DE2311535C3

DE2311535C3 - Device for determining the specific weight of bulk goods and liquids

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

4545

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.The invention relates to a device for determining the specific weight by determining the volume and weight of the substance to be measured using an air-sealable Measuring container for receiving the test material samples and an air metering device, via the air into the Measuring container can be brought in, as well as a display for the determined specific weight.

Ein solches Gerät ist z.B. in der US-PS 30 60 724 beschrieben.Such a device is described, for example, in US Pat. No. 3,060,724.

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.The volume of the substance to be measured is determined according to the air pressure that is generated after the Connection of two containers occurs, whereby the test substance sample is introduced into one container and the other is filled with air. This pressure is measured by a pressure indicator, which is displayed with With the help of calibration curves, the density or the volume of the test substance sample can be determined. The test sample must have a certain weight (standard weight).

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. .However, the device according to US Pat. No. 3,060,724 has two major shortcomings, namely the minor one Measurement accuracy, which is due to the high thermodynamic error (up to 30%) that occurs with Overflow of large masses of gas from one container into the other occurs, as well as the need for Provision of samples given weight (standard weight) when measuring the respective Materials. .

Das bekannte Gerät arbeitet nicht vollautomatisch; der Arbeitsvorgang muß vielmehr beobachtet und durch mehrmaliges Verstellen eines Hebels jeweils zum nächsten Arbeitsschritt geschaltet werden.The known device does not work fully automatically; the work process must rather be observed and can be switched to the next work step by shifting a lever several times.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein vollautomatisches, genau arbeitendes Gerät der im Oberbegriff des Anspruches 1 beschriebenen Gattung zu schaffen.The invention is based on the object of providing a fully automatic, precisely working device of the im To create the preamble of claim 1 described type.

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.The object is achieved in that the measuring container is connected to a weight measuring device, that a division device is provided whose one input connects to the output of the weight measuring device, the other with the inner cavity of the measuring container, and the output with the display for the specific weight of the substance consisting either of bulk material or of a liquid is.

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.It is to ensure the required order of response to all members of the device and to Facilitating his adjustment to a measurement of the specific gravity of various substances expedient, the drive of the airtight devices for the measuring container, the air metering device and to connect the division device with a program switchgear.

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.The air metering device can convert the target pressure into a number of air portions, which is supplied to the measuring container, as well as a switching device that is connected to the interior of the Measuring container is connected, and the metering device when the target pressure level is reached in the measuring container turns off.

Es ist auch zweckmäßig, daß der Ausgang der Gewichtsmeßvorrichtung mit der Divisionseinrichtung über einen Druck-Impulszahl-Umformer verbunden ist.It is also appropriate that the output of the weight measuring device with the division device is connected via a pressure pulse rate converter.

Jede luftabdichtende Vorrichtung ist zweckmäßig mit einem Tellerventil ausgeführt, das in einer vertikalen Ebene liegt und mit einem gesteuerten Druckluftantrieb versehen ist.Each airtight device is expediently designed with a poppet valve, which is in a vertical Level and is provided with a controlled compressed air drive.

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).The prior art includes a device for determining the volume of bulk materials such. B. from Sarnengut. With this device, the material is taken up in a container, which is then evacuated and the The amount of evacuated air is measured (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.The advanced and advantageous effect of the invention is essentially that one with you automatically and continuously determine the specific weight of an im in an intermittent process Material flow located conveyed material can determine granular or liquid nature.

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.The presence of a division device in which the one input with the output of one Weight measuring device, the other with the interior of the measuring container and the output with the Indicator for the specific test substance weight is connected, makes it possible from the course of the determination this parameter eliminates the calculations for which operating personnel is required.

Bei einer solchen Bauart des Gerätes entsteht nach einer Zuführung der .7-ten Luftportionenanzahl an dieWith this type of device, after the .7th number of air portions is supplied to the

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.Measuring chamber in the latter according to the known gas law P · V - G · R. T is a pressure Pv ₁ which corresponds to the volume of the chamber space V \ which is not filled by the material sample and consequently also to the volume V _{2 of} the material which is accommodated in the measuring container with the full interior V, ie

V₇= V-Vr,V ₇ = V-Vr,

hierin istis therein

G die Luftmenge, die dem Behälter zugeführt wird;
R die universelle Gaskonstante,
T die Lufttemperatur. G is the amount of air supplied to the container;
R is the universal gas constant,
T is the air temperature.

Dabei istIt is

η die Anzahl der zugeführten Luftportionen,
g die Luftmenge in einer Portion. η is the number of air portions supplied,
g is the amount of air in one serving.

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.Since the measuring container is provided with a weight measuring device which converts the portion weight into air pressure, a compressed air signal P _{c is} generated at the outlet of this device when the sample volume is determined, the level of which corresponds to the weight of the test material sample.

Nach dem Eintreffen der Signale P_G und P_v am Eingang der pneumatischen Divisionseinrichtung entsteht am Ausgang der letzteren ein SignalAfter the arrival of the signals P _G and P _v at the input of the pneumatic division device, a signal is generated at the output of the latter

das dem Wert des spezifischen Prüfstoff-Gewichtes entspricht.which corresponds to the value of the specific test substance weight.

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.The program switch is used to ensure the necessary time coincidence of the operation the air sealing devices, the air supply to the measuring chamber as well as for the subsequent reading and Reshaping the weight or volume signal. This unit is used to drive the air sealing devices of the measuring container, connected to the air metering device and the dividing device.

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.The amount of air supplied to the measuring container depends on the type of substance to be tested to adjust. For this purpose, the air metering device with a converter of the pressure into a number is the same Air portions that are fed to the measuring container, equipped. This allows the to be fed to the measuring container Air volume by changing the set pressure value at the input of the pressure transducer into a The number of air portions can be easily adjusted.

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.Thus, the dependency on the deformability can also of the test substance under the influence of the air pressure in the measuring container, the limit value of this pressure selected and saved. This means that the device can be used in a wide range of applications and has a high level of measurement accuracy when determining the specific weight of a wide variety of substances.

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.The use of a metering device that feeds air into the measuring container as the number of doses makes it possible to to receive the measurement results of the specific weight in digital form as desired.

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.In this case, the determination of the sample volume by reading the number of air doses that the measuring container up to the moment a Target pressure value in the container has been supplied.

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. The weight measuring device, which has a transducer for the pressure corresponding to the sample weight contains a number of compressed air pulses, serves to ensure the similarity of the weight or Volume signal that is required to obtain the division result in digital form.

In diesem Falle entsteht die Möglichkeit einer Abschätzung der Meßergebnisse des spezifischen Gewichtes und einer automatischen Bearbeitung dieserIn this case, there arises the possibility of estimating the measurement results of the specific Weight and automatic processing of this

ίο Ergebnisse durch Geräte der Digitalrechentechnik.ίο Results from digital computing devices.

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 zeigtThe execution of the airtight means as a poppet valve arranged in the vertical plane, with a controlled compressed air drive is provided, it enables a secure sealing of the measuring container while avoiding the penetration of particles of the test substance between the contact surfaces of the Ensure valve and the measuring container housing. In the following, the invention will be described based on the description of exemplary embodiments and the drawings explained in more detail. It shows

F i g. 1 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes mit Analog-Ausgangssignal zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes von Schüttgut und flüssigen Stoffen; undF i g. 1 shows the block diagram of a device according to the invention with an analog output signal for determining the specific gravity of bulk goods and liquids; and

Fig.2 das Blockschaltbild eines erfindungsgemäßen Gerätes mit Digital-Ausgangssignal zur Ermittlung des spezifischen Gewichtes von Schüttgut und flüssigen Stoffen.2 shows the block diagram of an inventive Device with digital output signal for determining the specific weight of bulk and liquid Fabrics.

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.The device shown in the drawings for determining the specific weight contains the following Members: a measuring container in the form of a chamber 1 (Fig. 1, 2) into which the sample of the test substance is placed will; sealing devices 2, 3 of this chamber, which are in the form of poppet valves, namely an inlet or exhaust valve are carried out, which by compressed air adjusting devices, which as compressed air cylinders 4 and 5 are made, are operated. The latter are connected to a program switch 6, which the The required sequence of switching on all elements of the device is guaranteed. With the program switch 6 is via a pressure value adjuster 7, a converter 8 of the pressure into an air dose number, which with the said adjuster 7 forms the air metering device. The chamber 1 is with a Weight measuring device 9 connected, the output of which is connected to the input of a division device 10 which is connected to an indicator II for the specific gravity.

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).In order to get the measurement results in digital form, the device contains a converter 12 of the pneumatic Weight signal into a number of pulses, via which the weight measuring device 9 with the division device 10 is connected. In addition, the air metering device contains a switch-off device, which when reached of the pressure setpoint in the measuring chamber 1 responds (this device is not in the drawing shown).

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.De; Operation of the device according to the invention is based on the example of determining the grain density described. After connecting the device to the food set /. 13 (Fig. 1 and 2) via the program switch 6 a pressure is created in the corresponding cavities of the compressed air cylinders 4 and 5, whereby the Inlet valve 2 is opened and the outlet valve 3 is closed.

Darauf wird der Kammer 1 eine Getreidekornportion zugeführt. Nach dem Ausfüllen mit Korn schaltet das Programmschaltwerk 6 den rechten Hohlraum desA grain portion is then fed to the chamber 1. After filling in with Korn it switches Program switching mechanism 6 the right cavity of the

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.Compressed air cylinder 4, which closes the inlet valve 2, with the feed network 13, whereby the interior of the Measuring chamber 1 is sealed. Thereafter, the pressure value adjuster 7 is switched on, which is a stable the pneumatic setpoint level signal is fed to the input of the air metering device 8, the feeding of the n-th Number of air cans in the chamber 1 is guaranteed. In accordance with the gas law, the final pressure, which has set in the chamber 1 after the supply of the target air quantity, or vice versa, the The number of air portions supplied to the measuring chamber 1 in relation to the total volume of all in the chamber 1 correspond to existing particles.

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.After the pulse-like air supply has ended, following the command from the program control unit 6 the signals from the weight measuring device 9 and from the chamber 1 to the input of the division device 10 at the output of which a pressure is set that corresponds to the value of the specific weight of the substance and which is indicated in analog form on the indicator 11 for the specific weight.

Werden die Meßergebnisse in Digitalform erhalten, so wird das Gewichtssignal der Divisionseinrichtung 10 über den Druck-lmpulsanzahl-Umformcr 12 (Fig.2) zugeführt.If the measurement results are obtained in digital form, the weight signal of the division device 10 via the pressure pulse number converter 12 (Fig. 2) fed.

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.After a fixed time delay, which is necessary to read and record the measurement results the air is fed to the right-hand cavity of the compressed air cylinder 5 after the command from plant 6, the valve 3 opens and the test substance sample leaves the chamber t, which is free for a new process. In Similarly, by means of the device according to the invention, the specific weight can not only differ from one another Bulk material but also from various liquids can be determined.

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.From the description it can be seen that with the device according to the invention, the specific weight various substances both when operated under laboratory conditions and with automated monitoring and control systems can be determined quickly and accurately.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Device for determining the specific weight by determining the volume and weight of the substance to be measured using an airtight measuring container to hold the Test material samples and an air metering device through which air can be introduced into the measuring container, and a display for the determined specific weight, characterized in that the measuring container (1) is connected to a weight measuring device (9) that a division device (10) is provided, one input of which is connected to the output of the weight measuring device (9), the other with the inner cavity of the measuring container (1) and the exit with the Display (11) - for the specific weight of either bulk material or liquid existing substance - is connected.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that a program switching mechanism (6) is provided, the with airtight devices (2, 3) of the measuring container (1), the air metering device (7, 8) and the division device (10) is connected.

3. Apparatus according to claim t or 2, characterized in that the air metering device (7,8) contains a converter (8) which converts the target pressure into a number of air portions that correspond to the Measuring container (1) are supplied.

4. Apparatus according to one of claims 1, 2, 3, characterized characterized in that the metering device (7, 8) when the target pressure level is reached in the measuring container (1) can be switched off, and that the output of the weight measuring device (9) with the division device (10) is connected via a pressure pulse number converter (12).

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that each of the airtight devices (2,

3) contains a poppet valve arranged in a vertical plane, which is controlled by a Compressed air drive (4 or 5) is provided.