DE3227875A1 - Vorrichtung zur kontinuierlichen messung der durchsatzmenge eines feinmaterials durch ein foerderrohr - Google Patents

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel& Meinig" . " Patentanwälte

European Patent Attorneys Zugelassene Venreter vor aern Europaischen Patentamt

Dr phil G. Henkel. München Dipl -Ing J Pfenning Berh^ri Dr rer nat. L Feiler München Dipl -Ing W Hanzei. München Dipl-Phys K. H. Memig. Berlin Dr. Ing. A Butenschon, Be^rlm

Mohistraße 37
D-8000 München 80

Tel 089/982085-87 Telex 0529802 hnkld Telegramme ellipsoid

AP-126

NIPPON KOKAN KABUSHIKI KAISHA und
SANKIO DENG-YO KABUSHIKI KAISHA,
Tokio, Japan

Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der
Durcheatzmenge eines Feinmaterials durch ein
Pörderrohr

2 6. J»» W82

Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Peinmaterials durch ein Förderrohr

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Strömungs- oder Durchsatzmenge eines Peinmaterials, die eine genaue Messung der Durchsatzmenge eines ein Pörderrohr durchströmenden Peinmaterials ermöglicht.

Übliche Peinmaterialien sind pulverisierte Kohle, Siliziumoxid-Sand, Kalkpulver oder -staub, Kunststoffpellets und Getreide. Kohlenstaub wird als Brennstoff z.B. in einen Hochofen oder einen Brennofen zur Herstellung von Kalk eingespeist. Pur den Betrieb eines solchen Ofens ist dabei eine genaue Durchsatzmengenmessung des zugeführten Kohlenstaubs erforderlich.

Pur die kontinuierliche Förderung eines Peinmaterials, wie Kohlenstaub, aus einem Zwischenbehälter, etwa einem Fülltrichter, zu einer Bestimmungseinrichtung, z.B. einem Brennofen, ist ein Verfahren bekannt, das darin besteht, daß das eine Ende eines Förderrohrs (Transportleitung) mit einer Trägergasquelle verbunden und sein anderes Ende an eine Bestimmungseinrichtung angeschlossen wird, von der Gasquelle her ein Trägergas in das Pörderrohr so eingeblasen wird, daß es vom einen Ende des Förderrohrs zu dessen anderem Ende strömt, ein Peinmaterial kontinuierlich aus einem in das Pörderrohr ^⁵ eingeschalteten Zwischenbehälter in das vom Trägergas

durchströmte Förderrohr eingeführt wird und das Feinmaterial mittels des Trägergases durch das Förderrohr zur Bestimmungseinrichtung gefördert wird.

Für die Messung der Strömungs- "bzw. Durchsatzmenge des das Förderrohr durchströmenden Feinmaterials ist eine im folgenden beschriebene Vorrichtung bekannt.

' Gemäß Fig. 1 ist das eine Ende eines Förderrohrs 1 mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden» welche Druckluft in das Förderrohr 1 einbläst. Ein Fülltrichter 2 besitzt einen geschlossenen Aufbau. In einen oberseitig offenen Zufuhrbehälter 7 wird von Zeit zu Zeit durch eine geeignete Zufuhreinrichtung ein Feinmaterial 11 eingebracht. Das untere Auslaßende des Zufuhrbehälters 7 steht über eine erste Verbindungs-Leitung 4 luftdicht in Verbindung (unter luftdichtem Abschluß nach außen) mit dem oberseitigen Einlaß des Fülltrichters 2. In den Mittelbereich der Leitung 4 sind ein erster Drehschieber 5 und eine erste Dehnfuge 6 eingebaut. In der Offenstellung des Drehschiebers 5 wird das Feinmaterial 11 aus dem Zufuhrbehälter 7 über die Leitung 4 zum Fülltrichter 2 überführt.

Der unterseitige Auslaß des Fülltrichters 2 steht über eine zweite Verbindungs-Leitung 8 luftdicht in Verbindung mit dem Förderrohr 1. In diese Leitung 8 sind ein zweiter Drehschieber 9 und eine zweite Dehnfuge 10 eingebaut. Der Oberteil des Fülltrichters 2 kommuniziert luftdicht mit der zweiten Leitung 8 über einen Druck-Ausgleicher (equalizer) 12, durch den der im Fülltrichter 2 herrschende Druck praktisch auf der Größe des in der Leitung 8 herrschenden Drucks gehalten wird. Das Feinmaterial 11 wird aus dem Fülltrich-

ter 2 über die Leitung 8 in das Förderrohr 1 eingeleitet und sodann zu dessen anderem Ende befördert.

Gemäß Fig. 1 ist am Fülltrichter 2 eine Lastmeßzelle zur kontinuierlichen Bestimmung des Gewichts des im Fülltrichter 2 enthaltenen Feinmaterials angebracht. Der Fülltrichter 2 wird über die Lastmeßzelle 3 von einer geeigneten» nicht dargestellten Trageinrichtung getragen.
10

Die kontinuierliche Zufuhr des Feinmaterials 11 aus dem Fülltrichter 2 über die zweite Leitung 8 in das Förderrohr 1 durch Steuerung des ersten Drehschiebers und des zweiten Drehschiebers 9 erfolgt auf die im folgenden beschriebene Weise. Der zweite Drehschieber ist von dem Augenblick an» zu dem die Förderung des Feinmaterials 11 beginnt» ständig offen, und zwar unabhängig davon, ob der erste Drehschieber 5 offen oder geschlossen ist. Das Feinmaterial 11 aus dem Fülltrichter 2 wird damit kontinuierlich über die zweite Leitung 8 in das Förderrohr 1 eingeleitet. Ein von der Lastmeßzelle 3 geliefertes Ausgangssignal wird durch einen Verstärker 13 verstärkt und einem Differentiator 14 sowie einem Ventilregler 15 eingespeist. Im Ventilregler 15 sind ein oberer und ein unterer Gewichte-Grenzwert für das im Fülltrichter 2 befindliche Feinmaterial 11 eingestellt bzw. vorgegeben. Das Feinmaterial 11 wird daher aus dem Zufuhrbehälter 7 über die erste Leitung 4 durch ständiges öffnen des ersten Drehschiebers 5 durch den Ventilregler 15 in den Fülltrichter 2 eingefüllt» bis das durch die Lastmeßzelle 3 gemessene Gewicht den oberen Grenzwert erreicht. Sobald dies der Fall ist» wird der erste Drehschieber durch den Ventilregler 15 geschlossen. Wenn anschließend das durch die Lastmeßzelle 3 gemessene Gewicht den unte-

ren Grenzwert erreicht, wird der erste Drehschieber 5 durch den Ventilregler 15 geöffnet und in Offenstellung gehalten, "bis der Meßwert der Lastmeßzelle 3 erneut den oberen Grenzwert erreicht.

Das über den Verstärker 13 zum Differentiator 14 geleitete Ausgangssignal der Lastmeßzelle 3 wird durch den Differentiator 14 differenziert, wobei dessen ■ Ausgangs Signal über eine Differen.tialwert~Haltesch.altung 16 einer geeigneten, nicht dargestellten Aufzeichnungs- oder Anzeigeeinrichtung als Berechnungssignal für die Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 vom Fülltrichter 2 in das Förderrohr 1 zugeführt wird, während der erste Drehschieber 5 geschlossen ist bzw. wird. Wenn der erste Drehschieber 5 dagegen offen ist, wird das Feinmaterial 11 vom Zufuhrbehälter 7 über die erste Verbindungs-Leitung 4 in den Fülltrichter 2 überführt. Bei offenem Drehschieber 5 vermag daher die Lastmeßzelle 3 das Gewicht des vom Fülltrichter 2 über die zweite Leitung 8 in das Förderrohr 1 geförderten Feinmaterials 11 nicht zu messen. Wenn der erste Drehschieber 5 offen ist, hält bzw. speichert daher die Differentialwert-Halteschaltung 16 unter dem Einfluß des Ausgangssignals des Ventilreglers 15 einen Differentialwert bzw. eine Differentialgröße des vom Differentiator 14 zum Öffnungszeitpunkt des ersten Drehschiebers 5 gelieferten Ausgangssignals, und sie liefert ein Signal mit diesem Differentialwert zur erwähnten Aufzeichnunge- oder Anzeigeeinrichtung als Berechnungssignal für die Durchsatzmenge des vom Fülltrichter 2 über die Leitung 8 in das Förderrohr 1 überführten Feinmaterials.

Bei der beschriebenen, die Lastmeßzelle 3 verwendenden Vorrichtung ist es somit unmöglich, die Strömungs- oder

Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 durch das Förderrohr 1 bei geöffnetem ersten Drehschieber 5 genau zu bestimmen.

Im Hinblick auf die Mangel der vorstehend beschriebenen, bisherigen Vorrichtung wurde bereits eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Peinmaterials durch ein Pörderrohr entwickelt (vgl. JP-PS 2 630/77» JP-OS 60 215/82 und JP-OS ,46 152/81), die sich kennzeichnet durch einen geschlossenen Fülltrichter, eine über letzterem angeo'rdnete Feinmaterial-Zufuhreinrichtung zum Beschicken des Fülltrichters mit Feinmaterial» eine Wiegeeinrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung des Feinmaterialgewichts im Fülltrichter, eine erste Verbindungs-Leitung, welche die Zuführeinrichtung und den Fülltrichter luftdicht miteinander verbindet und das Feinmaterial aus der Zufuhreinrichtung in den Fülltrichter zu überführen vermag, ein in die Verbindungs-Leitung eingeschaltetes erstes Ventil zum öffnen und Schließen dieser Leitung, einen Ventilregler zur Steuerung des öffnens und Schließens des ersten Ventils nach Maßgabe einer kontinuierlich durch die Wiegeeinrichtung gelieferten Meßgröße, um das Gewicht des im Fülltrichter befindlichen Feinmaterials innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs zu halten, ein unter dem Fülltrichter angeordnetes Förderrohr, eine zweite Verbindungs-Leitung zur luftdichten Verbindung des Fülltrichters mit dem Förderrohr und zur Einführung des Peinmaterials aus dem Fülltrichter in das Förderrohr, ein in die zweite Verbindungs-Leitung eingeschaltetes zweites Ventil zum öffnen und Schließen dieser Leitung, eine Trägergas-Einblaseinrichtung zur Einblasung eines Trägergases für den Transport des Feinmaterials durch das Förderrohr in dieses, einen Ausgleicher zur luft-

dichten Verbindung des Oberteils des Fülltrichters mit der zweiten Verbindungs-Leitung und zur Angleichung des im Fülltrichter herrschenden Drucks an den in der zweiten Verbindungs-Leitung herrschenden Druck und eine Durchsatzmengen-Recheneinrichtung zur kontinuierlichen Berechnung der Feinmaterial-Durchsatzmenge durch das Förderrohr auf der Grundlage folgender Bedingungen: Eine von einer Strömungsmengen-Meßeinrichtung gelieferte Meßgröße für die Strömungsmenge des Trägergases

TO im Förderrohr und eine von einer Druckabfall-Meßeinrichtung gelieferte Meßgröße für den Druckabfall einer Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung im Förderrohr» wobei diese Strömung das Feinmaterial und das Trägergas umfaßt und der Druckabfall zwischen zwei vorbestimmten Stellen auf der Länge des Förderrohrs gemessen wird.

Mit der vorstehend umrissenen Vorrichtung kann die Feinmaterial-Durchsatzmenge durch das Förderrohr kontinuierlich gemessen werden, ohne daß dabei unmittelbar die Meßgröße der Wiegeeinrichtung zur Bestimmung des Feinmaterialgewichts im Fülltrichter herangezogen wird. Im folgenden ist ein Beispiel für die bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung durchgeführten Rechenoperationen angegeben:

Zwischen zwei vorgegebenen Stellen auf der Länge des Förderrohrs, das vom Feinmaterial und vom Trägergas durchströmt wird, lassen sich das Druckabfallyerhältnis α und das Mischungsverhältnis m durch folgende Gleichung ausdrücken:

m = k (α - 1)

darin bedeuten:
35

m = G₈/G_a

Gg = Strömungs- bzw. Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr

G_& = Strömungsmenge des Trägergases durch das Förderrohr

mit

Druckabfall der Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung durch das Förderrohr zwischen den beiden vorgegebenen Stellen auf der Förderrohrlänge

Δ^Ρβ⁺Δ^{ρ m}^

Druckabfall, der durch eine Feinmaterialströmung in der genannten Zweiphasen-Strömung im Förderrohr zwischen den beiden vorgegebenen Stellen auf der Länge des Förderrohrs hervorgerufen wird,

aP- = Druckabfall, der durch die Strömung des Träger-

el

gases in der genannten Zweiphasen-Strömung zwischen denselben Stellen hervorgerufen wird,

mit

U = berechnete Größe der Strömungsgeschwindigkeit

des Trägergases durch das Förderrohr, 25

^üa

Dichte des Trägergases,

eine von den Meßgrößen für die Geschwindigkeit und die Dichte des das Förderrohr durchströmenden Trägergases bei nichtjvorhandenem Feinmaterial abhängende Konstante,

eine von derForm des Förderrohrs und den Bedingungen oder Zuständen des Trägergases abhängende Konstante und

K= eine von der Form des Förderrohrs und den physi kalischen Eigenschaften des Feinmaterials abhängende Eonstante.

Durch vorherige Bestimmung der Größen K, C₁ und C₂ kann G_D wie folgt berechnet werden:

Bei dieser bisherigen Vorrichtung ändern sich jedoch die angegebenen Konstanten K, Cj und C₂ im Zeitverlauf in Abhängigkeit vom Verschleiß an der Innenfläche des Förderrohrs sowie in Abhängigkeit von der Teilchengröße, dem Feuchtigkeitsgehalt, dem spezifisehen Gewicht, der Temperatur und anderen physikalischen Eigenschaften des Feinmaterials. Hierbei ergeben sich Fehler bei der Berechnung der Größe G_» so daß über lange Zeiträume hinweg die genaue und kontinuierliche Messung der Feinmaterial-Durchsatzmenge durch das Förderrohr unmöglich wird.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Schaffung einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Feinmaterials durch ein Förderrohr, die auch über lange Zeiträume hinweg eine sehr genaue Durchsatzmengenmessung ermöglichen soll.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Feinmaterials durch ein Förderrohr, mit einem geschlossenen Fülltrichter, einer über letzterem angeordneten und zu seiner Beschickung mit einem Feinmaterial dienenden Feinmaterial-Zufuhreinrichtung, einer Wiegeeinrichtung zur kontinuierlichen Bestimmung des Gewichts des im

3$ Fülltrichter enthaltenen Feinmaterials, einer ersten,

die Zufuhr einrichtung und den !Fülltrichter luftdicht (unter luftdichtem Abschluß nach außen) miteinander verbindenden Verbindungs-Leitung, über die das Feinmaterial aus der Zufuhreinrichtung in den Fülltrichter einführbar ist, einem in die erste Leitung eingeschalteten ersten Ventil zum öffnen und Schließen der Leitung, einem Ventilregler zur Steuerung des Öffnens und Schließens des ersten Ventils in Abhängigkeit von einer von der Wiegeeinrichtung gelieferten Meßgröße, um das Gewicht des im Fülltrichter enthaltenen Feinmaterials innerhalb eines vorgeschriebenen bzw. vorbestimmten Bereichs zu halten, einem unterhalb des Fülltrichters angeordneten Förderrohr, einer zweiten Verbindungs-Leitung zur luftdichten Verbindung des Fülltrichters mit dem Förderrohr zwecks Einführung des Feinmaterials aus dem Fülltrichter in das Förderrohr, einem in die zweite Leitung eingeschalteten zweiten Ventil zum öffnen und Schließen dieser Leitung, einer Einrichtung zum Einblasen eines Trägergases in das Förderrohr zwecks Förderung des Feinmaterials durch das Förderrohr, einem den Oberteil des Fülltrichters luftdicht mit der zweiten Verbindungs-Leitung verbindenden Druck-Ausgleicher zur Angleichung des im Fülltrichter herrschenden Drucks an den Druck in der zweiten Leitung und einer Durchsatzmengen-Recheneinrichtung zur Berechnung der Strömungs- oder Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr, wobei diese Recheneinrichtung die Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr kontinuierlich auf der Grundlage einer der beiden folgenden Faktoren (A) und (B) zu berechnen vermag:

(A) Einer durch eine Durchsatzmengen-Meßeinrichtung gelieferten Meßgröße für die Durchsatzmenge des das Förderrohr durchströmenden Trägergases und einer

³^ durch eine Druckabfall-Meßeinrichtung gelieferten

Meßgröße des Druckabfalles einer das Förderrohr durchströmenden Zweiphasen-Peststoff/Gasströmung aus dem Peinmaterial und dem Trägergae» wobei der Druckabfall an zwei vorgeschriebenen oder vorgegebenen Stellen auf der (axialen) Länge deB Förderrohrs gemessen wird; und

(B) einer durch eine Dichtenmeßeinrichtung gelieferten Meßgröße für die Dichte des das Pörderrohr durchströmenden Peinmaterials» einer von einer Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung gelieferten Meßgröße für die Strömungsgeschwindigkeit des Peinmaterials im Pörderrohr sowie der Querschnittsfläche des Förderrohrs,

erfindungsgemäß gelöst durch einen Integrator zum Integrieren der durch die Durchsatzmengen-Recheneinrichtung gelieferten Meßgrößen für die Durchsatzmenge des Peinmaterials durch das Pörderrohr, durch einen Korrekturregler zur Berechnung des Gesamtgewichts des Peinmaterials, das während einer vorbestimmten Zeitspanne in der Periode, während welcher die erste Verbindungs-Leitung durch das erste Ventil geschlossen ist, aus dem Fülltrichter in das Pörderrohr eingeführt wird, auf der Grundlage der von der Wiegeeinrichtung gelieferten Meßgröße und einer Ausgangsgröße des Ventilreglers sowie zur Betätigung des Integrators während der vorbestimmten Zeitspanne, durch eine Korrektur-Befehlseinheit zur Unterrichtung des Korrekturreglers vom Anfangspunkt der vorbestimmten Zeitspanne, durch eine Teilerstufe zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten k, d.h. des Verhältnisses einer vom Korrekturregler gelieferten berechneten Größe für das Gesamtgewicht des Peinmaterials, das während der vorbestimmten Zeitspanne vom Fülltrichter in das Pörderrohr eingeführt wird, zu einer vom Integrator gelieferten integralen Größe bzw. einem Integral für die

ΜΙ vorbestimmte Zeitspanne, und durch eine Multiplizierstufe zur Berechnung einer korrigierten Größe für die Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr durch Multiplizieren der von der Durchsatzmengen-Recheneinheit gelieferten berechneten Größe mit dem Korrekturkoeffizienten k.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer bisherigen Vorrichtung zur Messung der Durchsatzmenge eines ein Förderrohr durchströmenden Feinmaterials,

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Feinmaterial-Durchsatzmenge durch ein Förderrohr,

Fig. 3 ein Zeitdiagramm zur Verdeutlichung der Betätigung verschiedener Teile bei der Vorrichtung gemäß Fig. 2,
25

Fig. 4 eine Fig. 2 ähnelnde Darstellung einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig. 5 eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen den Meßgrößen eines Manometers und den Meßgrößen einer Lastmeßzelle,

Fig. 6 eine Teil-Schnittdarstellung einer Ausführungsform der Ringe, die jeweils an einer der beiden

vorgegebenen Stellen auf der Länge des Förder

rohrs angeordnet sind und zur Messung des Druckabfalls der Zweiphasen-Peststoff/Gasströmung aus dem Feinmaterial und einem Trägergas im Förderrohr dienen»

Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 6,

Fig. 8 eine Fig. 6 Shnelnde Darstellung einer anderen Ausführungsform der "beiden Ringe»

Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 8»

Fig. 10 eine schematische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform der Druckabfall-Meßeinrichtung gemäß der Erfindung zur Messung des Druckabfalls der Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung, wobei Fig. 10 ein Beispiel für ein Druckgefälle bei dieser Meßeinrichtung zeigt» 20

Fig. 11 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Feinmaterials im Förderrohr,

Fig. 12 eine Fig. 11 ähnelnde Darstellung einer abgewandelten Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Feinmaterials im Förderrohr»

Fig. 13 eine den Fig. 11 und 12 ähnelnde Darstellung einer weiteren Abwandlung der Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Feinmaterials im Förderrohr,

Fig. H eine schematische Darstellung einer Anordnung

zur Bestimmung der Dichte des,das Förderrohr

durchströmenden Feinmaterials und

Pig. 15 eine schematische Darstellung einer Anordnung zur Bestimmung der Strömungs- "bzw. Durchsatz

geschwindigkeit des Feinmaterials durch das Förderrohr.

Fig. 1 ist eingangs bereits erläutert worden.

Mit dem Ziel der Ausschaltung der geschilderten Mangel der bisherigen Vorrichtungen zur Messung der Durchsatzmenge eines Feinmaterials durch ein Förderrohr wurden erfindungsgemäß ausgedehnte Untersuchungen angestellt» als deren Ergebnis sich folgendes zeigte:

1. Bei der eingangs beschriebenen, bisherigen Vorrichtung wird das Feinmaterial nicht von der Zufuhreinrichtung in den Fülltrichter eingebracht» während die erste Verbindungs-Leitung geschlossen ist. Das Gesamtgewicht des Feinmaterials, das während einer vorbestimmten Zeitspanne dem Förderrohr zugeführt wird, während die erste Verbindungs-Leitung durch das erste Ventil geschlossen ist, kann daher auf der Basis der von der Wiegeeinrichtung gelieferten Meßgröße berechnet werden. Das auf diese Weise bestimmte Gesamtgewicht des Feinmaterials entspricht dem Feinmaterial-Gesamtgewicht, das während der vorgeschriebenen Zeitspanne das Förderrohr durchströmt hat.

2. Das Gesamtgewicht des Feinmaterials, das während der vorgegebenen Zeitspanne das Förderrohr durchströmt hat, kann andererseits dadurch bestimmt werden, daß eine integrale Größe S der berechneten

Größen für die Strömungs- bzw. Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr mittels einer Integration der berechneten Größen für die vorgeschriebene Zeitspanne abgeleitet wird, wobei die berechneten Größen durch die Durchsatzmengen-Recheneinrichtung bei der eingangs beschriebenen, bisherigen Vorrichtung geliefert werden."

3. Die vorstehend erwähnte integrale Größe S für die vorgeschriebene Zeitspanne enthält einen Fehler entsprechend dem Fehler für die'berechnete Größe der Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das Förderrohr. Wie andererseits unter 1. beschrieben, enthält das Gesamtgewicht W des Feinmaterials, das während der vorgeschriebenen Zeitspanne vom Fülltrichter in das Förderrohr überführt wird und das auf der Grundlage der Meßgröße von der Wiegeeinrichtung berechnet wird, keinen Fehler, der durch Verschleiß der Innenfläche des Förderrohrs im Zeitverlauf hervorgerufen wird und sich zeitabhängig mit den physikalischen Eigenschaften des Feinmaterials ändert.

4. Es ist somit möglich, eine genau berechnete Größe für die Durchsatzmenge des Feinmaterials durch das

Förderrohr zu erhalten, indem die von der Durchsatzmengen-Recheneinrichtung gelieferte berechnete Größe mit dem Verhältnis des Gesamtgewichts W zur integralen Größe S multipliziert wird. 30

Die Erfindung wurde nun auf der Grundlage der vorstehend unter 1. bis 4. beschriebenen Feststellungen entwickelt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Feinmaterials durch ein Förderrohr ist nachstehend

.._ ...3227878

im einzelnen erläutert.

Gemäß der schematischen Darstellung von Fig. 2 ist eine nicht dargestellte Druckluftquelle mit dem einen Ende eines Förderrohrs 1 verbunden, um in letzteres Luft bzw. Druckluft einzuführen. Die Anordnung gemäß Fig. 2 umfaßt einen geschlossenen Fülltrichter 2, einen geschlossenen Zufuhrbehälter 7 als Feinmaterial-Zufuhr-"einrichtung und einen über dem Zufuhrbehälter 7 angeordneten Vorratsbehälter 29» dessen Oberseite offen ist und der von Zeit zu Zeit durch eine geeignete, nicht dargestellte Beschickungseinrichtung mit Feinmaterial 11 beschickt wird. Der unterseitige Auslaß des Zufuhrbehälters 7 steht über eine erste Verbindungs-Leitung 4 mit luftdichtem Abschluß mit dem oberseitigen Einlaß des Fülltrichters 2 in Verbindung. In die Lei-¹tung 4 sind ein erster Drehschieber 5 als erstes Ventil und eine erste Dehnfuge 6 eingefügt.

Der unterseitige Auslaß des Fülltrichters 2 steht mit luftdichtem Abschluß über eine zweite Verbindungs-Leitung 8 mit dem Förderrohr 1 in Verbindung. In die zweite Leitung 8 sind ein zweiter Drehschieber 9 als zweites Ventil sowie eine zweite Dehnfuge 10 eingeschaltet.

Der obere Abschnitt des Fülltrichters 2 steht mit luftdichtem Abschluß über einen Ausgleicher 12 mit der zweiten Verbindungs-Leitung 8 in Verbindung. Durch den Ausgleicher 12 wird der im Fülltrichter 2 herrschende Druck im wesentlichen auf dem Druck in der zweiten Leitung 8 gehalten.

Ein unterseitiger Auslaß des Vorratsbehälters 29 steht über eine dritte Verbindungs-Leitung 30 luftdicht in Verbindung mit dem oberseitigen Einlaß des Zufuhrbehälters 7. In die Leitung 30 ist ein dritter Drehschieber

3227g75

te-

31 eingebaut. Die Oberseite des Zufuhrbehälters 7 ist über einen weiteren Druck-Ausgleicher 12 * mit dem Ausgleicher 12 verbunden. In den Ausgleicher 12· ist ein Absperrventil 32 eingebaut. Wenn der dritte DrehBchieber 31 geschlossen und das Absperrventil 32 offen ist, wird der Druck im Zufuhrbehälter 7 durch die Druck-Ausgleicher 12 und 12' im wesentlichen auf dem Druck in der zweiten Verbindungs-Leitung 8 gehalten. In dem Zustand, in welchem das Absperrventil 32 geschlossen, der erste Drehschieber 5 geschlossen und der dritte Drehschieber 31 offen ist, wird dahe'r das Peinmaterial 11 aus dem Vorratsbehälter 29 über die dritte Verbindungs-Leitung 30 in den Zufuhrbehälter 7 überführt. Wenn das Absperrventil 32 offen ist, während der erste Drehschieber 5 offen und der dritte Drehschieber 31 geschlossen sind, wird das Peinmaterial 11 aus dem Zufuhrbehälter 7 über die erste Verbindungs-Leitung 4 in den Fülltrichter 2 überführt. Das Peinmaterial 11 wird sodann aus dem Fülltrichter 2 über die zweite Verbindungs-Leitung 8 in das Pörderrohr 1 eingeleitet und durch die das Pörderrohr 1 durchströmende Luft zum anderen Ende des Förderrohrs 1 transportiert.

Gemäß Fig. 2 ist eine Lastmeßzelle als Wiegeeinrichtung am Fülltrichter 2 angebracht bzw. mit diesem verbunden, um das Gewicht des im Fülltrichter 2 befindlichen Feinmaterials kontinuierlich zu bestimmen. Der Fülltrichter 2 wird unter Zwischenfügung der Lastmeßzelle 3 von einer zweckmäßigen, nicht dargestellten Trageeinrichtung getragen.

In Luftströmungsrichtung stromauf der Stelle, an welcher das Peinmaterial 11 in das Pörderrohr 1 eingeführt wird, 1st in letzteres ein Luft-Strömungsmesser 17 zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit der Luft im

Πι Förderrohr 1 eingebaut. Dem Strömungsmesser 17 ist im Förderrohr 1 ein Strömungsregelventil 18 vorgeschaltet, dessen Öffnungsgrad durch einen Strömungsregler 19 bestimmt wird. Der Luft-Strömungsmesser 17 mißt den Druckabfall entsprechend der Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch das Förderrohr 1 und liefert die dabei gewonnene Meßgröße ^P zu einem Rechner 21 als Strömungsmengen-Recheneinrichtung. Im Rechner 21 wird die Strömungsgeschwindigkeit bzw. -menge der das Förderrohr 1 durchströmenden Luft nach folgender Gleichung berechnet:

^Ga = ^C3 '

Darin bedeuten:

G = berechnete Größe der Luft-Strömungsgeschwindig-

el

keit bzw. -menge durch das Förderrohr» C, = eine Konstante und

^P = Meßgröße des Druckabfalls entsprechend der durch den Luft-Strömungsmesser 17 bestimmten Strömungsgeschwindigkeit der Luft durch das Förderrohr

Die auf diese Weise gewonnene Größe G wird zum Strö-

el

mungsregler 19 übertragen, der seinerseits den Öffnungsgrad des Strömungsregelventils 18 so einstellt, daß die Größe G_D einem vorgegebenen Sollwert gleich

el

wird. Stromab des Strömungsregelventils 18 wird somit die Luftströmungsmenge oder -geschwindigkeit durch das Förderrohr 1 auf einer konstanten Größe gehalten.

Durch Einstellung des ersten und des zweiten Drehschiebers 5 bzw. 9 durch einen Ventilregler 15 auf die im folgende beschriebene Weise wird das Feinmaterial 11 aus dem Fülltrichter 2 kontinuierlich über die zweite

Verbindungs-Leitung 8 in das Pörderrohr 1 überführt. Unabhängig davon, ob der erste Drehschieber 5 offen oder geschlossen ist, ist der zweite Drehschieber 9 vom Beginn der Peinmaterialzufuhr ständig offen. Das Peinmaterial 11 wird somit kontinuierlich aus dem Fülltrichter 2 über die leitung 8 in das Förderrohr 1 eingeführt. Dabei wird andererseits ein Ausgangssignal der Lastmeßzelle 3 durch einen Verstärker 13 verstärkt und dem Ventilregler 15 zugeführt. Im Ventilregler 15 sind ein oberer Grenzwert W^ und ein unterer Grenzwert W₁₁ für das Gewicht des Peinmaterials 11 im Fülltrichter 2 festgelegt. Der Grenzwert W^ gibt das maximale Gewicht des normalerweise in den Fülltrichter 2 einftillbaren Peinmaterials an, während der Grenzwert W₁₁ das Mindestgewicht im Fülltrichter 2 angibt, bei dem das Feinmaterial (noch) störungsfrei und kontinuierlich in das Förderrohr 1 überführt werden kann. Sofern nicht dem Ventilregler 15 ein noch näher zu beschreibendes Signal zugeführt wird, erfolgen das öffnen und Schließen des ersten Drehschiebers 5 durch den Ventilregler 15 auf die im folgenden erläuterte Weise. Das im Zufuhrbehälter 7 enthaltene Peinmaterial 11 wird unter ständiger öffnung des ersten Drehschiebers 5 durch den Ventilregler 15 über die erste Verbindungs-Leitung dem Fülltrichter 2 zugeführt, bis die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße den oberen Grenzwert W^ erreicht. Sobald dieser obere Grenzwert W^ erreicht ist, wird der erste Drehschieber 5 durch den Ventilregler 15 geschlossen. Anschließend wird zu dem Zeitpunkt, zu dem die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 den unteren Grenzwert W-r-r erreicht, der erste Drehschieber 5 durch den Ventilregler 15 geöffnet und in Offenstellung gehalten, bis die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 wieder den oberen Grenzwert W^j erreicht. Das Feinmaterial 11 wird dabei

über die zweite Verbindungs-Leitung 8 kontinuierlich vom

Fülltrichter 2 zum Förderrohr 1 überführt.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 enthält eine Druckabfall-Meßeinrichtung mit einem Differenzdruckmesser 20 und zwei noch näher zu beschreibenden Ringen. Letztere sind an zwei vorgeschriebenen oder vorgegebenen Stellen des Förderrohrs 1 einheitlich mit diesem verbunden. Der Differenzdruckmesser 20 kommuniziert mit den beiden Ringen über jeweils eine Leitung 20a. Der Druckabfall der Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung aus Feinmaterial 11 und Luft im Förderrohr 1 wird somit durch den Differenzdruckmesser 20 für den zwischen den beiden vorgegebenen Stellen des Förderrohrs 1 in dessen Axialrichtung befindlichen Abschnitt gemessen. Ein Ausgangssignal des Differenzdruckmessers 20 wird dem Rechner 21 zugeführt, in welchem die Strömungs- oder Durchsatzmenge des Feinmaterials 11 durch das Förderrohr 1 nach folgenden Gleichungen berechnet wird:

m = k (α - 1)

^Ua = V^G

^Ga ^{= m}'^Ga
S a

In obigen Gleichungen bedeuten:

m = Mischgewichtsverhältnis von Luft und Feinma terial 11 zwischen den beiden vorgegebenen Stellen des Förderrohrs,

α = Verhältnis des Druckabfalls,

^m = Meßgröße des Druckabfalls der Zweiphasen-

Feststoff/Gasströmung zwischen den beiden vorgegebenen Stellen des Förderrohrs 1,

= Druckabfall aufgrund einer Strömung des Feinmaterials 11 in der Zweiphasen-Strömung zwischen den beiden vorgegebenen Stellen des Förderrohrs 1,

- berechnete Größe des Druckabfalls aufgrund

Cl

einer Strömung der luft in der Zweiphasen-Strömung zwischen den beiden vorgegebenen Stellen des Förderrohrs 1,

ü_a = berechnete Größe der Strömungsgeschwindigkeit

der Luft durch das Förderrohr, 15

G = berechnete Größe der Strömungsmenge der Luft

durch das Förderrohr 1,

G_ß = berechnete Größe der Strömungsmenge des Feinmaterials 11 durch das Förderrohr 1, γ = Luftdichte,

C₁ = eine Konstante, die von den Meßgrößen für Geschwindigkeit und Dichte der ohne Feinmaterial 11 durch das Förderrohr 1 strömenden Luft abhängt,

C₂ = eine von der Form des Förderrohrs 1 und den Zuständen oder Bedingungen der Luft abhängende Konstante und

k = eine von der Form des Förderrohrs 1 und den 30

physikalischen Eigenschaften des Feinmaterials

11 abhängende Konstante.

Gemäß Fig. 2 wird ein Ausgangssignal der Lastmeßzelle einem Korrekturregler 22 und zusätzlich dem Ventilregler 15 zugeführt. Der Korrekturregler 22 gibt vier verschie-

dene Signale ab. Ein Ausgangssignal des Ventilreglers 15 zur Bestimmung des Öffnens und Schließens des ersten Drehschiebers 5 wird ebenfalls dem Korrekturregler 22 und zusätzlich dem ersten Drehschieber 5 zugeführt. Ein Ausgangssignal einer Korrektur-Befehlseinheit wird zum Korrekturregler 22 übertragen, um diesen beispielsweise pro Tag einmal oder mehrmals zu betätigen. Ein Ausgangssignal des Rechners 21 wird zu einer Multiplizierstufe 23 und einem Integrator 25 übertragen. Zwischen dem Rechner 21 und dem Integrator 25 ist ein Schalter 24 zum Öffnen und Schließen der Übertragungsstrecke für ein Ausgangssignal des Rechners 21 angeordnet. Nach Maßgabe des ersten Ausgangssignals des Korrekturreglers 22 schließt der Schalter 24 die Übertragungsstrecke. Unter speziellen, noch zu beschreibenden Bedingungen wird ein Ausgangssignal des Integrators 25 zu einer Teilerstufe 27 übertragen. Der Korrekturregler 22 wird durch ein Ausgangssignal der Korrektur-Befehlseinheit 28 wie folgt betätigt:
20

1. Wenn sich zu einem Zeitpunkt a, zu dem ein Ausgangssignal der Korrektur-Befehlseinheit 28 zum Korrekturregler 22 geliefert wird, der erste Drehschieber 5 gemäß Pig. 3 in Offenstellung befindet, schließt der Korrekturregler 22 den ersten Drehschieber 5 zu dem Zeitpunkt, zu dem nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitspanne ab dem Zeitpunkt a eine von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße gleich W^ wird, um dann den Schalter 24 zu einem Zeitpunkt b zu schließen, wenn nach Ablauf einer weiteren vorgeschriebenen Zeitspanne die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße gleich Wy wird, welche um eine vorbestimmte Größe kleiner ist als die Größe W^. Infolgedessen wird ein Ausgangssignal des Rechners 21 zum Integrator 25 übertragen. Wenn sich andererseits gemäß Fig. 3

S3

zu einem anderen Zeitpunkt a¹» zu welchem ein Ausgangssignal der Korrektur-Befehlseinheit 28 zum Korrekturregler 22 übertragen wird, der erste Drehschieber 15 in Schließstellung befindet, liefert der Korrekturregler 22 augenblicklich das zweite Ausgangssignal zum öffnen des ersten Drehschiebers zum Ventilregler 15» so daß der Drehschieber 5 geöffnet und dann zu einem Zeitpunkt geschlossen wird, zu dem nach Ablauf einer weiteren vorbestimmten Zeitspanne die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße gleich W™ wird, worauf der Schalter 24 zu einem Zeitpunkt b¹ geschlossen wird, wenn die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße nach Ablauf einer weiteren vorgeschriebenen oder vorbestimmten Zeitspanne zu ¥„ wird. Als Ergebnis wird ein Ausgangssignal des Rechners 21 zum Integrator 25 geliefert.

2. Zu Zeitpunkten c und c^f, zu denen die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße von der Größe W^ auf eine Größe entsprechend Wj₁ übergeht, die um eine vorbestimmte Größe größer ist als Vjj.» arbeitet der Korrekturregler 22 sodann wie folgt:

(I) öffnen des Schalters 24; 25

(II) Beginn der Betätigung der Integral(wert)-Halte-

stufe 26 durch das dritte Ausgangssignal;

(III) Beginn der Betätigung der Teilerstufe 27 durch das vierte Ausgangssignal und

(IV) während der Verringerung der Meßgröße der Last-

meßzelle 3 von Wg auf W,, Berechnung des Gesamtgewichts W des vom Fülltrichter 2 in das PÖrderrohr 1 überführten Peinmaterials 11 entsprechend folgender Gleichung: 35

W = V_TT - W_T

Darin bedeutet:

W = berechnete Größe des Gesamtgewicht des Peinmaterials, das während der Zeitspanne,

in welcher die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 sich von Wtj auf W^ verringert, vom Fülltrichter 2 in das Förderrohr 1 überführt wird.
10

Ein Signal für die so bestimmte, berechnete Größe V wird zur Teilerstufe 27 überführt. Die berechnete Größe W kann im voraus in der Teilerstufe 27 abgespeichert werden.
15

Wie durch die Zeitpunkte b und b¹ in Fig. 3 angedeutet, beginnt der Integrator 25 die Integration der Ausgangssignale des Rechners 21 durch Schließen des Schalters 24, während er die Integration durch öffnen des Schalters 24 beendet.

Die Integral-Haltestufe 26 wird durch das dritte Ausgangssignal des Korrekturreglers 22 betätigt, um sodann die integrale Größe bzw. das Integral S des Ausgangssignals des Integrators 25 zu halten (speichern) und zur Teilerstufe 27 zu übertragen.

Die Teilerstufe 27 wird durch das vierte Auegangssignal des Korrekturreglers 22 zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten k (k = W/S), d.h. das Verhältnis W/S der berechneten Größe W zum Integral S, bei Beendigung der Integration nach Maßgabe des öffnens des Schalters 24 betätigt. Ein Ausgangssignal der Teilerstufe 27 wird der Multiplizierstufe 23 zugeführt.

Die Multiplizierstufe 23 hält ein Ausgangssignal der Teilerstufe 27» d.h. die Größe des Korrekturkoeffizienten k, bis zur Zufuhr eines nächsten Ausgangssignals durch die Teilerstufe 27» und sie berechnet ein Produkt k · G_D aus k und einer berechneten Größe von G₈ eines Ausgangssignals des Rechners 21 als korrigierte Größe G' der Durchsatzmenge des Feinmaterials 11 durch das Förderrohr 1 nach dem Endzeitpunkt der Integration nach Maßgabe des Öffnens des Schalters 24 und liefert die so gewonnene Größe G^f zu einer nicht dargestellten Aufzeichnungs- oder Anzeigeeinrichtung. Bei der Inbetriebnahme dieser Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 wird in der Multiplizierstufe 23 k = 1 gesetzt.

Die Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 durch das Förderrohr 1 wird durch die beschriebene Vorrichtung auf die im folgenden beschriebene Weise gemessen. Insbesondere wird die Strömungs- bzw. Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 zunächst durch den Rechner 21 auf der Grundlage eines Ausgangssignals des Luft-Strömungsmessers 17 sowie eines Ausgangssignals des Differenzdruckmessers 20 berechnet. Dabei wird andererseits das Feinmaterial 11 vom Zufuhrbehälter 7 intermittierend in den Fülltrichter 2 überführt, so daß die durch die Lastmeßzelle 3 bestimmte Meßgröße zwischen W^ und ¥„ variiert. Während dann der erste Drehschieber 5» wie beispielsweise durch den Zeitpunkt a in Pig. 3 angedeutet» offen ist, wird ein AusgangsBignal der Korrektur-Befehlseinheit 28 zum Korrekturregler 22 geliefert, und der erste Drehschieber 5 wird in Offenstellung gehalten, bis die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße die Größe W^ erreicht, wobei der erste Drehschieber 5 in dem Augenblick geschlossen wird, in welchem die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 zu W₀₁J wird.

ι Wie durch den Zeitpunkt b in Fig. 3 angedeutet, wird hierauf der Schalter 24 in dem Augenblick geschlossen, in welchem die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 der Größe Wjj gleich wird, wobei der Integrator 25 die Ausgangssignale des Rechners 21 zu integrieren beginnt.

Zum Zeitpunkt c gemäß Fig. 3 wird anschließend der Schalter 24 in dem Augenblick geöffnet, in welchem die Meßgröße der lastmeßzelle 3 die Größe W^ erreicht, wobei der Integrator 25 die Integration beendet. Die integrale Größe bzw. das Integral S der Ausgangssignale des Rechners 21 zu diesem Zeitpunkt wird durch die Integral-Haltestufe 26 gehalten und zur Teilerstufe 27 übertragen.

Die Teilerstufe 27 berechnet hierauf das Verhältnis k:

k = W/S

Dieses Verhältnis entspricht der berechneten Größe W des Gesamtgewichts des Feinmaterials 11, das während der Integrationszeitspanne zwischen den Zeitpunkten b und c vom Fülltrichter 2 in das Förderrohr 1 überführt wird, berechnet anhand der Meßgrößen der lastmeßzelle 3 für die Integrationszeitspanne einerseits und dem Integral S der Ausgangssignale des Rechners 21 zum Zeitpunkt c andererseits; die Größe dieses Verhältnisses k wird zur Multiplizierstufe 23 übertragen.

Die Multiplizierstufe 23 hält die so abgeleitete Größe (des Verhältnisses) k bis zur Abgabe des nächsten Ausgangssignals durch die Teilerstufe 27, und sie berechnet das Produkt dieser Größe k, multipliziert mit der berechneten Größe G₈ der Ausgangssignale des Rechners 21, nach folgender Gleichung:

Weiterhin liefert die Μιαtiplizierstufe 23 die so abgeleitete Größe G^ zur nicht dargestellten Aufzeichnungseinrichtung o.dgl. als Meßgröße für die Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 durch das Förderrohr 1. .

Die vorstehenden Erläuterungen beziehen sich auf die während der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten a - c gemäß Pig. 3 stattfindenden Vorgänge» .um den Meßvorgang zur Bestimmung der Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 durch das Förderrohr 1 zu verdeutlichen. Dasselbe gilt jedoch auch für die "Vorgänge während der Zeitspanne zwischen den Zeitpunkten a¹ und c¹ in Pig. 3.

Pig. 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine andere Ausführungsform der Erfindung.

Die Anordnung gemäß Pig. 4 enthält ein Manometer 33 zur Messung des Drucks in der zweiten Verbindungs-Leitung 8. Ein Ausgangssignal des Manometers 33 wird einer Gewichts-Korrekturstufe 34 zugeführt» welcher auch das Ausgangssignal des Verstärkers 13 eingespeist wird. Ein Ausgargssignal der Korrekturstufe 34 wird zum Ventilregler 15 sowie zum Korrekturregler 22 übertragen.

Zwischen der Meßgröße des Manometers 33 und der Meßgröße der Lastmeßzelle 3 besteht folgende Beziehung: Wenn zwischen den Querschnittsflächen von erster und zweiter Verbindungs-leitung 4 bzw. 8 ein Unterschied besteht» wirkt auf den Fülltrichter 2 eine durch das Produkt dieses Flächenunterschieds und den Luftdruck im Förderrohr 1 dargestellte Kraft ein. Wenn beispielsweise die zweite Leitung 8 eine größere Querschnittsfläche besitzt als die erste Leitung 4» wirkt die genannte Kraft in Aufwärts-

richtung auf den Fülltrichter 2 ein. Da der !Fülltrichter 2 dieser aufwärts gerichteten Kraft unterworfen ist, zeigt die von der Lastmeßzelle 3 gelieferte Meßgröße ein niedrigeres als das tatsächliche Gewicht des im Fülltrichter 2 enthaltenen Feinmaterials 11 an. Wenn dagegen die zweite Verbindungs-Leitung 8 eine kleinere Querschnittsfläche besitzt als die erste Leitung 4» gibt die Meßgröße der Lastmeßzelle 3 ein größeres als das tatsächlich im Fülltrichter 2 enthaltene Gewicht des Feinmaterials 11 an. Fig. 5 veranschaulicht ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Meßgröße des Manometers 33 und der Meßgröße der Lastmeßzelle 3 bei verschiedenen Größen des Drucks der das Förderrohr 1 durchströmenden Luft, für den Fall, daß die Querschnitts-

2 fläche der zweiten Leitung um 139,925 cm größer ist als diejenige der ersten Verbindungs-Leitung 4 und das Gewicht des Feinmaterials im Fülltrichter 2 konstant ist. Aus Fig. 5 geht hervor, daß die vom Manometer 33 gelieferte Meßgröße im wesentlichen der Meßgröße der Lastmeßzelle 3 proportional ist. In Fig. 5 stellt die gerade Linie eine nach der Methode der kleinsten Quadrate bestimmte Annäherungslinie auf der Grundlage eines Korrelationskoeffizienten von r = 0,9963 und einer Vielzahl von Daten dar, die sich durch folgende Gleichung ausdrücken läßt:

Y = 145>8OX + 284,64 Darin bedeuten:

Y = Meßgröße der Lastmeßzelle und X = Meßgröße des Manometers 33.

Auf die beschriebene Weise ist es möglich, eine zum Ventilregler 15 und zum Korrekturregler 22 zu übertragende Meßgröße W' für das Gewicht des im Fülltrichter 2 befind-

SL

lichen Peinmaterials 11 mittels der Gewichte-Korrekturstufe 34 nach der nachfolgend angegebenen Gleichung zu berechnen, um die Wirkung des Luftdrucks im Förderrohr 1 infolge eines Unterschieds in den Querschnittsflächen der beiden Verbindungs-Leitungen 4 und 8 auszugleichen:

^¥a = ^Va

In obiger Gleichung bedeuten:
W_ = Meßgröße der Lastmeßzelle 3» ·

CL

P = Meßgröße des Manometers 33 und C. = eine Konstante.

Pig. 6 ist eine teilweise im Schnitt gehaltene Darstellung einer Ausführungsform der Ringe» die an den beiden vorgeschriebenen bzw. vorgegebenen Stellen auf der Länge des Pörderrohrs 1 angeordnet sind und zur Messung des Druckabfalls der Zweiphasen-Peststoff/Gasströmung aus dem Peinmaterial 11 und der Trägerluft im Förderrohr 1

dienen. Pig. 7 veranschaulicht die Anordnung nach Fig.6 im Schnitt längs der Linie A-A.

Die Fig. 6 und 7 zeigen einen der Ringe 35» die jeweils in zwei vorgegebenen Positionen auf der Länge des Förderrohrs 1 unter einheitlicher Verbindung mit diesem angeordnet sind. Jeder Ring 35 besitzt denselben Innendurchmesser wie das Förderrohr 1. Gemäß Fig. 6 ist der Ring 35 unter luftdichter Verbindung (bzw. Luftabschluß nach außen) mittels mehrerer Schraubbolzen 36 und Muttern 37 über zwei Plansche 1a und 1b des Pörderrohrs 1 einheitlich mit letzterem verbunden. Zwischen den beiden Enden des Rings 35 und den beiden Flanschen 1a» 1b sind zur Herstellung eines luftdichten Abschlusses O-Ringe 38

vorgesehen.
35

Im Ring 35 ist in dessen Umfangsrichtung ein Ringraum 35a festgelegt. In der Innenfläche des Rings 35 ist als Öffnung ein Ringschlitz 40a ausgebildet, über den der Ringraum 35a mit dem Inneren des Förderrohrs 1 in Verbindung steht. Der Ringschlitz 40a ist mit einem Filter 39 versehen, um einen Eintritt des das Förderrohr 1 durchströmenden Peinmaterials 11 in den Ringraum 35a zu verhindern. Das Filter 39 besteht aus z.B. einem porösen Keramikmaterial oder rostfreiem Stahl mit einer Poren- bzw. Maschenweite, die kleiner ist als die !Peilchengröße des Peinmaterials 11.

Gemäß Pig. 7 sind eine vom Ringraum 35a nach außen verlaufende Druck-Meßbohrung 35b und eine durchgehende Ausblas- oder Spülbohrung 35c im oberen Außenteil des Rings 35 ausgebildet. Auf ähnliche Weise ist in der Unterseite des Rings 35 eine vom Ringraum 35 nach außen verlaufende, durchgehende Peinmaterial-Austragbohrung 35d ausgebildet. Gemäß Pig. 7 sind für die Bohrungen 35b» 35c und 35d Anschlüsse (Stutzen) 35'b, 35¹C bzw. 35^!d vorgesehen, die an der Außenfläche des Rings 35 befestigt sind. Ein Ende der Leitung 20a gemäß Pig. 4, deren anderes Ende mit dem Differenzdruckmesser 20 verbunden ist, ist an den Anschluß 35'b angeschlossen. An den Anschluß 35'c ist das eine Ende einer anderen, nicht dargestellten Leitung von einer zweckmäßigen, nicht dargestellten Spülluftquelle angeschlossen. In den Anschluß 35^!d ist ein geeigneter, nicht dargestellter Stopfen oder Verschluß unter Herstellung eines luftdichten Abschlusses eingeschraubt.

Aufgrund des beschriebenen Aufbaus des Rings 35 wird der Druck der genannten Zweiphasen-Strömung im Pörderrohr 1 von letzterem nacheinander über den Ringschlitz 40a, das Filter 39, den Ringraum 35a, die Meßbohrung 35b, den An-

Schluß 35*b tmd die Leitung 20a zum Differenzdruckmesser 20 übertragen» Bei dieser Druckübertragung verhindert das Filter 39 effektiv einen Eintritt von Peinmaterial 11 aus dem Förderrohr 1 in den Ringraum 35a. Selbst wenn sich das Filter 39 nach längerem Betrieb mit dem Feinmaterial 11 zusetzt ι kann das an das Filter 39 angelagerte Feinmaterial 11 in das Förderrohr 1 zurückgeblasen werden, indem nach Bedarf Spülluft von einer nicht dargestellten Spülluftquelle über eine nicht dargestellte Leitung, den Anschluß 35¹C und die Bohrung 35c in den Ringraum 35a eingeblasen wird. Ebenso kann etwa in den Ringraum 35a des Rings 35 eingedrungenes Feinmaterial 11 durch Herausschrauben des nicht dargestellten Stopfens aus dem Anschluß 35'd über die durchgehende Bohrung 35d entfernt werden.

Die Fig. 8 und 9 veranschaulichen eine andere Ausführungsform eines Rings für den Einbau an den zwei vorgegebenen Stellen auf der Länge des Förderrohrs 1 zur Messung des Druckabfalls der genannten Zweiphasen-Strömung aus Feinmaterial 11 und Trägerluft im Förderrohr 1.

Gemäß den Fig. 8 und 9 sind in der Innenfläche des Rings 35 mehrere öffnungen oder Bohrungen 40b zur Herstellung einer Verbindung zwischen dem Ringraum 35a und dem Inneren des Förderrohrs 1 vorgesehen.

Der Druck der genannten Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung im Förderrohr 1 wird hierbei von letzterem über die Bohrungen 40b, den Ringraum 40a, die durchgehende Meßbohrung 35b, der Anschluß 35^fb und die Leitung 20a zum Differenzdruckmesser 20 übertragen. Dabei verhindern die Bohrungen 40b effektiv einen Eintritt von Feinmaterial 11 aus dem Förderrohr 1 in den Ringraum 35a. Falls sich

die Bohrungen 40 b nach längerem Betrieb des Rings 35 mit

3227375

dem Peinmaterial 1 zusetzen» kann das in den Bohrungen 40b abgelagerte Peinmaterial 11 in das Pörderrohr 1 ausgeblasen werden. Zu diesem Zweck wird Spülluft von der nicht dargestellten Spülluftquelle über eine nicht dargestellte Leitung, den Anschluß 35¹C und die durchgehende Bohrung 35c in den Ringraum 35a eingeblasen.

Pig. 10 veranschaulicht schematisch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Druckabfall-Meßeinrichtung 62 zur Messung des Druckabfalls der Zweiphasen-Peststoff /Gasströmung aus dem Peinmaterial 11 und dem Trägergas im Pörderrohr 1 sowie ein Beispiel für ein Druckgefälle in dieser Druckabfall-Meßeinrichtung 62.

Gemäß Pig. 10 umfaßt die Druckabfall-Meßeinrichtung 62 den Differenzdruckmesser 20 sowie zwei Meß-Leitungen 41. Das eine Ende jeder dieser beiden Leitungen 41» die denselben Durchmesser besitzen» ist jeweils mit einer der beiden vorgegebenen Stellen auf der Länge des Pörderrohrs 1, mit diesem kommunizierend, verbunden. Das andere Ende einer Leitung 41 ist mit dem einen Ende einer Leitung 43 verbunden» die von einer Druckluftquelle 42 als Spülgasquelle für die Zufuhr von Druckluft als Spülgas in die Meß-Leitungen 41 ausgeht. In die Leitung 43 sind ein Reduzierventil 44 und ein Manometer 45 eingeschaltet. In jeder Meß-Leitung 41 ist jeweils eine Kammer 46 als Druckdetektor ausgebildet. Zwei vom Differenzdruckmesser 20 ausgehende Leitungen 20a sind jeweils mit dem einen Ende an eine der beiden Kammern 46 angeschlossen. Der Druckunterschied zwischen den beiden Kammern 46 wird durch den Differenzdruckmesser 20 über die beiden Leitungen 20a gemessen. Ein Strömungsmesser 47 und ein Strömungsregelventil 48 sind in jede der beiden Meßleitungen 41 zwischen ihrem anderen Ende und der betreffenden Kammer 46 eingeschaltet. Die beiden Kammern 46 besitzen je-

weils dieselbe Größe.

Mit der vorstehend beschriebenen Meßeinrichtung 62 wird der Druck der genannten Zweiphasen-Strömung zwischen den beiden vorgegebenen Stellen auf der Länge des Förderrohrs 1 wie folgt gemessen: Die Spülluft wird von der Spülluftquelle 42 in die beiden Meß-Leitungen 41 eingeleitet» so daß sie aus dem betreffenden Ende jeder dieser Leitungen 41 gegen den Druck der Luft, die das Feinmaterial 11 durch das Förderrohr 1 transportiert» ausströmt. Mit Hilfe der beiden Strömungsmesser 47 und der beiden Strömungsregelventile 48 werden die aus den Enden der beiden Meß-Leitungen 41 in das Förderrohr 1 ausgeblasenen Spülluftvolumina gleich groß eingestellt. Infolgedessen verlaufen die Druckgradienten bzw. -gefalle in den beiden Kammern 46 parallel zueinander, und die Druckgefälle in den beiden Meß-Leitungen 41 zwischen dem jeweiligen Strömungsregelventil 48 und einem Ende der jeweiligen Leitung 41 verlaufen ebenfalls parallel zueinander. Gemäß Fig. 10 besteht, genauer gesagt, zwischen den Drücken P₁ und P₂ an den Enden der beiden Meß-Leitungen 41, den Drücken P'.. und P'₂ in den beiden Kammern 46 sowie den Drücken P'^ und P"₂ in den beiden Meß-Leitungen 41 an der Strombabseite des betreffenden Strömungsregelventils 48 eine durch die folgende Gleichung ausgedrückte Beziehung:

Der Druckabfall zwischen den Enden der beiden Meßleitungen 48 am Transportrohr 1» d.h. der Druckunterschied ΔΡ ist daher dem Druckunterschied ΔΡ¹ zwischen den beiden Kammern 46 gleich.

Auf die beschriebene Weise kann somit zwischen den beiden

vorgegebenen Stellen am Transportrohr 1 der Druckabfall der genannten Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung genau bestimmt werden_f indem der Druckunterschied zwischen den beiden Kammern 46 mit Hilfe des an diese angeschlossenen Differenzdruckmessers 20 gemessen wird. Andererseits wird die Spülluft aus dem Ende jeder der beiden Meßleitungen 41 in das Förderrohr 1 eingeblasen, und zwar entgegen dem Druck der das Peinmaterial 11 durch das Förderrohr 1 transportierenden Luft. Das das Förderrohr 1 durchströmende Feinmaterial 11 wird auf diese Weise wirksam an einem Eintritt in die beiden Meß-Leitungen 41 gehindert. Selbst wenn dabei Feinmaterial 11 in die Meß-Leitungen 41 eintritt, wird sein Eindringen in den Differenzdruckmesser 20 dadurch verhindert, daß das Feinmaterial 11 in den Kammern 46 zurückgehalten wird. Da die Kammern 46 einen größeren Innendurchmesser besitzen als die Meß-Leitungen 41, wird verhindert, daß Druckschwankungen der das Feinmaterial 11 durch das Förderrohr 1 befördernden Luft den Differenzdruckmesser 20 beeinflussen. Es ist allerdings nicht immer erforderlich, die Kammern 46 vorzusehen. Falls keine Kammern vorgesehen sind, reicht es aus, ein Außenende der vom Differenzdruckmesser 20 abgehenden Leitung 20a an die Außenseite der Meß-Leitungen 41 anzuschließen.

Fig. 11 veranschaulicht schematisch den Aufbau einer Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 .
30

Gemäß Fig. 11 umfaßt eine Dichtenmeßeinrichtung 63 zwei Elektroden 50a und einen Dichtenrechner 51a, während eine Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung 64 zwei Elektrodenpaare 50a und 50b sowie einen Strömurtgsgeschwindigkeitsrechner 51a aufweist. Ein Keramikrohr 49

ist mittels zweier Flanschverbindungen 49a an einer bestimmten Stelle einheitlich in das Förderrohr 1 eingeschaltet. Das Keramikrohr 49 besitzt dabei denselben Innendurchmesser wie das Förderrohr 1. Jedes der beiden Elektrodenpaare 50a und 50b, d.h.jedes erste Elektrodenpaar 50a und jedes zweite Elektrodenpaar 50b, ist an der Außenfläche des Keramikrohrs 49 an zwei Stellen auf dessen Länge so angeordnet, daß die jeweiligen Elektroden jedes Paars einander über das Keramikrohr 49, gegenüberstehen und dessen Außenfläche bedecken. Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 werden wie folgt bestimmt:

1. Durch den Dichtenrechner 51a und den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'a wird (jeweils) eine Wechselspannung einer vorbestimmten Größe zwischen das erste Elektrodenpaar 50a bzw. das zweite Elektrodenpaar 50b angelegt.

2. Durch den Dichtenrechner 51a wird die elektrostatische Kapazität zwischen dem ersten Elektrodenpaar 50a auf der Grundlage der Größe des zwischen ihnen fließenden Wechselstroms in Abhängigkeit von der Dichte des durch das Keramikrohr 49 strömenden Feinmaterials 11 abgegriffen, während auf dieselbe Weise die elektrostatische Kapazität zwischen den beiden Elektroden des Elektrodenpaars 50b durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'a abgegriffen wird.

3. Durch den Dichtenrechner 51a wird die Dichte q des das Keramikrohr 49 durchströmenden Feinmaterials 11 zwischen dem ersten Elektrodenpaar 50a auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße der elektrostatischen Kapazität zwischen den Elektroden des ersten Elektrodenpaars 50a nach folgender Gleichung berechnet:

HS 9r-Ü :""-V-..

?s

HtMMM

^s

In obiger Gleichling bedeuten:
9_ = spezifisches Gewicht
ρ = Dielektrizitätskonstante des Feinma-

_ = spezifisches Gewicht des Peinmaterials,

terials 11 und

= elektrostatische Kapazität zwischen den beiden ersten Elektroden 50a.

4. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'a wird die Meß- bzw. Abgriffzeitverzögerung zwischen dem Muster (pattern) der durch die beiden ersten Elektroden 50a an der Stromaufseite des Keramikrohrs 49 gelieferten Meßgrößen der elektrostatischen Kapazität einerseits und dem Muster der Meßgrößen für die elektrostatische Kapazität» die durch die beiden stromabseitigen Elektroden 50b am Keramikrohr 49 geliefert werden, andererseits berechnet» wobei diese Muster Jeweils dieselbe Änderung zeigen.

5. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'a wird die Strömungsgeschwindigkeit V des das Keramikrohr 49 durchströmenden Peinmaterials 11 auf der Grundlage der so ermittelten berechneten Größe für die Meßzeitverzögerung (time lag in detection) und des Abstands 1 zwischen erstem Elektrodenpaar 50a und zweitem Elektrodenpaar 50b gemäß Pig. 11 berechnet.

Die Strömungs- bzw. Durchsatzmenge G des Peinmaterials im Keramikrohr 49 bzw. im Pörderrohr 1 wird somit auf der Grundlage der Dichte <j> und der Strömungsgeschwindigkeit V des Peinmaterials 11 im Keramikrohr 49» die durch den Dichtenrechner 51a bzw. den Strömungsgeschwindigkeits-

rechner 51'a geliefert werden, sowie der vorher bestimm ten Querschnittsfläche A¹ des Keramikrohrs 49 wie folgt berechnet:

G_D = A'-e.V

Fig. 12 veranschaulicht schematisch eine andere Ausführungsform einer Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Feinmaterials im Förderrohr 1.

Gemäß Pig. 12 besteht die Dichtenmeßeinrichtung 63 aus einer Anordnung eines Ultraschallsenders 52a und eines Ultraschallempfängers 53a sowie einem Dichtenrechner 51b, während die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung 64 einen ersten Satz aus einem Ultraschallsender 52a und einem Ultraschallempfänger 53a, einen zweiten Satz aus einem Ultraschallsender 52b und einem Ultraschallempfänger 53b sowie einen Strömungsgeschwindigkeitsrechner 53'b aufweist. Die ersten und zweiten Sätze von Ultraschallsendern und -empfängern (52a, 53a; 52b, 53b) sind jeweils an der Außenfläche des Förderrohrs 1 an den beiden axial voneinander entfernten Stellen des Förderrohrs 1 so angebracht, daß der 3eweilige Ultraschallsender 52a oder 52b sowie der betreffende Ultraschallempfänger 53a bzw. 53b einander über das Pörderrohr 1 gegenüberliegen. Der erste Ultraschallsender 52a wird durch den Dichtenrechner 51b angesteuert, während der zweite Ultraschallsender 52b durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'b angesteuert wird. Die Ausgangssignale der beiden Ultraschallempfänger 53a und 53b werden zum Dichtenrechner 51b bzw. zum Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51 'b

übertragen.
35

Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr durchströmenden Peinmaterials 11 werden wie folgt bestimmt:

1. Durch die beiden Ultraschallsender 52a und 52b werden Ultraschallwellen in das Förderrohr 1 ausgesandt, das vom Feinmaterial 11 und von der Luft durchströmt wird.

2. Durch den ersten Ultraschallempfänger 53a wird die Ultraschallwelle vom ersten Ultraschallsender 52a abgenommen» um ihre der Dichte des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 entsprechende Stärke zu erfassen, während der zweite Ultraschallempfänger 53b auf ähnliche Weise die Ultraschallwelle vom zweiten Ultraschallsender 52b abnimmt, um entsprechend die der Dichte des Feinmaterials 11 im Förderrohr 1 entsprechende Stärke der Ultraschallwelle zu erfassen.

3. Durch den Dichtenrechner 51b wird eine Dichte O des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 zwischen erstem Ultraschallsender 52a und erstem Ultraschallempfänger 53a auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße vom ersten Ultraschallempfänger 53a berechnet.

4. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'b wird eine Erfassungs- bzw. Meßzeitverzögerung zwischen einem Änderungsmuster der vom ersten Ultraschallempfänger 53a gelieferten Meßgrößen und demselben Muster der vom zweiten Ultraschallempfänger 53b gelieferten Meßgrößen berechnet.

5. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'b wird

eine Strömungsgeschwindigkeit V des das Pörderrohr durchströmenden Peinmaterials 11 auf der Grundlage der so erhaltenen berechneten Größe für die Zeitverzögerung und des Abstands 1 zwischen erstem und zweitem ultraschallempfänger 53a bzw. 53b berechnet.

Die Durchsatzmenge des Peinmaterials 11 durch das Pörderrohr 1 wird somit durch den Rechner 21 auf der Grundlage der ermittelten Dichte ^ und der JStrömungsgeschwindigkeit V sowie der Querschnittsfläche A^f des Förderrohrs 1 berechnet.

Pig. 13 veranschaulicht schematisch eine weitere Ausführungsform einer Anordnung zur Bestimmung von Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des Peinmaterials 11 im Pörderrohr 1.

Gemäß Pig. 13 umfaßt dabei die Dichtenmeßeinrichtung einen Satz aus einem Strahlungserzeuger 54a und einem Detektor 55a sowie einen Dichtenrechner 51c» während die Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung 64 einen ersten Satz aus dem Strahlungserzeuger 54a und dem Detektor 55a sowie einen zweiten Satz aus einem Strahlungserzeuger 54b und einem Detektor 55b und einem Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51^fc aufweist. Die beiden Sätze aus Strahlungserzeuger und Detektor (54a, 55a, 54b, 55b) sind jeweils an der Außenfläche des Pörderrohrs 1 an beabstandeten Stellen in dessen Axialrichtung bo montiert, daß der Strahlungserzeuger 54a oder 54b dem betreffenden Detektor 55a bzw. 55b über das Pörderrohr 1 gegenüberliegt. Die beiden Strahlungserzeuger 54a und 54b werden dabei durch den Dichtenrechner 51c bzw. den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'c angesteuert. Die Ausgangssignale der beiden Detektoren 55a und 55b werden dem Dichtenrechner 51c

bzw. dem Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'c zugeführt.

Dichte und Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 werden wie folgt bestimmt:

. Die beiden Strahlungserzeuger 54a und 54b emittieren Strahlung in das Förderrohr 1, welches vom Feinmaterial 11 und Luft durchströmt wird.

2. Durch den ersten Detektor 55a wird die Strahlung des ersten Strahlungserzeugers 54a abgenommen, um eine Größe der Strahlung entsprechend der Dichte des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 abzugreifen, während auf ähnliche Weise und zum selben Zweck durch den zweiten Detektor 55*> die Strahlung vom zweiten Strahlungserzeuger 54b empfangen wird.

3. Durch den Dichtenrechner 51c wird die Dichte ^ des Feinmaterials 11 im Förderrohr 1 zwischen erstem Strahlungserzeuger 54a und erstem Detektor 55a auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße vom ersten Detektor 55a berechnet.

4. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51'a wird eine Meßzeltverzögerung zwischen einem Änderungsmuster oder -schema der Meßwerte von erstem Detektor 55a und demselben Änderungsmuster oder -schema der Meßwerte des zweiten Detektors 55b berechnet.

5. Durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner 51¹C wird eine Strömungsgeschwindigkeit V des Feinmaterials im Förderrohr 1 auf der Grundlage der auf beschriebene Weise gewonnenen berechneten Größe für die Zeit-

verzögerung und des Abstände 1 zwischen erstem und zweitem Detektor 55a bzw. 55"b (vgl. Fig. 13) berechnet.

Die Strömungs- bzw. Durchsatzmenge des Peinmaterials im Förderrohr 1 wird somit durch den Rechner 21 auf der Grundlage der ermittelten Dichte ^ und der Strömungsgeschwindigkeit V sowie der Querschnittsfläche A¹ des Förderrohrs 1 berechnet.
10

Fig. 14 veranschaulicht schematisch eine Anordnung zur Bestimmung der Dichte des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11.

Gemäß Fig. 14 umfaßt die Dichtenmeßeinrichtung 63 ein Meßrohr 56, ein Galvanometer 58 und einen Dichtenrechner 59. Das Meßrohr 56 ist mittels zweier Flanschverbindungen 56'a einheitlich in das Förderrohr 1 eingeschaltet. Das Meßrohr 56 besitzt denselben Innendurchmesser wie das Förderrohr 1. Die beiden Enden des Meßrohrs 56 bestehen aus elektrischen Isolatoren 56a.

Die beiden Enden des Galvanometers 58 sind einmal an das Meßrohr 56 und einmal an Masse bzw. Erde 57 angeschlossen. Ein Ausgangssignal des Galvanometers 58 wird dem Dichtenrechner 59 zugeführt.

Das Meßrohr 56 wird durch Berührung mit dem das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterial elektrisch aufgeladen. Hierbei zeigt das Galvanometer 58 einen elektrischen Strom an, dessen Größe der Dichte des Feinmaterials 11 im Meßrohr 56 entspricht. Die Dichte des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11 wird somit durch den Dichtenrechner 59 auf der Grundlage der am Galvanometer 58 angezeigten Größe des elektrischen

3ZZ7875

Stroms "berechnet. Die so berechnete Dichtengröße wird dem Rechner 21 zugeführt. Beispielsweise kann ein Ausgangssignal des vorher anhand von Pig. 11 beschriebenen Strömungsgeschwindigkeitsrechners 51'a als dem Rechner 21 zuzuführende berechnete Größe für die Strömungsgeschwindigkeit des Feimmaterialε 11 im Förderrohr 1 benutzt werden.

Fig. 15 veranschaulicht eine Anordnung zur Bestimmung der Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11.

Genäß Fig. 15 umfaßt die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung 64 einen Sender/Empfänger 60 für Ultraschallwellen und einen Strömungsgeschwindigkeitsrechner 61. Der Sender/Empfänger 60, welcher eine Ultraschallwelle auszusenden und eine reflektierte Welle der ausgesandten Ultraschallwelle zu empfangen vermag, ist an der Außenfläche des Förderrohrs 1 angebracht. Der Sender/Empfänger 60 sendet eine Ultraschallwelle in das Förderrohr 1 in der Weise aus, daß sie die Achslinie des Förderrohrs 1 unter einem Winkel schneidet, und er empfängt eine durch das Auftreffen der ausgesandten Ultraschallwelle auf das das Förderrohr 1 durchströmende Feinmaterial 11 erzeugte reflektierte Welle. Der Sender/Empfänger 60 sendet nach Maßgabe eines Wechselstroms einer vorgeschriebenen Frequenz vom Strömungsgeschwindigkeitsrechner 61 eine Ultraschallwelle einer vorgeschriebenen Frequenz in das Förderrohr 1 aus. Die

^Q in das Förderrohr 1 ausgesandte Ultraschallwelle trifft dabei auf das das Förderrohr 1 durchströmende Feinmaterial 11 auf und erzeugt eine reflektierte Welle, die dann vom Sender/Empfänger 60 abgenommen wird. Die Frequenz der so reflektierten Welle entspricht aufgrund des Doppler-Effekts der Strömungsgeschwindigkeit des das

«ζ

Förderrohr 1 durchströmenden Feinmaterials 11. Die Strömungsgeschwindigkeit dieses Peinmaterials 11 wird somit durch den Strömungsgeschwindigkeitsrechner auf der Grundlage der Frequenz des Wechselstroms berechnet» welche durch die vom Sender/Empfänger empfangene reflektierte Welle "bestimmt bzw. hervorgerufen wird. Die so berechnete Strömungsgeschwindigkeitsgrb'ße wird dem Rechner 21 zugeführt. Als berechnete Größe für die Dichte des Peinmaterials 11 im Förderrohr 1 zur übertragung zum Rechner 21 kann beispielsweise ein Ausgangssignal des vorher anhand von Pig.11 beschriebenen Dichtenrechners 51a benutzt werden.

Mit der vorstehend im einzelnen beschriebenen Vorrichtung gemäß der Erfindung kann somit die Durchsatzmenge eines ein Förderrohr durchströmenden Peinmaterials über lange Zeiträume hinweg genau bestimmt werden»

SH Leerseite

Claims (14)

2 6. J u!i 1982 PATENTANSPRÜCHE

1.J Vorrichtung zur kontinuierlichen Messung der Durchsatzmenge eines Feinmaterials durch ein Eörderrohr, mit einem geschlossenen Fülltrichter (2), einer über letzterem angeordneten und zu seiner Beschickung mit einem Feinmaterial (11) dienenden Feinmaterial-Zufuhreinrichtung (7), einer Wiegeeinrichtung (3) zur kontinuierlichen Bestimmung des Gewichts des im Fülltrichter (2) enthaltenen Feinmaterials (11), einer ersten, die Zufuhreinrichtung (7) und den Fülltrichter (2) luftdicht (unter luftdichtem Abschluß nach außen) miteinander verbindenden Verbindungs-Leitung (4), über die das Feinmaterial (11) aus der Zufuhreinrichtung (7) in den Fülltrichter (2) einführbar ist, einem in die erste Leitung (4) eingeschalteten ersten Ventil (5) zum öffnen und Schließen der Leitung (4), einem Ventilregler (15) zur Steuerung des öffnens und Schließens des ersten Ventils (5) in Abhängigkeit von einer von ^der Wiegeeinrichtung (3) gelieferten Meßgröße, um das Gewicht des im Fülltrichter (2) enthaltenen Feinmaterials (11) innerhalb eines vorgeschriebenen bzw. vorbestimmten Bereichs zu halten, einem unterhalb des Fülltrichters (2) ange-

^ÖW ordneten Förderrohr (1), einer zweiten Verbindungs-Leitung (8) zur luftdichten Verbindung des Fülltrichters (2) mit dem Förderrohr (1) zwecks Einführung des Feinmaterials (11) aus dem Fülltrichter (2) in das Förderrohr (1), einem in die zweite Leitung (8) einge-

schalteten zweiten Ventil (9) zum öffnen und Schließen

dieser Leitung (8), einer Einrichtung zum Einblasen eines Trägergases in das Förderrohr (1) zwecks Förderung des Feinmaterials (11) durch das Förderrohr (1), einem den Oberteil des Fülltrichters (2) luftdicht mit der zweiten Verbindungs-Leitung (8) verbindenden Druck-Ausgleicher (12) zur Angleichung des im Fülltrichter (2) herrschenden Drucks an den Druck in der zweiten Leitung (8) und einer Durchsatzmengen-Recheneinrichtung (21) zur Berechnung der Strömungs- oder Durchsatzmenge des Feinmaterials (11) durch das Förderrohr (1), wobei diese Recheneinrichtung (21) die Durchsatzmenge des Feinmaterials (11) durch das Förderrohr (1) kontinuierlich auf der Grundlage einer der beiden folgenden Faktoren (A) und (B) zu berechnen vermag:

(A) Einer durch eine Durchsatzmengen-Meßeinrichtung

(17) gelieferten Meßgröße (G ) für die Durchsatz-

menge des das Förderrohr (1) durchströmenden Trägergases und einer durch eine Druckabfall-Meßeinrichtung (62) gelieferten Meßgröße (^Pm) des

Druckabfalls einer das Förderrohr (1) durchströmenden Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung aus dem Feinmaterial (11) und dem Trägergas, wobei der Druckabfall an zwei vorgeschriebenen oder vorgegebenen Stellen auf der (axialen) Länge des Förderrohrs (1) gemessen wird; und

(B) einer durch eine Dichtenmeßeinrichtung gelieferten Meßgröße für die Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11), einer von einer Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (64) gelieferten Meßgröße für die Strömungsgeschwindigkeit des Feinmaterials im Förderrohr (1) sowie der Querschnittsfläche des Förderrohrs (1),

gekennzeichnet durch einen Integrator (25) zum Inte-35

grieren der durch die Durchsatzmengen-Recheneinrichtung (21) gelieferten Meßgrößen (G ) für die Durch-

satzmenge des Feinmaterials (11) durch das Förderrohr (1), durch einen Korrekturregler (22) zur Berechnung des Gesamtgewichts des Feinmaterials (11), das während einer vorbestimmten Zeitspanne in der Periode, während welcher die erste Verbindungs-Leitung (4) durch das erste Ventil (5) geschlossen ist, aus dem Fülltrichter (2) in das Förderrohr (1) eingeführt wird, auf der Grundlage der von der Wiegeeinrichtung (3) gelieferten Meßgröße und einer Ausgangsgröße des Ventilreglers (15) sowie zur Betätigung des Integrators (25) während der vorbestimmten Zeitspanne, durch eine Korrektur-Befehlseinheit (28) zur Unterrichtung des Korrekturreglers (22) vom Anfangspunkt der vorbestimmten Zeitspanne, durch eine Teilerstufe (27) zur Berechnung eines Korrekturkoeffizienten k, d.h. des Verhältnisses (W/S) einer vom Korrekturregler (22) gelieferten berechneten Größe (W) für das Gesamtgewicht des Feinmaterials (11), das während der vorbestimmten Zeitspanne vom Fülltrichter (2) in das Förderrohr (1) eingeführt wird, zu einer vom Integrator (25) gelieferten integralen Größe bzw. einem Integral (S) für die vorbestimmte Zeitspanne, und durch eine Multiplizierstufe (23) zur Berechnung einer korrigierten Größe (G¹ ) für die Durchsatzmenge des Feinmaterials (11) durch das Förderrohr (1) durch Multiplizieren der von der Durchsatzmengen-Recheneinheit (21) gelieferten be-

^ow rechneten Größe (G ) mit dem Korrekturkoeffizienten k.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die zweite Verbindungs-Leitung (8) ein Manometer (33) eingeschaltet ist und daß zwischen die Wiegeeinrichtung (3) einerseits sowie den Ventilregler (15) und

den Korrekturregler (22) andererseits eine Gewichts-Korrektureinheit (34) eingeschaltet ist, welche die von der Wiegeeinrichtung (3) auf der Grundlage einer Meßgröße vom Manometer (33) für den Druck in der zweiten Leitung (8) gelieferte Meßgröße sowie den Unterschied in den Querschnittsflächen von erster und zweiter Verbindungs-Leitung (4 bzw. 8) zu korrigieren vermag.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabfall-Meßeinrichtung (62) einen Differenzdruckmesser (20) und zwei Ringe (35) aufweist, daß die beiden Ringe (35) an den zwei vorbestimmten Stellen in Axialrichtung des Förderrohrs (1) einheitlich mit letzterem verbunden sind und jeweils denselben Innendurchmesser besitzen wie das Förderrohr (1), daß in der Umfangswand jedes Rings (35) ein umlaufender Ringraum (35a) ausgebildet ist, daß über den gesamten Umfang der Innenfläche jedes Rings (35) eine öffnung (40a, 40b) ausgebildet ist, die eine Verbindung zwischen dem Ringraum (35a) und dem Förderrohr (1) herstellt, daß jeder Ring (35) eine durchgehende Druck-Meßbohrung (35b) zur Herstellung einer Verbindung des Ringraums (35a) mit der Außenseite sowie eine durchgehende Ausblas- oder Spülbohrung (35c) aufweist, daß die Meßbohrung (35b) den Druck der das Förderrohr (1) durchströmenden Zweiphasen-Feststoff/Gasströmung über die öffnung (40a, 40b) und den Ringraum (35a) zum Differenzdruckmesser (20) zu übertragen vermag und daß die Spülbohrung (35c) für das Einblasen eines Spülgases in den Ringraum (35a) dient, um an der öffnung (40a, 40b) anhaftendes Feinmaterial (11) in das Förderrohr (1) zurückzublasen.

4. Vorrichtung nach Ansprach 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die öffnung ein Ringschlitz (4Oa) ist, der mit einem Filter (39) zur Verhinderung eines Eindringens von Feinmaterial (11) aus dem Förderrohr (1) in den Ringraum (35a) versehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung eine Anzahl von öffnungen bzw. Bohrungen (40b) umfaßt.

6- Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckabfall-Meßeinrichtung (62) einen Differenzdruckmesser (20) und zwei Meßleitungen (41) gleichen Durchmessers aufweist, deren Enden jeweils mit den beiden vorbestimmten Stellen auf der Länge des Förderrohrs (1) verbunden sind und mit letzterem kommunizieren, während ihre anderen Enden jeweils an mindestens eine Spülgasquelle (42) angeschlossen sind, daß in jede Meßleitung (41) ein Druckdetektor (46) eingeschaltet ist, der mit dem Differenzdruckmesser (20) verbunden ist, daß ein Strömungsmesser (47) und ein Strömungsregelventil (48) zwischen Spülgasquelle (42) und Druckdetektor (46) in jede Meßleitung (41) eingeschaltet sind und daß das Strömungsregelventil (48) die volumetrischen Strömungs· mengen des über die Enden der beiden Meßleitungen (41) in das Förderrohr (1) eingeblasenen Spülgases gleich groß zu halten vermag.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtenmeßeinrichtung (63) zwei

halbzylindrische Elektroden (50a) und eine Dichtenrecheneinheit (51a) aufweist, daß die beiden Elektroden (50a) an der Außenfläche des Förderrohrs (1) so angebracht sind, daß sie einander über das Förderrohr ³^ (1) gegenüberstehen und dabei die Außenfläche des

Förderrohrs (1) bedecken, daß die beiden Elektroden (50a) eine elektrostatische Kapazität entsprechend der Dichte des durch das Förderrohr (1) strömenden Feinmaterials (11) abzugreifen vermögen und daß die Dichtenrecheneinrichtung (51a) eine Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße für die elektrostatische Kapazität zu berechnen vermag.

8. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtenmeßeinrichtung (63) einen Satz aus einem Ultraschallsender (52a) und einem -empfänger (53a) sowie eine Dichtenrecheneinrichtung (51b) aufweist, daß Ultraschallsender (52a) und -empfänger (53a) an der Außenfläche des Förderrohrs (1) so angebracht sind, daß sie einander über das Förderrohr (1) gegenüberstehen und die Stärke einer Ultraschallwelle entsprechend der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials abzugreifen vermögen, und daß die Dichtenrecheneinrichtung (51b) eine Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage des resultierenden Meßwerts für die Stärke der Ultraschallwelle zu berechnen vermag.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtenmeßeinrichtung (63) einen Satz aus einem Strahlungserzeuger (54a) und -detektor (55a) sowie eine Dichtenrecheneinrichtung (51c) aufweist, daß Strahlungserzeuger (54a) und -detektor (55a) an der Außenfläche des Förderrohrs (1) so angeordnet sind, daß sie einander über das Förderrohr gegenüberstehen und eine der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials entsprechende Größe der Strahlung abzugreifen vermögen,

und daß die Dichtenrecheneinrichtung (51c) eine Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße für die Strahlungsmenge zu berechnen vermag.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtenmeßeinrichtung (63) ein Meßrohr (56), ein Galvanometer (58) und eine Dichtenrecheneinrichtung (59) umfaßt, daß das Meßrohr

(56) unter Zwischenfügung elektrischer Isolatoren (56a) einheitlich mit dem Förderrohr (1) verbunden ist, denselben Innendurchmesser besitzt wie das Förderrohr (1) und in sich eine elektrische Stromgröße zur erzeugen vermag, welche der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) entspricht, daß das Galvanometer (58) die im Meßrohr (56) erzeugte Stromgröße abzugreifen vermag und daß die Dichtenrecheneinrichtung (59) eine Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der resultierenden Meßgröße für die elektrische Stromgröße zu berechnen vermag.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (64) zwei erste Elektroden (50a), zwei zweite Elektroden (50b) und eine Strömungsgeschwindigkeit-Recheneinrichtung (51*a) aufweist, daß die beiden Elektrodenpaare (50a, 50b) jeweils an zwei in Axialrichtung des Förderrohrs (1) beabstandeten

^Q Stellen an dessen Außenfläche so angeordnet sind, daß sie über das Förderrohr (1) jeweils einander gegenüberstehen und die Außenfläche des Förderrohrs (1) bedecken, wobei die beiden Elektrodenpaare (50a, 50b) an jeder der beiden axial beabstandeten Stellen des Förderrohrs (1) eine elektrostatische Kapazität

abzugreifen bzw. zu erfassen vermögen, welche der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) entspricht, und daß die Strömungsmeß-Recheneinrichtung (51*a) eine Erfassungs- bzw. Meßzeitverzögerung zwischen dem Muster bzw. Schema der vom ersten, an der Stromaufseite des Förderrohrs (1) montierten Elektrodenpaar (50a) gelieferten Meßgrößen und dem Muster bzw. Schema der vom zweiten, an der Stromabseite des Förderrohrs (1) montierten Elektrodenpaar (50b) gelieferten Meßgrößen zu berechnen und weiterhin eine Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der so ermittelten Meßzeitverzögerung und des Abstands (1) zwischen den beiden

IB Elektrodenpaaren (50a, 50b) zu berechnen vermag.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (64a) einen ersten Satz aus einem Ultraschallsender (52a) und -empfänger (53a), einen zweiten Satz aus einem Ultraschallsender (52b) und -empfänger (53b) sowie eine Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung (51'b) aufweist, daß die beiden Sätze aus Ultraschallsender und -empfänger (52a, 53a; 52b, 53b) jeweils an in Axialrichtung beabstandeten Stellen des Förderrohrs (1) an dessen Außenfläche so angebracht sind, daß die Ultraschallsender (52a oder 52b) und -empfänger (53a oder 53b) einander über das Förderrohr (1) gegenüberstehen und jeder Satz aus Ultraschallsender und -empfänger (52a, 53a; 52b, 53b) an jeder der beiden axial beabstandeten Stellen des Förderrohrs (1) eine Stärke der Ultraschallwelle abzugreifen vermag, welche der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Fein-

°° materials (11) entspricht, und daß die Strömungsge-

schwindigkeits-Recheneinrichtung (51'b) eine Meßzeitverzögerung zwischen dem Muster oder Schema der Meßgrößen vom ersten Satz aus Ultraschallsender (52a) und -empfänger (53a) an der Stromaufseite des Förderrohrs (1) sowie dem Muster oder Schema der Meßgrößen vom zweiten Satz aus Ultraschallsender (52b) und -empfänger (53b) an der Stromabseite des Förderrohrs (1) zu berechnen und weiterhin eine Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der so ermittelten Meßzeitverzögerung sowie des Abstands (1) zwischen den beiden Sätzen aus Ultraschallsender und -empfänger (52a, 53a; 52b, 53b) zu berechnen vermag.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (64) einen ersten Satz aus einem Strahlungserzeuger (54a) und -detektor (55a), einen zweiten Satz aus einem Strahlungserzeuger (54b) und -detektor (55b) sowie eine Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung (51¹C) aufweist, daß die beiden Sätze aus Strahlungserzeuger und -detektor (54a, 55a; 54b, 55b) jeweils an zwei in Axialrichtung des Förderrohrs (1) beabstandeten Stellen an dessen Außenfläche so angebracht sind, daß der betreffende Strahlungserzeuger (54a oder 54b) und der betreffende -detektor (55a oder 55b) einander über das Förderrohr (1) gegenüberliegen und jeder Strahlungserzeugerund -detektorsatz (54a, 55a; 54b, 55b) an den beiden in Axialrichtung des Förderrohrs (1) beabstandeten Stellen eine Größe der Strahlung abzugreifen vermag, welche der Dichte des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) entspricht, und daß die Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung (51¹C) eine Meßzeitverzögerung zwischen dem Muster oder

Schema der Meßgrößen des ersten Satzes aus Strahlungserzeuger (54a) und -detektor (55a) an der Stromaufseite des Förderrohrs (1) und dem Muster oder Schema der Meßgrößen des zweiten Satzes aus Strahlungserzeuger (54b) und -detektor (55b) an der Stromabseite des Förderrohrs (1) zu berechnen und weiterhin eine Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage der so ermittelten Meßzeitverzögerung und des Abstands (1) zwischen den beiden Sätzen aus Strahlungserzeuger und -detektor (54a, 55a; 54b, 55b) zu berechnen vermag.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeits-Meßeinrichtung (64) einen Ultraschall-Sender/Empfänger (60) und eine Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung (61) aufweist, daß der Sender/Empfänger (60) an der Außenfläche des Förderrohrs (1) montiert ist und eine Ultraschallwelle in das Förderrohr (1) so auszustrahlen, daß die Ultraschallwelle die Achsrichtung des Förderrohrs (1) unter einem Winkel schneidet, und eine reflektierte Welle aufgrund des Auftreffens der ausgesandten Ultraschallwelle auf das das Förderrohr (1) durchströmende Feinmaterial (11) zu empfangen vermag, und daß die Strömungsgeschwindigkeits-Recheneinrichtung (61) eine Strömungsgeschwindigkeit des das Förderrohr (1) durchströmenden Feinmaterials (11) auf der Grundlage des Frequenz-Unterschiedes zwischen der vom Sender/Empfänger (60) ausgesandten Ultraschallwelle und der vom Sender-Empfänger (60) empfangenen reflektierten Welle zu berechnen vermag.