DE2311535C3

DE2311535C3 - Gerät zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes von Schüttgut und flüssigen Stoffen

Info

Publication number: DE2311535C3
Application number: DE19732311535
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Schepowalow, Wjatscheslaw Dmitri jewitsch, Pusankow, Anatohj Gngorjewitsch, Moskau
Filing date: 1973-03-08
Publication date: 1977-08-11

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Ermitteln des spezifischen Gewichts durch Bestimmen des Volumens und des Gewichts des zu messenden Stoffes unter Verwendung eines luftabdichtbaren Meßbehälters zur Aufnahme der Prüfstoffproben und einer Luftdosiereinrichtung, über die Luft in den Meßbehälter einbringbair ist, sowie einer Anzeige für das ermittelte spezifische Gewicht.

Ein solches Gerät ist z.B. in der US-PS 30 60 724 beschrieben.

Das Volumen des zu messenden Stoffes wird hierbei entsprechend dem Luftdruck bestimmt, der nach der Verbindung zweier Behälter eintritt, wobei in den einen Behälter die Prüfstoffprobe eingebracht und der andere mit Luft gefüllt wird. Dieser Druck wird durch einen Druckanzeiger gemessen, nach dessen Anzeige mit Hilfe von Eichkurven die Dichte oder das Volumen der Prüfstoffprobe bestimmt werden können. Die Meßprobe muß hierbei ein bestimmtes Gewicht (Standardgewicht) haben.

Jedoch weist die Vorrichtung gemäß US-PS 30 60 724 zwei wesentliche Mängel auf, nämlich die geringe Meßgenauigkeit, die bedingt ist durch den hohen thermodynamischen Fehler (bis 30%), der beim Überströmen großer Gasmassen aus einem Behälter in den anderen auftritt, sowie die Notwendigkeit der Bereitstellung von Proben vorgegebenen Gewichts (Standardgewicht) bei der Messung des jeweiligen Materials. .

Das bekannte Gerät arbeitet nicht vollautomatisch; der Arbeitsvorgang muß vielmehr beobachtet und durch mehrmaliges Verstellen eines Hebels jeweils zum nächsten Arbeitsschritt geschaltet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollautomatisches, genau arbeitendes Gerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Gattung zu schaffen.

Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Meßbehälter an eine Gewichtsmeßvorrichtung angeschlossen ist, daß eine Divisionseinrichtung vorgesehen ist, deren ein«:r Eingang mit dem Ausgang der Gewichtsmeßvorrichtung, deren anderer mit dem inneren Hohlraum des Meßbehälterr, und deren Ausgang mit der Anzeige für das spezifische Gewicht des entweder aus Schüttgut oder aus einer Flüssigkeit bestehenden Stoffes verbunden ist.

Es ist zur Gewährleistung der erforderlichen Reihenfolge des Ansprechens aller Glieder des Gerätes und zur Erleichterung seiner Einstellung auf eine Messung des spezifischen Gewichtes verschiedenartiger Stoffe zweckmäßig, den Antrieb der luftabdichtenden Vorrichtungen für den Meßbehälter, die Luftdosierungseinrichtung und die Divisionseinrichtung m t einem Programmschialtwerk zu verbinden.

Dabei kann die Luftdosiereinrichtung einen Umformer des Solldruckes in eine Anzahl von Luftportionen, die dem Meßbehälter zugeführt wird, enthalten, sowie auch eine Schaltvorrichtung, die mit dem Innenraum des Meßbehälters verbunden ist, und die Dosiereinrichtung bei Erreichen der Solldruckhöhe im Meßbehälter abschaltet.

Es ist auch zweckmäßig, daß der Ausgang der Gewichtsmeßvorrichtung mit der Divisionseinrichtung über einen Druck-Impulszahl-Umformer verbunden ist.

Jede luftabdichtende Vorrichtung ist zweckmäßig mit einem Tellerventil ausgeführt, das in einer vertikalen Ebene liegt und mit einem gesteuerten Druckluftantrieb versehen ist.

Zum Stand der Technik gehört ein Gerät zur Bestimmung des Volumens von Schüttgütern, z. B. von Sarnengut. Das Gut wird bei diesem Gerät in einem Behälter aufgenommen, der dann evakuiert und die Menge der evakuierten Luft gemessen wird (SU-PS 1 34 909).

Die fortschrittliche und vorteilhafte Wirkung der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß man mit ihr in einem intermittierenden Vorgang vollautomatisch und fortlaufend das spezifische Gewicht eines im Materialstrom befindlichen Fördergutes körniger oder flüssiger Beschaffenheit bestimmen kann.

Das Vorhandensein einer Divisionseinrichtung, bei der der eine Eingang mit dem Ausgang einer Gewichtsmeßvorrichtung, der andere mit dem Innenraum des Meßbehälters und der Ausgang mit dem Anzeiger für das spezifische Prüfstoff-Gewicht verbunden ist, ermöglicht es, aus dem Verlauf der Ermittlung dieses Kennwertes die Berechnungen, für die Bedienungspersonal erforderlich ist, zu beseitigen.

Bei einer solchen Bauart des Gerätes entsteht nach einer Zuführung der .7-ten Luftportionenanzahl an die

Meßkammer in der letzteren gemäß dem bekannten Gasgesetz P · V - G ■ R . T ein Druck Pv₁ der dem Volumen des durch die Stoffprobe nioht gefüllten Kammerraumes V\ und folglich auch dem Volumen V₂ des Stoffes entspricht, der im Meßbehälter mit dem vollen Innenraum Vuntergebrachtist,d. h.

V₇= V-Vr,

hierin ist

G die Luftmenge, die dem Behälter zugeführt wird;
R die universelle Gaskonstante,
T die Lufttemperatur.

Dabei ist

η die Anzahl der zugeführten Luftportionen,
g die Luftmenge in einer Portion.

Da der Meßbehälter mit einer Gewichtsmeßvorrichtung versehen ist, die einen Umformer des Portionsgewichtes in Luftdruck aufweist, wird bei Bestimmung des Stoffprobevolumens am Ausgang dieser Vorrichtung ein Druckluftsignal P_c erzeugt, dessen Pegel dem Gewicht der Prüfstoffprobe entspricht.

Nach dem Eintreffen der Signale P_G und P_v am Eingang der pneumatischen Divisionseinrichtung entsteht am Ausgang der letzteren ein Signal

das dem Wert des spezifischen Prüfstoff-Gewichtes entspricht.

Das Programmschaltwerk dient zur Gewährleistung der erforderlichen Zeitübereinstimmung des Betriebes der Luftabdichtungsgeräte, der Luftzuführung in die Meßkammer sowie zum darauffolgenden Ablesen und Umformen des Gewichts- bzw. Volumensignals. Diese Einheit ist mit dem Antrieb der Luftabdichtungsgeräte des Meßbehälters, mit der Luftdosiereinrichtung und der Divisionseinrichtung verbunden.

Die dem Meßbehälter zugeführte Luftmenge ist in Abhängigkeit von der Art des zu prüfenden Stoffes einzustellen. Dazu ist die Luftdosiereinrichtung mit einem Umformer des Drucks in eine Anzahl gleicher Luftportionen, die dem Meßbehälter zugeführt werden, bestückt. Dadurch kann die dem Meßbehälter zuzuführende Luftmenge durch eine Änderung des Solldruckwertes am Eingang des Druckumformers in eine Luftportionenanzahl leicht eingestellt werden.

Somit kann auch die Abhängigkeit von dei Verformbarkeit des Prüfstoffes unter Einwirkung des Luftdrukkes im Meßbehälter der Grenzwert dieses Druckes gewählt und gesichert werden. Dadurch ist ein breites Anwendungsgebiet des Gerätes und eine hohe Meßgenauigkeit bei der Ermittlung des spezifischen Gewichtes verschiedenartigster Stoffe gewährleistet.

Der Einsatz einer Dosiereinrichtung, die Luft als Dosisanzahl dem Meßbehälter zuführt, ermöglicht es, wunschgemäß die Meßergebnisse des spezifischen Gewichtes auch in digitaler Form zu erhalten.

In diesem Falle kann die Ermittlung des Stoffprobenvolumens durch Ablesen der Luftdosisanzahl, die dem Meßbehälter bis zum Augenblick der Erzeugung eines Solldruckwertes im Behälter zugeführt wurde, ausgeführt werden.

Die Gewichtsmeßvorrichtung, die einen Umformer für den dem Stoffprobengewicht entsprechenden Druck in eine Anzahl von Druckluftimpulsen enthält, dient zur Sicherung der Gleichartigkeit des Gewichts- bzw. Volumensignals, die dazu erforderlich ist, das Divisionsergebnis in digitaler Form zu erhalten.

In diesem Falle entsteht die Möglichkeit einer Abschätzung der Meßergebnisse des spezifischen Gewichtes und einer automatischen Bearbeitung dieser

ίο Ergebnisse durch Geräte der Digitalrechentechnik.

Die Ausführung der luftabdichtenden Mittel als in der vertikalen Ebene angeordnetes Tellerventil, das mit einem gesteuerten Druckluftantrieb versehen ist, ermöglicht es, eine sichere Abdichtung des Meßbehälters unter Vermeidung des Eindringens von Teilchen des Prüfstoffes zwischen die Berührungsflächen des Ventils und des Meßbehältergehäuses zu gewährleisten. Nachstehend wird die Erfindung anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes mit Analog-Ausgangssignal zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes von Schüttgut und flüssigen Stoffen; und

Fig.2 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes mit Digital-Ausgangssignal zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes von Schüttgut und flüssigen Stoffen.

Das in den Zeichnungen dargestellte Gerat zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes enthält folgende Glieder: einen Meßbehälter in Gestalt einer Kammer 1 (Fig. 1, 2), in die die Probe des Prüfstoffes aufgegeben wird; abdichtende Vorrichtungen 2, 3 dieser Kammer, die in Form von Tellerventilen, und zwar eines Einlaß- bzw. Auslaßventils ausgeführt sind, die durch Druckluft-Stelleinrichtungen, welche als Druckluftzylinder 4 und 5 gefertigt sind, betätigt werden. Die letzteren sind mit einem Programmschaltwerk 6 verbunden, das die erforderliche Reihenfolge der Einschaltung aller Glieder des Gerätes gewährleistet. Mit dem Programmschaltwerk 6 ist über einen Druckwerteinsteller 7 ein Umformer 8 des Drucks in eine Luftdosisanzahl, der mit dem erwähnten Einsteller 7 die Luftdosiereinrichtung bildet, verbunden. Die Kammer 1 ist mit einer Gewichtsmeßvorrichtung 9 verbunden, deren Ausgang mit dem Eingang einer Divisionseinrichtung 10 verbunden ist, die mit einem Anzeiger Il für das spezifische Gewicht verbunden ist.

Um die Meßergebnisse in Digitalform zu bekommen, enthält das Gerät einen Umformer 12 des pneumatischen Gewichtssignals in eine Impulszahl, über den die Gewichtsmeßvorrichtung 9 mit der Divisionseinrichtung 10 verbunden ist. Außerdem enthält die Luftdosiereinrichtung eine Ausschaltvorrichtung, die bei Erreichung des Drucksollwertes in der Meßkammer 1 anspricht (in der Zeichnung ist diese Vorrichtung nicht dargestellt).

De; Betrieb des erfindungsgemäßen Gerätes sei am Beispiel der Ermittlung des Getreide-Raumgewichtes beschrieben. Nach der Verbindung des Gerätes mit dem Speisenet/. 13 (Fig. 1 und 2) über das Programmschaltwerk 6 entsteht in den entsprechenden Hohlräumen der Druckluftzylinder 4 und 5 ein Druck, wodurch das Einlaßventil 2 geöffnet und das Auslaßventil 3 geschlossen wird.

Darauf wird der Kammer 1 eine Getreidekornportion zugeführt. Nach dem Ausfüllen mit Korn schaltet das Programmschaltwerk 6 den rechten Hohlraum des

Druckluftzylinders 4, der das Einlaßventil 2 schließt, mit dem Speisenetz 13 ein, wodurch der Innenraum der Meßkammer 1 abgedichtet wird. Danach wird der Druckwerteinsteller 7 eingeschaltet, der ein stabiles pneumatisches Sollpegelsignal dem Eingang der Luftdosiereinrichtung 8 zuführt, wobei die Zuführung der n-ten Luftdosenanzahl in die Kammer 1 gewährleistet wird. In Übereinstimmung mit dem Gasgesetz wird der Enddruck, der sich in der Kammer 1 nach Zuführung der Luftsollmenge eingestellt hat, oder umgekehrt, die Anzahl der der Meßkammer 1 zugeführten Luftportionen dem Gesamt-Volumen aller in der Kammer 1 vorhandenen Stoffteilchen entsprechen.

Nach Beendigung der impulsartigen Luftzuführung werden nach dem Befehl des Programmschaltwerkes 6 die Signale von der Gewichtsmeßvorrichtung 9 und aus der Kammer 1 dem Eingang der Divisionseinrichtung 10 zugeführt, an deren Ausgang sich ein Druck einstellt, der dem Wert des spezifischen Stoffgewichtes entspricht und der in Analogform am Anzeiger 11 für das spezifische Gewicht indiziert wird.

Werden die Meßergebnisse in Digitalform erhalten, so wird das Gewichtssignal der Divisionseinrichtung 10 über den Druck-lmpulsanzahl-Umformcr 12 (Fig.2) zugeführt.

Nach einer festgelegten Zeitverzögerung, die zum Ablesen und Festhalten der Meßergebnisse erforderlich ist, wird nach dem Befehl des Werks 6 die Luft dem rechten Hohlraum des Druckluflzylinders 5 zugeführt, das Ventil 3 öffnet und die Prüfstoffprobe verläßt die Kammer t, die für einen neuen Ablauf frei wird. In ähnlicher Weise kann durch das erfindungsgemäße Gerät das spezifische Gewicht nicht nur von verschiedenem Schüttgut sondern auch von verschiedenen Flüssigkeiten ermittelt werden.

Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß mit dem erfindungsgemäßen Gerät das spezifische Gewicht verschiedener Stoffe sowohl beim Betrieb unter Laborverhältnissen als auch bei automatisierten Überwachungs- und Regelungsanlagcn schnell und genau ermittelt werden kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zum Ermitteln des spezifischen Gewichts durch Bestimmen des Volumens und des Gewichts des zu messenden Stoffes unter Verwendung eines luftabdichtbaren Meßbehälters zur Aufnahme der Prüfstoffproben und einer Luftdosiereinrichtung, über die Luft in den Meßbehälter einbringbar ist, sowie einer Anzeige für das ermittelte spezifische Gewicht, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßbehälter (1) an eine Gewichtsmeßvorrichtung (9) angeschlossen ist, daß eine Divisionseinrichtung (10) vorgesehen ist, deren einer Eingang mit dem Ausgang der Gewichtsmeßvorrichtung (9), deren anderer mit dem inneren Hohlraum des Meßbehälters (1) und deren Ausgang mit der Anzeige (11) — für das spezifische Gewicht des entweder aus Schüttgut oder aus einer Flüssigkeit bestehenden Stoffes — verbunden ist.

2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Programmschaltwerk (6) vorgesehen ist, das mit luftabdichtenden Vorrichtungen (2, 3) des Meßbehälters (1), der Luftdosiereinrichtung (7, 8) und der Divisionseinrichtung (10) verbunden ist.

3. Gerät nach Anspruch t oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdosiereinrichtung (7,8) einen Umformer (8) enthält, der den Solldruck in eine Anzahl von Luftportionen umformt, die dem Meßbehälter (1) zugeführt werden.

4. Gerät nach einem, der Ansprüche 1,2,3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dosiereinrichtung (7,8) bei Erreichen der Solldruckhöhe im Meßbehälter (1) abschaltbar ist, und daß der Ausgang der Gewichtmeßvorrichtung (9) mit der Divisionseinrichtung(10) über einen Druck- Impulsanzahl-Umformer (12) verbunden ist.

5. Gerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jede der luftabdichtenden Vorrichtungen (2,

3) ein in einer vertikalen Ebene angeordnetes Tellerventil enthält, das mit einem gesteuerten Druckluftantrieb (4 ba.w. 5) versehen ist.