DE3802757A1 - Messeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßeinrichtung für körniges Meßgut nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Bei körnigem Meßgut ist in besonderem Maße auf die Vermeidung von Fehlern zu achten, die sich durch eine selektive Probenahme ergeben können, so daß die gezogene Probe unzureichend das Meßgut insgesamt reprä­ sentiert. Weiterhin können unterschiedliche Verdichtungen und Druckbeaufschlagungen das Meßgut in der Meßkammer erheblich beeinflussen und damit die Aussage und Reproduzierbarkeit der erzielten Meßwerte beeinflussen.

Eine Meßeinrichtung der vorbetrachteten Art arbeitet mit Rönt­ gen- oder Gamma-Strahlen, und erlaubt es grundsätzlich, eine praxisgerechte schnelle und verläßliche granulometrische Bewer­ tung eines Körnerkollektivs im Meßgefäß zu erzielen. Die be­ kannte Meßeinrichtung verwendet eine Meßkammer in Form eines mit einer Rütteleinrichtung verbundenen Meßbechers in einem Fallschacht. Mit den Dimensionen des Meßbechers und einer vorge­ gebenen Rütteleinwirkung werden reproduzierbare Meßbedingungen angestrebt. Dabei zeigt sich jedoch, daß die Anordnung eines Meßbechers in einem Fallschacht durchaus von Entmischungser­ scheinungen beim Fallen und Rütteln beeinflußt wird und daß die fortlaufende Beaufschlagung des Meßbechers durch Zuströmen des Meßgutes wie auch die fortlaufend erforderliche Abförderung überlaufenden Meßgutes Störungsquellen darstellen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßeinrichtung für körniges Meßgut zu schaffen, die in einer praxisgerechten robusten und einfachen Ausführungsform verbesserte Randbedingungen für eine störungsarme, repräsentative und reproduzierbare Messung lie­ fert.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe von einer Meßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgehend mit den kenn­ zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die erfindungsge­ mäße Meßeinrichtung geht damit von dem Grundkonzept ab, einen Meßbecher als Einheits-Meßkammer innerhalb eines Fallschachts zu verwenden und nur diesen mit Rütteln zu beaufschlagen. Viel­ mehr wird der Fallschacht insgesamt als Meßkammer verwendet, so daß von daher gewährleistet ist, daß auch der Gesamtquer­ schnitt meßtechnisch erfaßbar bleibt und die Gesamtheit des einlaufenden Körnerkollektivs erfaßt wird. Unregelmäßigkeiten, die sich durch Entmischungserscheinungen im Fallschacht, durch unterschiedliche, insbesondere auch körnungsabhängige Fall­ geschwindigkeiten und unterschiedliche Rieseleigenschaften beim Überlauf über einen Meßbecher ergeben können, sind damit eliminiert. Weiterhin ergibt sich mit einem direkt in die Meß­ kammer übergehenden Fallschacht ein erhöhtes Gewicht durch die im Fallschacht ruhende und in diesem verdichtete Material­ säule, die auch in der Meßkammer zu einer zusätzlichen Verdich­ tung des Meßguts und einer damit einhergehenden Verbesserung der Meßbedingungen führt.

Damit die Meßkammer samt daran angeschlossenem Fallschacht rüttelbar ist, wird ein Entkopplungselement für Rüttelschwin­ gungen am Fallschacht vorgesehen, welches vorzugsweise als handelsüblicher Kompensator in Form eines flexiblen Rohrab­ schnitts, einsetzbar über Schraubflansche, ausgebildet ist.

Zweckmäßig kann die Meßkammer in einen geschlossenen Abförderweg einmünden, der im einfachsten Fall in einem weiteren Fallrohr bestehen kann. In diesem Fall ist die Meßkammer unterseitig sperrbar auszubilden, wozu grundsätzlich Schieber oder Schnecken dienen können, sich aber insbesondere eine Zellenradschleuse bewährt hat. Grundsätzlich kann sich unterhalb der Meßkammer aber auch ein horizontales Förderrohr mit einer Förderschnecke anschließen, wobei dann die Abförderung - und damit auch der Austausch des Meßgutes in der Meßkammer - mit Hilfe der Förder­ schnecke gesteuert wird.

Auf eine repräsentative Erfassung des Meßguts ist insbesondere dann zu achten, wenn dies aus einem größeren Materialstrom entnommen werden muß. In besonders vorteilhafter Weise wird eine Entnahme aus einer pneumatischen Förderrinne in der Weise durchgeführt, daß der Fallschacht mit der Förderrinne über einen deren Gesamtbreite erfassenden Anschlußstutzen verbunden ist, wobei der Luftkanal zumindest einseitig an dem Anschluß­ stutzen vorbeigeführt wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Gegenstands der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrie­ ben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Längsschnitt durch einen Teil einer pneumatischen Förderrinne und einer sich daran anschließenden Meßeinrichtung,

Fig. 2 Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 und

Fig. 3 Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Eine in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Meßeinrichtung umfaßt einen Strahler 2 für die Abgabe von Gamma-Strahlen und eine Sonde 3 für die Aufnahme von Strahlung, soweit diese durch eine zwischenliegende Meßkammer 4 hindurchgetreten ist. Die Meßkammer 4 ist Teil eines rohrförmigen Fallschachts, welcher sich nach oben hin zunächst einstückig in einen Fallrohrteil 5 und dann weiterhin in einen Kompensator 6 und einen Anschluß­ stutzen 7 fortsetzt, wobei die Zwischenverbindungen durch Schraubflansche hergestellt sind. Der Anschlußstutzen 7 ist mit der Unterfläche einer pneumatischen Förderrinne 8 verbunden, die in handelsüblicher Weise einen bodenseitigen Luftkanal 9 umfaßt, der durch eine perforierte Membran 10 abgedeckt ist, so daß darauf lagerndes Fördergut 11 (vergl. Fig. 3) von der Membran 10 angehoben und gelockert wird, um einen leichten Transport in der Förderrinne zu gewährleisten, die einerseits geneigt ist und andererseits auch oberhalb der Membran einen mitlaufenden Förderluftstrom führt.

Bei dem Ziel, dem Fördergut in der Förderrinne einen repräsen­ tativen Anteil als Meßgut zu entnehmen, wird ersichtlich zu berücksichtigen sein, daß die Verteilung des Förderguts über den Querschnitt der Förderrinne keineswegs homogen sein muß. Vielmehr kann für Meßaufgaben regelmäßig nicht außer Acht gelas­ sen werden, daß sowohl von unten nach oben eine Schichtung des Gutes wie auch von der Mitte zu den Seiten sich ändernde Materialverteilungen vorliegen.

Dem wird im vorliegenden Fall dadurch Rechnung getragen, daß der Anschlußstutzen 7 die volle Breite der Förderrinne 8 erfaßt. Mit einem rechteckigen Öffnungsausschnitt 12 (vergl. Fig. 2) in einem Bodenblech 13 der Förderrinne wie auch in der darüber verlaufenden Membran 10 ist sichergestellt, daß der Gesamtstrom des Materials jedenfalls momentan nach unten in den aus An­ schlußstutzen 7, Kompensator 6 und Fallrohr 5 gebildeten Fall­ schacht eintreten kann, wenn der Fallschacht nach unten hin entleert wird.

Um den Luftkanal 9 hinter der Öffnung 12 hervorzuführen, sind zwei Seitenkanäle 14, 15 in Höhe der Öffnung 12 angesetzt, mit denen die Luftführung um die Öffnung 12 herum erfolgt. Der Anschlußstutzen 7 verläuft trichterförmig nach unten und ändert dabei den Durchtrittsquerschnitt von einer Rechteck- zur Qua­ dratform.

Das in den Fallschacht 5, 6, 7 einlaufende Material stößt unter­ halb der Meßkammer 4 auf eine Zellenradschleuse 16 als Ver­ schluß- und Förderorgan. Bei Stillstand staut die Zellenrad­ schleuse 16 nach oben hin Material auf, das dann zumindest für einen kurzen Ruhezeitpunkt zur Messung zur Verfügung steht. Bei laufender Zellenradschleuse 16 wird das Material nach unten weitergefördert, wo es einen weiteren Kompensator 17 durchläuft und dann in nicht dargestellte Abfördereinrichtungen, wie ein Fallrohr, eine Querförderschnecke oder dergleichen eintritt. Dabei ist auch eine Rückführung in die Förderrinne 8 grundsätz­ lich möglich.

Die Kompensatoren 6 und 17 stellen Entkopplungselemente dar, die eine Schwingungsübertragung von der Meßeinrichtung 1 auf benachbarte Einrichtungsteile verhindern. Das Fallrohr 5 ist nämlich mit einem Rüttler 18 verbunden, der es erlaubt, das in der Meßkammer 4 und im Fallschacht 5, 6, 7 ruhende Material zu rütteln und damit zu verdichten. Diese Verdichtung erfolgt auch unter der Last des darüberliegenden Materials.

Die Meßeinrichtung 1 ist als kompakte bauliche Einheit in einem Gehäuse 19 untergebracht, an dem die beiden Kompensatoren 6 und 17 ober- bzw. unterseitig angeflanscht sind, das die Meßkam­ mer 4 und die Zellenradschleuse 16 trägt und das auch die Basis zur Montage des Strahlers 2 und der Sonde 3 bildet. Letztere sind demontierbar mit dem Gehäuse 19 verbunden, um Wartungs­ und Bedienungsarbeiten zu erleichtern. Der Strahler 2 ragt seiner Größe wegen aus dem Gehäuse 3 hervor. Auf der anderen Seite ragt ein Motor 20 als Antrieb für die Zellenradschleuse aus dem Gehäuse hervor, was auch für die Abfuhr der Motorwärme zweckdienlich ist.

Die Betriebsweise der Meßeinrichtung ist so, daß zu Beginn ein vergleichmäßigter Meßgutstrom durch den Fallschacht 5, 6, 7 mit laufender Zellenradschleuse 16 hergestellt wird, so daß unkontrollierte Anfangseinflüsse ausgeräumt werden. Danach wird die Zellenradschleuse stillgesetzt, so daß sich der Fall­ schacht 5, 6, 7 bis zur Förderrinne 8 hin auffüllt. Die so erzeug­ te ruhende Meßgutsäule wird unter Einwirkung des Rüttlers 18 über einen vorgegebenen Zeitraum verdichtet, wonach die eigent­ liche Messung erfolgt. Dabei wird der Gamma-Strahler 2 einge­ schaltet und von der Sonde 3 eine Messung durchgeführt, die beispielsweise ein Maß für eine mittlere Korngröße des Meßguts liefert.

Im folgenden kann die Meßeinrichtung 1 sich wiederholende Mes­ sungen durchführen, deren zeitlicher Abstand konstant oder auch in Abhängigkeit von den in der Förderrinne 8 durchlaufenden Materialströmen gesteuert sein kann.

Dabei wird in einem selbsttätig durchführbaren Verfahren zur Probenahme und zur Messung eine Meßqualität erreicht, wie sie früher nur im Labor erstellbar war. Maßgebliche Bedeutung hier­ für hat der Aufbau der Meßeinrichtung, die insbesondere den Materialstrom der Förderrinne 8 insgesamt erfaßt und die die auf solche Weise entnommenen Proben insgesamt einer Meßkammer zuführt. Von Bedeutung ist dabei auch, daß der Inhalt der Meß­ kammer unter dem Druck der aufliegenden Materialsäule im zumin­ dest näherungsweise senkrechten Fallschacht 5, 6, 7 schnell und gut verdichten läßt, so daß verläßlich reproduzierbare Meßergeb­ nisse erzielt werden. Bei dieser Verdichtung werden auch Ent­ mischungsvorgänge in vertikaler Richtung unterdrückt, da eine freie Oberfläche der Meßgutsäule erst in Höhe der Förderrinne vorliegt.

Claims (8)

1. Meßeinrichtung für körniges Meßgut, das einen Förderweg durchläuft und dabei hinsichtlich zumindest einer Materialeigen­ schaft durch wiederkehrende Probenahmen zu überwachen ist, wobei eine Meßkammer der Meßeinrichtung über einen oberseitigen aus einem Querförderer ausmündenden Fallschacht befüllbar und über eine unterseitige aufsteuerbare Absperrung entleerbar ist und wobei die Meßkammer mit einer Rütteleinrichtung in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht (5, 6, 7) zumindest mit einem unteren Abschnitt direkt in die Meßkammer (4) übergeht und daß der Fallschacht (5, 6, 7) zumindest ein Entkopplungselement (6) für Rüttelschwingungen aufweist.

2. Meßeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Entkopplungselement in einem Kompensator (6) als fle­ xiblem Rohrabschnitt besteht.

3. Meßeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßkammer (4) in einen geschlossenen Abförder­ weg einmündet, der zumindest ein Entkopplungselement (17) für Rüttelschwingungen aufweist.

4. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Fallschacht (5, 6, 7) an eine einen boden­ seitigen Luftkanal (9) aufweisende pneumatische Förderrinne (8) über einen deren Gesamtbreite erfassenden Anschlußstutzen (7) verbunden ist, wobei der Luftkanal (9) zumindest einseitig an dem Anschlußstutzen (7) vorbeigeführt ist.

5. Meßeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlußstutzen (7) mit einer Rechteck-Bodenöffnung (12) aus der Förderrinne (8) ausmündet.

6. Meßeinrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anschlußstutzen (7) trichterförmig zu einem Entkopplungselement (6) führt.

7. Meßeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer (4) für eine Durchstrahlung mit Röntgen- oder Gamma-Strahlen ausgebildet ist.

8. Meßeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßkammer in einem Gehäuse (19) angeordnet ist, die gleichzeitig eine Basis für einen Strahler (2) und eine Sonde (3) bildet.