DE3914925C3 - Durchsatzmeßgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Durchsatzmeßgerät für rieselfähiges Gut vorzugsweise für Kunststoffverarbeitungsmaschinen, mit einem Wägetrichter, der eingangsseitig über einen Vorratsbehälter diskontinuierlich mit einer definierten Menge des Gutes beschickbar ist und einen Ausgang aufweist, über den der gravimetrisch dosierte Austrag erfolgt.

Bei Kunststoffmaschinen ist erforderlich, das zu verarbeitende und als rieselfähiges Gut vorliegende Ausgangsmaterial in exakt definierbaren Mengen zuzuführen, was in aller Regel über einen in seiner Schneckendrehzahl einstellbaren Extruder erfolgt. Die Messung der Fördermenge pro Zeiteinheit geschieht mit Hilfe eines Wägetrichters, der dadurch definiert ist, daß er an einem Wägearm hängend befestigt ist und dadurch sein Gewicht ständig erfaßbar wird. Die Fördermenge/Zeiteinheit ist dann das nach der Zeit differenzierte Gewicht. Mit Erhöhung der Schneckendrehzahl nimmt die geförderte Kunststoffmenge zu und das Gewicht des Wägetrichters fällt pro Zeiteinheit entsprechend stärker ab. Umgekehrt verringert sich bei Reduzierung der Schneckendrehzahl die Fördermenge und gleichzeitig die Gewichtsänderung des Wägetrichters pro Zeiteinheit. Mit Erreichen eines gewissen Gewichtsminimums und damit diskontinuierlich wird der Trichter wieder erneut aus einem Vorratsbehälter oder mit Hilfe eines Fördergerätes aufgefüllt.

Bekannt ist aus der Zeitschrift "Getreide, Mehl und Brot" Nr. 36, 1984, Seite 158, 159 eine Differential-Dosierwaage, bei der die Nachfüllmenge des Wägetrichters dadurch bestimmt wird, daß zum einen der Nachfüllvorgang mit Erreichen eines bestimmten vorgegebenen Minimalgewichtes ausgelöst und mit Erreichen eines ebenfalls vorgegebenen maximalen Gewichtes beendet wird. Die nachzufüllende Menge wird folglich gravimetrisch bestimmt. Als erheblicher Nachteil ist die Ungenauigkeit der auf diesem Wege erfolgenden Vordosierung anzusehen, aufgrund derer die pro Arbeitstakt dem Wägetrichter zugeführte Menge nicht unerheblichen Schwankungen unterworfen ist. Bei Messung des Gewichtes erfolgt eine erhebliche Verfälschung durch Einflüsse, die durch das nachströmende Gut ausgelöst werden und die in ihrer Größe bestimmt sind durch die Geschwindigkeit sowie die zugeführte Menge pro Zeiteinheit des nachströmenden Gutes. Unterschiedliche Füllhöhen im Trichter haben seinerseits wiederum auch unter Beibehaltung der Scheckendrehzahl Änderungen der Fördermengen zur Folge. Es ergeben sich keine streng reproduzierbaren Verhältnisse.

Hiervon ausgehend, hat sich die Erfindung die Weiterentwicklung von Durchsatzmeßgeräten für Kunststoffverarbeitungsmaschinen mit Vorratsbehältern dahingehend zur Aufgabe gemacht, daß die Fördermenge präziser meßbar wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß dem Wägetrichter eine volumetrisch dosierte Menge des Gutes zugeführt wird.

Der Kern der Erfindung besteht in der Festlegung einer volumetrisch stets gleich großen und dem Wägetrichter zugeführten Menge an rieselfähigem Gut. Immer dann, wenn das im Wägetrichter befindliche Material ein vorgebbares Minimum erreicht, wird der Verschluß geöffnet, so daß eine definierte Menge aus dem Vorratsbehälter in den Wägetrichter einströmt. Hierdurch steigt das Gewicht des Wägetrichters bis zu einem bestimmten maximalen Wert an. Über den Auslaß des Wägetrichters wird das Gut abgegeben und zwar so lange, bis erneut das Gewichtsminimum erreicht wird.

Für den Einsatz an Kunststoffverarbeitungsmaschi­ nen kommen als rieselfähiges Gut in Betracht Schnitzel, Granulat und Gries aus Kunststoff. Darüber hinaus läßt sich das Durchsatzmeßgerät auch einsetzen für viskose Materialien, bei Me­ tallspritzgußmaschine und hier insbesondere für das Material Zink, aber auch unabhängig davon allein zur Bestimmung des Gewichtes rieselfä­ higer Güter, z.B. Getreidekörner od. dgl. In der Kunststoffverarbeitung gelangt das rie­ selfähige Gut auf folgendem Wege zur Verarbei­ tungsmaschine. Zunächst wird mit Hilfe eines För­ dergerätes oder aber per Hand eine ausreichende Menge des Ausgangsmaterials in den Vorratsbehäl­ ter eingegeben. Dann wird ein bestimmtes stets konstantes Volumen an Kunststoff dem Wägetrich­ ter zugeführt, wo es nach und nach durch die an der Unterseite befindliche Öffnung zum Extruder oder beim Mischsystem in das Dosiergerät gelangt. Von dort erfolgt der Transport zur eigentlichen Kunststoffverarbeitungsmaschine. Durch Verände­ rung der Drehzahl der Transportschnecke läßt sich die pro Zeiteinheit zu verarbeitende Kunst­ stoffmenge variieren und festlegen. Die exakte Bestimmung erfolgt über den Wägetrichter, des­ sen Gewicht erfaßt und dessen erste Ableitung nach der Zeit die geförderte Menge pro Zeitein­ heit wiedergibt. Mit Erreichen des Minimalge­ wichtes wird der Wägetrichter erneut um dasselbe Volumen an Kunststoffmaterial ergänzt. In ähnli­ cher Weise wird der Inhalt des Vorratsbehälters von Zeit zu Zeit nachgefüllt und ergänzt.

Die mit der Erfindung erreichbaren Vorteile sind vielfältig:

Dem Wägetrichter wird ein stets konstantes Volu­ men an Granulat zugeführt, so daß eine exakte Anzeige der Fördermenge und gleichzeitig reprodu­ zierbare Verhältnisse möglich werden. Die volu­ mendosierte Materialmenge ist vergleichsweise gering, so daß eine rasche Einstellung auf neue Verhältnisse und kürzere Regelzyklen möglich ist. Die Regelung ist von der im Vorratsbe­ hälter angelieferten und dort befindlichen Aus­ gangsmenge unabhängig. Man erhält eine exakte Gewichtsbestimmung einmal durch die Volumendo­ sierung und vor allem den Wägetrichter. Schließ­ lich ist noch als Vorzug anzusehen, daß das er­ findungsgemäße Durchsatzmeßgerät in bereits be­ stehende Beschickungs- und Fördereinrichtungen eingebaut und verwendet werden kann.

Eine sich durch besondere Einfachheit im Aufbau auszeichnende Realisierung des erfindungsgemäßen Gedankens besteht darin, daß der Vorratsbehälter in den Wägetrichter hineinragt und auslaßseitig einen Verschluß aufweist. Dann wird beim Öffnen des Verschlusses sowohl der Wägetrichter bis in den Vorratsbehälter hinein durch das zu messende Gut aufgefüllt, anschlie­ ßend der Verschluß geschlossen und das Material über den Wägetrichter abgegeben. Man erreicht, daß bei jedem Nachfüllvorgang ein durch den In­ nenraum des Wägetrichters bis hin zu dem am Vor­ ratsbehälter befindlichen Verschluß definiertes Volumen zugeführt wird.

In einer anderen Ausführungsform wird zwischen Vorratsbehälter und Wägetrichter ein Zwischen­ speicher mit einem im Bereich des Einlasses und des Auslasses befindlichen Verschluß angeordnet.

Unter dem Begriff "Zwischenspeicher" sind im Sin­ ne der Erfindung weitgehend oder vollständig ge­ schlossene Behältnisse zu verstehen. Auf deren Oberseite befindet sich im Bereich des Einlasses ein Verschluß, der im geöffneten Zustand über den darüber angeordneten Vorratsbehälter mit Fördergut auffüllbar ist. Mit Erreichen voll­ ständiger Füllung wird einlaßseitig der Ver­ schluß zugemacht, so daß durch das Volumen des Zwischenspeichers eine entsprechende Men­ ge an Gut definiert und festgelegt wird. Dann wird der bisher im geschlossenen Zustand gehal­ tene auslaßseitige Verschluß geöffnet und ein­ zig und allein das im Zwischenspeicher befind­ liche Gut gelangt unter Einfluß der Schwerkraft zu dem unterhalb angeordneten Wägetrichter. Die Aufgabe des Zwischenspeichers besteht in der Festlegung einer räumlich stets gleich defi­ nierten und dem Wägetrichter unter dem Einfluß der Schwerkraft zugeführten Granulatmenge. Immer dann, wenn das im Wägetrichter befindliche Ma­ terial ein vorgebbares Minimum erreicht, wird der einlaßseitige Verschluß geöffnet, so daß Gut aus dem Vorratsbehälter in den Zwischen­ speicher einströmen kann. Nach erfolgter Fül­ lung und Verschließen des Einlasses gelangt das dort befindliche Material über den Auslaß zum Wägetrichter, dessen Gewicht ansteigt und den Einlaß so lange verschlossen hält, bis er­ neut das Gewichtsminimum angenommen wird. Sinn und Zweck des Zwischenspeichers besteht in der Bemessung einer durch ihr Volumen bestimmten Menge an Fördergut, die vom Vorratsbehälter zum Wägetrichter weitergereicht wird.

Grundsätzlich steht die bauliche Ausgestaltung des sowohl am Ein- als auch beim Auslaß befind­ lichen Verschlusses im Rahmen der Erfindung frei, jedoch wird als besonders geeignet die Anbrin­ gung einer Ventilklappe oder eines Schiebers vorgeschlagen. Sie lassen sich auch dann noch ohne Probleme schließen, wenn im gefüllten Zu­ stand auch die durch den Verschluß definierte Ebene mit Granulat gefüllt ist.

Um ein direktes Ablesen der Fördermenge zu er­ leichtern, die der Ableitung des Gewichtes des Wägetrichters nach der Zeit entspricht, wird empfohlen, den Gewichtsmesser an ein Differen­ zierglied anzuschließen. Eine unmittelbare An­ zeige der Förder- bzw. Durchsatzmenge ist dann gegeben.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung lassen sich dem nachfolgenden Beschrei­ bungsteil entnehmen, in dem anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläu­ tert werden. Sie zeigen in schematisch gehaltener Seitenansicht:

Fig. 1 eine Ausführungsform mit Zwischen­ speicher;

Fig. 2 eine Ausführungsform ohne Zwi­ schenspeicher.

Das in Fig. 1 wiedergegebene Durchsatzmeßgerät besteht in seinem grundsätzlichen Aufbau aus ei­ nem Vorratsbehälter (1), einem Wägetrichter (2) und einem dazwischen angeordneten Zwischenspeicher (3). Mit Erreichen eines bestimmten und vorgebba­ ren Gewichtsminimums des Wägetrichters (2) öffnet der einlaßseitige Verschluß (4) des Zwischen­ speichers, so daß er mit dem Vorratsbehälter (1) in Kontakt tritt und einen Teil des dort befindlichen Gutes aufnimmt. Sobald er voll­ ständig gefüllt ist, wird der einlaßseitige Ver­ schluß (4) verschlossen und erstmalig der aus­ laßseitige Verschluß (5) geöffnet, so daß der Inhalt des Speichers (3) in den Wägetrichter entleert wird. Die Abmessungen des Zwischenspei­ chers (3) dienen der volumetrischen Bestimmung und Festlegung einer jeweils dem Wägetrichter (2) zuzuführenden Materialmenge.

Der Wägetrichter (2) verjüngt sich nach unten zur Einfüllöffnung (6) des Extruders (7). Der Wägetrichter (2) mit dem darin befindlichen Gra­ nulat wird ständig erfaßt. Über die Einfüllöff­ nung (6) gelangt das Gut in das Innere des Ex­ truders (7), wo es über eine Förderschnecke (8) zur Kunststoffverarbeitungsmaschine trans­ portiert wird.

Durch Verändern der Drehzahl der Förderschnecke (8) läßt sich die Fördermenge/Zeiteinheit ver­ ändern und einstellen. Durch die mit Hilfe des Wägetrichters (2) erfaßte Gewichtsänderung wird die Fördermenge gemessen, da der gesamte Raum zwischen Förderschnecke (8) bis zum unteren En­ de des Wägetrichters (2) mit Gut erfüllt ist und bei Abtransport einer entsprechenden Menge das gleiche Volumen den Wägetrichter (2) verläßt und nachfließt. Dessen Gewicht verringert sich entsprechend und wird zur Messung der Förder­ menge genutzt. Mit Erreichen eines bestimmten Minimalgewichtes wird der Zwischenspeicher (3) geöffnet und die stets gleiche Volumenmenge Gra­ nulat dem Vorratsbehälter (1) entnommen und dem Wägetrichter (2) zugeführt. Schließlich muß von Zeit zu Zeit der Vorratsbehälter von Hand oder mit Hilfe eines Fördergerätes ergänzt werden.

Die in Fig. 2 wiedergegebene Ausführungsform zeigt in Übereinstimmung mit Vorbeschriebenem einen Vorratsbehälter (1) und einen Wägetrich­ ter (2). Der Vorratsbehälter (1) ist an seiner Unterseite als in den Wägetrichter (2) hineinragender Stutzen (9) geformt und weist einen Verschluß (5) auf. Weiter ist die das Gewicht des Wägetrichters (2) erfassende Wägezelle (10) eingezeichnet.

Die Füllung des Wägetrichters (2) erfolgt durch Öffnen des Verschlusses (5), so daß sich der In­ nenraum des Wägetrichters (2), der Stutzen (9) bis in den Vorratsbehälter (1) hinein vollstän­ dig mit dem zu fördernden Gut füllt. Nach dem Schließen des Verschlusses (5) wird ein definier­ tes, stets konstantes Volumen festgelegt, daß sukzessive durch den Wägetrichter (2) abgegeben wird. Der entscheidende Vorteil dieser Ausfüh­ rungsform besteht in dem aufgrund des Fehlens des Zwischenspeichers konstruktiv einfachen Aufbau.

Im Ergebnis erhält man ein Durchsatzmeßgerät, mit dessen Hilfe eine präzise und reproduzier­ bare Messung der Fördermenge an Granulat möglich wird.

Claims (5)

1. Durchsatzmeßgerät für rieselfähiges Gut, vorzugsweise für Kunststoffverarbeitungsmaschinen mit einem Wägetrichter, der eingangsseitig über einen Vorratsbehälter diskontinuierlich mit einer definierten Menge des Gutes beschickbar ist und einen Ausgang aufweist, über den der gravimetrisch dosierte Austrag erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Wägetrichter (2) eine volumetrisch dosierte Menge des Gutes zugeführt wird.

2. Durchsatzmeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (1) in den Wägetrichter (2) hineinragt und auslaßseitig einen Verschluß (5) aufweist.

3. Durchsatzmeßgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Vorratsbehälter (1) und Wägetrichter (2) ein Zwischenspeicher (3) mit einem im Bereich des Einlasses und des Auslasses befindlichen Verschluß (4, 5) angeordnet ist.

4. Durchsatzmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschluß (4, 5) eine Ventilklappe oder ein Schieber ist.

5. Durchsatzmeßgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewichtsmesser des Wägetrichters (2) an ein Differenzierglied angeschlossen ist.