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Verfahren und Einrichtung für das Sortieren von Kalk nach dem Brenngrad
Beim IJrennen von Kalksteinen nach den heute üblichen Verfahren ist es oft nicht
zu vermeiden, dass eine gewisse Anzahl von Steinen nicht durchgebrannt wird, soclasa
im Innern des Steines ein ungebrannter Kern zurückbleibt. Andererseits werden oft
einige Steine überhitzt, wodurch Totbrand eintritt. Für verschiedene Verwendungszwecke
ist es daher notwendig, den Kalk nach dem Brennprozess auszulesen. Dioses Auslesen
wird manuell an einen' laufenden Band durchgeführt. Es ist im allgemeinen recht
unvollkommen, da auch bei grosser Erfahrung der Sortierkolonne ein erheblicher Prozentsatz
der auszuscheidenden Steine von aussen nicht kenntlich Ist; und daher nicht erfasst
wird. Erhebliche Vorteile würde ein automatisches Sortierverfahren bringen, welches
die Zusammensetzung des Prüflings in seinem Innern erfasst. Ein solches Sortierverfaliren
kann, wie im folgenden beschrieben wird, über eine dielektrische Messung durchgeführt
werden.
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Während sich die Dielektrizitätskostante 2 i'ür kalksteine und gebrannten
Kalk nicht wesentlich unterscheiden1 wurde gefunden, dass der dielektrische Verlustwinkel
tg i'Ur gebrannten Kalk ein Minimum erreicht, wäh@@nd ungebrannter Kalk einen um
mehr als eine Zehnerpotenz grösseren Verlustwinkel aufweist. Auch totgebrannter
Kalk hat einen höheren Verlustwinkel als richtig gebrannter Kalkg hier jedoch ist
die Erhöhung des Verlustwinkels nicht so stark ausgeprägt.
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Auf dieser Tatsache wird das erfindungsgemässe Verfahren aufgebaut.
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In der Praxis werden die Prüflinge im allgemeinen durch einen Siebprozess
nach Grössenklassen eingeteilt. Trotzdem unterscheiden sich die Steine durch ihre
Form recht erheblich. Nicht durchgebrannte Stücke und eventuell Totbrand sind auszuscheiden0
Für die Messung wird der Präfling in einen Messkondensator eingebracht.
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Da der grösste zu messende Prüfling nicht beide Elektroden des Kondensators
beriffiren darf, muss der Plattenabstand des Messkondensators relativ gross gewählt
werden. Das bedingt, dass nur ein sehr kleiner Teil des Dielektrikwns aus dem Prüfling
besteht. Ist der prüfkondensator an eine Reaktanzbrücke üblicher Bauart angeschlossen,
so muss für Jede Messung der Abgleich der Brücke nach erlust'änkel und Kapazität
des Prüfkondensators erfolgen. Die Änderung des Verlustwinkels durch den Prtifling
liegt in der Grössenordnung des Verlustwinkels der Zuleitung zum Messkondensator
und vom Messkondensator selber. Da im Laufe des Betriebes eine langsam zunehmende
Verschmutzung des Messkondensators unvermeidlich ist, iie die Dämpfung ändert, und
ausserdem der Verlustwinekl der gesamten Messanordnung von der Temperatur abhängt,
welche mit der @eit schwankt, erhält man einen so grossen Nullpunktfehler, dass
sine derartige Messeinrichtung für eine automatische Sortiereinrichtung nicht verwendbar
ist. lan erhält eine Messeinrichtung, welche die genannten Felller nicht @ufweist,
wennz manals Maß für den Brenngrad des Prüflings die Änderung des Verlustwinkels
eines Messkondensators betrachtet, die auf-@ritt, während der Prüfling durch den
Messkondensator gefördert wird. igur 1 zeigt eine Ausführungsform des Erfindungsgedankens
als chematische Darstellung. 1 zeigt einen Oszillator, dessen Schwing-@reiskapzität
teilweise durch den Messkondensator gebildet wird.
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@s ist bekannt, dass der Anodenstrom eines selbst erregt en Röhren-@szillators
mit der Dämpfung seines Schwingungskreises zunimmt. Eine ;leine Verstimmung des
Schwingkreises dagegen wirkt sich auf den nodenstrom der Oszillatorröhre nicht aus.
Damit entfällt der bei essbrücken notwendige Abgleich auf die Kapazität des Prüfkondensate@
er Messkondensator wird gebildet aus der Messplatte 2 und der Förder inne 3. wird
ein Prüfling in den Messkondensator eingebracht, so ird sich der Spannungsabfall
am Anodenwiderstand der Oszillatoröhre erhöhen, und zwar in Abhängigkeit von der
durch den Prüfling erursachten Dämpfung. Da die Dämpfungsänderung des Messkondensators,
ie bereits ausgeführt wurde, recht klein ist, ist nur mit einer leinen Spannungsänderung
am Widerstand in der Anodenzuleitung zu
rechnen. Die kleine Spannungsänderung
wird nun einem Wechselstromverstärker 6 zugeführt. Dio Koppel-Zeitkonstanten dieses
Wechselstromverstärkers werden um eine Mehrfaches grösser gewählt als die Verweilzeit
des Prüflings im Messkondensator ist. i)ie Verweilzet des 1>rüflings im Nesskcndensator
hängt von der Fördergeschwindigkeit der Förderrinne 3 ab. Die Förderung in der Förderrinne
erfolgt durch Vihration. Die Vibration der Förderrinne wird durch den Rüttler 4
hervorgerufen. Die Förderung der Prüflinge durch Vibration ermöglicht es, die Fördergeschwindigkeit
recht genau konstant zu halten und in weiten Grenzen den Erfordernissen anzupassen.
Die Förderung kann mit einem Förderband üblicher Bauart nicht durchgeführt werden,
weil oin solches Förderband, welches Ja den Messkondensator durchlaufen ngisste,
sclbst eine recht unterschliedliche Dämpfung des Xesskondensators hervorrufen würde.
Praktisch brauchbar ist eine Förderung, bei welcher der Prüfling im freien Fall
durch den Messkondensator gefordert wird oder aber auf einer schiefen Ebene durch
den Messkondensator rutscht. Doch kann man bei dieser Art der Förderung die Fördergeschwindigekcit
nicht in weiten Grenzen beeinflussen.
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Wenn ein Prüfling den Messkondensator durchläuft, entsteht am Ausgang
von ti ein Spannungsstoss von mehreren Volt. dessen Amplitude vom Verlustwinkel
des Prüflings abhängt. Dieses Meßsingal wird einem Amplitunden-Diskriminator 7 zugeführt,
welcher in seinem Ausgang ein Relais enthAlt. Das Ausgangsrelais voll 7 zieht für
eine bestimmte Zeit, wenn die Amplitude des Meßsignals einen einstellbaren Schwellenwert
überschreitet, also dann wenn sich im Messkondensator ein Prüfling befindet, der
auszuscheiden ist.
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Der Fusspunkt des Meßsignals ist von der Anzalil der Prüflinge, also
von der Impulszahl und Impulsgrösse abhängig. Um eine Verfälschung des Messresultates
zu verhindern, wird durch die Diode 5 der Fusspunkt des Meßsignals festgelegt. Erfidnungsgemäss
wird also nicht der Absolutwert der Dämpfung des Messkondensators gemessen, sondern
die durch den Prüfling verursachte Dämpfungsänderung. Auf diese
Weise
werden Fehler, die durch eine Verschmutzung des Messkondensators, Temperatureffekte
und alle anderen langzeitlichen Schwanungen unwirksam gemacht.
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Durch das Ansgangsrelais in 7 wird das Magnetventil 8 betätigt, wodurch
die bei 9 zugefüjirte Pressluft aus der Düse 1Q austritt und den Prüfling aus der
Förderrinne 3 ausbläst. Das Auswerfen mit Pressluft ist besonders vorteilhalt, da
ein mechandischer Auswerfer, der in den Messkondensator eingreift, das Meßsignal
in unerwünschter Form beeinflusst.