PL206410B1 - Sposób i urządzenie do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego - Google Patents

Description

RZECZPOSPOLITA

POLSKA

Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) 206410 (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: 370688 (51) Int.Cl.

(22) Data zgłoszenia: 04.11.2002 G01G 13/02 (2006.01)

G01G 13/06 (2006.01) (86) Data i numer zgłoszenia międzynarodowego:

04.11.2002, PCT/EP02/012261 (87) Data i numer publikacji zgłoszenia międzynarodowego:

15.05.2003, WO03/040666 (54) Sposób i urządzenie do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego

(30) Pierwszeństwo: 03.11.2001, DE, 10153425.6	(73) Uprawniony z patentu: PFISTER GMBH, Augsburg, DE
(43) Zgłoszenie ogłoszono: 30.05.2005 BUP 11/05	(72) Twórca(y) wynalazku: HUBERT WOLFSCHAFFNER, Dasing, DE
(45) O udzieleniu patentu ogłoszono:	(74) Pełnomocnik:
31.08.2010 WUP 08/10	rzecz. pat. Misztak Irena PATPOL spółka z ograniczoną odpowiedzialnością

PL 206 410 B1

Opis wynalazku

Wynalazek dotyczy sposobu i urządzenia do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego, zwłaszcza przy słabych strumieniach transportowych.

Sposób postępowania i urządzenie do napełniania zbiornika materiałami sypkimi jest znane z opisu DE 3413757 A1. Przy tym do zbiornika wstę pnego uchodzi co najmniej jedna rura zasilają ca, poprzez którą zasysany jest materiał sypki z jednego lub kolejno, z większej ilości zbiorników zasobnikowych i tu dodatkowo jest ważony a po otwarciu zaworu dennego doprowadzane jest urządzenie mieszające. Tego rodzaju układy mieszające, tworzące mieszaniny wielofazowe stosowane do dozowania wsadów materiałów sypkich są stosowane przykładowo w przemyśle ceramicznym, przy czym ważonych jest wiele gatunków różnorodnych materiałów wiążących, wypełniaczy, farb i dodatków. Materiały sypkie doprowadza się do wspólnego zbiornika wagowego poprzez podajnik ślimakowy lub pneumatyczny podajnik strumieniowy. Przy wykorzystaniu takich urządzeń wagowych, które umieszczone są w pneumatycznym podajniku strumieniowym, dokładność ważenia jest zależna od proporcji ciśnieniowych. W taki sposób, dla osiągnięcia wystarczającej dokładności ważenia, powinno się uniknąć uderzeń ciśnieniowych, występujących w podajniku strumieniowym, na przykład spowodowanych kolejnym uruchamianiem zaworu, wpływających na działanie wagi. Często poza tym przewody wprowadzające i wyprowadzające, służące do napełniania i opróżniania, w obszarze przyłączeniowym prowadzone są poziomo, żeby zmiany ciśnienia nie wywierały żadnego wpływu na komory wagowe zbiornika wstępnego. Te środki nie są jednak wystarczające aby wykluczyć wpływ proporcji ciśnieniowych na sygnał wagowy, tak że już przy małych różnicach ciśnień lub niezdefiniowanych ilościach przecieków powietrznych wyniki ważenia mogą zostać sfałszowane.

Ponadto z opisu DE 33 10 735 A1 znany jest sposób regulacji dla zbiornika wagowego, przy czym wtórne oddziaływanie na wynik ważenia, sił związanych z zamykaniem zbiornika, jest w ten sposób minimalizowane, że z pozornych zmian obciążeń, względnie pozornych zmian ciężaru zbiornika wagowego ustala się wielkość korekcyjną w zależności od temperatury lub ciśnienia, która następnie przekładana jest na sygnał wagowy poprzez dodawanie lub odejmowanie. Ponieważ przy tym wpływa się bezpośrednio na wartość sygnału wagowego, układy mieszające tego rodzaju nie podlegają legalizacji. Z opisu EP-B-0644406, dotyczącego rozwiązania, którego właścicielem jest Zgłaszający, znane jest umieszczenie w zbiorniku wagowym, czujnika ciśnienia, służącego do pomiaru ciśnienia, przy czym mogą być uchwycone proporcje ciśnieniowe, chwilowo panujące w zbiorniku wagowym. Przy tym najpierw, przy osiągnięciu lub przekroczeniu określonej wartości granicznej ciśnienia, sygnał wagowy komór wagowych, w celu jego zarejestrowania, jest przejmowany przez elektroniczny układ wagowy. W ten sposób unika się procesu ważenia przy zbyt wysokim podciśnieniu lub nadciśnieniu, co mogłoby prowadzić do sfałszowania wyników legalizowanych komór wagowych i elektronicznego układu wagowego. Rejestracja wyniku ważenia i przedłużenie połączenia następnego etapu dozowania nie następuje tak długo, aż ciśnienie panujące w zbiorniku wagowym zostanie zasadniczo zrównane z ciśnieniem otoczenia. Układ ten przeznaczony jest jednak do pneumatycznego opróżniania zbiorników, zwłaszcza przy słabych strumieniach transportowych z odpowiednio małą ilością powietrza.

Przedmiotem wynalazku jest sposób grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego, który doprowadza się ze zbiornika zasobnikowego do zbiornika wstępnego, w którym waży się materiał poprzez określenie sygnału ważenia przekazywanego dalej do elektronicznego układu wagowego. Następnie materiał odprowadza się ze zbiornika wstępnego do grawimetrycznego urządzenia dozującego, przy czym materiał sypki przed ważeniem w zbiorniku wstępnym gromadzi się pośrednio w zbiorniku pośrednim i dopiero przy osiągnięciu wartości ciśnienia wyrównawczego między zbiornikiem wstępnym i zbiornikiem pośrednim, podaje się dalej. Istota wynalazku polega na tym, że wartość ciśnienia w zbiorniku pośrednim i w zbiorniku wstępnym mierzy się w sposób ciągły, każdorazowo za pomocą czujnika ciśnienia.

Wartość ciśnienia zmierzoną w zbiorniku pośrednim i/lub w zbiorniku wstępnym, zwłaszcza wartość różnicy tych ciśnień, dla sterowania urządzenia dozującego, przekazuje się do układu sterowania dozowaniem, względnie elektronicznego układu wagowego. Przy określonej prędkości narastania ciśnienia, opróżnia się z powietrza zbiornik pośredni i/lub zbiornik wstępny.

Korzystnie, wartość ciśnienia wyrównawczego ustala się na poziomie różnicy ciśnień zbliżonej do zera a zbiornik pośredni i/lub zbiornik wstępny, za pomocą pompy zasila się płynem pod ciśnieniem.

PL 206 410 B1

Przedmiotem wynalazku jest również urządzenie do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego, ze zbiornikiem wstępnym, który jest podparty na co najmniej jednej komorze wagowej, przyłączonej do elektronicznego układu wagowego i za pomocą giętkich połączeń jest połączony z przewodem doprowadzającym materiał sypki. Ponadto zbiornik wstępny połączony jest z urządzeniem do grawimetrycznego dozowania, przy czym przed zbiornikiem wstępnym usytuowana jest zasuwa klapowa ze zbiornikiem pośrednim, oraz z przewodem transportowym do opróżniania urządzenia dozującego.

Istota tego wynalazku polega na tym, że urządzenie posiada czujnik ciśnienia, nastawiony na dodatkowe mierzenie ciśnienie w przewodzie transportowym przy pneumatycznym napełnianiu/rozdzielaniu materiału sypkiego, przy podciśnieniu lub nadciśnieniu. Elektroniczny układ wagowy nastawiony jest na porównanie mierzonego ciśnienia z ciśnieniem w zbiorniku pośrednim dla ustalenia wartości ciśnienia wyrównawczego.

Korzystnie, na zbiorniku pośrednim zainstalowana jest co najmniej jedna sonda stanu napełnienia.

W wykonaniu zgodnym z wynalazkiem, jeszcze przed zbiornikiem wagowym, wzglę dnie zbiornikiem wstępnym w grawimetrycznym urządzeniu dozującym, zastosowany jest po to zbiornik pośredni z zasuwą klapową, aby celowo sterować doprowadzaniem materiału sypkiego i napełnianiem zbiornika wstępnego. Dzięki temu osiągnięto to, że nie mogą wystąpić przecieki powietrza z pneumatycznego układu transportowego, zwłaszcza w momencie rozpoczynania procesu dozowania. Dzięki tej kompensacji oddziaływania siłowego przewodów doprowadzających i odprowadzających z grawimetrycznego urządzenia dozującego, w całym układzie osiąga się dokładniejsze dozowanie.

Przedmiot wynalazku został pokazany w przykładzie wykonania na rysunku, który schematycznie przedstawia wagę zbiornikową.

Zbiornik wstępny 1 urządzenia dozującego 20 jest oparty na przynajmniej jednej komorze wagowej 2, usytuowanej pod rusztowaniem. Wyjście komory wagowej 2 połączone jest z elektronicznym układem wagowym 3, obejmującym scalony układ sterownia dozowaniem, (kropkowana linia, zakończona strzałką), rejestrujący, przetwarzający i wykazujący w komputerowym urządzeniu sterującym dane dotyczące ciężaru zbiornika wstępnego 1 i ciężaru materiału przepływającego przez urządzenie dozujące 20. Układ sterownia dozowaniem uruchamia również dolną klapę 4 w rurze doprowadzającej 1a, która przechodzi w rurowy zbiornik pośredni 6, połączony z umieszczonym nad nim, zbiornikiem zasobnikowym (silosem) 7. Pod zbiornikiem zasobnikowym 7 umieszczona jest bliżej nieoznaczona zasuwa i górna klapa 5, a obydwa te elementy uruchamiane są poprzez elektroniczny układ wagowy, względnie układ sterowania dozowaniem. Zbiornik pośredni 6, wraz z uruchamianymi wymiennie klapami 4, 5 tworzy zatem tak zwaną śluzę klapową.

Pod zbiornikiem wstępnym 1 zainstalowana jest klapa opróżniająca lub zasuwa zamykająca, która jest także uruchamiana przez układ sterowania dozowaniem i jest przyłączona do grawimetrycznego urządzenia dozującego 20, zwłaszcza dozującej wagi obrotowej z dozowaniem pneumatycznym. Zbiornik wstępny 1 urządzenia dozującego 20 napełniany jest zatem za pomocą śluzy klapowej, utworzonej poprzez obydwie klapy 4 i 5, jak również zbiornik pośredni 6 i działającej w poniżej opisany sposób.

Najpierw otwiera się górna klapa 5 zbiornika pośredniego 6. Materiał sypki, przykładowo pył koksowy, przepływa z silosu 7 (przy otwartej górnej zasuwie) do zbiornika pośredniego 6, znajdującego się między górną klapą i dolną klapą 4. Na jego miejsce do silosu 1 kierowane jest usunięte z niego powietrze. Górna klapa 5, napełniająca zamykana jest w określonym okresie czasu lub poprzez sygnał sondy stanu napełnienia 8, napełnionego zbiornika pośredniego 6. Ciśnienie panujące w zbiorniku pośrednim 6, wypełnionym koksem, określane jest za pomocą czujnika ciśnienia 9, a sygnał z tego czujnika przekazywany jest do elektronicznego układu wagowego, aby ciśnienie to było utrzymywane poprzez doprowadzanie powietrza pod ciśnieniem za pomocą pompy 26, na poziomie, lub nieznacznie powyżej poziomu ciśnienia zmierzonego za pomocą czujnika ciśnienia 29, w zbiorniku wstępnym 1, przy wykorzystaniu urządzenia do regulacji ciśnienia, wbudowanego do elektronicznego układu wagowego 3, które to ciśnienie pojawia się, ponieważ przy opróżnianiu urządzenia dozującego 20 pojawiają się przecieki powietrza z przewodu transportu pneumatycznego 11. Następnie otwiera się dolna klapa 4 na sygnał podany z elektronicznego układu wagowego 3. Pył koksowy przesypuje się zatem poprzez rurę napełniająca 1a do znajdującego się pod nią zbiornika wstępnego 1. Dolna klapa 4 znajdująca się na zbiorniku pośrednim 6 zamyka się ponownie po krótkim okresie czasu lub na sygnał przekazany przez sondę stanu napełnienia 8, świadczący o tym, że zbiornik jest pusty. Powietrze, które przedostało się poprzez zbiornik wstępny 1 do zbiornika pośredniego 6 rozpręża się następnie ewentualnie przy otwarciu zaworu odciążającego 12. Cykl ten powtarza się w czasowo zróżnicowanych

PL 206 410 B1 okresach, odpowiednio do natężenia napływu materiału i założonej wydajności dozowania urządzenia dozującego 20, jak również danych dotyczących stanu napełnienia ustalonych na podstawie każdorazowo określonego ciężaru zbiornika wstępnego 1. Następnie pył koksowy w sposób ciągły przesypuje się ze zbiornika wstępnego 1 do dozownika celkowego urządzenia dozującego 20. Jak to zaznaczono powyżej, dozownik celkowy, względnie wirnik dozujący może się wychylać wokół osi 18, podpartej lub zawieszonej na komorze wagowej 2 i emituje sygnał ważenia materiału. Zbiornik wstępny 1, podobnie jak zbiornik zasobnikowy 7, alternatywnie posiada również urządzenie napowietrzające 13, służące do fluidyzowania pyłu koksowego. W celu dodatkowego podtrzymania przepływu materiału, w zbiorniku wstępnym 1 wbudowane jest pracujące w sposób ciągły ramię mieszające 1b, napędzane silnikiem. Stan napełnienia w zbiorniku wstępnym 1 jest zatem wykrywany grawimetrycznie za pomocą urządzenia pomiarowego i jego napełnienie regulowane jest odpowiednio poprzez sterowanie śluzy klapowej 4, 5.

Jak to podano powyżej, zasadniczą sprawą jest to, że w zbiorniku pośrednim 6 zainstalowany jest czujnik ciśnienia 9, aby można było określić panujące w nim ciśnienie i wyrównać z ciśnieniem panującym w zbiorniku wstępnym 1, określonym za pomocą czujnika ciśnienia 29. Czujnik ciśnienia 9, tak samo jak czujnik ciśnienia 29 przyłączony jest do elektronicznego układu wagowego 3, w którym ustalona jest graniczna wartość ciśnienia, korzystnie różnicy ciśnień zbliżonej do zera, i w zależności od wymaganej dokładności przekazywana jest jako wartość zadana. Dopiero gdy czujnik 9 zbiornika pośredniego wykryje pewną wartość ciśnienia w porównaniu do wartości ciśnienia wykazanej przez czujnik ciśnienia 29 w zbiorniku wstępnym 1, która odpowiada wyrównawczej, lub granicznej wartości różnicy ciśnień, zbliżonej korzystnie do zera, elektroniczny układ wagowy 3 wysyła sygnał otwarcia dolnej klapy 4 i w ten sposób zbiornik wstępny 1, w którym ciśnienie utrzymywane jest na prawie identycznym poziomie, jest doładowywany dodatkowym ładunkiem.

Ponadto, można zastosować dodatkowy czujnik ciśnienia 19, który określa zależności ciśnienia w przewodzie transportu pneumatycznego 11, aby w elektronicznym układzie wagowym 3 wyrównać sygnały ciśnienia, z tymi, które pochodzą z czujników 9 i 19. Ponieważ w przypadku przesypywania pyłowego materiału sypkiego, również przy nieznacznych strumieniach objętości, w zbiorniku wstępnym 1 może wystąpić stosunkowo wysokie ciśnienie, celowe jest zastosowanie co najmniej jednego urządzenia odpowietrzającego, służącego do zmniejszenia panującego ciśnienia, aby można było możliwie szybko osiągnąć wymaganą wartość graniczną ciśnienia, a zwłaszcza całkowite wyrównanie ciśnienia. Jako urządzenie odpowietrzające 12 stosowany jest przykładowo filtr, aby zmniejszyć ilość pyłu, wydostającego się z instalacji. Podobne urządzenie rozprężające 17 jest zastosowane w zbiorniku wstępnym 1, aby również tu zredukować ciśnienie, co ma służyć zrównaniu z ciśnieniem panującym w zbiorniku pośrednim. Odwrotnie, istnieje możliwość spowodowania wyrównania, względnie zrównania ciśnienia przed otwarciem dolnej klapy 4, poprzez doprowadzenie płynu pod ciśnieniem do w zbiornika wstępnego 1, względnie zbiornika pośredniego 6 za pomocą ciśnieniowej pompy powietrznej 16.

W tym przykładzie wykonania z wykorzystaniem przewodu transportu pneumatycznego 11, poprzez kompensację proporcji ciśnieniowych w zbiorniku wstępnym 1, i zbiorniku pośrednim 6, ze śluzą klapową 4, 5, w przewodzie transportu pneumatycznego 11 nie mogą wystąpić żadne przecieki powietrza i błędne przepływy mające mylący wpływ na wyniki ważenia. Na podstawie pomiaru ciśnienia za pomocą czujników ciśnienia 9 i 29, względnie 19, istnieje zatem możliwość optymalizacji przenoszenia materiału sypkiego do urządzenia dozującego. Gdy, przykładowo w zbiorniku wstępnym 1 panuje nadciśnienie, zbiornik pośredni 6 może być zasilany poprzez ciśnieniową pompę powietrzną, tak, że następuje zrównanie ciśnienia względem zbiornika wstępnego 1. Dzięki temu zrównaniu proporcji ciśnieniowych w zbiorniku pośrednim 6 i w zbiorniku wstępnym 1 można zwiększyć dokładność dozowania poprzez zmniejszenie błędnych przepływów i powrotnych przepływów cząstek.

Przy występowaniu podciśnienia w zbiorniku wstępnym 1 ma zastosowanie, zgodnie z wynalazkiem proporcja odwrotna. Podciśnienie w zbiorniku wstępnym 1 może przykładowo wystąpić wtedy, gdy przewód zasilania pneumatycznego ukształtowany jest jako urządzenie odsysające. Również w tym przypadku, możliwe jest wyrównanie ciśnienia poprzez odpowietrzenie względnie zasilenie zbiornika wstępnego 1, płynem pod odpowiednim ciśnieniem, zanim nastąpi otwarcie dolnej klapy 4 w celu dalszego pobrania materiału sypkiego.

PL 206 410 B1

Claims (5)

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego, który doprowadza się ze zbiornika zasobnikowego do zbiornika wstępnego, w którym waży się materiał poprzez określenie sygnału ważenia przekazywanego dalej do elektronicznego układu wagowego, a następnie materiał odprowadza się ze zbiornika wstępnego do grawimetrycznego urządzenia dozującego, przy czym materiał sypki przed ważeniem w zbiorniku wstępnym gromadzi się pośrednio w zbiorniku pośrednim i dopiero przy osiągnięciu wartości ciśnienia wyrównawczego między zbiornikiem wstępnym i zbiornikiem pośrednim, podaje się dalej, znamienny tym, że wartość ciśnienia w zbiorniku pośrednim (6) i w zbiorniku wstępnym (1), mierzy się w sposób ciągły, każdorazowo za pomocą czujnika ciśnienia (9, 29) i wartość ciśnienia zmierzoną w zbiorniku pośrednim (6) i/lub w zbiorniku wstępnym zwłaszcza wartość różnicy tych ciśnień, dla sterowania urządzenia dozującego (20), przekazuje się do układu sterowania dozowaniem, względnie elektronicznego układu wagowego (3), oraz przy określonej prędkości narastania ciśnienia, opróżnia się z powietrza zbiornik pośredni (6) i/lub zbiornik wstępny (1).

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wartość ciśnienia wyrównawczego ustala się na poziomie różnicy ciśnień zbliżonej do zera.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zbiornik pośredni (6) i/lub zbiornik wstępny (1), za pomocą pompy (16) zasila się płynem pod ciśnieniem.

4. Urządzenie do grawimetrycznego dozowania materiału sypkiego, ze zbiornikiem wstępnym, który jest podparty na co najmniej jednej komorze wagowej przyłączonej do elektronicznego układu wagowego i za pomocą giętkich połączeń jest połączony z przewodem doprowadzającym materiał sypki i urządzeniem do grawimetrycznego dozowania, przy czym przed zbiornikiem wstępnym usytuowana jest zasuwa klapowa ze zbiornikiem pośrednim, oraz z przewodem transportowym do opróżniania urządzenia dozującego, znamienne tym, że posiada czujnik ciśnienia (19), nastawiony na dodatkowy pomiar ciśnienia w przewodzie transportowym (11) przy pneumatycznym napełnianiu/rozdzielaniu materiału sypkiego, przy podciśnieniu lub nadciśnieniu, i tym, że elektroniczny układ wagowy (3) nastawiony jest na porównanie mierzonego ciśnienia z ciśnieniem w zbiorniku pośrednim (6) dla ustalenia wartości ciśnienia wyrównawczego.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że na zbiorniku pośrednim (6) zainstalowana jest jedna sonda stanu napełnienia (8).