DE817967C

DE817967C - Einrichtung zur Messung der Ausbeute mittels Waagen bei der fliessenden Verarbeitung von Massengut, beispielsweise in Muehlen

Info

Publication number: DE817967C
Application number: DEP12926D
Authority: DE
Inventors: Walter Krautzig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1951-10-22

Description

(WiGBL S. 175)

AUSGEGEBEN AM 22. OKTOBER 1951

p 12926 IXb142f D

In automatischen Mühlen und Betrieben mit ähnlich fließendem Arbeitsgang besteht das Bedürfnis nach kontinuierlicher Messung der prozentualen Ausbeute an Fertigprodukten oder des prozentualen Anfalls irgendwelcher Passagen oder Nebenprodukte. Obwohl solche kontinuierlichen Messungen als Mittel der Betriebsüberwachung von größter Wichtigkeit sind, existieren hierfür kaum brauchbare Einrichtungen. Bekannt ist eine transportable Förderbandwaage, mit der in zwei Arbeitsgängen zunächst der Produktionsstrom, auf den die Ausbeute sich beziehen soll, und dann der Strom, dessen prozentuale Ausbeute festgestellt werden soll, gemessen werden. Durch bestimmte Geschwindigkeitsregulierungen am Förderband kann bei der zweiten Messung das prozentuale Verhältnis zur ersten Messung direkt abgelesen werden. Hier liegt demnach eine periodische Messung vor, die zudem den Nachteil hat, daß das Meßgerät jeweils vom einen Ort des Produktionsganges zum anderen transportiert werden muß.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung, mit der der prozentuale Anfall der Zwischen- oder Fertigerzeugnisse im Verhältnis zur Menge des zur Verarbeitung gegebenen Gutes ständig abgelesen werden kann, wobei die beiden Meßstellen (zur Verarbeitung gegebene Menge = Anfangsmessung; Fertig- bzw. Zwischenprodukt = Endmessung) räumlich beliebig voneinander getrennt sein können.

Erfindungsgemäß wird die Lastschale der Waage, an welcher der Anfall der Zwischen- oder Fertigerzeugnisse gemessen wird, durch einen stetigen Förderer gebildet, dessen Fördergeschwindigkeit verhältnisgleich der Anzahl der in der Zeiteinheit stattfindenden Spiele der selbsttätigen Waage für

ununterbrochenen Betrieb ist, über die das zur Verarbeitung bestimmte Gut aufgegeben wird. Die gestellte Aufgabe wird damit gelöst.

Die Schwierigkeit, die einer Erzielung genauer Meßwerte entgegensteht, ist die Zeitdifferenz, die besteht zwischen dem Zeitpunkt der Aufgabe des Rohprodukts zur Verarbeitung und dem Zeitpunkt, in dem für das daraus entstandene Produkt die Endmessung erfolgen kann. Dazu kommt ferner,

ίο daß das Endprodukt und die Zwischenprodukte sich aus vielen verschiedenen Teilen zusammensetzen . (z. B. verschiedene Passagen bei Mühlen), die innerhalb des Produktionsganges verschieden lange Wege zurücklegen und deren Produktionszeit damit ent sprechend verschieden lang ist. Schwankungen in der Stärke des Rohproduktstromes wirken sich also erst allmählich und erst nach einer gewissen, betrieblich bedingten Zeit vollständig auf die Stärke des Zwischen- oder Endproduktstromes aus. Die in

ao der Praxis in Mühlen verwendeten Geräte zur Regulierung des Rohproduktstromes (Dosierungsgeräte) sind nicht in der Lage, die für eine kontinuierliche Ausbeutemessung erforderliche Gleichmäßigkeit des Rohproduktstromes zu bewirken, da diese Geräte (Zellenapparate) nur eine volumenmäßige, aber keine gewichtsmäßige Dosierung vornehmen. Die Erfindung benutzt daher als Vorbedingung für "jede Ausbeutemessung, ganz gleich nach welchem Verfahren, wenn brauchbare Werte erzielt werden sollen, eine gewichtsmäßige Dosierung des Rohproduktstromes durch Fernsteuerung der (in jedem Betrieb vorhandenen) automatischen Waage, womit gleichzeitig eine Ferneinstellung der gewünschten Stundenleistung des Betriebes und die Bestimmung des für die Ausbeutemessung erforderlichen Anfangsmeßwertes verbunden sind.

Stellt man sich den Produktionslauf (z. B. in Mühlen) als eine HintereinanderreihungvonTrans porteinrichtungen (Elevatoren, Schnecken, Verar beitungsmaschinen, Fallrohren) vor, deren Transportgeschwindigkeit bis auf die der Fallrohre proportional der allgemeinen Betriebsdrehzahl ist, und geht man davon aus, daß das Produktionsgut als ein ununterbrochener, gleichmäßiger Strom mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit, die damit ebenfalls proportional der allgemeinen Betriebsdrehzahl ist, über diese Transporteinrichtungen hinwegläuft, ferner daß die Ausbeutemessung im Prinzip eine Messung d^s (gewichtsmäßigen) Querschnittverhältnisses (O₂ : Q₁, s. unten) ist, unter der Voraussetzung eines konstanten Geschwindigkeitsverhältnisses innerhalb der Transporteinrichtungen einschließlich der Waagen, so erklärt sich daraus die Notwendigkeit, daß die Steuerwelle, die die Geschwindigkeit der beiden Waagen bestimmt, ebenfalls von den Drehzahlschwankungen des Gesamtbetriebes abhängig sein sollte. Im anderen Falle, d. h. wenn man die Drehzahl der Steuerwelle unabhängig von der Betriebsdrehzahl konstant halten wollte, würden bei den in jedem Betrieb unvermeidlichen Tourenschwankungen Querschnittsverzerrungen durch Zerstörung des festen Ge schwindigkeitsverhältnisses unter den Transporteinrichtungen und damit Fehlmessungen eintreten.

Zuverlässige Meßergebnisse bei einfacher Bauart der neuen Einrichtung lassen sich nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch erreichen, daß die Rückkehr der selbsttätigen Waage für ununterbrochenen Betrieb aus der Entleerungs- in die Füllstellung durch ein elektrisches Steuergerät gesteuert wird, das zwangsläufig mit dem stetigen Förderer gekuppelt ist.

Wenn die zwangsläufige Kupplung in einem elektrischen Synchronantrieb besteht, dessen Generator und Motor mit einer Welle des Steuergeräts bzw. des stetigen Förderers verbunden sind, kann man mehrere Waagen für mehrere Gutströme, deren prozentualer Anfall gemessen werden soll, an die Einrichtung anschließen.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist die Drehzahl des Steuergeräts durch ein stufenloses Getriebe regelbar. Hierdurch wird erreicht, daß die Leistung der Waage für ununterbrochenen Betrieb und damit die Stundenleistung des Betriebes ferneinstellbar ist und an einem entsprechend der Stundenleistung geeichten Drehzahlmesser ablesbar ist.

Erfolgt der Antrieb des Steuergeräts durch die Betriebstransmission oder (bei Wechselstrom) durch den Betriebsstrom, so erreicht man eine für die brauchbare Ausbeutemessung vorauszusetzende genaue gewichtsmäßige Dosierung des Rohproduktstromes in Abhängigkeit von Drehzahlschwankungen des Betriebes.

Wesentlich ist für die richtige Bestimmung der Meßergebnisse, daß die tatsächlichen Spiele der Waage für ununterbrochenen Betrieb, über die das Rohprodukt läuft, gleich sind den beabsichtigten Spielen, d. h. der Zahl der vom Steuergerät gesendeten Impulse. Um dies zu erreichen, kommt in Weiterbildung der Erfindung eine Kontrolleinrichtung zur Verwendung, die als Zusatz zu der Fernsteuerungseinrichtung der Waage mittels einer Kunstschaltung optisch an einer Signallampe das regelmäßige Arbeiten und akustisch durch ein Läutewerk Störungen an der Waage anzeigt.

Eine verhältnismäßig einfache Schaltung dieser Kontrolleinrichtung wird ermöglicht durch die Ausrüstung der selbsttätigen Waage mit zwei Stromschlußstücken, die in der Füllstellung bzw. in der Entleerungsstellung mit einem festen Stromschlußstück Kontakt geben.

Eine Kontrolle des regelmäßigen Arbeitens der Waage wird möglich durch das Aufleuchten einer Signallampe bei in der Füllstellung stehender Lastschale.

Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß durch den Entriegelungsstrom ein Läutewerk zum Ertönen gebracht wird, erstens wenn im Zeitpunkt des Entriegelungsimpulses die Waage noch in Füllstellung steht, z. B. Vorratsbunker über der Waage ist leer, zweitens wenn kurz nach Beendigung des Entriegelungsimpulses die Waage in Kippstellung stehengeblieben ist, z. B. Waage ist verschanzt.

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung sieht in Verbindung mit dieser Kontrolleinrichtung eine Vorrichtung zum Fernzählen der Schüttungen der Waage für ununterbrochenen Betrieb vor, wobei der Zählvorgang aus zwei Zählschritten besteht, deren erster durch den Entriegelungsstrom und deren zweiter Schritt durch einen von der wieder in die Füllstellung zurückgegangenen Lastschale gesteuerten Strom ausgelöst wird.

ίο In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ernndungsgegenstandes schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Abb. ι die selbsttätige Waage für ununterbrochenen Betrieb, die Waage, deren Lastschale durch einen stetigen Förderer gebildet wird, und die Steuereinrichtung,

Abb. 2 die Einrichtung zur Fernsteuerung der selbsttätigen Waage sowie zur Fernzählung und zur Rückmeldung beim Auftreten von Störungen

ao und

Abb. 3 die Bauart des Zählwerks. Das zur Verarbeitung gelangende Rohprodukt gelangt über die selbsttätige Waage 10 zu der kippbaren Lastschale 11. In der Entleerungsstellung

»5 wird die Lastschale 11 durch den Riegel 12 gehalten, der durch den Elektromagnet 13 gesteuert wird.

Für jeden Strom, dessen Ausbeute gemessen werden soll, ist eine Förderband- oder Schneckenwaage 14 vorgesehen. Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wird deren Lastschale durch das Förderband 15 gebildet, das seinen Antrieb durch den Synchronmotor 16 erhält.

Das Steuergerät 17, das an beliebiger Stelle des Betriebes untergebracht sein kann, enthält die Steuerwelle 18, die über das Zahnradpaar 19 vom Motor 20 oder einer Transmission angetrieben wird. Das zwischengeschaltete stufenlose Getriebe 21 ermöglicht die stufenlose Regulierung der Drehzahl der Steuerwelle 18. Die Steuerwelle 18 treibt das Steuergerät 22, das bei jeder Umdrehung einen Stromimpuls zur Entsperrung der Lastschalen an den Elektromagnet 13 gibt. Da die Stundenleistung proportional der Zahl der Schüttungen der selbsttätigen Waage 10, 11 und diese proportional der Drehzahl der Welle 18 ist, zeigt der entsprechend nach Stundenleistung geeichte Drehzahlmesser 23 die jeweils am stufenlosen Getriebe 21 eingestellte Stundenleistung an.

Wenn nur eine Ausbeute zu messen ist, kann das Steuergerät 17 direkt mit der Waage 14 gekuppelt werden. Für den Fall, daß mehrere Waagen, deren Lastschale durch einen stetigen Förderer gebildet wird, anzuschließen sind, wird man durch die Steuerwelle 18 einen Wechselstromerzeuger 24 antreiben, der seinerseits synchron die Waagen 14 antreibt, im gezeichneten Ausführungsbeispiel über den Synchronmotor 16 das Förderband 15. Die Geschwindigkeit des Förderbandes 15 steht demnach in einem konstanten Verhältnis zur Drehzahl der Steuerwelle 18 und damit zur Zahl der Schüttungen der Lastschale n.

Es sei nun: α Schüttgewicht der selbsttätigen Waage 10, η Drehzahl der Steuerwelle 18, ü Übersetzungsverhältnis der Steuerwelle 18 !Steuergerät 22, Q₁ sekundäre Durchlaufmenge des Rohprodukts (Sekundenleistung), Q₂ sekundäre Durchlaufmenge des Fertig- oder Zwischenprodukts, G Anzeigegewicht der Transportbandwaage 14, L Länge des gewogenen Stromes auf der Transportbandwaage 14, t Durchlaufzeit des Stromes durch die Transportbandwaage 14, rf Rollendurchmesser des Transportbandes 15, A Ausbeute in Prozent.

Dann ist

oder
andererseits:

also
oder
und

Q₁ =

a ■ η

6o · ü Q₁= η ■ const,

G =	ft·	t, t = -	60·	L
Q —		•60 -L	π-d	*• η '*
	«	• π · ίί
*ri —*	Qz	• const
	η	• 100.
A--	Qz

Qi= η · const,

= /4 · const =

const.

Also zeigt die Waage 14 unabhängig von der eingestellten Leistung direkt, nach entsprechender Eichung der Skala, die durchlaufende Menge in Prozent der Menge des aufgegebenen Gutes an.

Bei Verwendung einer selbstanzeigenden Förderbandwaage mit fester zusätzlicher Gewichtseinstellung kann man jede beliebige Anzeigegenauigkeit erreichen. Ist z. B. die Belastung bei 100% 20 kg, so kann man bei Verwendung einer Waage mit einer Anzeige von ο bis 5 kg ο bis 25 % ablesen, nach Belastung mit einem zusätzlichen Gegengewicht von 5 kg 25 bis 50% usw.

Wenn die selbsttätige Waage 10 an sehr entlegener Stelle des Betriebes untergebracht ist, werden Störungen unter Umständen erst später gemerkt und können dann zu Störungen des gleich- iao mäßigen Betriebsablaufs führen. In Rücksicht hierauf ist die nachfolgend beschriebene Einrichtung zur Fernsteuerung der selbsttätigen Waage mit gleichzeitiger Fernzählung der Schüttungen und Rückmeldung von Störungen der regelmäßigen Schüttung vorgesehen.

Claims

Der Nocken des Steuergeräts 22 schließt bei jeder Umdrehung einmal die Kontakte 28 und 42. Kippt die Lastschale 11 aus, so sperrt der Riegel 12 des Elektromagnets 13 den Rücklauf der Lastschale. Der Schleifkontakt 26 Hegt in dieser Kippstellung auf dem Teil 25 des Kontaktringes 25, 27. (Die Darstellung der Kontakte 25, 26, 27 ist nur als l'rinzipskizze zu betrachten. In der Praxis werden sich diese Kontakte an den automatischen Waagen je nach ihrer Bauart an ihrem Gestänge anbringen lassen.) Wird nun¹ 28 geschlossen, so schließt sich der Stromkreis N-28-29-13-25-26-N. Durch2o. wird der eine Schritt des aus zwei Schritten bestehenden Zählvorganges (s. auch Abb. 3) bewirkt, während 13 die Lastschalen entriegelt, die in ihre Füllstellung zurückgeht. Außerdem wurde durch 13 der Kontakt 30 geschlossen und der Kontakt 31 geöffnet. Der Kontakt 25, 26 wird dadurch überbrückt, und der erwähnte Stromkreis bleibt ge-

ao schlossen, bis 28 sich wieder öffnet. Dadurch, daß 31 geöffnet bleibt, bis 13 stromlos wird, wird verhindert, daß der Wecker 32 anspricht.

Ist 28 geöffnet, so werden 29 und 13 stromlos, und 12 fällt in seine Ruhestellung zurück und

as schließt 31 und öffnet 30. Dadurch werden der Meldestromkreis N-33-3T-27-26-A^r und der Zähl- j Stromkreis iV-34-31-27-26-jV geschlossen. 34 bewirkt den zweiten Schritt der Zählung. Die nunmehr aufleuchtende Signallampe 33 zeigt an, daß die Lastschale 11 wieder in Füllstellung steht. Senkt sich wieder die gefüllte Schale, so wird dieser Stromkreis bei 27-26 unterbrochen. Die Waage hat ausgekippt und wartet auf den neuen Impuls zur Entsperrung. Ist z. B. der Vorratsbunker über der Waage leer und hat infolgedessen die Waage nicht ausgekippt, während 28 und 42 schon wieder geschlossen werden, so bleibt der Steuerstromkreis über 29-13 bei 25 unterbrochen, und es erfolgt durch 29 kein Zählschritt. Geschlossen wird dagegen der Weckerstromkreis ^-28-35-42-31-27-26-A^r. Der Wecker 32 zeigt demnach die Unregelmäßigkeit an.

Der Widerstand 43 entspricht der Summe der Widerstandswerte der Elektromagnete 29 und 13.

Kurz nach dem öffnen des Kontaktes 28 schließt ein Nocken 36 den Kontakt 37. Ist z. B. die Waage verschanzt und infolgedessen die Lastschale 11 nicht zurückgegangen, so geht der Strom den Weg Λ'-37-35-29-ΐ3-25"26-Λ^Γ, und der Wecker spricht an.

Daß hierbei auch der Zählwerksmagnet 29 nochmals anspricht, ist ohne Bedeutung, da der Zähl- j impuls bereits durch den Entriegelungsstrom er- \ folgte. Wiederholungen der Impulse an einem der beiden Zählwerksmagnete 29 und 34 sind unwirksam, wenn dazwischen der andere Magnet keinen Impuls erhält. Dieser Fall kann aber nicht eintreten.

Abb. 3 erläutert eine Ausbildung des Zählwerks,

durch welche genaue Zählungen sichergestellt werden. Die Elektromagneten 29 und 34 steuern einen besonderen Motor 38, der über die Zahnräder 39 die Zählwerkswelle 40 treibt, auf der eine Nockenscheibe 41 sitzt, die während je einer halben Umdrehung wechselweise ein Stromschlußstück an den Elektromagnet 29 und 34 mit dem Motorstromkreis verbindet. Jede Zählung benötigt also je einen Stromimpuls an die beiden Elektromagnete. Auf diese Weise wird ein zuverlässiger Zählwerksantrieb geschaffen, und es können daran mehrere Zählwerke, z. B. für Tagesmessung oder Schichtmessung, angeschlossen werden.

Die dreiteilige Aufgabe: Fernsteuerung, Kontrolle und Zählung der Schüttungen, wird also durch eine Zusammenschaltung einfacher und wenig störungsanfälliger elektrischer Schaltelemente mit einer nur dreiadrigen Verbindung zwischen den beiden Arbeitsstellen (Waage einerseits und Steuerbzw. Überwachungsstelle andererseits) erreicht.

Die Erfindung ermöglicht hiernach die kontinuierliche Ausbeutemessung in automatischen Mühlen u. dgl. und gleichzeitig die Fernsteuerung der automatischen Waagen sowie die Fernzählung und die Rückmeldung im Falle von Störungen.

P A T E N T A \ S Ι» Π Γ C HE:

ι. Einrichtung zur Messung der Ausbeute mittels Waagen bei der fließenden Verarbeitung von Massengut, beispielsweise in Mühlen, dadurch gekennzeichnet, daß die Lastschale (15) der Waage (14), an welcher der Anfall der Zwischen- und Fertigerzeugnisse gemessen wird, durch einen stetigen Förderer gebildet wird, dessen Fördergeschwindigkeit verhältnisgleich der Anzahl der in der Zeiteinheit stattfindenden Spiele der selbsttätigen Waage für ununterbrochenen Betrieb (10) ist, über die das zur Verarbeitung bestimmte Gut aufgegeben wird.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabstand zwischen den Schüttungen der selbsttätigen Waage für ununterbrochenen Betrieb durch ein elektrisches Steuergerät (22) gesteuert wird, das zwangsläufig mit dem stetigen Förderer (15) gekuppelt ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwangsläufige Kupplung in einem elektrischen Synchronantrieb (24, 16) besteht, dessen Generator und Motor mit einer Welle (18) des Steuergeräts bzw. des stetigen Fördere'rs (15) verbunden sind.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl des Steuergeräts (18, 22) durch ein stufenloses Getriebe (21) regelbar ist, so daß die Leistung der Waage für ununterbrochenen Betrieb (10) und damit die Stundenleistung des Betriebes ferneinstellbar und an einem entsprechend der Stundenleistung geeichten Drehzahlmesser (23) ablesbar ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Steuergeräts durch die Betriebstransmission oder (bei Wechselstrom) durch den Betriebsstrom erfolgt, so daß die gewichtsmäßige Do-

sierung des Rohproduktstromes von den Drehzahlschwankungen des Betriebes abhängig ist.
6. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Waage (io) zwei Stromschlußstücke (25, 27) enthält, die in der Füll- bzw. in der Entleerungsstellung mit einem festen Stromschlußstück (26) Kontakt geben und dadurch die Fernüberwachung des richtigen Arbeitens und die Fernzählung der Schüttungen ermöglichen.
7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die in der Füllstellung stehende Lastschale eine Signallampe (33) eingeschaltet wird.
8. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Füllstellung stehengebliebener Lastschale durch den Entriegelungsstrom (^-28-35-31-27-26-.ΛΓ) ein Läutewerk (32) zum Ertönen gebracht wird.
9. Einrichtung nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei in der Kippstellung stehengebliebener Lastschale eine Läutewerk (32) durch einen vom Steuergerät geschlossenen Stromkreis (^-37-35-29-13-25-26-^) zum Ertönen gebracht wird.
10. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch ein Zählwerk mit zweistufiger Zählung, deren erster Schritt durch den die Rückkehr der Waage (10, 11) in die Füllstellung einleitenden Anlaß (EntSperrung 13, 12) und deren zweiter Schritt durch die Beendigung dieser Rückkehr bewirkt wird.
11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Zählwerk von einem Motor (38) angetrieben wird, dessen Antriebs-Stromkreis eine Stromverzweigung enthält, und daß ein Nocken (41) auf der Zählwerkswelle (40) für jede Zählung nacheinander in jedem Stromzweig einmal eine Unterbrechung durch ein Stromschlußstück schließt, während durch den zu zählenden Vorgang andererseits nacheinander (z. B. durch den Anfang und das Ende des Vorganges) ebenfalls je einmal in jedem Stromzweig eine andere Unterbrechung durch ein Stromschlußstück (beispielsweise die Relais 29 und 34) geschlossen wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

1925 10.51