DE4001406C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von fließfähigem Schüttmaterial, mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, sich in Richtung des fließfähigen Schüttmaterials erstreckenden Meßplatten.

Aus der DE-AS 11 30 206 sind zwei Meßplatten in Form von zwei V-förmig angeordneten Kondensatorplatten zur Feuchtigkeitsmessung bereits bekannt. Nachteilig ist dabei insbesondere, daß das hindurchströmende Gut eine gleichbleibende Dichte aufweisen muß, um hinreichend genaue Meßergebnisse zu erzielen. Die feste Anordnung der Meßplatten in einem V-förmigen Meßkanal bewirkt zudem eine schnelle Zerstörung der Meßplatten durch die ständig vorhandene Reibung und damit eine ständige Veränderung der kapazitiven Werte der Meßplatten.

Eine Verwendung bei Bandförderern ist in dieser Ausgestaltungsform nicht möglich, da insbesondere durch die V-förmige Anordnung der Meßplatten zueinander in Bodennähe des Meßkanal keine Gewähr für einen ständigen feste Kontakt mit dem Schüttgut gegeben ist. Eine Verschmutzung der Meßplatten durch Verkleben bzw. Ankleben des Schüttgutes kann nicht verhindert werden und führt zu Meßwertverfälschungen.

Eine ähnliche Vorrichtung ist aus dem DE-GM 84 09 928 vorbekannt. Hierbei wird eine aus zwei Rundstäben gebildete Meßsonde verwendet, die dazu bestimmt ist, in das in einem Silo befindliche, an sich fließfähige, im Bereich der Rundstäbe jedoch nahezu ruhende Schüttmaterial eingefahren zu werden, um die Feuchtigkeit des Schüttmateriales zu messen. Meßsonden in Form von Rundstäben sind jedoch nur bei im wesentlichen ruhenden Schüttmaterial einsetzbar, bei welchem das Schüttmaterial mit einer Fließgeschwindigkeit von 0,02 m/sec im Bereich der Silowände, in denen die Vorrichtung installiert ist, vorbeistreicht. Nur im Bereich des Siloauslaufes sind höhere Fließgeschwindigkeiten vorhanden, so daß dort eine Messung der Feuchtigkeit des Schüttmateriales mittels der Meßsonden nicht durchgeführt werden kann.

Ganz anders liegen die Verhältnisse bei auf Bandförderern transportiert werdendem Schüttmaterial. Hier treten Band­ geschwindigkeiten von 2-3 m/sec auf. Mit entsprechend hoher Geschwindigkeit wird das Schüttmaterial an den relativ zum Förderband ortsfest installierten Meßvorrichtungen vorbeigeführt. Hierbei tritt - ähnlich wie bei in Flüssen stehenden Brückenpfeilern - eine Hohlraumbildung bzw. eine starke Verwirbelung hinter der Meßsonde auf, so daß diese nur teilweise vom Schüttmaterial umschlossen ist, wobei mit der herkömmlichen Vorrichtung aus zwei Rundstab-Meßsonden die Feuchtigkeit nicht mit hinreichender Genauigkeit gemessen werden kann.

Aus der DE 35 29 710 C1 ist eine einzelne Meßplatte bekannt, die zur Messung des Feuchtesatzes in Schüttgütern dient. An diese Meßplatte ist eine elektronische Meßeinrichtung mit einem Feuchtesensor zur kapazitiven Messung angeschlossen. Nachteilig ist hierbei, daß die Meßplatte mit einer Schicht aus anhaftenden Teilchen des Schüttmaterials überzogen wird, so daß die Feuchtigkeitssensoren durch die dadurch hervorgerufene Verkrustung unwirksam werden.

Der Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit in schnell fließendem Schüttmaterial auszubilden, mit welcher eine Messung von auf Bandförderern transportiertem, an den Meßsonden mit hoher Transportgeschwindigkeit vorbeiströmendem Schüttmaterial mit großer Genauigkeit möglich ist und welche nicht der Gefahr von Verschmutzungen unterworfen ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß die sich in Richtung des fließfähigen Schüttmaterials erstreckenden Meßplatten unter einem Winkel von 1 bis 10°, vorzugsweise 5°, unter Bildung eines konischen Meßkanales zum Durchströmen des fließfähigen Schüttmateriales im Abstand voneinander angeordnet sind und daß die Meßplatten in Führungsflanschen ein- und ausfahrbar gelagert und in den Durchtrittsschlitzen der Führungsflansche Abstreifeinrichtungen angeordnet sind. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung kommt das fließfähige Schüttmaterial, das mit großer Geschwindigkeit von 2 bis 3 m/sec an den Meßplatten vorbeigeführt wird, über eine längere Wegstrecke mit den Meßplatten in Berührungskontakt, so daß hierdurch eine Messung der Feuchtigkeit mit großer Genauigkeit möglich ist. Da die beiden Meßplatten erfindungsgemäß zur Ausbildung eines in Strömungsrichtung des fließfähigen Schüttmaterials konischen Meßkanales unter einem spitzen Winkel von 1 bis 10°, vorzugsweise 5°, zueinander eingestellt sind, erfolgt eine geringe Verdichtung des den Meßkanal durchströmenden Schüttmateriales, so daß die Genauigkeit der Messung der Feuchtigkeit noch wesentlich erhöht werden kann. Stauungen treten beim Durchströmen nicht auf, wenn die Konizität nur gering ausgebildet wird. Es reicht aus, wenn sich nur überhaupt eine geringe Verdichtung des Schüttmateriales zwischen den beiden Meßplatten einstellt. Schließlich ist erfindungsgemäß noch eine Einrichtung zur Selbstreinigung der Meßplatten vorgesehen, welche durch zyklisches Ein- und Ausfahren der Meßplatten aus den Führungsflanschen betätigt wird, wobei die Meßplatten durch in den Durchtrittsschlitzen der Führungsflansche angeordnete Abstreifeinrichtungen regelmäßig von eventuell anhaftendem Schüttmaterial gereinigt werden. Hierdurch kann die Widerstandsmessung zwischen den zwei Pole bildenden Meßplatten der Vorrichtung mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Diese Ausgestaltungen betreffen insbesondere die Ausbildung der Vorrichtung mit ein- und ausfahrbaren Meßplatten.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht der Vorrichtung,

Fig. 2 eine Stirnansicht der Vorrichtung,

Fig. 3 das vergrößerte Detail A aus Fig. 1 und

Fig. 4 das vergrößerte Detail B aus Fig. 2.

Die Vorrichtung umfaßt eine Basisplatte 1, auf deren Unter­ seite zwei Führungsflansche 2 für Meßplatten 3 und auf dessen Oberseite eine doppelt wirkende Zylinderkolbeneinheit 4 und zwei Führungen 5 für zwei Sondenstangen 6 befestigt sind, die am unteren Ende die Meßplatten 3 tragen und am oberen Ende über eine Jochplatte 7 verbunden sind, an welcher das freie Ende der Kolbenstange 8 der doppelt wirkenden Zylinder­ kolbeneinheit 4 angreift.

Die Führungsflansche 2 sind in einem Abstand D voneinander auf der Unterseite der Basisplatte 1 befestigt, wobei der Abstand D in nicht näher dargestellter Weise von einem Ende der Führungsflansche 2 zu deren anderen Ende abnimmt, so daß zwischen den aus der Unterseite der Führungsflansche 2 ausfahrbaren Meßplatten 3 ein konischer Meßkanal MK gebildet wird, der beim Einsatz der Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von fließfähigem Schüttmaterial in dessen Strömungsrichtung konisch verläuft, da die Führungs­ flansche 2 und damit die Meßplatte 3 unter einem spitzen Winkel zueinander eingestellt sind. Der Winkel liegt zwischen 1 und 10° und beträgt vorzugsweise 5°.

Jeder Führungsflansch 2 hat auf seiner Unterseite einen Durchtrittsschlitz 10 für eine Meßplatte 3, wie es in Fig. 4 näher dargestellt ist. Die Weite des Durchtrittsschlitzes 10 ist etwa um 0,1 mm größer als die Dicke der Meßplatte 3. Unmittelbar vor dem Durchtrittsschlitz 10 sind in innerhalb des Führungsflansches 2 ausgebildeten Kammern 11 Abstreif­ beläge 12 aus hartem Material, insbesondere KFZ-Bremsbeläge, gleitbar angeordnet, die mittels Druckfedern 13 gegen die beiden Oberflächen der Meßplatte 3 drücken. Die Druckfedern 13 stützen sich hierbei auf der Innenseite der jeweiligen Kammer 11 des Führungsflansches 2 ab. Zwischen der Unterseite des Abstreifbelages 12 und der Oberseite des den Durchtritts­ schlitz 10 bildenden Bodens 9 des Führungsflansches 2 sind Druckkammern 14 gebildet, denen über Druckleitungen 15, die innerhalb des Führungsflansches 2 geführt sind, Preßluft zugeführt wird. Beim Einfahren der zuvor zur Messung ausge­ fahrenen Meßplatte 3 in den Führungsflansch 2 wird das an der Meßplatte 3 anhaftenden fließfähige Schüttmaterial, insbe­ sondere Kiessand, Gips, Kalk, Zucker, Mehl oder dgl., das unter Feuchtigkeit zum Ankleben neigt, von der Meßplatte 3 abgestreift, wobei aufgrund des Luftspaltes im Durchtritts­ schlitz 10 von ca. 0,1 mm das anhaftende Schüttmaterial nicht vollständig abgestreift wird. Das verbleibende, anhaftende Schüttmaterial wird dann mittels der an die Meßplatte 3 von beiden Seiten angepreßten Abstreifbeläge 12 restlos von den Meßplatten 3 abgestreift und mittels des in den Druck­ kammern 14 wirkenden Preßluftstromes durch die Luftspalte von etwa 0,1 mm zwischen den Durchtrittsschlitzen 10 im Boden 9 des Führungsflansches 2 und den Oberseiten der Meß­ platte 3 nach außen ausgeblasen. Auf diese Weise wird die Meßplatte 3 bei jedem Einfahrvorgang vollständig gesäubert, so daß die Meßplatte 3 für genaueste Messungen der Feuchtigkeit ständig einsatzbereit ist.

Wie es die Fig. 1 zeigt, sind die Meßplatten 3, die in Meß­ plattenkammern 16 der Führungsflansche 2 einfahrbar sind, mit ihren Oberseiten etwa in der Längsmitte mit den Unter­ seiten der Sondenstäbe 6 fest verbunden. Diese sind etwa im Zentrum der Führungsflansche 3 mittels Führungsbuchsen 17 aus Sinterbronze geführt. Die Sondenstäbe 6 durchdringen die Basisplatte 1 und sind auf deren Oberseite in den aus Kunststoffmaterial gebildeten hülsenartigen Führungen 5 geführt. Auf die Basisplatte 1 ist eine Abdichtplatte 19 aufgesetzt, in deren Durchtrittsöffnung 20 der Sondenstab 6 abgedichtet ist. Wie es die Fig. 3 zeigt, sind hierzu ein Schmutzabstreifring 21 und ein Nutring 22 zur Druckluftab­ dichtung in die Durchtrittsöffnung 20 eingesetzt.

Auf der Oberseite der Basisplatte 1 sind zwei Magnetventile 23, 24 montiert. Das Magnetventil 23 dient zur Steuerung und Zufuhr von Druckluft zu den beiden Kammern der doppelt wirkenden Zylinderkolbeneinheit 4 über die Druckluftleitungen 25. Das Magnetventil 24 dient zur Steuerung und Zufuhr von Druckluft zu den Druckkammern 14 in den beiden Führungs­ flanschen 2 über Druckluftleitungen 26, die unmittelbar unter­ halb der Basisplatte 1 an die Druckluftleitungen 15 im Innern der Führungsflansche 2 angeschlossen sind. In nicht näher dargestellter Weise sind an die freien, oberen Enden der Sondenstäbe 6 elektrische Anschlußleitungen geführt, welche über die Sondenstäbe 6 mit den als Meßelektroden, dienenden Meßplatten 3 elektrisch leitend verbunden sind. Die Meßplatten 3 bestehen insbesondere aus hochfestem Stahl. Zur Isolierung der Sondenstäbe 6 gegenüber der Jochplatte 7 sind die Sonden­ stäbe 6 in Kunststoffhülsen 27 gelagert, welche in Durch­ gangsöffnungen der Jochplatte 7 fest eingesetzt sind.

Die Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von fließ­ fähigem Schüttmaterial wird mit ihrem Meßkanal und damit mit ihren Führungsflanschen 2 in Strömungsrichtung des Schüttmateriales auf einem Förderband derart montiert, daß die unteren Bereiche der Führungsflansche 2 ständig in das Schüttmaterial eintauchen. Zur Durchführung eines Meßvor­ ganges werden unter Wirkung der doppelt wirkenden Zylinder­ kolbeneinheit 4 die als Meßelektroden dienenden Meßplatten 3 durch die Durchtrittsschlitze 10 am Boden 9 der Führungs­ flansche 2 ausgefahren, so daß diese voll in das zu messende Schüttmaterial eintauchen. Die ausgefahrene Stellung ist in den Fig. 1, 2 und 4 dargestellt. Zur besseren Anströmung des Schüttmaterials sind die vorderen Kanten der Führungs­ flansche 2 mit Abschrägungen 28 versehen. Da der Meßkanal MK konisch zuläuft, wird eine die Genauigkeit der Messung er­ heblich verbessernde geringe Stauwirkung des Schüttmaterials erzielt. Nach Beendigung des Meßvorganges werden die beiden Meßplatten 3 wiederum unter Wirkung der doppelt wirkenden Zylinderkolbeneinheit 4 in die Führungsflansche 2 eingefahren, wobei die Meßplatten 3 vollständig in die Meßplattenkammern 16 innerhalb der Führungsflansche 2 eingefahren werden. Bei diesem Einfahrvorgang erfolgt ein Abstreifen des eventuell an den Meßplatten 3 anhaftenden Schüttmaterials in vorher beschriebener Weise.

Anstelle von Druckluft kann auch ein anderes Fluid, wie z. B. Wasser, verwendet werden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Feuchtigkeit von fließ­ fähigem Schüttmaterial, mit zwei im Abstand voneinander angeordneten, sich in Richtung des fließfähigen Schüttmaterials erstreckenden Meßplatten, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßplatte (3) unter einem Winkel von 1 bis 10°, vorzugsweise 5°, unter Bildung eines konischen Meßkanales (MK) zum Durchströmen des fließfähigen Schüttmaterials im Abstand voneinander angeordnet sind und daß die Meßplatten (3) in Führungsflanschen (2) ein- und ausfahrbar gelagert und in den Durchtrittsschlitzen (10) der Führungsflansche (2) Abstreifeinrichtungen angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Durchtrittsschlitzen (10) der Führungs­ flansche (2) angeordneten Abstreifeinrichtungen als Abstreifbeläge (12) für die Meßplatten (3) ausgebildet sind, die unter Wirkung von Druckfedern (13) gegen die Meß­ platten (3) gedrückt sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchtrittsschlitze (10) an den Meßplatten (3) Luftspalten von ca. 0,1 mm Weite bilden und daß zwischen den Unterseiten der Anstreifbeläge (12) und den Durch­ trittsschlitzen (10) Druckkammern (14) zur Zufuhr eines unter Druck stehenden Fluids ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Führungsflansche (2) Druckleitungen (15) zur Zufuhr des Fluids zu den Druckkammern (14) ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflansche (2) auf der Unterseite einer Montageplatte (1) angeordnet sind, daß auf der Oberseite (1) der Montageplatte (1) eine doppelt-wirkende Zylinderkolbeneinheit (4) und Führungen (5) für Sondenstangen (6) befestigt sind, die an einem Ende mit den Meßplatten (3) und an ihrem anderen Ende mit einer Jochplatte (7) verbunden sind, und daß Magnet­ ventile (23, 24) auf der Oberseite der Basisplatte (1) angeordnet sind, die zur Zufuhr eines Fluids zur doppelt­ wirkenden Zylinderkolbeneinheit (4) und zu den Druckkammern (14) innerhalb der Führungsflansche (2) dienen.