DE1498458A1 - Method and device for monitoring a flow of flowable, in particular powdery or granular material - Google Patents

Method and device for monitoring a flow of flowable, in particular powdery or granular material

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DE1498458A1 DE19651498458 DE1498458A DE1498458A1 DE 1498458 A1 DE1498458 A1 DE 1498458A1 DE 19651498458 DE19651498458 DE 19651498458 DE 1498458 A DE1498458 A DE 1498458A DE 1498458 A1 DE1498458 A1 DE 1498458A1
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flow
force
throttle means
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Description

PATENTANWALTS //PATENT Attorney // DR.-1NG.HÖGER —DR.-1NG.HÖGER -

CHCH

D,PL.-PHYS.DR.GmESSBACH 17.3.1965 £B/rü D , PL.-PHYS.DR.GmESSBACH 3/17/1965 £ B / rü

7 STUTTGART-I, UHLANDSTR. 1Θ7 STUTTGART-I, UHLANDSTR. 1Θ

Es wird die Priorität der schweizerischen Patentanmeldung «jThe priority of the Swiss patent application «j

No. 4979/64 vom 17. April 1964 in Anspruch genommen.No. 4979/64 of April 17, 1964.

Schweizerische Industrie-Gesellschaft, Neuhausen am RheinfallSwiss Industrial Society, Neuhausen am Rheinfall

Verfahren und Vorrichtung zur Ueberwachung eines 5tromes von
fliessfähigem, insbesondere pulverförtnigem oder körnigem GutMethod and device for monitoring a current of
Flowable, especially powdery or granular material

Die erfindeng betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur fijThe erfindeng relates to a method and a device for fij

ti Ueberwachung eines Stromes von fliessfähigem, insbesondrrs pul- Φ ti monitoring a stream of flowable, powder-insbesondrrs Φ

vex'ärmigeni oder körnigem Gut. ^;vex'ärmigeni or granular good. ^;

Bei vielen automatisch und kontinuierlich ablaufenden Herstel-With many automatic and continuously running manufacturing

lungs-, Misch-, Trocken-? und Abfüllvorgängen in der Industrie ' j|ling, mixed, dry? and filling processes in industry 'j |

ist es notwendig, das Schüttgewicht oder das Volumen eines Soll- §|it is necessary to determine the bulk density or the volume of a target § |

gewichtes von fliessfähigen Gütern laufend zu überwachen, um ^continuously monitor the weight of flowable goods in order to ^

mit den Messresultaten Vorgänge vor oder nach der Messstelle ίΐ|with the measurement results processes before or after the measuring point ίΐ |

steuern zu können. " - ψ to be able to control. "- ψ

■ ■ 1■ ■ 1

Bis jetzt werden für solche Zwecke hauptsächlich Waagen ver- ρ wendet, welchB in den zu messenden Strom oder einen Teilstrom
desselben eingeschaltet werden. Im ersten Fall wird.die Kon-Up to now, balances have mainly been used for such purposes, which are inserted into the flow to be measured or a partial flow
of the same to be switched on. In the first case, the consortium

tinuierlichkeit des Materialflusses unterbrochen, im zweiten Fall zum mindesten reduziert, da immer ein Volumen aufgefüllt, dann der Zufluss abgestellt und das Material erst nach der Wägung wieder abgelassen wird. Ist nun die zu prüfende Menge gross, müssen mehrere Waagen eingesetzt oder es muss ein grosses Messvolumen verwendet werden, welche Lösung einen oftmals zu stark integrierten Messwert ergibt. Wägt man hingegen, jum mit nur einer Waage auszukommen, nur periodisch abgezwei'gte Proben eines Teilstromes, muss man in Kauf nehmen, dass das Resultat für den Hauptstrom nicht unbedingt repräsentativ ist. Alle diese Systeme bedingen Schieber, Klappen oder sonstige störungsanfällige Absperrorgane mit unter Umständen komplizierten und teuren mechanischen Antrieben.continuity of the material flow interrupted, in the second Case at least reduced, since a volume is always filled, then the inflow is turned off and the material only after the Weighing is drained again. If the amount to be tested is large, several scales must be used or a large one must be used Measurement volume can be used, which solution often results in an over-integrated measurement value. On the other hand, if you weigh it, yeah To get by with only one balance, only periodically branched samples of a partial flow, one has to accept that that The result is not necessarily representative for the main stream. All of these systems require slides, flaps or other failure-prone shut-off devices with possibly complicated ones and expensive mechanical drives.

um einen kontinuierlichen Betrieb zu ermöglichen werden oftmais Bandwaagen eingesetzt, wobei ein ganzes Förderband samt Antriebsmechanismus oder auch nur ein freies Teilstück des Bandes gewogen wird. Dieses System hat die Nachteile, dass antweder bei der Beschickung der Waage zusätzlich kinematische Kräfte auf die Waage einwirken oder dass es bei freifliessen— den Schüttgütern sehr schwierig ist, das gewogene Volumen zu kontrollieren. Bei den Systemen, bei welchen nur ein Teilstuck des Bandes gewogen wird, kommt zusätzlich noch ein Fehler dazu, welcher von der Starrheit dea Förderbandes herrührt.in order to enable continuous operation, corn is often used Belt scales are used, with an entire conveyor belt including the drive mechanism or just a free section of the Tape is weighed. This system has the disadvantage that there is also kinematic action when loading the scales Forces act on the scales or that it flows free- In bulk solids, it is very difficult to control the weighed volume. With the systems in which only a part of the belt is weighed, there is an additional error, which stems from the rigidity of the conveyor belt.

BAD 80981.0/1111 BATH 80981.0 / 1111

Es sind auch Versuche bekannt geworden, das Volumengewicht von fliessfähigen Gütern mit Hilfe von Beta- und Gammastrahlen zu messen. Die Messgenauigkeit ist jedoch meistens unbefriediaer.d, da die Geometrie des Strahlenganges nicht genügend konstant bleibt. Ausserdem herrscht in vielen Betrieben eine Ab» neigung gegenüber der Verwendung von radioaktiven Isotopen und RSntgenanlagen.Attempts have also been made to reduce the volume weight to measure flowable goods with the help of beta and gamma rays. However, the measurement accuracy is mostly unsatisfied. because the geometry of the beam path does not remain constant enough. In addition, in many companies there is an ab » inclination towards the use of radioactive isotopes and X-ray systems.

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

'urch die vorliegende Erfindung sollen die genannten Nachteile },, The present invention is intended to address the disadvantages mentioned } ,,

Gehoben werden. Sie bezweckt, ein Verfahren und eine Vorrich- >;To be lifted. Its purpose is a method and a device->;

tung zu schaffen, die gestattet, mit einfachen Mitteln laufend \ to create a system that allows simple means to continuously \

einen Strom von fliessfähigem Gut zu überwachen und die Geschwin- Ϊ: digkeit des Gutstromes zu beeinflussen, to monitor a flow of flowable material and to influence the Ϊ: speed of the material flow,

»is srfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet» v ja a.-- nan den Strom durch ej.n rohrartiges Messglied leitet und .aufend die auf dasselbe vom durchfliessenden Gut ausgeübte, /ο« jeweiligen spezifischen Gewicht abhängige resultierende ''raft ermittelt und aufgrund desselben die Geschwindigkeit dee Gutetrones so beeinflusst, dass die pro Zeiteinheit durch- ' Gewichtsmenge des Gutes unabhängig von Veränderungen ' spezifischen Gewichtes stets im Bereich des Sollwertes ver-»Is srfindungsgemässe method being characterized» v ja a .-- nan passes the current through ej.n tubular measuring element and .on end the force exerted on the same from flowing through Good / ο "respective specific gravity dependent resulting '' raft determined and due to of the same influences the speed of the Gutetrons in such a way that the specific weight per unit of time by ' weight quantity of the goods regardless of changes' is always in the range of the target value.

809810/1111809810/1111

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein mit einer Einrichtung zum Messen der Kraft verbundenes röhrarti.ges Messglied, dessen Inhalt in Abhängigkeit der ermittelten Kraft veränderbar ist und durch Mittel, mit denen die Geschwindigkeit des Gutstromes ebenfalls in Abhängigkeit der ermittelten Kraft beeinflusst werden kann.The device according to the invention is characterized by one connected to a device for measuring the force Röhrarti.ges measuring element, the content of which depends on the determined force is changeable and by means with which the speed of the material flow also as a function the determined force can be influenced.

Die Zeichnung zeigt in schematiseher Darstellung zwei Ausf Ü.-irungsbeispiele der erf xndungsgemassen Vorrichtung» Anhand derselben wird das erfindungsgemässe Verfahren erläutert. Es zeigen:The drawing shows a schematic representation of two versions Practical examples of the device according to the invention »Based on the process according to the invention is explained in the same way. It demonstrate:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Anlage zum automatischen Abfüllen einer bestimmten Menge von pulverförmiger! oder körnigem Gut in Pakete, undFig. 1 is a side view of a system for automatic filling a certain amount of powdery! or granular material in packages, and

Fiij. 2 eine Variante der Anlage nach Fig. 1.Fiij. 2 a variant of the system according to FIG. 1.

An 3inem Silo 1 mit trichterf örmigein. Auslass ist ein senkrschtSi Einlaufrohr 2 befestigt. An dieses schliesst sich ein axial bewegliches Messrohr 4 an, das sich.über einen Arm 4a auf eine Waage 3 abstützt, so dass in axialer Richtung auf das Messrohr wirkende Kräfte die Waage 3 beeinflussen. An das Messrohr schliesst sich ein ortsfester Ausläufteil 5 in Form eines At 3inem silo 1 with a funnel-shaped one. A vertical Si inlet pipe 2 is attached to the outlet. This is followed by an axially movable measuring tube 4, which is supported on a balance 3 via an arm 4a, so that forces acting on the measuring tube in the axial direction influence the balance 3. Of the measuring tube, a stationary Ausläufteil 5 closes in the form of a

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

8098 TO/11 118098 TO / 11 11

Rohres an, das in eine beispielsweise volumetrisch arbeitende Dosieranlage 6 mündet. Am unteren Ende des Rohres 5 ist eine Drosselstelle 12 angeordnet. Diese kann jedoch auch durch das i in der Dosieranlage 6 angehäufte Gut gebildet werden. Der Aus- I laufteil 5 könnte auch anstatt rohrförmig sich nach oben ver- \ jungend, z.B. kegelförmig ausgebildet sein, so dass er teil- | weise von unten in das Messrohr 4 hineinragt. Durch axiale VBr- r Schiebung der Teilö 5 kann dann die Drosselwirkung beeinflusst werden. Aus der Dosieranlage 6, welche nach irgend einsm an sich bekannten Prinzip arbeiten kann, werden z.B. auf einer Förderanlage durchlaufende Pakete 9 mit Gut von konstantem Sollgewicht abgefüllt. Die Waage .3 wird unter Umständen mit Vorteil als Kompensationswaage ausgebildet.Tube which opens into a metering system 6 that operates volumetrically, for example. A throttle point 12 is arranged at the lower end of the tube 5. This can, however, also formed by the i accumulated in the dosing 6 Good. The training I run some 5 could instead be tubular comparable \ Jungend up, be cone-shaped, for example, so that it partially | wise protrudes into the measuring tube 4 from below. The throttling effect can then be influenced by axially displacing the parts 5. From the dosing system 6, which can work according to any principle known per se, packages 9 passing through on a conveyor system are filled with goods of constant target weight, for example. The scale .3 is advantageously designed as a compensation scale.

Anstelle einer Waage könnten auch andere geeignete Messvorrichtungen, z.B. elektrische Druckmessdosen, Dehnungsmessstreifen und dergleichen verwendet werden.Instead of scales, other suitable measuring devices could also be used, e.g. electrical pressure cells, strain gauges and the like can be used.

Theoretische Ueberlegungen und praktische Versuche haben gezeigt, dass bei kontinuierlich durch die Rohre 2, 4, 5 durchlaufendem Gut, sofern dieses zwischen Anfang und Ende des Messrohres 4 gleichförmig vfliesst und den ganzen Rohrquerschnitt ausfüllt, die auf die Waage 3 wirkende Kraft eine bestimmte Funktion des Produktes aus Schüttgewicht des Gutes und Volumen des Messrohres 4 ist. ■ ... ■ .Theoretical considerations and practical tests have shown that continuously running through the tubes 2, 4, 5 Good, provided that flows between the beginning and end of the measurement tube 4 uniformly v and fills the entire pipe cross-section, the force acting on the scale 3, a specific function of the product of the bulk weight of the material and the volume of the measuring tube 4. ■ ... ■.

BAD OHSGINALBAD OHSGINAL

809810/1 111809810/1 111

Der von der Waage 3 gemessene Wert .kann z.B. zur RegelungThe value measured by the scale 3 can be used, for example, for control purposes

einer Produktionsanlage 7 vor dem 5ilo 1 benützt werden.a production plant 7 in front of 5ilo 1 can be used.

Der Weg der Information A ist in Fig. 1 gestrichelt dargestellt. The path of the information A is shown in dashed lines in FIG.

Man kann aber auch mittels des von der Waage 3 gemessenen Wertes über Weg B ein Stellglied 8, z.B. das Dosiersystem derart steuern, dass die Pakete 9 mit konstantem Sollgewicht abgefüllt werden. Dies kann z.B. auch durch entsprechende Einwirkungen auf die Drosselstelle 12 geschehen, wodurch die erforderliche Veränderung der zeitlichen Durchflussmenge erreicht wird. Für die meisten Systeme ist dazu noch ein nicht lineares Zwischenglied 10 notwendig, welches zu einer festgestellen Schüttgewichtsänderung die für die richtige Korrektur benötigte Volumenänderung vorschreibt. Diese Anordnung lässt sich somit gut für die Regelung von volumetrischen Dosieranlagen verwenden. Sie hat jedoch den Nachteil, dass Nichtlinearitäten der Waage bei der Auslegung· des Zwischengliedes 10 be-. rücksichtigt werden müssen.But you can also use the value measured by the balance 3 via path B to set an actuator 8, e.g. the dosing system control in such a way that the packages 9 are filled with a constant target weight. This can also be done, for example, by corresponding Effects on the throttle point 12 occur, whereby the required change in the temporal flow rate is achieved will. For most systems, a non-linear intermediate member 10 is also necessary, which to a fixed Bulky weight change the one for the correct correction prescribes required volume change. This arrangement can therefore be used well for the control of volumetric dosing systems use. However, it has the disadvantage that non-linearities of the balance affect the design of the intermediate member 10. must be taken into account.

Bei dem in Fig. 2 gezeigten Ausfütvrungsbeispiel tritt dieser Nachteil nicht auf. Sein Aufbau entspricht grundsätzlich demjenigen nach" Fig. i. Der Unterschied liegt darin, dass das Einlauf rohr '2' tel-esköpartig in das Messrohr 4 eingreift» Zudem ist sein unterer Teil über ein Gestänge 2a mit dem Stell-In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, this occurs Disadvantage does not arise. Its structure basically corresponds to that according to "Fig. I. The difference is that the Inlet pipe '2' engages tel esköpartig in the measuring pipe 4 »In addition its lower part is connected via a rod 2a with the

; i f. --r ; i f. - r

BADBATH

98fd/i TTi180-98fd / i TTi 180 -

glied B verbunden.und von diesem aus axial verstellbar» Ein
Faltenbalg 11 verbindet den starren Teil mit dem beweglichen. Teil des Einlaufrohres 2. Bei dieser Ausführungsform ist es
möglich, die durch die Waage 3 gemessene Abweichung vom SoIl-'· wert, die dem Stellglied 8 über Weg B übermittelt wird, durch eine entsprechende Aenderung des Messvolumens des Messrohres At durch axiales Verstellen des Rohres 2 zu kompensieren. Für diese Verschiebung wird bei einer Verpackungsanlage vorteilhaft derselbe Antriebsmechanismus wie für die- Volumenverstellunr des Dosiersystems verwendet, wobei lediglich dos Uebersetzungsverhältnis der Verstellhübe, z.B. durch Verändern von Hebülarmverhältnissen angepasst werden muss.member B connected. and axially adjustable from this »A
Bellows 11 connects the rigid part with the movable one. Part of the inlet pipe 2. In this embodiment it is
It is possible to compensate for the deviation from the target value measured by the balance 3, which is transmitted to the actuator 8 via path B, by a corresponding change in the measurement volume of the measuring tube A t by axially adjusting the tube 2. For this shift, the same drive mechanism is advantageously used in a packaging system as for the volume adjustment of the dosing system, with only the transmission ratio of the adjustment strokes having to be adjusted, for example by changing the lever arm ratios.

3ei beiden Ausführungsformen kann es notwendig werden, dass
in die Stell- und Regelkreise zusätzliche Glieder eingebaut
v/erden müssen, z.B. zur zeitlichen Verzögerung des Signals
oder zur Dämpfung desselben»In both embodiments it may be necessary that
Additional elements built into the actuating and control circuits
v / need to ground, e.g. to delay the signal
or to dampen the same »

äi.·. , .aterialverlust bei den Uebergängen auf das und vom Teil- *>t~ck 4 kann durch elastische Manschetten, Faltbäige oder
Trichter und dergleichen vermieden werden.äi. ·. Loss of material during the transitions to and from part *> t ~ ck 4 can be caused by elastic cuffs, folds or
Funnels and the like can be avoided.

Das Messvolumen, d.h. die Grosse des Volumens des Teilstückes 4 muss den Verhältnissen entsprechend gewählt werden. Bei Abfüllvorrichtungen von Verpackungsanlagen wird man es vorteil-The measurement volume, ie the size of the volume of the section 4, must be selected according to the circumstances. In the case of filling devices for packaging plants, it will be advantageous

809810/1111809810/1111

haft grosser als das Paketvol'umen wählen, um einen zuvorlässigen Mittelwert für die Regelung zu erhalten. Das Volumen kann wesentlich vergrössert werden, wenn man das Teilstück 4 ausgebaucht ausbildet.Choose larger than the parcel volume in order to avoid a Get mean value for the scheme. The volume can be increased significantly if the section 4 is bulged trains.

BAD ORiGiNALBAD ORiGiNAL

80 98 10/111180 98 10/1111

Claims (1)

PatentansprücheClaims 1. Verfahren zur Ueberwachung eines Stromes von fliessfähigem, insbesondere pulverförmigem oder körnigem Gut, dadurch gekennzeichnet, dass man den Strom durch ein rohrartiges Hessglied leitet und laufend die auf dasselbe vom durchfliessenden Gut ausgeübte, vom jeweiligen spezifischen Gewicht abhängige resultierende Kraft ermittelt und aufgrund desselben die Geschwindigkeit des Gutstromes so beeinflusst, dass die pro Zeiteinheit durchfliessende Gewichtsmenge des Gutes unabhängig vor; Veränderungen des spezifischen Gewichtes stets im Bereich des Sollwertes verbleibt.1. Procedure for monitoring a stream of flowable, in particular powdery or granular material, characterized in that that the current is passed through a pipe-like Hess member and continuously that on the same from the flowing through Well-exercised resulting force dependent on the respective specific weight is determined and, based on this, the The speed of the material flow is influenced in such a way that the weight of the material flowing through per unit of time is independent before; Changes in the specific weight always remain in the range of the target value. .. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man den Inhalt des Messgliedes in Abhängigkeit der ermittelten Kzaft verändert... The method according to claim 1, characterized in that the content of the measuring element as a function of the determined Kzaft changed. "<» Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruchl, gekennzeichnet durch ein mit einer Einrichtung zum Messen der Kraft verbundenes rohrartiges Messglied, dessen Inhalt in Abhängigkeit der ermittelten Kraft veränderbar ist und durch Mittel, mit denen die Geschwindigkeit des Gutstromes ebenfalls in Abhängigkeit der ermittelten Kraft beeinflusst werden kann. -"<» Device for carrying out the method according to Claiml, characterized by a tube-like measuring element connected to a device for measuring the force, the content of which can be changed as a function of the force determined and by means with which the speed of the flow of material is also dependent on the force determined can be influenced. 809810/1111809810/1111 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein teleskopartig in das Messglied (4) eingreifendes Rohrstück (2) vorgesehen ist, welches gegenüber dem
Messglied (4) axial verstellbar ist.4. Apparatus according to claim 3, characterized in that
at least one tube section (2) which engages telescopically in the measuring element (4) and which opposite the
Measuring element (4) is axially adjustable. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass das in das Messglied (4) eingreifende Rohrstück (2) t 5. Device according to claims 3 and 4, characterized in that the pipe section (2) engaging in the measuring element (4) t auf der Zuführseite und/oder Auslaufseit-e des Messgliedes (4) angeordnet ist.on the feed side and / or discharge side of the measuring element (4) is arranged. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis. 5, dadurch gekennzeichnet, dass das in das Messglied (4) eingreifende Rohrstück sich auf einem festen Teil der Vorrichtung verstellbar abstützt.6. Device according to claims 3 to. 5, characterized in that that the pipe section engaging in the measuring element (4) is adjustably supported on a fixed part of the device. 7» Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Beeinflussung der Geschwindigkeit des Gutstromes einstellbare Drosselmittel vorgesehen sind, die den Durchfluss durch das
Messglied steuern.7 »Device according to claim 3, characterized in that adjustable throttle means are provided to influence the speed of the flow of material, which regulate the flow through the
Control measuring element. _. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet,, dass die Drosselmittel unmittelbar nach dem Messglied angeordnet sind._. Device according to Claims 3 and 7, characterized in that the throttle means are arranged immediately after the measuring element are. 9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselmittel dem Auslaufstück nachgeschaltet sind.9. Device according to claims 3 and 7, characterized in that that the throttle means are connected downstream of the outlet piece. BAD ORIGINALBATH ORIGINAL 809810/1111809810/1111 IQ. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Drosselmittel am Messglied angeordnet sind.IQ. Device according to Claims 3 and 7, characterized in that that the throttle means are arranged on the measuring element. 11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zum Hessen des auf das Messglied wirkende Kraft bestimmte Einrichtung als Kompensationswaage ausgebildet ist.11. The device according to claim 3, characterized in that the device intended for the measurement of the force acting on the measuring element is designed as a compensation balance. BADBATH 809810/1111809810/1111
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