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Verfahren und Vorrichtung zur Anzeige der -trömungsgeschwindigkeit
einer aus Festkörpern bestehenden pulvrigen, körnigen oder ähnlichen Masse Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Anzeige der Strömungsgeschwindigkeit einer aus
Festkörpern bestehenden pulvrigen, körnigen oder ähnlichen Masse, bei dem das Material
auf eine geneigte Platte gelenkt und über die Oberfläche dieser Platte zu fließen
gezwungen und das resultierende Moment um die Drehachse der Masse gemessen wird.
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Bei den bekannten Anordnungen dieser Art trifft das Schüttgut unterhalb
der Drehachse der geneigten Platte auf. Es hat sich nun gezeigt, daß sich bedeutende
Vorteile erzielen lassen, wenn man gemäß der Erfindung dafür Sorge trägt, daß die
Platte derart. in den Materialstrom gestellt wird, daß die Materialauftreffstelle
oberhalb der Drehachse zu liegen kommt, wodurch das resultierende Moment von der
Fallhöhe des Materials im wesentlichen unabhängig wird. Bei den bekannten Vorrichtungen
mußte man dafür Sorge tragen, daß das Material über eine vorher bestimmte Entfernung,
d. h. über eine konstante Höhe herunterfällt. Wenn sich diese konstante Höhe nicht
aufrechterhalten ließ, dann mußte man eine Rührvorrichtung vorsehen, die dafür Sorge
trug, daß das Material
immer im gleichen vertikalen Abstand von
seiner Auftreffstelle ausläuft. Es ist offensichtlich, daß mit einer solchen Vorrichtung
genaue Messungen praktisch nur unter erheblichem Aufwand an Mühe, Zeit und Apparaturen
möglich' sind, während gemäß der Erfindung durch den einfachen Vorschlag, die Auftreffstelle
grundsätzlich oberhalb der Drehachse zu legen, alle diese Nachteile schlagartig
überwunden werden.
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Besonders zweckmäßig ist es,-eine feste Hilfsplatte in der Nähe der
Platte anzuordnen, so daß das Material zuerst auf die Hilfsplatte auffällt und dadurch
jegliche Materialansammlung oder jegliches Festbacken auf der Hilfsplatte erfolgt.
Auf diese Weiseflläßt sich die erfindungsgemäße Anordnung auch für Materialströme
verwenden, die einen relativ hohen Feuchtigkeitsgehalt aufweisen.
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Um den Impuls des Materials auf die Platte beim Auftreffen zu Verringern
und den Materialstrom langsam aus der Vertikalen in die Plattenrichtung abzulenken,
wird in weiterer Ausbildung des Grundgedankens der Erfindung vorgeschlagen, die
Platte von der Auftreffstelle des Materials nach oben in die Senkrechte zu krümmen.
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Die Erfindung soll in der folgenden Beschreibung an Hand der Zeichnungen
näher erläutert werden. Die Zeichnungen zeigen in Fig. I eine schematische Darstellung
einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, Fig. 2 ein
Schaubild, das die Änderung des Drehmoments an dem Hebelarm nach Fig. 1 in Abhängigkeit
von dem Ort zeigt, aus dem die Teilchen auf die Platte auffallen, Fig. 3 eine andere
Ausführungsform der Platte für die Verwendung in der in Fig. I dargestellten Vorrichtung,
Fig. 4 und 5 zweckmäßige Abänderungen des Erfindungsgegenstandes zur Messung der
Strömungsgeschwindigkeiten von klumpigem Gut.
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Die in Fig. I dargestellte Vorrichtung besteht aus einem auf dem
Drehlager I3 drehbar gelagerten Balken I2 und einer flachen Platte I4, die am Ende
des Balkens 12 gegen die Senkrechte geneigt befestigt ist. Ein Gerät 15 dient zur
Messung des Drehmoments am Balken I2 und besteht beispielsweise aus einer Feder,
die einer gegen den Uhrzeigersinn gerichteten Drehung des Balkens I2 entgegenwirkt,
und aus Vorrichtungen zur Messung der Drehbewegung des Balkens. Eine Dämpfungsvorrichtung
I6 dämpft die Schwingungsbewegungen des Balkens 12.
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Das Gut, dessen Strömungsgeschwindigkeit gemessen werden soll, fällt
in Richtung des Pfeiles I7 auf die Platte 14 auf und wandert über die Platte, um
sie an ihrem unteren Ende wieder zu verlassen. Dadurch wird bezüglich des Drehlagers
I3 ein Drehmoment auf den Balken 12 ausgeübt und durch das Gerät 15 gemessen. Es
hat sich herausgestellt, daß eine lineare, von anderen Faktoren, z. B. der Dichte
des Gutes, unabhängige Beziehung zwischen.der Strömungsgeschwindigkeit und dem Drehmoment
besteht, wenn die Auftreffstelle des Gutes im wesentlichen die gleiche bleibt. Das
Gerät I5 kann deshalb leicht zur unmittelbaren Ablesung der Strömungsgeschwindigkeit
geeicht werden.
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Aus den obigen Überlegungen folgt die Wahl der geometrischen Abmessungen
der Platte derart, daß das Drehmoment um das Drehlager 13 in einem gewissen Bereich
im wesentlichen unabhängig von der Fallhöhe des Gutes ist. Die folgenden Zahlenangaben
seien als reines Beispiel genannt: Neigungswinkel der Platte gegen die Horizontalen
................... a = 560 Abstand der unteren Plattenkante von der Anbringungsstelle
des Balkens 12 ..................... a = 14,0 cm Abstand der oberen Plattenkante
von der Anbringungsstelle des Balkens 12 .......................... = I6,o cm Abstand
der Auftreffstelle des Gutes von der Anbringungsstelle des Balkens 12 ..............,......
b = 7,6 cm Hebelarm des Balkens I2 zwischen dem Drehlager I3 und der Befestigungsstelle
an der Platte Iq ..... c = 20,6 cm Bei diesen Abmessungen kann das Material aus
jeder Höhe bis zu 15 cm unmittelbar iiber der Auftreffstelle der Platte aufgegeben
werden, ohne daß das resultierende Drehmoment wesentlich beeinflußt wird. Ahnliche
Ergebnisse kann man auch noch bei entsprechender Änderung des Anstellwinkels der
Platte erzielen.
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Fig. 2 zeigt die Abhängigkeit des Drehmoments von der vertikalen
und horizontalen Lage der Materialablaufstelle unter Konstanthaltung der Strömungsgeschwindigkeit.
In diesem Schaubild sind sowohl auf der Abszisse als auch auf der Ordinate Längeneinheiten,
z. B. Meter, aufgetragen, während die Linie I8 gleich große Drehmomentwerte verbinden,
und die Zahlen daher Drehmomenteinheiten, z. B. kg m, darstellen.
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Fig. 2 zeigt die Werte für Sand, der mit einer Geschwindigkeit von
0,031 kg/Sek. fließt, jedoch zeigt auch anderes Gut ähnliche Resultate. Die Bezugszeichen
A, B, C, D, E, G sollen zur leichteren Diskussion der ihnen zugeordneten Linien
dienen.
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So entspricht beispielsweise die Linie F der Lage des Pfeiles I7
in Fig. I.
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Es läßt sich aus Fig. 2 erkennen, daß die Fallhöhe auf oder in der
Nähe der senkrechten Linie 19 das Drehmoment nicht beeinflußt. Liegt die Ablaufstelle
des Materials in dem gestrichelten Bereich, so weicht das Drehmoment höchstens 2½%
vom Mittelwert ab. Soll also das resultierende Drehmoment von der Fallhöhe im wesentlichen
unabhängig sein, dann muß der Auftreffpunkt im wesentlichen am Schnittpunkt der
Linie F mit der Platte 14 liegen.
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Wird körniges oder ähnliches Gut auf einer sich bewegenden waagerechten
Fläche, beispielsweise einem Förderband oder einer rotierenden Scheibe, gefördert
und über die Kante dieser Fläche, beispielsweise durch einen festen Abstreifer,
abgegeben, dann läßt sich der Abfallort des Materials
mit ziemlicher
Genauigkeit feststellen, nicht jedoch die Stelle nach Höhe und Abstand von der Förderfläche,
an der der Großteil des Materials wirklich frei zu fallen beginnt. Aus Fig. 2 erkennt
man, daß durch richtige Einstellung der oben beschriebenen Meßvorrichtung bezüglich
einer solchen Zuführungsvorrichtung dieser Ort des eigentlichen Freikommens des
Materials ohne wesentlichen Einfluß auf die Endergebnisse ist.
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Die Einzelheiten der-in Fig. I dargestellten Vorrichtung können selbstverständlich
geändert werden. Beispielsweise kann an Stelle eines Drehlagers I3 eine Torsionsstange
Verwendung finden. Die Platte 14 kann auch an der einen oder an beiden Seiten hochstehende
Kanten aufweisen, um sicherzustellen, daß das Gut nicht über die Seitenkanten hinausfließt.
Die Platte kann auch eine rinnenförmige Gestalt besitzen, wie sie in Fig. 3 angedeutet
ist.
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Die Hilfsplatte 20 mit dem Kurvenkörper 23 nach Fig. 4 soll ein Ansammeln
des Gutes auf der Platte verhindern und damit eine im wesentlichen fehlerfreie Ablesung
ermöglichen. Die Platte 20 ist fest und liegt mit ihrer Unterkante in der Nähe des
Schnittpunktes der Linie F mit der Platte 14.
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Das Gut 21 wird beispielsweise von einem Zuführungstisch 22 geliefert,
so daß es zuerst auf die Platte 20 fällt und dann von der Platte 20 auf die Platte
I4 fließt.
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Die Verwendung der Platte 20 ist besonders erwünscht, wenn man Messungen
der Strömungsgeschwindigkeit von feuchtem oder klumpigem Material machen will. Wird
solches Material unmittelbar auf die Platte 14 aufgegeben; dann bilden sich auf
der Platte Rückstände, die zu einer Beeinträchtigung der Ablesung am Anzeigeinstrument
führen. Die Hilfsplatte 20 soll an einer Stelle angesetzt werden, wo eine Änderung
des Drehmoments mit der Fallhöhe des Materials nicht kritisch ist.
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Anstatt eine Hilfsplatte 20 zu verwenden, kann die Platte 14 am oberen
Ende auch in einer schwachen Kurve 25 zur Senkrechten hin gekrümmt sein, wie- es
aus Fig. 5 zu ersehen ist. Das Material fällt dann, wie aus dieser Figur ersichtlich,
so auf die Platte auf, daß sich der Materialstrom an die Kurve 25 anlehnt und langsam
nach unten auf die Platte abgelenkt wird. Auch dadurch läßt sich ein Festbacken
des Materials verhindern.
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Schließlich kann ein Festbacken des Materials auf der Platte auch
dadurch verhindert bzw. vermindert werden, daß man die Platte beheizt.