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PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum automatischen Abwiegen schüttbarer, aus Teilen wenigstens annähernd gleichen Gewichtes bestehender Substanzen, bei dem das Schüttgut zuerst durch Grobdosierung auf Untergewicht und dann durch Feindosierung auf Sollgewicht gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen dem Sollgewicht und dem gemessenen Untergewicht der Schüttgutmenge ermittelt und in Anzahl Substanzteile umgerechnet wird und dass die errechnete Anzahl Substanzteile der untergewichtigen Schüttgutmenge mengenmässig zugegeben wird.
2. Automatische Wäge- und Dosieranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einer Waage und einer dieser zugeordneter Grobdosiereinrichtung zum Vordosieren des Schüttgutes auf Untergewicht und mit einer Feindosiereinrichtung zum Nachdosieren des Schüttgutes auf Sollgewicht, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rechner vorgesehen ist, der die Differenz zwischen dem Sollgewicht und dem von der Waage ermittelten Untergewicht des Schüttgutes in Anzahl Substanzteile umrechnet, und dass die Feindosiereinrichtung Mittel aufweist, welche die errechnete Anzahl Substanzteile stückweise der untergewichtigen Schüttgutmenge zugibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass für die Feindosierung Substanzteilmengen mit unterschiedlicher Anzahl Substanzteilen bereitgestellt und davon jeweils jene Substanzteilmenge abgeführt und der untergewichtigen Schüttgutmenge zugegeben werden, welche zusammen die errechnete Anzahl Substanzteile ergeben.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch kennzeichnet, dass für die Feindosierung Substanzteile in einer Reihe Stück an Stück bereitgestellt werden, wobei die Länge der Reihe ein Mass für die Anzahl der darin enthaltenen Substanzteile darstellt, und dass davon jeweils eine Substanzteilmenge in einer der errechneten Anzahl Substanzteile entsprechenden Länge der Substanzteilreihe abgeführt und der untergewichtigen Schüttgutmenge zugegeben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Grobdosierung und die Feindosierung auf getrennten Stationen vorgenommen werden.
6. Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Feindosiereinrichtung eine Zählvorrichtung aufweist und dass die zuzugebenden Substanzteile in einem Strahl an der Zählvorrichtung vorbei der untergewichtigen Schüttgutmenge zugeführt werden, wobei die Zufuhr unterbrochen wird, wenn die errechnete Anzahl Substanzteile die Zähivorrichtung passiert hat.
7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feindosiereinrichtung von der Zählvorrichtung gesteuerte Mittel zum Ablenken des Strahls von Substanzteilen mittels eines Luftstromes aufweist.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Abwiegen schüttbarer, aus Teilen wenigstens annähernd gleichen Gewichtes bestehender Substanzen, bei dem das Schüttgut zuerst durch Grobdosierung auf Untergewicht und dann durch Feindosierung auf Sollgewicht gebracht wird.
Zum serienmässigen genauen Abwiegen von schüttbaren Substanzen, deren Teilchenstruktur z.B. griessig, körnig, perlig, nadelig oder pelletiert ist, benützt man automatische Wägeeinrichtungen, denen die Substanz über Vibrationsförderer zugeführt werden. Die Zufuhr erfolgt dabei meist in zwei Stufen nach dem sogenannten Haupt- und Feinstromverfahren, bei dem in der ersten Stufe die Substanz mit hoher Geschwindigkeit in die Verwiegung gelangt, um das Schüttgut auf ein vom Sollgewicht möglichst wenig abweichendes Untergewicht zu bringen, und in der zweiten Stufe die Substanz mit geringer Geschwindigkeit zugeführt wird, bis die Wägeeinrichtung Sollgewicht anzeigt. Es ist auch bekannt, die Zufuhr der Substanz zur Verwiegung mit Grob- und Feindosierschnecken vorzunehmen.
Die bekannten Verfahren dieser Art haben den Nachteil, dass für die Feindosierung verhältnismässig viel Zeit benötigt wird. Ausserdem ist die erreichbare Genauigkeit der Gewichtsbestimmung für manche Anwendungsfälle ungenügend.
Die Erfindung geht nun davon aus, dass die meisten industriell hergestellten Substanzen eine gleichmässige Teilchenstruktur aufweisen, wobei die Teilchen unter sich wenigstens annähernd gleiches Gewicht haben. Dies trifft bei den meisten Chemieprodukten zu, z.B. auch bei Schiesspulver, dessen Verwiegung beim Abfüllen in Geschosse eine besonders hohe Genauigkeit erfordert.
Aufgrund dieses Umstandes lassen sich die genannten Nachteile der bekannten Verfahren dadurch vermeiden, indem erfindungsgemäss die Differenz zwischen dem Sollgewicht und dem gemessenen Untergewicht der Schüttgutmenge ermittelt und die Anzahl Substanzteile umgerechnet wird und die errechnete Anzahl Substanzteile der untergewichtigen Schüttgutmenge mengenmässig zugegeben wird.
Die Erfindung betrifft auch eine automatische Wäge- und Dosieranlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens. Die Anlage enthält eine Waage und eine dieser zugeordnete Grobdosiereinrichtung zum Vordosieren des Schüttgutes auf Untergewicht und ferner eine Feindosiereinrichtung zum Nachdosieren des Schüttgutes auf Sollgewicht.
Erfindungsgemäss ist ein Rechner vorgesehen, der die Differenz zwischen dem Sollgewicht und dem von der Waage ermittelten Untergewicht des Schüttgutes in Anzahl Substanzteile umrechnet, und die Feindosiereinrichtung weist Mittel auf, welche die errechnete Anzahl Substanzteile stückweise der untergewichtigen Schüttgutmenge zugibt.
Mit Vorteil werden die Grobdosierung und die Feindosierung auf getrennten Stationen vorgenommen. Da durch das erfindungsgemässe Verfahren der Zeitaufwand für die Feindosierung gegenüber demjenigen bei bekannten Verfahren erheblich reduziert werden kann, lässt sich durch die örtlich getrennte Grob- und Feindosierung die Zahl der Verwiegungen pro Zeiteinheit und damit die Leistung der Anlage beträchtlich steigern. Dieses Vorgehen wird ermöglicht, weil sich wegen der Gewichtskonstanz der Substanzteilchen und der Zuverlässigkeit der heute verfügbaren Zählvorrichtungen eine Nachwiegung nach der Feindosierung erübrigt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemässen Anlage schematisch dargestellt.
Diese Anlage enthält eine Waage 1, eine dieser zugeordnete Grobdosiereinrichtung 2, eine von der Waage 1 getrennt angeordnete Feindosiereinrichtung 3 und einen Rechner 4.
Die Waage 1 besitzt eine Wagschale 5 zur Aufnahme eines Rezipienten 6, in dem das Schüttgut abgewogen werden soll, und eine Messzelle 7, welche das ermittelte Gewicht in Form eines elektrischen Signals anzeigt. Ferner ist die Waage 1 mit einer elektronischen Schaltungseinheit 8 ausgerüstet, welcher das Signal der Messzelle 7 zugeführt wird und in welcher das dem von der Waage gemessenen Gewicht entsprechende Signal mit einem voreingestellten, dem Sollgewicht entsprechenden elektrischen Signal verglichen und aus diesem Vergleich ein der Differenz der beiden Gewichte entsprechendes Differenzsignal abgeleitet und dem Rechner 4 zugeführt wird. Der Betrieb der elektronischen Schaltungseinheit 8 wird ausserdem beeinflusst von einer Lichtschranke, bestehend aus Lichtquelle 9 und Photozelle 10, welche auf das Vorhandensein eines Rezipienten 6 auf der Waage 1 anspricht.
Die Grobdosiereinrichtung 2 befindet sich am unteren Ende eines Vorratsbehälters 11 für das Schüttgut. Sie weist einen von einer pneumatischen oder hydraulischen Antriebsvorrichtung
12 betätigbaren Schieber 13 mit einer Ausnehmung 14 auf, in welch letzterer jeweils eine bestimmte Menge Schüttgut von einer Eingangsöffnung 15 der Vorrichtung 2 geschlossen zu einer Ausgangsöffnung 16 übergeführt wird, aus der das vordosierte Schüttgut in den Rezipienten 6 fällt.
Die Feindosiereinrichtung 3 ist separat von der Waage 1 angeordnet und dient dazu, der im Rezipienten 6 befindlichen, untergewichtigen Schüttgutmenge eine bestimmte Anzahl Substanzteile zugegeben, um die Schüttgutmenge auf Sollgewicht zu bringen. Die Zugabe erfolgt durch ein Rohr 17, durch das die Substanzteile einzeln in den Rezipienten 6 fallen. Sie passieren dabei eine Lichtschranke, bestehend aus einer Lichtquelle 18 und einer Photozelle 19, welche einen Zähler im Rechner 4 steuert.
Der Rechner 4 rechnet mit an sich bekannten, vorzugsweise elektronischen Mitteln die Differenz zwischen dem Sollgewicht und dem von der Waage aufgrund der Grobdosierung ermittelten Untergewicht des Schüttgutes um in Anzahl Substanzteile von unter sich wenigstens annähernd gleichem Gewicht. Die Umrechnung erfolgt auf der Basis des dem Rechner 4 von der elektronischen Schaltungseinheit 3 zugeführten Differenzsignals, welches ein Mass für das Differenzgewicht darstellt, und einem voreingestellten Einheitssignal, welches ein Mass für das Gewicht eines einzelnen Substanzteiles darstellt. Das Substanzteilgewicht wird nach einem der üblichen Verfahren, z.B. durch Wägung einer abgezählten Menge Substanzteile, ermittelt.
Zum Einstellen des Substanzteilgewichts kann der Rechner 4 Zifferneinstellräder 20 und Ziffernanzeigevorrichtungen 21, die je den einzelnen Dekaden des Gewichtsmasses zugeordnet sind, aufweisen.
Die Feindosierung wird z.B. in der Weise vorgenommen, dass der Zähler im Rechner 4 aufgrund der genannten Umrechnung auf die zuzugebende Anzahl Substanzteile voreingestellt und von den durch die einzelnen Substanzteile an der Lichtschranke 18, 19 hervorgerufenen Impulse schrittweise zurückgestellt wird, bis der Zähler wieder den Null stand erreicht, worauf die Zufuhr von Substanzteilen durch das Rohr 17 unterbrochen wird. Damit keine überzähligen, im Fallen begriffene Substanzteile mehr in den Rezipienten gelangen. können beispielsweise vom Zähler bei seinem Nullstand angesteuerte Mittel zur Erzeugung eines Luftstromes vorgesehen sein, der den Strahl fallender Substanzteile in eine am Rezipienten 6 vorbeiführende Bahn ablenkt.
Die Feindosierung kann auch so erfolgen, dass die z.B.
durch einen Vibrations- oder Schneckenförderer in einer Reihe herangeführten Substanzteile durch einen Luftstrahl in der erforderlichen Anzahl über eine Scheidewand dem Rezipienten zugeführt werden. Sobald die abgezählte und zugegebene Substanzteilmenge das vom Rechner bestimmte Mass erreicht hat, wird der Luftstrahl unterbrochen oder abgelenkt und die Förderung stillgelegt. Auf diese Weise besteht Gewähr, dass keine ungezählten Substanzteile zugegeben werden.
Eine weitere Möglichkeit für die Feindosierung, insbesondere bei feinkörnigen Substanzen, besteht darin, dass Substanzteilmengen mit unterschiedlicher Anzahl Substanzteilen, z.B.
dekadisch oder nach dem Münzsystem abgestuft, bereitgestellt werden, z.B. in Magazinrinnen oder -schächten mit vom Rechner gesteuerten Vorrichtungen z- r wahlweisen Entnahme jeweils einer Substanzteilmenge aus einem oder mehreren Magazinen. Von diesem Vorrat werden jeweils jene Substanzteilmengen abgeführt und der untergewichtigen Schüttgutmenge zugegeben, welche zusammen die errechnete Anzahl Substanzteile ergeben. Die Substanzteile können in diesem Fall auch volumendosierte Mengen anstatt einzelne Partikel sein.
Grobkörnige, insbesondere stäbchenförmige Substanzteile können für die Feindosierung auch in einer Reihe Stück an Stück bereitgestellt werden, wobei die Länge der Reihe ein Mass für die Anzahl der darin enthaltenen Substanzteile darstellt. Davon kann dann jeweils eine Substanzteilmenge in einer der errechneten Anzahl Substanzteile entsprechenden Länge der Substanzteilreihe abgeführt und der untergewichtigen Schüttgutmenge zugegeben werden.
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PATENT CLAIMS
1. A method for the automatic weighing of pourable substances consisting of parts of at least approximately the same weight, in which the bulk material is first brought to underweight by coarse metering and then to target weight by fine metering, characterized in that the difference between the target weight and the measured underweight of the bulk material quantity is determined and converted into the number of substance parts and that the calculated number of substance parts is added quantitatively to the underweight bulk material.
2. Automatic weighing and dosing system for performing the method according to claim 1, with a scale and a coarse dosing device assigned to it for predosing the bulk material to underweight and with a fine dosing device for re-dosing the bulk material to the target weight, characterized in that a computer is provided which the difference between the target weight and the underweight of the bulk material determined by the scales is converted into the number of substance parts, and that the fine metering device has means which add the calculated number of substance parts piece by piece to the underweight amount of bulk material.
3. The method according to claim 1, characterized in that sub-amounts of substance with different numbers of substance parts are provided for the fine dosing and that sub-amount of substance is discharged and added to the underweight bulk quantity, which together give the calculated number of substance parts.
4. The method according to claim 1, characterized in that substance parts are provided in a row piece by piece for fine dosing, the length of the row being a measure of the number of substance parts contained therein, and that of each of a subset of the substance in one of the calculated The number of substance parts corresponding to the length of the substance part row is removed and added to the underweight bulk material quantity.
5. The method according to claim 1, characterized in that the coarse metering and the fine metering are carried out on separate stations.
6. Plant according to claim 2, characterized in that the fine metering device has a counting device and that the substance parts to be added are fed in a beam past the counting device past the underweight bulk material quantity, the feed being interrupted when the calculated number of substance parts has passed the counting device.
7. Plant according to claim 5, characterized in that the fine metering device has means controlled by the counting device for deflecting the jet of substance parts by means of an air stream.
The invention relates to a method for automatically weighing pourable substances consisting of parts of at least approximately the same weight, in which the bulk material is first brought to underweight by coarse metering and then to target weight by fine metering.
For serial, accurate weighing of pourable substances whose particle structure e.g. If it is gritty, grainy, pearly, needle-like or pelletized, automatic weighing devices are used to which the substance is fed via vibratory conveyors. The feed usually takes place in two stages according to the so-called main and fine flow process, in which the substance is weighed at high speed in the first stage in order to bring the bulk material to an underweight that deviates as little as possible from the target weight, and in the second Stage the substance is fed at low speed until the weighing device shows the target weight. It is also known to supply the substance for weighing with coarse and fine metering screws.
The known methods of this type have the disadvantage that a relatively long time is required for the fine metering. In addition, the achievable accuracy of weight determination is insufficient for some applications.
The invention is based on the assumption that most industrially produced substances have a uniform particle structure, with the particles among themselves having at least approximately the same weight. This is the case with most chemical products, e.g. even with gunpowder, the weighing of which requires particularly high accuracy when filling into projectiles.
Due to this circumstance, the mentioned disadvantages of the known methods can be avoided in that according to the invention the difference between the target weight and the measured underweight of the bulk material quantity is determined and the number of substance parts is converted and the calculated number of substance parts is added quantitatively to the underweight bulk material quantity.
The invention also relates to an automatic weighing and dosing system for carrying out the method according to the invention. The system contains a scale and a coarse metering device assigned to it for pre-metering the bulk material to underweight and also a fine metering device for re-metering the bulk material to the target weight.
According to the invention, a computer is provided which converts the difference between the target weight and the underweight of the bulk material determined by the scales into the number of substance parts, and the fine metering device has means which add the calculated number of substance parts piece by piece to the underweight bulk material quantity.
The coarse dosing and the fine dosing are advantageously carried out on separate stations. Since the time required for fine metering can be considerably reduced by the method according to the invention compared to that in known methods, the number of weighings per unit of time and thus the performance of the system can be increased considerably through the locally separated coarse and fine metering. This procedure is made possible because, because of the constant weight of the substance particles and the reliability of the counting devices available today, there is no need to re-weigh after the fine metering.
An exemplary embodiment of the system according to the invention is shown schematically in the drawing.
This system contains a scale 1, a coarse metering device 2 assigned to it, a fine metering device 3 arranged separately from the scale 1, and a computer 4.
The balance 1 has a weighing pan 5 for receiving a recipient 6 in which the bulk material is to be weighed, and a measuring cell 7 which displays the determined weight in the form of an electrical signal. Furthermore, the scale 1 is equipped with an electronic circuit unit 8, to which the signal of the measuring cell 7 is fed and in which the signal corresponding to the weight measured by the scale is compared with a preset electrical signal corresponding to the target weight and, from this comparison, the difference between The difference signal corresponding to both weights is derived and fed to the computer 4. The operation of the electronic circuit unit 8 is also influenced by a light barrier consisting of a light source 9 and a photocell 10, which responds to the presence of a recipient 6 on the balance 1.
The coarse metering device 2 is located at the lower end of a storage container 11 for the bulk material. It has one of a pneumatic or hydraulic drive device
12 actuatable slide 13 with a recess 14, in which the latter a certain amount of bulk material is transferred closed from an inlet opening 15 of the device 2 to an outlet opening 16, from which the pre-dosed bulk material falls into the recipient 6.
The fine metering device 3 is arranged separately from the balance 1 and is used to add a certain number of substance parts to the underweight bulk material in the recipient 6 in order to bring the bulk material to the target weight. The addition takes place through a pipe 17 through which the substance parts fall individually into the recipient 6. You pass a light barrier consisting of a light source 18 and a photocell 19 which controls a counter in the computer 4.
Using known, preferably electronic means, the computer 4 calculates the difference between the target weight and the underweight of the bulk material determined by the scales on the basis of the coarse dosing in terms of the number of substance parts of at least approximately the same weight. The conversion takes place on the basis of the difference signal supplied to the computer 4 by the electronic circuit unit 3, which represents a measure of the difference in weight, and a preset standard signal, which represents a measure of the weight of an individual substance part. The substance part weight is determined by one of the usual methods, e.g. by weighing a counted amount of substance parts.
To set the substance part weight, the computer 4 can have digit setting wheels 20 and digit display devices 21, which are assigned to the individual decades of the weight measure.
The fine dosage is e.g. made in such a way that the counter in the computer 4 is preset to the number of substance parts to be added on the basis of the aforementioned conversion and is gradually reset by the pulses caused by the individual substance parts on the light barrier 18, 19 until the counter reaches zero again, whereupon the supply of substance parts through the pipe 17 is interrupted. So that no surplus, falling substance parts get into the recipient. For example, means controlled by the counter when it is zero can be provided for generating an air flow which deflects the jet of falling substance parts into a path leading past the recipient 6.
The fine metering can also be done so that the e.g.
Substance parts brought up in a row by a vibration or screw conveyor are fed to the recipient by an air jet in the required number via a partition. As soon as the partial amount of substance that has been counted and added has reached the level determined by the computer, the air jet is interrupted or deflected and the conveyance is stopped. In this way there is a guarantee that no uncounted parts of the substance are added.
Another possibility for fine metering, especially in the case of fine-grained substances, is that partial amounts of substance with different numbers of substance parts, e.g.
decadic or graded according to the coin system, e.g. in magazine channels or shafts with computer-controlled devices for the optional removal of a partial amount of substance from one or more magazines. Those partial quantities of substance are removed from this supply and added to the underweight bulk quantity which together result in the calculated number of substance parts. In this case, the substance parts can also be volume-dosed amounts instead of individual particles.
Coarse-grained, in particular rod-shaped, substance parts can also be provided piece by piece in a row for fine metering, the length of the row being a measure of the number of substance parts contained therein. A partial amount of substance can then be removed from each of these in a length of the partial row of substances corresponding to the calculated number of substance parts and added to the underweight amount of bulk material.