DE8815690U1

DE8815690U1 - Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsanteils, insbesondere des Feuchteanteils in Gemischen, vorzugsweise Schüttgütern

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Publication number: DE8815690U1
Application number: DE8815690U
Authority: DE
Original assignee: HOLZAPFEL BERND 4790 PADERBORN DE
Current assignee: HOLZAPFEL BERND 4790 PADERBORN DE
Priority date: 1988-12-17
Filing date: 1988-12-17
Publication date: 1990-02-01
Anticipated expiration: 1998-12-18

Description

J. .L

Wolfgang Grieshaber, Marbacherstraße 19, 6700 Ludwigshafen/Rh 25 Bernd Holzapfel, An langen Hahn 56, 4790 Paderborn-Dahl

melden die Vorrichtung mit folgender Aufgabe zum Gebrauchsmuster an:

Vorrichtung zur Bestimmung des Flüssigkeitsanteils, insbesondere des Feuchteanteils in Gemischen, vorzugsweise Schüttgütern wie z.B. Kies und Sand.

Die bei der Produktion von Kiesen und Senden eingesetzten Entwässerungsanlagen arbeiten kontinuierlich indem sie das ankommende Material auf einer rüttelnden Siebmatte, deren Offnungen kleiner als die Korndurchmesser sind, transportieren. Um die Abnutzung ek-<r Siebmatten durch Abrasion - bezogen auf die durchgesetzte Materialmenge - möglichst klein zu halten, gilt es, die Transportgeschwindigkeiten des Sandes auf der Siebmatten hoch zu halten. Eine zu lange Verweildauer des Sandea in der Entwässerungsanlage hat ebenfalls aus dem Grunde keinen Sinn, daß der Sand mit diesem Verfahren nur bis zu einem gewissen Grad zu trocknen ist. Wiederum zu hohe Transportgeschwindigkeiten sind zu vermeiden, da die Maschine sonst ihren Zweck, die Trocknung, verfehlt.

Aus der Notwendigkeit heraus, die Sandfeuchte zur optimalen Geschwindigkeiteeinstellung der Entwässerungsmaschine zu ermitteln, wurde zur möglichst schnellen, ökonomischen und zuverläS" sigen FeUchtebesfcimmUng die angemeldete Vorrichtung entwickelt. Als mögliche weitere Einsatzgebiete wären zu nennen!

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- Die Landwirtschaft: Bei gedroscherem und zu lagerndem Weizen. Zu feuchtes Gut muß vor der Lagerung durch einen kostenintensiven, schonenden Vorgang getrocknet werden.

- Die chemische Industrie: Bei Produktion und Lagerung von Chemikalien, zum Beispiel Waschmitteln, soll durch Kontrolle der Feuchteänderungen sowohl ein Verklumpen, als auch ein übermäßiges Stauben verhindert werden.

- Die Gießereien: Bei Formsanden gilt es zu verhindern, daß der Wasserdampf, der sich durch die hohen Temperaturen der Schmelzen bildet, die Fora verändert oder zerstört.

Stand der Technik:

Im Wesentlichen werden 2 Verfahren zur Feuchtebestimmung angewandt:

1) Nach der Schüttgutentnahme wird die sich durch ihren Feuchteanteil ausgezeichnete Probe gewogen, sodann getrocknet und erneut einer Wiegung unterzogen. Die Differenz beider Wägungen dividiert durch das ursprünglich ermittelte Gewicht der Probe ergibt die zu bestimmende Feuchte· Das Aufwendige an diesem Verfahren ist das Trocknen der Probe. Hierzu wird sie entweder mit einer leicht entflammbaren Flüssigkeit Übergossen und entzündet oder über eine läugere Zeit in einem Ofen bis zur Gewichtskonstanz getrocknet.

Der wesentliche Nachteil einer schonenden Trocknung im Ofen ist in der erforderlichen Trockenzeit zu sehen, die in der Hegel 12 Stunden beträgt. Diese lange Trockenzeit ist deshalb notwendig, damit die in der Regel anschließende Korngrößenuntersuchung ^n i chi durch die zerplatzten Köröer verfälscht wird. Als ein weiterer nachteiliger Aspekt der Ofentrocknung ist der dazu erforderliche Etiergieeinflatz zu nennen« Da eine Anzahl getrockneter Schüttgüter .jLhÜideK ¥&$1rh ^aucn stark hygroskopisch

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ist j sollten die Wägungen der zu trocknenden Proben am besten innerhalb des Ofens Vorgenommen werden, Was wiederum eine spezielle Und kostenintensive Konstruktion der Waage Voraussetzt _t

2) Bestimmung des Feuchtigkeitsanteile in Schüttgütern alt Hilfe einer Isotopensonde (z.B. Gerät zum Preis von über DM 22000.-der Firma Troxler Electronics GmbH, Gilchinger Straße 33, 8031 Ailing).

Die Probe wird einer Strahlungequelle für schnelle Neutronen ausgesetzt und erzeugt durch den Abbremseffekt der Atomkerne langsame Neutronen. Die Durchgangsrate der Neutronen, die die Probe durchquert haben und von der Meßsonde registriert werden, sind ein MaD für den Wassergehalt der Probe. Die Sonde enthält radioaktives, gesundheitsgefahrdendes Material. Das Verfahren gilt als sehr schnell und genau, ist aber für die größte Zahl der Anwender wirtschaftlich nicht vertretbar und wegen der Strahlung für einige Schüttgüter, beispielsweise aus dem Nahrungsmittelbereich, nicht bedenkenlos anwendbar. Die Notwendigkeit der Erfüllung gesetzlicher Auflagen kommt zeit- und kostenaufwändig hinzu. So ist beispielsweise die Vorlage einer Umgangs- und Transportgenehmigung nach der Strahlenschutzverordnung erforderlich, die den beweglichen Einsatz eines solchen Testgerätes wesentlich begrenzt.

Aufgabe der hier angemeldeten Vorrichtung ist es, den Flüssigkeitsanteil von Gemischen zu bestimmen, insbesondere die Feuchtigkeitsbestinraung in Schüttgütern mit einer Genauigkeit und Schnelligkeit zu ermöglichen, die der Messung mit einer Isotopenmeßsonde nahekommmt und gleichzeitig einen wesentlich geringeren wirtschaTtricheiTtturwand^&rfordert. Die genannten

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äehwier'ig'keit-en laööen sieh m-it- SxXfe der in den Sctiutzänspf lichen definierten Vorrichtung vermeiden«

Bei der angemeldeten Vorrichtung wir"d die Feuchtemessung durch immersion der Probe₍ deren Ürsprungsfeüchtigkeit zu ,messen ist« bewerkstelligt. Demnach müssen die Stoffe folgenden Anforderungen geniigen:

- Sie dürfen nicht mit der Flüssigkeit, die zusätzlich hinzugegeben wird· reagieren«

- Sie müssen in ihrer Dichte homogen sein und dürfen zum Beispiel nicht durch die verschiedenen hydrostatischen Drucke, die bei der Immersion auftreten, ihre Dichte verändern. Dies wäre der Fall, wenn ein sehr leicht kompressibler Stoff einen Lufteinschluß hätte.

Es sind auch schwimmfähige Stoffe auf ihre Feuchte hin untersuchbar. Auch kann man den Stoff auf andere Flüssigkeiten als Wasser hin untersuchen. Dabei muß in der Auswerteformel eine leichte Veränderung vorgenommen werden, die Durchführung der Messung und der Aufbau der Vorrichtung bleiben davon unberührt«

Zur Feuchtigkeitsbestimmung benötigt man als Konstanten

- die Trockendichte des Stoffes, dessen Feuchte zu messen ist,

- die Dichte der Flüssigkeit, mit der die Probe befeuchtet oder getränkt ist,

- die Dichte der Flüssigkeit, mit der der Behälter aufgefüllt wird, falls es eine andere sein sollte als diejenige, die in der Probe als Feuchte enthalten ist,

- die Masse des Behälters mit eventuellen Zusatzvorrichtungen (Ansprüche 3 bis 5),

- das Volumen, welches das Überlaufsystem als endgültiges Volumen einstellt. ,

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Die Zeichnung stellt eine der möglichen Bauweisen der ' ,angemeldeten Vorrichtung dar« Hinter deri in der Zeichnung auftretenden Buchstaben folgt eine kurze Bezeichnung Und der Bezug zu den Schutzansprüchen» falls vorhanden!

A: Behälter nach Ansprüchen 1 und 2. B: Seitlich an den Behälter (A) angesetzte Passung. Ci Abnehmbares überlaufsystem nach Anspruch 4. D: Rührwerk nach Ansprüchen 1 und 5. E: Siebeinsatz nach Anspruch 3. F: Handelsübliche Waage nach Anspruch 1. G: Deckel, der das Rührwerk (D) hält und führt. H: Bohrung zui Flüssigkeitseinfüllen. Durchführung:

Zur Feuchtebestinung benötigt «an» außer den o.g. Konstanten, zwei Massen Ml und M2. Man erhält sie auf folgende Weise: Voraussetzung sind saubere und kurz abgetrocknete Zusatzvorrichtungen (C). (D), (E), (G) (Ansprüche 1 bis S) und Behälter (A). Sie brauchen nicht vollkoMen trocken zu sein, da enstehende Meßfehler in der Regel kleiner sind als das Auflösungsvermögen der Waage.

In den leeren, trockenen und sauberen Behälter (A) ohne jegliche Zusatzvorrichtungen gibt «an die Probe, die den Behälter zur Hälfte füllen sollte. Nun führt man das Rührwerk (B), welches durch den Siebeinsatz (E) geführt ist, mitsamt dem Deckel (G) in den Behälter ein, bis der Deckel an der Behälteröffnung schließt. Dann führt man das Uberlaufsystem (C) in die seitliche Passung (B) ein. Nun ermittelt man die Masse Ml. Sie ist die der feuchten Frobe mit dem Behälter einschließlich eventueller Zusatzvorrichtungen _# (CJ, _#(DJ_tl (E)_#J (G). Man gibt eine Flüsaig-

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keit bekannter Dichte (la verstehenden Paragraph, als dritte Konstante aufgeführt) durch die Füllöffnung (H) ZU, bis die Flüssitfkeitsoberflache kürz üfiter dem Siebeinsatz (E) «teht. Durch das anschließende Betätigen des Rührwerks Verhindert SSan so, däß Lüfteinschlüsse zwischen den Materiälköfnern die Messung Verfälschen. Nach Beendigung des Rührvorgangs und kurzer

Beruhiung des Gemisches, erfolgt ein weiteres Auffüllen axt der s
B zuvor schon benützten Flüssigkeit bis kurz unter den Deckelrund,

aber iaaer bis deutlich über die Höhe der Passung (B). Die ia Oberteil des Behälters befindliche Luft wird anfangs durch das Uberlaufsysten (C) entweichen können, später nur noch durch den absichtlich nicht dicht schließenden Deckel (G). Wenn die Flüssigkeit anfängt aus dea unteren Ende des Uberlaufsysteas (C) auszutreten, setzt aan keine Flüssigkeit aehr zu. Flüssigkeit tritt solange aus, bis der Flüssigkeitsspiegel die Unterkante des ia Behälter liegenden Bogens von (C) erreicht hat. Die folgende Wiegung ergibt M2. Dies ist die Masse der feuchten Probe ait dea Behälter einschließlich der Zusatzvorrichtungen nach Auffüllen «it Flüssigkeit und anschließendes Einstellen des endgültigen Voluaens durch das Uberlaufsystea.

Nach Einsetzen der Konstanten und der Massen Ml und M2 in eine Forael ergibt sich sofort die Feuchte bezogen auf das Ursprungsgewicht der Probe.

Claims

SCHÜTZANSPRÜCHE

1.) Vorrichtung zur Messung des Flüssigkeitsanteils in Gemischen, insbesondere Schüttgütern bekannter Dichte, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus

(a) einem Behälter mit bekannter Masse und bekanntem Volumen,

(b) mit oder ohne einem Rührwerk, das das Gemenge im Inneren des Behälters verquirlen kann,

(c) einer Waage,

(d) einem einfachen oder programmierbaren Rechner besteht.

2.) Vorrichtung nach Anspruch l(a) dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter vorzugsweise, zur Sicherung seiner Fornetabilität, aus einem festen Stoff besteht, zum Beispiel Glas, Keramik, Kunststoff, Metall oder dergleichen.

3.) Vorrichtung nach Anspruch l(a) und l(b) dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter eine Vorrichtung enthält, die verhindert, daß schwimmende Bestandteile des Stoffes, dessen Feuchte zu nessen ist, an der FlUssigkeitsoberflache auetauchen. Die ebengenannte Vorrichtung kann zum Beispiel als Sieb ausgebildet sein.

4.) Vorrichtung nach Anspruch l(a) und l(b), dadurch gekennzeichnet, daß ein Probebehälter verwendet wird, der über ein Überlaufsyste« - vorzugsweise sollte es dewontierbar sein -Verfügt, dessen Stutzen bis in die Qtierschhxttsflache der ßinfüllöffnUng reicht,

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5.) Vorrichtung nach Anspruch l(b), dadurch gekennzeichnet, daß das Rührwerk abnehmbar gestaltet (zum Beispiel einem Aufsatz mit Rührhaken oder Magnetrührer) oder fest mit dem Behälter verbunden ist. Anstatt eines Rührwerks kann auch ein Rüttler eingesetzt werden.

6.) Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vier Teile der Vorrichtung aus Anspruch 1, nämlich (a) bis (d), jeweils gruppenweise oder alle zusammen als eine einzige Einheit baulich realisiert werden.

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