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Füllstande in Silos erfassen Gravimetrische Siloverwiegung

Redakteur: Sabine Mühlenkamp

Nahezu branchenübergreifend steigen die Ansprüche an Produktionsprozesse, davon bleibt auch die Lagerlogistik nicht gefeit. Zusätzlich geben bei Großbehältern wie Silos und Tanks Nachhaltigkeit und Präzision den Takt an. Dementsprechend steigen die Anforderungen an moderne Messsysteme.

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Wieviel ist im Silo? Wägezellen können Auskunft geben.
Wieviel ist im Silo? Wägezellen können Auskunft geben.
(Bild: Bild von Thomas Mikolajczyk auf Pixabay)

Um das Optimum herauszuholen und die Lagerhaltung so wirtschaftlich wie möglich zu gestalten, sind Messysteme besonders gefordert. Allerdings: „Herkömmliche Messtechnik gerät bei Schüttgütern schnell an ihre Grenzen. Anders verhalten sich hingegen gravimetrische Methoden, zum Beispiel die Wägezellen“, wie Michael Zimmermann, Area Sales Manager bei Penko Engineering, erläutert. Hierbei handelt es sich um die am häufigsten verwendete Kraftaufnehmer-Sorte, die auf sie wirkendes Gewicht in elektrische Signale umwandelt.

Anders als bei niedrigviskosen Flüssigkeiten und Gasen handelt es sich bei Schütt­gütern um schwerfließende Materialien, die eine Füllstandsüberwachung beeinträchtigen, wenn sich zum Beispiel Brücken im Material bilden oder sich die Bestandteile ungleichmäßig im Silo verteilen. Manche Komponenten besitzen zudem eine schwankende Dichte, was die Bestimmung der Masse an Rohstoff über die Füllhöhe zusätzlich erschwert.

Um bei solchen Fällen dennoch eine genaue Füllstandskontrolle zu ermöglichen, eignet sich besonders die Verwiegung der Silos. Hierbei steht das Silo auf Wägezellen und erfasst so die Masse des Materials unabhängig von deren Position und Verteilung. „Die Waage fungiert dabei als Bestandteil der Struktur und somit auch des statischen Aufbaus, was wiederum eine gesonderte Betrachtung der Statik erfordert“, erklärt Zimmermann. Um diesen Prozess zu vereinfachen, bieten sich individuelle Wägelösungen an.

Silos lagern hohe Volumen unterschiedlicher Rohstoffe. Da es sich hierbei um dichte Materialien handelt, stellt eine präzise Messung der Füllstände oftmals eine Herausforderung dar. „Volumetrische Messtechniken regeln für gewöhnlich die Füllstände von Silos und Tanks, doch kann es hier unter anderem zu Staub- und Kaminbildung oder Abweichungen in der Dichte kommen, was die Genauigkeit des Verfahrens erheblich beeinträchtigen kann“, so Zimmermann. Mit einer Wägung des Silos wird die Masse des Inhalts unabhängig von ihrer Position und Verteilung im Inneren ermittelt. „Dazu bedarf es einer entsprechenden Auf- beziehungsweise Nachrüstung der Anlage. Durch die Montage von Instrumenten wie Wägezellen oder Gewichtssensoren in der Stütz- oder Stahlkonstruktion von Silos oder Tanks erfolgt die Erfassung der Masse. Bei korrekter Anbringung liefern sie präzise und zuverlässige Ergebnisse.“

Einfache Auf- und Nachrüstung bestehender Anlagen

Wird ein neues Silo angeschafft, erweist sich die gleichzeitige Installation von Wägezellenmodulen als sinnvoll. Bei der Konstruktion werden die Fühler in eine Montageeinheit integriert und an den Stützpfeilern angebracht, sodass der Behälter schließlich auf den Modulen steht. Dabei befinden sich die Wägeeinheiten zwischen der Siloauflage und der Unterkonstruktion oder dem Boden.

Um ein Abheben zu verhindern, besitzen die Montagemodule eine integrierte Sicherung, die für eine feste Fixierung des Silos in alle Richtungen sorgt. Auch mögliche Ausdehnungen des Behälters durch Temperaturunterschiede lassen sich somit ausgleichen. Je nach Form des Behälters und Art der Gewichterfassung existieren unterschiedliche Arten von Wägezellen und Elektronik-Typen. In Kombination mit einem Montagemodul bilden die Messinstrumente eine Einheit, die sich besonders für Behälter bis etwa 600 Tonnen eignet.

Wo eine Anbringung von solchen Wägemodulen nicht mehr möglich ist, bietet sich die Nachrüstung des Behälters mit Gewichtssensoren an. Dabei handelt es sich um ein aufwandarmes Vorgehen, das nur wenige Stunden bei vollem Produktionsbetrieb in Anspruch nimmt. Hierbei werden an der Außenseite des Großbehälters Halbleiter-Dehnungsmessstreifen angebracht, die die Füllmenge im Inneren ermitteln. Dabei erfassen die Sensoren die beim Befüllen oder Entleeren des Silos entstehende Verformung der Konstruktion und rechnen diese Werte in Füllstandsdaten um.

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