DE3729439A1 - Waage fuer fliessfaehiges waegegut, insbesondere fluessigkeiten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Waage für fließfähiges Wäge­ gut, insbesondere Flüssigkeiten, mit wenigstens einem das Wägegut aufnehmenden Behälter, der mit einer Wägezelle in Wirkverbindung steht, sowie mit wenigstens einer das Wägegut zuführenden Zuflußleitung zum Behälter.

Beispielsweise für das dosierte Mischen verschiedener Flüssigkeiten miteinander ist es erforderlich, entsprechen­ de Anteile dieser Flüssigkeiten durch einen Wiegevorgang zu ermitteln und die Anteile dann zusammenzuführen. Dies erfolgt gewöhnlich mittels einer Flüssigkeitswaage, bei der in bekannter Weise ein Behälter an einem Wiegegehänge aufgehängt ist. In diesen Behälter wird so lange Flüssigkeit einer Sorte eingeleitet, bis der erforderliche Wert erreicht ist. Danach wird der Behälter vor dem Einleiten der näch­ sten Flüssigkeit gereinigt oder ein anderer Behälter einge­ setzt. Dies ist beispielsweise dann erforderlich, wenn zwei Flüssigkeiten miteinander reagieren und das Reaktions­ produkt im Bereich der Waage unerwünscht ist, weil z.B. Gase oder ein schwer entfernbares Reaktionsprodukt beim Vermischen entstehen würden. Weiterhin ist es bei den bekannten Waagen mit Wiegegehänge schwer möglich, eine verschließbare Abflußleitung anzubringen, ohne den Wiege­ vorgang zu beeinträchtigen. Die Behälter müssen daher in umständlicher Weise abgenommen und entleert werden.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Waage der eingangs genannten Gattung zu schaffen, bei der ein Behälter oder mehrere Behälter im wesentlichen ortsfest angeordnet und einer einzigen Wägezelle zugeordnet sind und daß verschiedene Sorten von Wägegut vermischt oder unvermischt auf einfache und automatisierbare Weise sehr präzise abgewogen werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Behälter an einer Haltevorrichtung vertikal verschiebbar geführt ist, daß die Wägezelle an einem der beiden relativ zueinander verschiebbaren Bereiche befestigt ist und verti­ kal an einem am anderen Bereich befestigten Gegenlager anliegt und daß am unteren Ende des Behälters eine mit einem Absperrventil versehene Abflußleitung vorgesehen ist.

Durch die vertikale Führung können auch mehrere Behälter aneinandergekoppelt werden, wobei nur eine einzige Wägezelle erforderlich ist. Die Meßgenauigkeit wird durch das Anein­ anderreihen von Behältern nicht beeinträchtigt. Durch das am unteren Ende des Behälters jeweils angeordnete Absperrventil ist ein bequemes Füllen und Entleeren des Behälters möglich, ohne daß dessen Position verändert zu werden braucht. Durch die Möglichkeit, mehrere Behälter auch unterschiedlicher Größe beliebig zu kombinieren, können verschiedene Sorten von Wägegut in sehr variabler Weise abgewogen und vermischt werden, wobei eine sehr hohe Meßgenauigkeit erreicht wird.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Anspruch 1 angegebenen Waage möglich.

Eine besonders einfache, kostengünstige und reibungsarme Führung wird dadurch erreicht, daß der Behälter über ein aus wenigstens zwei Lenkhebeln bestehendes Parallelogramm­ gestänge mit der Haltevorrichtung verbunden ist. Dabei werden die Wägezelle und das Gegenlager zur Erzielung einer kleinvolumigen Bauweise zweckmäßigerweise im Bereich des Parallelogrammgestänges angeordnet.

Um eine Beschädigung der Wägezelle durch eine zu große Last zu verhindern, wird das Gegenlager als Überlastsicherung ausgebildet. Wird diese infolge einer Überlast ausgelöst, so sichert ein Anschlag für den Behälter oder für einen der Lenkhebel im wesentlichen die Position des Behälters. Zur Vermeidung von Beschädigungen infolge plötzlich sich verändernder Lasten können die Wägezelle und/oder das Lager noch mit einer Dämpfungsvorrichtung versehen sein.

Die Verwendung einer Wägezelle, die ein mit wenigstens einem Dehnungsmeßstreifen versehenes Dehnungsglied auf­ weist, gestattet eine sehr exakte und weitgehend alterungs­ unempfindliche Messung, wobei ein sehr geringer Meßweg die Position des Behälters auch bei unterschiedlichen Lasten nahezu unverändert läßt.

Die vorzugsweise starr mit der Haltevorrichtung verbundene Zuflußleitung reicht zweckmäßigerweise bis in den unteren Bereich des Behälters, wodurch ein Spritzen beim Einfüllen einer Flüssigkeit verhindert wird.

Verwendet man einen Behälter aus durchsichtigem Material, der mit einer Skala versehen ist, so kann das Einfüllen und ein möglicher Mischvorgang in diesem Behälter optisch verfolgt werden, und darüber hinaus ist es noch möglich, die Flüssigkeit auch nach Volumprozenten miteinander zu vermischen.

Der bzw. die Behälter sind vorzugsweise auch mit einer Ausspüleinrichtung versehen, wobei insbesondere jeder Behälter wenigstens eine Ausspüldüse aufweist, in deren Zuleitung ein Absperrventil geschaltet ist. Auf diese Weise ist eine einfache und schnelle Reinigung der Behälter auch unabhängig voneinander möglich.

Werden wenigstens zwei Behälter miteinander starr gekoppelt und der einen Wägezelle zugeordnet, so ist ein einfacher und schneller Austausch durch andere Behälter dadurch möglich, daß die Behälter in oder an einem Führungsrahmen angeordnet sind. Wenn beispielsweise sehr unterschiedliche Anteile verschiedener Stoffe abgewogen werden sollen, so werden vorzugsweise für die kleinen Anteile kleine Behälter und für die großen Anteile große Behälter verwendet. Die Zahl der Behälter ist prinzipiell nicht beschränkt. So können beispielsweise sechs oder noch mehr Behälter miteinander gekoppelt einer einzige Wägezelle zugeordnet sein. Sollen mehrere Stoffe in einem Behälter nacheinander abgewogen und dadurch vermischt werden, so erweisen sich mehrere Zuflußleitungen für verschiedene Arten von Wägegut an einem Behälter als günstig. Die Zuflußleitungen brauchen dadurch nicht für jeden gleichartigen, nacheinander erfolgen­ den Wägevorgang gereinigt werden.

In jeder Zuflußleitung ist vorzugsweise auch ein Rückschlag­ und/oder Absperrventil vorgesehen, das die Dosierung des zugeführten Stoffes erleichtert und eine automatische Dosierung gestattet. Die Absperrventile, auch die in den Abflußleitungen und in der Ausspüleinrichtung, sind vorzugs­ weise als Magnetventile oder pneumatische Ventile ausge­ bildet, um eine automatische Steuerung oder Regelung zu gewährleisten.

Versieht man eine mit der Wägezelle verbundene Anzeige­ vorrichtung mit einer Nullpunkt-Einstellvorrichtung, so kann auf jegliche mechanische Justiervorrichtung verzichtet werden, und ein Nullpunktabgleich ist auch bei variabler Zahl oder Größe von Behältern auf einfachste Weise möglich.

Zur Automatisierung des Wäge- und Mischvorgangs wird die Anzeigevorrichtung mit einem Regler und einer Sollwert­ vorgabe-Einrichtung versehen, wobei Steuerausgänge wenigstens mit den Absperrventilen in den Zuflußleitungen verbunden sind. Wird ein entsprechender Sollwert durch den Meßwert erreicht, so kann dadurch automatisch das entsprechende Absperrventil betätigt werden, wonach dann automatisch zur Dosierung des nächsten Stoffes umgeschaltet wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 das Ausführungsbeispiel einer Waage in einer Seitenansicht und

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Waage in einer Vorder­ ansicht.

Bei dem in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbei­ spiel besteht eine Haltevorrichtung 10 im wesentlichen aus einem vertikalen Träger 11, an dem ein oberer horizon­ taler Halterahmen 12 und ein unterer horizontaler Halte­ rahmen 13 befestigt sind. Drei zylindrische Behälter 14 - 16 von unterschiedlichem Durchmesser bestehen aus durch­ sichtigem Material, beispielsweise Glas oder Acrylglas, und sind nebeneinander an einem Führungsrahmen 17 lösbar befestigt. Dieser Führungsrahmen 17 ist über ein aus vier Lenkhebeln 18 - 21 bestehendes Parallelogrammgestänge am vertikalen Träger 11 vertikal verschiebbar geführt (kleine Auslenkungen vorausgesetzt). Dabei sind die Lenk­ hebel 18, 19 in einer oberen vertikalen Ebene und die Lenkhebel 20, 21 in einer unteren, parallel dazu liegenden horizontalen Ebene angeordnet. Gemäß Fig. 1 sind die Lenk­ hebel 19, 21 jeweils hinter den Lenkhebeln 18, 20 angeord­ net und daher in der Zeichnung nicht erkennbar. Zur exak­ ten und reibungsarmen Bewegung sind die Lenkhebel 18-21 jeweils an ihren Enden über abgedichtete Präzisionskugel­ lager gelagert.

Anstelle von vier Lenkhebeln kann selbstverständlich auch eine andere Anzahl verwendet werden, sofern die Verwindungs­ steifigkeit des Parallelogrammgestänges dabei erhalten bleibt. Hierzu können beispielsweise auch in einer Ebene angeordnete Lenkhebel untereinander starr verbunden sein.

An einem am Führungsrahmen 17 zwischen den Lenkhebeln 18-21 befestigten Halteteil 22 ist eine Wägezelle 23 angeschraubt, die im wesentlichen aus einem mit Dehnungs­ meßstreifen versehenen Biegeglied besteht. Derartige Wäge­ zellen sind komplett im Handel erhältlich, beispielsweise bei der Firma Hottinger, Darmstadt, unter der Bezeichnung Z 6-2. Aus diesem Grunde kann auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden. Das freie Ende dieser Wägezelle 23 stützt sich an einem Gegenlager 24 ab, das am vertikalen Träger 11 befestigt und als einstellbare Überlastsicherung ausgebildet ist. Hierzu ist ein an der Wägezelle 23 an­ liegender Anschlagstift 25 im Inneren des Gegenlagers 24 von einer Feder (nicht dargestellt) gehalten, deren Federkraft durch eine Einstellschraube 26 einstellbar ist. Überschreitet die Last den voreingestellten Überlast­ wert von beispielsweise 100 kg, so wird der Anschlagstift 25 durch die Wägezelle 23 ins Innere des Gegenlagers 24 geschoben, und zwar so lange, bis der Lenkhebel 19 an einem festen Anschlag 27 anliegt, der starr mit dem verti­ kalen Träger 11 verbunden ist. Selbstverständlich könnte auch ein anderes der verschiebbar geführten Teile gegen einen solchen Anschlag geführt sein. Zur Stoßmilderung ist das freie, am Anschlagstift 25 anliegende Ende der Wägezelle 23 mit einem Dämpfer 28 versehen. Dieser könnte selbstverständlich auch am Anschlagstift 25 angeordnet sein. Ebenso wäre es möglich, die Wägezelle 23 am vertikalen Träger 11 anzuordnen, während dann das Gegenlager 24 am Führungsrahmen 17 befestigt wäre und von oben her an der Wägezelle 23 anliegen würde.

Sechs Zuflußleitungen 29-34 für abzuwiegende Flüssigkeiten sind entlang des vertikalen Trägers 11 und von dessen oberem Ende aus entlang einer horizontalen Führungsschiene 35 geführt, indem in Abständen angeordnete Haltevorrichtun­ gen 36 angeordnet sind. Diese Zuflußleitungen 29-34 führen zu sechs Rückschlagventilen 37, die am Halterahmen 12 befestigt sind. Dabei sind zwei Rückschlagventile 37 über dem linken Behälter 14 mittlerer Größe, drei über dem mittleren, größeren Behälter 15 und eines über dem rechten, kleineren Behälter 16 angeordnet. Von jedem Rück­ schlagventil 37 aus verläuft ein Füllrohr 38 ins Innere der Behälter 14-16 und erstreckt sich bis in deren unteren Bereich, wo die einzufüllenden Flüssigkeiten aus Öffnungen 39 austreten können. Diese Füllrohre 38 sind selbstverständ­ lich nicht an den zylindrischen Behältern 14-16 oder am Führungsrahmen 17 befestigt. Das jeweils vorderste der hintereinander angeordneten Füllrohre 38 ist mit einer Meßskala versehen, um das Füllvolumen in den einzelnen Zylindern ablesen zu können.

Eine Ausspüleinrichtung 40 für die Behälter 14-16 besteht aus einem Druckeinstellventil 41, das beispielsweise an eine Wasserleitung oder an eine andere Reinigungsmittel­ quelle anschließbar ist. Von diesem Druckeinstellventil 41 aus führt eine sich verzweigende Leitung 42 über Absperr­ ventile 43-45 zu drei Ausspüldüsen 46-48, die jeweils über den Behältern 14-16 am Halterahmen 12 befestigt sind.

An den unteren Enden der zylindrischen Behälter 14-16 sind Absperrventile 49-51 befestigt, wobei jeweils Ausfluß­ leitungen 52-54 von diesen Behältern 14-16 aus über diese Absperrventile 49-51 und über Faltenbalgleitungen 55-57 zu Anschlüssen 58-60 führen, an die nicht darge­ stellte Leitungen anschließbar sind, die zu einem ebenfalls nicht dargestellten Mischbehälter für die abgewogenen Flüssigkeiten führen. Die Anschlüsse 58-60 sind an dem Halterahmen 13 befestigt.

Ein in üblicher Weise mit einer Druckquelle verbundener pneumatischer Druckminderer 61 versorgt eine Vorsteuer­ ventileinheit 62, über die die beispielsweise als Schlauch­ quetschventile ausgebildeten Absperrventile 49-51 betätig­ bar sind. Auch die Absperrventile 43-55 können eine derartige pneumatische Vorsteuerung aufweisen oder sie können - wie auch die Absperrventile 49-51 - als Magnet­ ventile ausgebildet sein.

Die gesamte Anordnung kann mittels am vertikalen Träger 11 angeordneter Befestigungslaschen 63 an einer Wand ange­ schraubt werden. Um eine exakte vertikale Ausrichtung zu erreichen, ist am vertikalen Träger 11 noch eine Wasser­ waage 64 bzw. Libelle angebracht.

Zur Erläuterung der Darstellung gemäß Fig. 1 sei noch darauf hingewiesen, daß dort zur Vereinfachung der Dar­ stellung lediglich der mittlere Behälter 15 mit nur zwei Füllrohren 38 dargestellt ist. Selbstverständlich kann die Zahl der nebeneinander angeordneten Zylinder prinzipiell beliebig sein, sofern die Haltevorrichtung 10 und das Parallelogrammgestänge entsprechend ausgelegt sind. Un­ abhängig von der Zahl der Behälter ist nur eine einzige Wägezelle 23 erforderlich.

Zum Anzeigen der jeweiligen Meßwerte wird die Wägezelle 23 in nicht dargestellter Weise mit einer Anzeigevorrichtung verbunden. Diese weist zweckmäßigeweise eine automatische Nullpunkt-Einstellvorrichtung auf, das heißt, bei Betätigung einer Taste od. dgl. interpretiert die Anzeigevorrichtung in bekannter Weise den augenblicklich anliegenden Belastungs­ zustand der Wägezelle 23 als Nullwert. Nun kann bei ge­ schlossenen Absperrventilen 49-51 über eine der Leitungen 29-34 die erste Flüssigkeit eingelassen werden, und zwar so lange, bis der gewünschte Meßwert erreicht ist. Beim Abstellen der weiteren Zufuhr verhindern die Rückschlag­ ventile 37 ein Zurückfließen der Flüssigkeit. Nun kann die Anzeigevorrichtung entweder erneut auf den Wert Null zurückgestellt werden oder es wird ab dem derzeit vorliegen­ den Meßwert bis zu einem zweiten höheren Meßwert eine weitere Flüssigkeit zugeführt. Diese kann einem anderen Behälter zugeführt werden oder im Falle der Behälter 14, 15 demselben Behälter, so daß sich die zweite Flüssigkeit mit der ersten im selben Behälter vermischt. Diese Vorgänge können sich so lange wiederholen, bis alle gewünschten Flüssigkeiten zugemessen sind. Danach werden die Absperr­ ventile 49-51 geöffnet, so daß die Flüssigkeiten über die Anschlüsse 58-60 in einen Mischbehälter fließen können. Ein derartiger Meßzyklus kann sich beliebig wieder­ holen. Falls andere Flüssigkeiten in die Behälter eingeleitet werden sollen oder bei einem sonstigen Erfordernis, können die Behälter 14-16 mittels der Ausspüleinrichtung 40 gereinigt werden. Da die Ventile 43-45 unabhängig vonein­ ander betätigbar sind, kann dies auch einzeln erfolgen.

Selbstverständlich können auch Volumanteile von Flüssig­ keiten miteinander vermischt werden, wobei dann die Skalen an den Füllrohren 38 verwendet werden.

Das Auswiegen und Zumischen von Flüssigkeitsanteilen können auch vollautomatisch über einen Regler in der Anzeige­ vorrichtung erfolgen. In diesem Falle werden Sollwerte für die einzelnen Flüssigkeiten vorgegeben, die unter Druck an den Zuflußleitungen 29-34 anliegen. Die Rückschlag­ ventile 37 sind in diesem Falle zweckmäßigerweise als Absperrventile ausgebildet. Nun wird die erste Flüssigkeit durch Öffnen des entsprechenden Absperrventils so lange eingeleitet, bis der Meßwert dem vorgegebenen Sollwert entspricht. Danach wird das Absperrventil 37 geschlossen und die Anzeigevorrichtung erneut auf den Wert Null zurück­ gestellt. Danach erfolgt durch Öffnen des nächsten Absperr­ ventils das Abwiegen der nächsten Flüssigkeit so lange, bis der nächste Sollwert erreicht ist. Nach Einfüllen sämtlicher Flüssigkeiten können dann automatisch die Absperr­ ventile 49-51 geöffnet werden. Wird eine geringere Zahl von Flüssigkeiten miteinander vermischt, so vereinfachen sich die Vorgänge entsprechend. Im einfachsten Falle kann die Waage auch nur einen einzigen Behälter aufweisen.

Die Behälter können zur Fernüberwachung des Mischvorgangs beispielsweise auch mit einer Fernsehkamera versehen sein.

Anstelle von Flüssigkeiten können auch andere fließfähige Wiegegüter abgewogen werden, beispielsweise rieselfähiges Material. Die Ventile und Leitungen müssen dann entsprechend ausgebildet sein.

Claims (21)

1. Waage für fließfähiges Wägegut, insbesondere Flüssig­ keiten, mit wenigstens einem das Wägegut aufnehmenden Behälter, der mit einer Wägezelle in Wirkverbindung steht, sowie mit wenigstens einer das Wägegut zuführenden Zufluß­ leitung zum Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14-16) an einer Haltevorrichtung (10) vertikal verschiebbar geführt ist, daß die Wägezelle (23) an einem der beiden relativ zueinander verschiebbaren Bereiche befestigt ist und vertikal an einem am anderen Bereich befestigten Gegenlager (24) anliegt und daß am unteren Ende des Behälters (14-16) eine mit einem Absperrventil (49-51) versehene Ausflußleitung (52-54) vorgesehen ist.

2. Waage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14-16) über ein aus wenigstens zwei Lenk­ hebeln (18-21) bestehendes Parallelogrammgestänge mit der Haltevorrichtung (10) verbunden ist.

3. Waage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezelle (23) und das Gegenlager (24) im Bereich des Parallelogrammgestänges angeordnet sind.

4. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenlager (24) als Überlastsicherung ausgebildet ist.

5. Waage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein bei ausgelöster Überlastsicherung (24) wirksamer An­ schlag (27) für den Behälter oder einen der Lenkhebel (20) vorgesehen ist.

6. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Wägezelle (23) und/oder am Gegenlager (24) eine Dämpfungsvorrichtung (28) vorgesehen ist.

7. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wägezelle (23) eine mit wenigstens einem Dehnungsmeßstreifen versehenes Dehnungsglied aufweist.

8. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vorzugsweise starr mit der Halte­ vorrichtung (10) verbundene Zuflußleitung (29-34) durch ein Füllrohr (38) bis in den unteren Bereich des Behälters (14-16) verlängert ist.

9. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (14-16) aus durchsichtigem Material besteht und eine Skala aufweist.

10. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Behälter (14-16) mit einer Ausspüleinrichtung (40) versehen sind.

11. Waage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Behälter (14-16) wenigstens eine Ausspüldüse (46-48) aufweist, in deren Zuleitung ein Absperrventil (43-45) geschaltet ist.

12. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Behälter (14-16) miteinander starr gekoppelt und der einen Wägezelle (23) zugeordnet sind.

13. Waage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälter (14-16) lösbar in oder an einem Führungs­ rahmen (17) angeordnet sind.

14. Waage nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich­ net, daß unterschiedliche Behältergrößen vorgesehen sind.

15. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Behälter (14, 15) mit mehreren Zuflußleitungen (29-33) für verschiedene Arten von Wägegut versehen ist.

16. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Zuflußleitung (29-34) ein Rückschlag- und/oder Absperrventil (37) vorgesehen ist.

17. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile als Magnetventile oder pneumatische Ventile ausgebildet sind.

18. Waage nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Absperrventile als Schlauchquetschventile ausge­ bildet sind.

19. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit der Wägezelle (23) verbundene Anzeigevorrichtung mit einer Nullpunkt-Einstellvorrichtung versehen ist.

20. Waage nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung mit einem Regler und einer Sollwertvorgabe-Einrichtung versehen ist und daß Steuer­ ausgänge wenigstens mit den Absperrventilen in den Zufluß­ leitungen (29-34) verbunden sind.

21. Waage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine die exakte vertikale Position anzeigende Meßvorrichtung, insbesondere eine Wasserwaage (34), vorgesehen ist.