DE8031194U1 - Strahlungsfuehler zum messen von temperaturen von erhitzten schuettguetern, insbesondere von bituminoesem mischgut - Google Patents

Description

VON KREISLER SCHÜNWALD "EISHOLD ~FUES VON KREISLER KELLER SELTING WERNER

PATENTANWÄLTE Dr.-Ing. von Kreisler+ 1973

Dr.-Ing. K. Schönwald, Köln

Dr.-Ing. K. W. Eishold, Bad Soden

Dr. J. F. Fues, Köln

Dipl.-Chem. Alek von Kreisler, Köln

Dipl.-Chem. Carola Keller, Köln

Dipl.-Ing. G. Selling, Köln

Dr. H.-K. Werner, Köln

24.11 .1980 Sch/Sd

DEICHMANNHAUS AM HAUPTBAHNHOF

D-50C0 KÖLN 1

DEUTAG-MISCHWERKE & FERTIGHAUS GMBH> Justinianstraße 16, 5000 Köln 21

Strahlungsfühler zum Messen von Temperaturen von erhitzten Schüttgütern, insbesondere von bituminösem Mischgut

Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahlungsfühler zum Messen von Temperaturen bei stark erhitzten Schüttgütern, insbesondere von staubentwickelnden und/oder dampfenden Schüttmassen, vornehmlich bei bituminösem Mischgut wie Walzasphalt, Gußasphalt u.dgl., wobei der Strahlungsfühler mit der Optik in einer Halterung gelagert ist.

Es bereitet erhebliche Schwierigkeiten, handelsübliche Strahlungsfühler zum Abgreifen von Temperaturen bei stark erhitzten, staubentwickelnden und dampfenden Schüttgütern einzusetzen. Um korrekte Temperaturmessungen im Meßbereich von - 0° C bis + 500° C vornehmen zu können, muß gewährleistet sein, daß die Optik des Strahlungsfühlers im intermittierenden Betrieb und im Dauerbetrieb mit nur etwa maximal

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+4OC Wärme beaufschlagt wird und von Feinststäuben und '' Taupunkttröpfchen befreit bleibt. So ist beispielsweise an Aufbereitungsanlagen für bituminöses Mischgut die Kenntnis der korrekten Temperatur desselben für die Weiterverarbeitung unbedingte Voraussetzung. Die Meßwerte dienen z.B. zum Steuern von Brennern sowie zur Einhaltung der exakten Sollwerte. Durch eine Staubentwicklung ergeben sich nicht unerhebliche Meßfehler. Auch bei Verschleißerscheinungen an dem Strahlungsfühler ändert sich die Genauigkeit der Anzeige.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mensural-Anordnung für einen Strahlungsfühler zum Messen von Temperaturen für Schüttgüter der genannten Art zu schaffen, bei der der Strahlungsfühler mit der Optik gegen störende Einflüsse wie Staubentwicklung, Schmutzschicht und Taupunkt geschützt ist und korrekte Temperaturwerte gemessen werden können.

Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Halterung für den Strahlungsfühler mit der Optik aus einem aus zwei Teilen zusammengesetzten Gehäuseblock, einem Trägerblock und einem Vorblock, gebildet ist, und daß dem Vorblock ein Staurohr vorgesetzt ist.

Durch eine solche Ausbildung und Anordnung des Strahlungsfühlers ergibt sich die Möglichkeit, den Strahlungsfühler und auch die Optik von den die Messungen verzerrenden, das erhitzte Schüttgut begleitenden störenden Erscheinungen wie Staubentwicklung, Dampf u.dgl. auf einfache Weise und zuverlässig freihalten zu können, so daß die von dem Mischgut od.dgl. ausgehende Strahlung unbeeinflußt zur Messung erfaßt werden kann. Überhitzungen und damit erhebliche Energieverluste werden vermieden. Die in dem Staurohr ruhende Luft dient fernerhin als Kompensationssäule für Verpuffungsrückschläge, die im Brennkammerbereich oder im Trockenkammerraum entstehen können. Die Optik wird saubergehalten und von Ver-

schleißerscheinungen verschont. Es läßt sich die exakte Temperatur des Mischgutes ansteuern und auswerten. Der Vorblock bietet ferner die Möglichkeit, gegebenenfalls auftretende Druck- und Staubwellen von der Optik des Strahlungsfühlers abzuwehren.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist der Vorblock eine durchgehende Kammer auf, zu der an der dem Trägerblock zugekehrten Seite eine Zulaßöffnung für Umgebungsluft u.dgl. über einen Ringspalt führt. Hierbei ist vor- teilhaft zwischen Zulaßöffnung und Ringspalt eine ringförmige Expansionskammer angeordnet. Auf diese Weise kann von der Kammer des Vorblockes die Luftströmung umgelenkt und durch Gegenströmung stabilisiert werden. Die Gegenströmung erfolgt durch den mittels der Zulaßöffnung geschaffenen Lufteingang über die Expansionskammer, die für eine Volumen- und Druckverteilung sorgt. Die eintretende Luft kann sodann dosiert durch den Ringspalt in die Kammer des Vorblockes gelangen. Die von außen eventuell in das Staurohr eintretenden Störungsquellen werden rechtzeitig vor der Optik zunichte gemacht.

Weiterhin kann zwischen der Optik des Strahlungsfühlers und dem Ringspalt eine Kühlkammer vorgesehen sein. Diese trägt mit zum Abblocken von Störungserscheinungen in dem Staurohr von der Optik des Strahlungsfühlers bei.

Vorblock und Trägerblock können mittels Flansche und Schrauben miteinander verbunden sein. Der Strahlungsfühler selbst ist zweckmäßig von einem geschlossenen Schutzmantel umgeben, der an dem Trägerblock, z.B. mittels eines Spannringes od. dgl., befestigt werden kann.

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schlossenes System ausgebildet sein. Bei diesem kann das freie Ende des Staurohres einen Befestigungsring aufweisen, der zum Anschrauben an einem ortsfesten Teil der maschinellen Anlage od.dgl. dient. Dadurch kann an der freien Stirnseite des Staurohres atmosphärische Luft nicht eintreten, sondern die freie Stirnfläche des Staurohres steht in unmittelbarer Verbindung mit einer öffnung in der Wand der Anlage. Ein solches geschlossenes System ist überwiegend für den Aufbau an Auslaufschurren von Trockentrommeln oder Drehrohrofen geeignet. Die Korrekttemperatur wird bei dem geschlossenen System in dem völlig gekapselten Transportweg des zu messenden Mediums erfaßt.

Die Mensural-Anordnung gemäß der Erfindung kann auch in einem offenen System angewendet werden. Hierbei kann der Trägerblock mit einer Aufhängelasche versehen sein. Der Strahlungsfühler gemäß der Erfindung wird hierbei zweckmäßig freihängend an Übergabe- oder Verladepositionen angeordnet. Die Korrekttemperatur wird von dem sich im freien Fall befindlichen Gut, z.B. dem bituminösen Mischgut, z.B. auf dem Weg von einem Silo zu einem Transportfahrzeug od. dgl. exakt erfaßt. Dadurch ist die Gewähr gegeben, daß das mineralstoffhaltige Mischgut mit der vorgeschriebenen Temperatur abgegeben bzw= zu der Baustelle od=dgl, gelangt,

Die Erfindung wird anhand von zwei in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen nachstehend erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Strahlungsfühler-Anordnung gemäß der Erfindung für eine geschlossenes System im Längsschnitt und im Schema.

Fig. 2 stellt den Strahlungsfühler der Fig. 1 zur Verwendung in einem offenen System im Längsschnitt schematisch dar.

Die Strahlungsfühler-Anordnung 1 der Fig. 1 weist einen Strahlungsfühler 2 mit einer Optik 3 auf, der mit einer Halterung 4 verbunden ist. Diese Halterung 4 besteht aus einem Gehäuseblock und setzt sich aus einem Trägerblock 5 und einem Vorblock 6 zusammen. An den Vorblock 6 schließt sich ein Staurohr 8 an. Der Vorblock 6 weist eine durchgehende Kammer 9 auf, durch die die Strahlung 10 des zu messenden Gutes bis zur Optik 3 hindurchgehen kann. Trägerblock 5 und Vorblock 6 sind miteinander fest verbunden, z.B. mittels der Flansche 11 und 12 und der Befestigungsschrauben 13.

An dem dem Trägerblock 5 zugekehrten Ende des Vorblockes 6 befindet sich eine Lufteingangsstelle 15, z.B. in Form einer Zulaßöffnung, und zwischen den einander zugekehrten Stirnflächen von Trägerblock 5 und Vorblock 6 ist ein Ringspalt 16 angeordnet, der mit der Lufteingangsstelle 15 in Verbindung steht. Zwischen der Zulaßöffnung 15 und dem.Ringspalt 16 ist weiterhin eine ringförmige Kammer 17 vorgesehen, die als Expansionskammer dient und für eine Volumen- und Druck-Verteilung sorgt. Ferner befindet sich zwischen der Optik 3 des Strahlungsfühlers und dem Ringspalt 16 eine Kammer 18, die als Kühlkammer dient und die Luft weiterhin zur Abkühlung bringt, bevor diese mit der Optik in Berührung kommt.

Das Staurohr 8 nimmt Verpuffungsrückschläge, die in dem Bereich einer Brennkammer oder einer Trockenkammer bei dem stark erhitzten Gut auftreten, auf. Die in dem Staurohr gegebenenfalls zusammengedrückte Luftsäule kompensiert

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solche Druckeinflüsse. Außerdem wird durch das Eintreten von Luft durch die Lufteingangsstelle 15 eine Gegenströmung erzeugt, so daß die Optik des Strahlungsfühlers von Beeinträchtigungen freigehalten wird. Auf diese Weise kann die Temperatur des zu messenden Gutes exakt erfaßt werden. Die Länge des Staurohres richtet sich nach den jeweiligen Verhältnissen. Sie beträgt ein Vielfaches seines Durchmessers, übliche Längen bei dem geschlossenen System betragen etwa das 11-fache und bei dem offenen System etwa das 5-fache des Durchmessers des Staurohres.

Der Strahlungsfühler 2 ist in der Ausnehmung 20 unter Zwischenschaltung eines Dämpfungsringes 21 gelagert und kann durch eine Rändelschraube 22 festgesetzt werden. Der Strahlungsfühler 2 ist von einem Schutzmantel 23 mit geschlossener Deckelseite 23a umgeben. Der Schutzmantel 23 kann auf den Trägerblock 5 aufgesteckt und mittels eines Spannringes 24 auf dem Trägerblock 5 festgespannt werden, um den Strahlungsfühler vor Temperaturechwankungen und Witterungseinflüssen zu schützen. Die Wandung 8a des Staurohres 8 dient nicht nur als Temperaturdistanzierung, sondern auch wesentlieh als Wärmetauschfläche.

Zur Verwendung der Mensural-Anordnung 1 als geschlossenes System kann das Staurohr 8 mit einem Befestigungsring oder Flansch 26 ausgerüstet werden. Zu diesem Befestigungsring 26 gehört ein Gegenring 27, der an der Wandung 28, z.B.

· durch Schweißung, befestigt ist, wobei die Wandung 28 mit einer Öffnung 29 versehen ist, die dem Durchmesser des Staurohres 8 entsprechen kann, so daß die Strs'-lung 10 von der Strahlungsoberfläche des innerhalb der Wandung befindlichen erhitzten Gutes zur Optik 3 gelangen kann. Die Befestigungsschrauben 30 dienen zum Festhalten der Mensural-Anordnung an dem Gegenflansch 27, wobei eine Dichtungszwischenlage 31, z.B.. aus Asbest od.dgl., zwischengefügt ist.

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Dadurch ergibt sich ein völlig geschlossenes System von der Mensural-Anordnung zu dem in der Anlage durchlaufenden und zu messenden Gut.

Die Ausführungsform 33 der Fig. 2 entspricht im wesentlicheri derjenigen der Fig. 1. Der Trägerblock 5 ist mit einer Aufhängelasche 34 versehen, damit die Mensural-Anordnung 33 mittels der Lasche 34 freihängend zur Strahlungsoberfläche des zu messenden Gutes plaziert werden kann. Das Staurohr 8 ist mit seinem Mantel 8a auf den Vorblock 9 aufgeschoben und kann durch einen Spannring 35 an dem Block festgespannt werden. Das Staurohr 8 ist am vorderen Ende offen zur räumlichen Umgebung ausgeführt. Der freihängende Strahlungsfühler wird im Abstand zu einem, gegebenenfalls freifallenden Gut, z.B. einem erhitzten bituminösen Mischgut, so gerichtet aufgehängt, daß die von dem Gut ausgehende Strahlung exakt angesteuert werden kann. Auch bei dieser Anordnung ist die Optik des Strahlungsfühlers gegen störende, von dem Gut herrührende Beeinträchtigungen wirksam geschützt.

Claims (8)

1. Ans ρ r ü c h e

   J Strahlungsfühler zum Messen von Temperaturen bei stark erhitzten Schüttgütern, insbesondere von staubentwickelnden und/oder dampfenden Schüttgutmassen u.dgl., z.B. von bituminösem Mischgut wie Walzasphalt, Gußasphalt u.dgl., wobei der Strahlungsfühler mit einer Optik in einer Halterung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (4) für den Strahlungsfühler (2) aus einem aus zwei Teilen zusammengesetzten Gehäuseblock, einem Trägerblock (5) und einem Vorblock (6), gebildet ist, und daß dem Vorblock (6) ein Staurohr (8) vorgesetzt ist.
2. 2. Strahlungsfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorblock (6) eine durchgehende Kammer (9) aufweist, zu der an dem dem Trägerblock (5) zugekehrten Ende eine Zuläßöffnung (15) für Luft u.dgl. über einen Ringspalt (16) führt, und daß zwischen Zulaßöffnung (15) und Ringspalt (16) eine ringförmige Expansionskammer

   (17) angeordnet ist.
3. 3. Strahlungsfühler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Optik (3) des Strahlungsfühlers (2) und dem Ringspalt (16) eine Kühlkammer (21) vorgesehen ist.
4. 4. Strahlungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Staurohres (8) einen Befestigungsring (26) zum Anschrauben an einem ortsfesten Teil (27,28) einer Aufbereitungsanlage für das Mischgut aufweist.
5. 5. Strahlungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerblock (5) mit einer Aufhängelasche (3 4) versehen ist.
6. 6. Strahlungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Trägerblock (5) und Vorblock (6) mittels Flansche (11,12) und Schrauben (13) miteinander verbunden sind.
7. 7. Strahlungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Staurohres (8) ein Vielfaches seines Durchmessers beträgt.
8. 8. Strahlungsfühler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungsfühler (2) von einem geschlossenen Schutzmantel (23,23a) umgeben ist, und daß der Schutzmantel mittels Spannring (24) an dem Trägerblock (5) befestigt ist.