kleinbehälter (10) als Wägebehälter ausgebildet und auf Wägezellen abgestützt sind.