DE2951873A1

DE2951873A1 - Vorrichtung zur messung des mengenstromes von fluidisiertem material

Info

Publication number: DE2951873A1
Application number: DE19792951873
Authority: DE
Inventors: Wolf Dipl.-Ing. 4720 Beckum Goldmann
Original assignee: Krupp Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 1979-12-21
Filing date: 1979-12-21
Publication date: 1981-07-02

Description

Vorrichtung zur Messung des Mengenstromes von
fluidisiertem Material Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung des Mengenstromes von fluidisiertem, feinkörnigem Material, wie Zementrohmehl, in einer pneumatischen Förderrinne.
Es ist bekannt, den kontinuierlich durch eine pneumatische Förderrinne geförderten Mengenstrom von fluidisiertem, feinkörnigem Material, wie Zementrohmehl, mit Hilfe eines als Waage ausgebildeten Teilstückes der pneumatischen Förderrinne zu bestimmen. Vorrichtungen dieser Art sind verhältnismäßig aufwendig.
Es ist weiterhin auch bekannt, den Mengenstrom mittels in der pneumatischen Förderrinne angeordneter drehbarer Meßelemente zu bestimmen, die vom Förderstrom angetrieben werden. Der wesentliche Nachteil dieser Ausführungen besteht in ihrer recht geringen Genauigkeit.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieser Mängel der bekannten Ausführungen eine besonders einfach aufgebaute, genau und zuverlässig arbeitende Vorrichtung zur Messung des Mengenstromes von fluidisiertem, feinkörnigem Material zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch a) eine in der pneumatischen Förderrinne vorgesehene, seitliche Venturi-Einschnürung und b) Einrichtungen zur Messung der Höhe des Materialspiegels und/oder der Materialdichte vor und in der Venturi-Einschnürung.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, aaß sich das für die Flüssigkeitsmessung in offenen Gerinnen bekannte Höhendifferenzverfahren grundsätzlich auch zur Messung des Mengenstromes von fluidisiertem, feinkörnigen Material in einer pneumatischen Förderrinne eignet. Voraussetzung hierfür ist, daß dann, wenn sich Änderungen der Materialdichte vor und in der Venturi-Einschnürung ergeben, diese Dichte-Anderungen zur Messung des Mengenstromes mit erfaßt und berücksichtigt werden.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten Ausführungen durch eine besonders einfache Bauweise, eine hohe Meßgenauigkeit und eine sehr zuverlässige, störungsfreie Betriebsweise aus.
Die Erfindung wird anhand einiger in der Zeichnung veranschaulichter Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen Fig.1 und 2 Seitenansicht und Aufsicht des Mengenstromes in einer mit einer Venturi-Einschnürung versehenen pneumatischen Förderrinne; Fig.3 und 4 Schema-Darstellungen von zwei Ausführungsbeispielen der Erfindung.
Die Fig.1 und 2 veranschaulichen das Prinzip des der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung zugrundeliegenden Höhendifferenz-Verfahrens.
In der pneumatischen Förderrinne 1 ist eine seitliche Venturi-Einschnürung 2 (sichtbar in der Aufsicht gemäß Fig.2)vorgesehen.
Unter der Voraussetzung, daß in der Strömung die potentielle Energie des Dz kies konstant ist, läßt sich die Bernoullische Gleichung wie folgt schreiben: Hierbei bedeuten w1 Strömungsgeschwindigkeit vor der Venturi-Einschnürung, W2 Strömungsgeschwindigkeit in der Venturi-Einschnürung, h1 Höhe des Materialspiegels vor der Venturi-Einschnürung; h2 Höhe des Materialspiegels in der Venturi-Einschnürung; 51, ß2 Profilbeiwerte, die für die meisten Strömungsformen zwischen 1,04 und 1,06 liegen.
g Erdbeschleunigung.
Es gilt weiterhin die Kontinuitätsgleichung 1 bl hl = W2 b2 h2 (2) Hierbei bedeuten b1 Breite der Förderrinne vor der Venturi-Einschnürung, b2 Breite der Förderrinne im engsten Teil der Venturi-Einschnürung.
Aus den Gleichungen 1) und 2) läßt sich der Mengenstrom (Durchfluß Q pro Zeiteinheit) wie folgt berechnen Dabei ist k ein konstanter Faktor.
Der Mengenstrom Q läßt sich also durch Messung von h1 und h2 bestimmen.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer auf diesem Prinzip beruhenden erfindungsgemäßen Meßvorrichtung ist in Fig.3 veranschaulicht. Die Förderrinne 1 enthält eine (in der Seitenansicht gemäß Fig.3 nicht sichtbare) seitliche Venturi-Einschnürung, die eine Absenkung des Materialspiegels 3 im Bereich dieser Venturi-Einschnürung zur Folge hat. Uber Schwimmer 4 und 5 werden die Höhen h1 und h2 (vgl. Fig.1) abgetastet und durch angeschlossene Meßelemente 6 bzw. 7 ermittelt. Ein Rechner 8 führt die Rechenoperationen gemäß Gleichung 3 aus und liefert als Ergebnis den Mengenstrom Q.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.4 verwendet zur Messung der Höhen h1 und h2 unter gleichzeitiger Berücksichtigung von Dichte-Anderungen des Material-Luftstromes Gammastrahler 9, 10, die mit Empfängern 11, 12 zusammenwirken. Das von diesen Empfängern gelieferte Signal wird einem Rechner 13 zugeführt, der die Rechenoperation gemäß Gleichung 3) durchführt, zusätzlich jedoch auch die Dichte-Änderung im Bereich der Venturi-Einschnürung durch das von den Empfängern 11 und 12 gelieferte Signal berücksichtigt.
Die Erfindung sei weiterhin an folgendem Beispiel erläutert.
Vorgegeben sei eine pneumatische Förderrinne mit einer lichten Breite von 400 mm für eine Förderleistung von 280 m3/h Zementrohmehl. Bei Einbau einer seitlichen Venturi-Einschnürung mit einer lichten Weite (b2) an der engsten Stelle von 370 mm stellt sich eine Höhe h1 des Materialspiegels vor der Einschnürung von 222 mm und eine Höhe h2 an der engsten Stelle von 200 mm ein; der Höhenunterschied beträgt also 22 mm. Bei 80% der Fördermenge würde der Höhenunterschied nur etwa die Hälfte betragen.
Während beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig.3 mechanische Einrichtungen und bei der Variante gemäß Fig.4 Gamma-Strahler zur Messung der Höhe des Materialspiegels vorgesehen sind, können im Rahmen der Erfindung beispielsweise auch optische, kapazitive oder auf Ultraschallbasis arbeitende Einrichtungen zur Messung der Höhe des Materialspiegels und/oder zur gleichzeitigen Berücksichtigung der Materialdichte Verwendung finden.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zur Messung des Mengenstromes von fluidisiertem, feinkörnigen Material, wie Zementrohmehl, in einer pneumatischen Förderrinne, gekennzeichnet durch a) eine in der pneumatischen Förderrinne 1 vorgesehene, seitliche Venturi-Einschnürung (2) und b) Einrichtungen (4 bis 7 bzw. 9 bis 12) zur Messung der Höhc des Materialspiegels und/oder der Materialdichte vor und in der Venturi-Einschnürung.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mechanische, optische, kapazitive oder auf Ultraschallbasis arbeitende Einrichtungen zur Messung der Höhe des Materialspiegels.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch Gamma-Strahler (9 bis 12) zur Messung der Höhe des Materialspiegels unter gleichzeitiger Berücksichtigung der Materialdichte.