DE3037594A1

DE3037594A1 - METHOD FOR CONTROLLING OR REGULATING SORTING PLANTS

Info

Publication number: DE3037594A1
Application number: DE19803037594
Authority: DE
Inventors: Hans Dr.-Ing. 5100 Aachen Kellerwessel
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1980-10-04
Filing date: 1980-10-04
Publication date: 1982-05-19
Also published as: ZA816838B; GB2084723A; GB2084723B

Description

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Anlage zum Patentgesuch derAnnex to the patent application by

Klöckner-Humboldt-DeutzKlöckner-Humboldt-Deutz

AktiengesellschaftCorporation

vom 01. September 1980dated September 01, 1980

Verfahren zum Steuern oder Regeln von C · Sortieranlagen Method for controlling or regulating C · sorting systems

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum berührungslosen Erfassen von Meßwerten und nachfolgenden Steuern oder Regeln von einer Sortiereinrichtung in der Aufbereitungstechnik, insbesondere für die Erz- oder Kohleäufbereitung.The invention relates to a method for contactless acquisition of measured values and subsequent control or Control of a sorting device in processing technology, especially for ore or Coal processing.

Unter Sortiereinrichtungen versteht man in der Aufbereitungstechnik Maschinen und Anlagen, die einen Schüttgutstrom, z.B. vorklassierte Rohkohle oder feingemahlenes Metallerz in mindestens zwei Materialströme unterschiedlicher stofflicher Zusammensetzung trennen. Voraussetzung für eine solche Trennung ist, daß sich die zu trennenden Stoffe in mindestens einer physikalischen oder physiko-chemischen Eigenschaft deutlich voneinander unterscheiden. Die bekannten Trennverfahren lassen sich in solche unterscheiden, bei denen die zur Trennung nach den physikaliscnen Eignnschaften wirkenden' Kräfte, z.B. Schwerkraft oder Magnetfeld, auf das ganze Kollektiv derIn processing technology, sorting devices are machines and systems that make one Bulk material flow, e.g. pre-classified raw coal or finely ground metal ore in at least two material flows different material composition. A prerequisite for such a separation is that the substances to be separated clearly from one another in at least one physical or physico-chemical property differentiate. The known separation processes can be divided into those in which the separation according to the forces acting on physical properties, e.g. Gravity or magnetic field, on the whole collective of the

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zu trennenden Teilchen einwirken - dies ist der Fall beispielsweise bei der Schwertrübeaufbereitung, Setzarbeit oder Magnetscheidung -, und in solche, bei denen jedes einzelne Korn auf die betreffende Eigenschaft geprüft wird und aufgrund der Prüfung entweder im Hauptstrom verbleibt oder daraus entfernt wird. Als kennzeichnende Eigenschaften dienen bei diesen sogenannten Einzelkorn-Sortierverfahren meistens optischeParticles to be separated act - this is the case, for example, with heavy beet processing, setting work or magnetic separation - and in those in which each individual grain is tested for the relevant property and as a result of the test either remains in the main stream or is removed from it. As a distinctive In these so-called single-grain sorting processes, properties are mostly used for optical purposes

Eigenschaften im weiteren Sinne, wie z.B. Farbe, Fluoreszenz im sichtbaren Bereich, Röntg'enfluoreszenz und andere.Properties in the broader sense, such as color, fluorescence in the visible range, X-ray fluorescence and other.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich ausschließlich auf die zuerst genannten Verfahren mit kollektiver Einwirkung der Trennkräfte, während sie nicht die Einzelkorn-Sortierverfahren zum Gegenstand hat, die man in der betrieblichen Praxis der Aufbereitung mineralischer \J Rohstoffe und anderer Massenprodukte wegen der geringen Aufgaberaten und des großen apparativen Aufwands möglichst vermeiden will.The present invention relates exclusively to the former method, with collective action of separating forces, while they do not have the individual grain sorting process of the sort that one mineral in operational practice of treatment \ J raw materials and other bulk products because of the low feed rates and large wants to avoid equipment expense as much as possible.

In der Einzelkornsortierung gehört die Anwendung von Laser-Apparaturen bereits zum Stand der Technik. So sind in jüngster Zeit Entwicklungen bekanntgeworden, nach denen Laserstrahlen für die Erzsortierung eingesetzt werden. Dabei wird zur Entlastung von nachgeschaltetenThe use of Laser equipment is already state of the art. Recently, developments have become known according to which Laser beams are used for ore sorting. It is used to relieve downstream

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Brechanlagen eine Vorsortierung vorgenommen, bei der das wertvolle erzhaltige Mineral vom wertlosen Gestein separiert wird, indem man die Aufgabe durch Schurren und Transportbänder verschiedener Fördergeschwindigkeiten zunächst in individuelle Mineralbrocken vereinzelt und diese dann durch einen oszillierenden Laserstrahl abtastet. Erzmineral und Gangart weisen im allgemeinen ein unterschiedliches Reflexionsvermögen auf. DieCrushing plants carried out a pre-sorting in which the valuable ore-containing mineral is separated from worthless rock by doing the job by chutes and Conveyor belts of different conveying speeds are initially separated into individual mineral chunks and this is then scanned by an oscillating laser beam. Ore mineral and gangue generally indicate different reflectivities. the

-'- entsprechenden Reflexions-Momentanwerte werden von einem Fotoverstärker aufgefangen und anschließend elektronisch verarbeitet. Über eine große Anzahl von Luftdüsen erfolgt dann rechnergesteuert ein Austrag einer Komponente, also entweder des Erzes oder des tauben Gesteins, so daß damit eine Sortierung stattfindet. Dieses Verfahren ist zum Beispiel ausführlich in der Zeitschrift Erzmetall, Band (1978), Seite 16 bis 28 beschrieben. Die dort behandelte Apparatur ermöglicht die Anwendung dieses neuartigen-'- corresponding instantaneous reflection values are captured by a photo amplifier and then processed electronically. A large number of air nozzles are then used for computer-controlled discharge of a component, that is to say either the ore or the deaf rock, so that sorting takes place therewith. This method is for example described in detail in the magazine Erzmetall, Volume (1978), page 16 to 28th The apparatus dealt with there enables the use of this novel

/"-\ Einzelkorn- Sortierverfahren mittels Laser, dessen größter Nachteil darin besteht, daß die zu sortierenden Korngemenge für den Sortiervorgang einschichtig und darüberhinaus alle Partikel vereinzelt vorliegen müssen, was nicht nur einen entsprechend hohen technischen Aufwand erfordert, sondern die Durchsatzleistung pro Geräteeinheit stark begrenzt./ "- \ Single grain sorting process using a laser, its largest The disadvantage is that the grain mixture to be sorted is single-layer and for the sorting process In addition, all particles must be present individually, which is not only a correspondingly high technical effort requires, but the throughput rate per device unit is severely limited.

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Aber auch bei den kollektivwirkenden Sortierverfahren in der Aufbereitungstechnik sind bereits Sortiereinrichtungen, wie zum Beispiel Naßherde, Flotationsapparate, ' Setzmaschinen oder Magnetscheider bekannt, mit denen Gemenge unterschiedlicher physikalischer oder chemischer Eigenschaften in ihre Komponenten zerlegt werden, und die mit Steuereinrichtungen versehen sind. Da bei solchen Anlagen das Aufgabegut immer ein natürlicher Rohstoff ist, sind Schwankungen in den Eigenschaften dieses Aufgabegutes unvermeidlich, so daß die genannten Regeleinrichtungen notwendig sind, um die Anlagen den stets wechselnden Bedingungen anzupassen und auf diese Weise die günstigsten Betriebsergebnisse zu erzielen. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, geschieht dieses auch heute noch überwiegend in der Weise, daß die Austragsgutströme der Sortiereinrichtungen von erfahrenem Bedienungspersonal kontrolliert und bei Bedarf die Einstellung der Maschine durch manuelle Eingriffe verändert werden. Je nach Art der Sortiermaschine können diese steuernden Eingriffe sehr unterschiedlich sein; bei Naßherden lassen sich zum Beispiel über Hubzylinder die Längs- und/oder die Querneigung, aber auch die Hubfrequenz oder auch die Hublänge verändern, bei Flotationsanlagen und Schwimm-Sinkscheidern können häufig die Höhen des Überlaufs für den Schaum bzw. das Schwimmgut verändert werden. Weitere variable Einstellgrößen sind zum BeispielBut even with the collective sorting processes in processing technology, there are already sorting devices, such as wet stoves, flotation apparatus, 'setting machines or magnetic separators known with which Mixtures of different physical or chemical properties are broken down into their components, and the are provided with control devices. Since the feed material in such systems is always a natural raw material, fluctuations in the properties of this feed material are unavoidable, so that the control devices mentioned are necessary to adapt the systems to the constantly changing conditions and in this way the most favorable Achieve operating results. With a few exceptions, this is still mainly done in the way that the discharged material flows of the sorting devices by experienced operators controlled and, if necessary, the setting of the machine can be changed by manual intervention. Depending on the type of Sorting machine, these controlling interventions can be very different; with wet stoves can be used for For example, the longitudinal and / or the transverse slope, but also the stroke frequency or also the Change the stroke length, with flotation systems and swim-sink separators, the heights of the Overflow for the foam or the floating material can be changed. Other variable setting variables are, for example

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die Aufgaberaten für die Mengenströme. Bei Magnetscheidern, wie etwa Trommelscheidern, kann beispielsweise durch Verdrehen des Magnetkörpers innerhalb der Trommel die Lage des Austrags für die magnetisierbaren bzw. nichtmagnetisierbaren Teilchen beeinflußt und so schwankenden Eigenschaften des Aufgabegutes angepaßt, oder die Aufgabemenge und/oder die Feldstärke verändert werden. Eine Übersicht über die wichtigsten Sortierverfahren und ^~-^y Sortiereinrichtungn findet sich z.B. in Winnacker/Küchler, Chemische Technologie, Bd. 6, S. 37 ff. Carl Hanser Verlag, München, 1973.the feed rates for the volume flows. In magnetic separators, such as drum separators, the position of the discharge for the magnetizable or non-magnetizable particles can be influenced, for example, by rotating the magnetic body inside the drum and thus adapted to fluctuating properties of the feed material, or the feed quantity and / or the field strength can be changed. An overview of the main sorting processes and ^ ~ - ^y sort venue found for example in Winnacker / Kuchler, Chemical Technology, vol 6, p 37 ff, Carl Hanser Verlag, Munich 1973...

Es hat immer wieder Versuche gegeben, diese in der Grundstoffaufbereitung eingesetzten Sortiereinrichtungen zu automatisieren, um zu besseren und von manuellen Eingriffen unabhängigen Sortierergebnissen zu gelangen.There have been repeated attempts to use these sorting devices used in the preparation of raw materials to automate in order to achieve better sorting results that are independent of manual intervention.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, s~\ für Sortiereinrichtungen der genannten Art ein kontinuierlich arbeitendes Verfahren anzugeben, welches das Ergebnis des Sortiervorgangs weitgehend unabhängig von subjektiven Eingriffen des Bedienungspersonals macht, dabei die gewohnten hohen Durchsatzleistungen aufrechterhält bzw. noch steigert, und auch die Regelung solcher Sortiereinrichtungen erlaubt, für die bisher Regeleinrichtungen nicht bestehen.The present invention has for its object to provide s ~ \ a continuous process for sorting devices of the type mentioned, which renders the result of the sorting operation is largely independent of subjective interventions of the operator, thereby maintaining the usual high throughput rates and yet increases, and also the regulation of such sorting devices allows for which regulation devices do not exist up to now.

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Die Lösung- der Aufgabe nach der Erfindung sieht vor, daß ein optisches Meßverfahren mit Laser verwendet wird, wobei die Laserstrahlen einen Austragsgutstrom der Sortiereinrichtung als Kollektiv fortlaufend abtasten, dabei ein charakteristisches optisches Merkmal des Austragsgutstromes bestimmen, und die so bestimmten Meßwerte zur Steuerung oder Regelung einer oder mehrerer Anlagen-Einstellgrößen verarbeitet werden.The solution to the problem according to the invention provides that an optical measuring method with a laser is used, the laser beams producing a stream of discharge material Continuously scan the sorting device as a collective, a characteristic optical feature of the Determine discharge material flow, and the measured values determined in this way for controlling or regulating one or more System setting variables are processed.

Die Anwendung von Laserstrahlen bzw. geeigneten laser-optischen Systemen hat den Vorteil, daß dank der hohen Energiedichten von Laserstrahlen Änderungen der optischen Eigenschaften des Austrags oder der Austräge von Sortiereinrichtungen mit großer Genauigkeit momentan erfaßt und, wann immer erforderlich, zur Einleitung des Steuer- oder Regelvorganges herangezogen werden. Die wichtigsten Komponenten eines solchen laser-optischen Systems bestehen in der Regel aus dem Laser selbst als Strahlungsquelle, einem Ablenksystem und einem Fotodetektor, dem die elektronische Auswerteeinrichtung nachgeschaltet ist. Die Laserstrahlung wird vom Material am Austrag der Sortiereinricntung zurückgeworfen, verstärkt und momentan verarbeitet, wobei bestimmte charakteristische optische Merkmale der Oberflächen der zu sortierenden Materialien gemessen werden und gegebenenfalls den Regelvorgang auslösen. DaThe use of laser beams or suitable laser-optical systems has the advantage that, thanks to the high energy densities of laser beams changes in the optical properties of the discharge or the discharge of Sorting devices detected instantly with great accuracy and, whenever necessary, to initiate the Control or regulating process can be used. The main components of such a laser-optical Systems usually consist of the laser itself as a radiation source, a deflection system and a Photo detector followed by the electronic evaluation device. The laser radiation is from the material thrown back at the discharge of the Sortiereinricntung, amplified and momentarily processed, with certain characteristic optical features of the surfaces of the materials to be sorted are measured and trigger the control process if necessary. There

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Sortiervorgänge Trennverfahren sind und in mindestens zwei getrennten Materialkomponenten resultieren, kann man je nach Zahl der Komponenten wahlweise nur eine dieser Komponenten oder auch mehrere von Laserstrahlen abtasten lassen.Sorting processes are separation processes and can result in at least two separate material components Depending on the number of components, scan only one of these components or several of the laser beams permit.

Das Verfahren nach der Erfindung wird vorteilhafterweise in der Art ausgeführt, daß in der Wellenlänge abstufbare Laser, vorzugsweise CO -Laser verwendet werden. Durch die Abstufbarkeit der Wellenlänge der Laserstrahlen läßt sich in vielen Fällen der praktischen Anwendung eine einfache Anpassung der Laser an die jeweilige Art des Austragsgutes bzw. dessen optische Oberflächeneigenschaften vornehmen.The method according to the invention is advantageously carried out in such a way that the wavelength is gradable Lasers, preferably CO lasers, can be used. Due to the gradability of the wavelength of the laser beams In many cases of practical application, a simple adaptation of the laser to the respective type of material to be discharged is possible or its optical surface properties.

Diese, in Voruntersuchungen zu bestimmenden Eigenschaften können fallweise dazu führen, daß Infrarot-Laser verwendet werden, um optimale Ergebnisse zu erzielen. Damit ist es dann möglich, auch solche Sortiereinrichtungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu steuern- oder zu regeln, bei denen Infrarotstrahlen besser unterscheidbare Meßwerte liefern als Strahlen im sichtbaren Wellenlängenbereich.These properties, to be determined in preliminary studies, can occasionally lead to the use of infrared lasers for best results. This makes it possible to also sort such sorting devices according to the To control or regulate method according to the invention, in which infrared rays better distinguishable measured values deliver as rays in the visible wavelength range.

Besonders gute Ergebnisse erzielt man mit dem Verfahren nach der Erfindung dadurch, daß zwei Laser unterschiedlicher Wellenlänge verwendet werden. Hierbei handelt es sich um die Anwendung der an sich bekanntenParticularly good results are achieved with the method according to the invention in that two lasers different wavelengths can be used. This is the application of those known per se

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Technologie der Differential-Absorptionsmethode mit Laserstrahlen auf die bisher nicht bekannte Messung der optischen Eigenschaften von kollektiven Gutströmen aus Sortiereinrichtungen. Verfahrensbedingt liefert diese Differential-Methode besonders genaue Meßwerte, so daß auch die Genauigkeit der daraus abgeleiteten Steuer- und Regelvorgänge entsprechend größer wird.Differential absorption method using technology Laser beams on the previously unknown measurement of the optical properties of collective material flows Sorting devices. Due to the process, this differential method delivers particularly accurate measured values, so that the accuracy of the control and regulation processes derived therefrom is also correspondingly greater.

C- ) Vorteilhafterweise wird eine derartige Abtastung in der Form vorgenommen, daß der bzw. die Laserstrahl(en) den Austragsgutstrom der Sortiereinrichtung über eine begrenzte Linie oder Fläche abtastet bzw, abtasten. In vielen Anwendungsfällen reicht es aus, den Austrag bzw. die Austräge der Sortiereinrichtung in einer Ebene zu erfassen, um repräsentative MeQergebnisse für die Regelung der Anlage zu erhalten. Hierzu läßt man zum Beispiel einen Laserstrahl in einer horizontalen Ebene zwischen zweiC-) Advantageously, such scanning is in the Form made that the or the laser beam (s) the Austragsgutstrom the sorting device via a scanned or scanned a limited line or area. In many applications it is sufficient to to record the discharges of the sorting device in one level in order to obtain representative measurement results for the control of the plant. For this purpose, for example, a laser beam is left in a horizontal plane between two

Begrenzungslinien oszillieren. Diese OszillationsbewegungThe boundary lines oscillate. This oscillatory movement

^ kann aber auch von einer oszillierenden Bewegungskomponente senkrecht zur horizontalen Oszillationsebene überlagert werden, woraus sich dann eine Flächenabtastung ergibt. Sowohl die Linien- wie auch die Flächenabtastung können für nur einen Austrag oder für mehrere Austräge vorgesehen sein. Dadurch, daß nicht nur ein einzelner Punkt, sondern nacheinander eine Vielzahl von Punkten einer Linie bzw. einer Fläche zur^ but can also be of an oscillating movement component perpendicular to the horizontal Oscillation plane are superimposed, which then results in a surface scanning. Both the line and the Area scanning can be provided for only one discharge or for several discharges. Not only because of that a single point, but successively a multitude of points of a line or an area

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Meßwerterfassung herangezogen werden, wird das jeweilige Meßergebnis, das zur Steuerung und/oder Regelung der Sortiereinrichtung dient, unabhängig von der Art des gerade an einem bestimmten Meßpunkt befindlichen Materialpartikels.Measured value acquisition are used, the respective Measurement result that is used to control and / or regulate the sorting device, regardless of the type of material particle located at a certain measuring point.

Bei einer speziellen Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung werden als charakteristisches optisches Merkmal des Austragsgutstromes die Helligkeitswerte ermittelt und verarbeitet. Bei vielen Sortieraufgaben in der Aufbereitungstechnik unterscheiden sich die wertvollen Komponenten wie Erzmineralien oder Kohlen von den wertlosen Komponenten wie Gangart oder Berge durch ihre Helligkeitswerte, die mit Hilfe von Laserstrahlen leicht erfaßt und voneinander unterschieden werden können, so daß hier ein charakteristisches Unterscheidungsmerkmal vorliegt, das, elektronisch verarbeitet, zur Steuerung oder Regelung der Sortiereinrichtung verwendet werden kann.In a special application of the method according to the invention, as a characteristic optical feature of the discharge material flow, the brightness values are determined and processed. With many sorting tasks in the Processing technology, the valuable components such as ore minerals or coal differ from the worthless components such as gait or mountains due to their brightness values, which are easily made with the help of laser beams can be detected and distinguished from one another, so that here is a characteristic distinguishing feature is present, which, processed electronically, can be used to control or regulate the sorting device.

Bei einer weiteren ebenfalls in der Praxis sinnvollen Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung ist vorgesehen, daß als charakteristisches optisches Merkmal· des Austragsgutes die Farbwerte ermittelt werden. Dies wird man zweckmäßigerweise überall dort tun, wo zwischen wertvoller und wertloser Komponente signifikante Farbunterschiede der Mineraloberflächen bestehen.In a further application of the method according to the invention, which is also useful in practice it is provided that the color values are determined as a characteristic optical feature of the discharge material. this expediently one will do wherever there is a significant difference between valuable and worthless components There are color differences between the mineral surfaces.

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Bei anderen Anwendungsfällen wird es zweckmäßiger sein, als charakteristisches optisches Merkmal die Unterschiede im Reflexionsverhalten der zu sortierenden Mineralien zu benutzen. Dann können auch solche Stoffe voneinander getrennt werden, die in ihrem Aussehen lediglich darin voneinander abweichen, daß die eine Komponente eine glänzende Oberfläche besitzt, eine andere eine matte Oberfläche. Derartige Sortiervorgänge sind bislang außerordentlich schwierig durchzuführen, wenn die Regelung der Anlagen nur nach dem Augenschein erfolgt. Darüber hinaus wird es in der Praxis auch öfters vorkommen, daß jeweils zwei oder auch alle drei charakteristischen optischen Merkmale gleichzeitig vorliegen und in Kombination als Unterscheidungsmerkmale herangezogen werden.For other applications it will be more appropriate to as a characteristic optical feature, the differences in the reflection behavior of the minerals to be sorted use. Then also such substances can be separated from each other, which only in their appearance differ from each other in that one component has a glossy surface, another a matt Surface. Such sorting processes have so far been extremely difficult to carry out when the regulation of the systems is only done after visual inspection. In addition, it is often used in practice it can happen that two or all three characteristic optical features at the same time are present and used in combination as distinguishing features.

In den Fällen, in denen die Helligkeits- oder Farbwerte durch Reflexionen an der Oberfläche der zu sortierenden Stoffe die Messung und Steuerung, bzw. Regelung erschweren, geht man vorteilhafterweise so vor, daß die Reflexionen von der Oberfläche des Austragsgutes durch Polarisationsfilter im Strahlengang bzw. in den Strahlengängen ausgefiltert werden, um Verfälschungen der Meßergebnisse zu vermeiden.In those cases in which the brightness or color values are due to reflections on the surface of the to be sorted Substances that make measurement and control or regulation more difficult, it is advantageous to proceed in such a way that the reflections filtered from the surface of the discharge material by polarization filters in the beam path or in the beam paths in order to avoid falsification of the measurement results.

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In jedem Fall wird man bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens so vorgehen, daß die für das charakteristische optische Merkmal fortlaufend ermittelten Werte mit vorgegebenen Sollwerten verglichen und die Ergebnisse dieser Vergleiche zur quantitativen Festlegung der zu korrigierenden Anlagen-Einstellgrößen benutzt werden. Auf diese Weise wird erreicht, daß der Regelkreis nicht ständig "schwingt", sondern innerhalb der vorgegebenen, einstellbaren Sollwertgrenzen stabil bleibt.In any case, one will proceed when using the method according to the invention that the characteristic for the optical feature continuously determined values are compared with specified target values and the results these comparisons can be used for the quantitative determination of the system setting values to be corrected. on In this way it is achieved that the control loop does not "oscillate" continuously, but within the specified, adjustable setpoint limits remains stable.

Die Erfindung wird nachstehend beispielhaft anhand der beigefügten Zeichnungen erläutert. Dabei zeigen:The invention is explained below by way of example with reference to the accompanying drawings. Show:

Fig. 1 eine schematische Anordnung einerFig. 1 is a schematic arrangement of a

laser-optischen Einrichtung in Verbindung mit einem Naß-Schüttelherd;laser-optical device in connection with a wet shaker;

Fig. 2 eine Anordnung für einen Flotationsapparat.Fig. 2 shows an arrangement for a flotation apparatus.

Der Schüttelherd ist eine der unkompliziertesten Sortiereinrichtungen und wurde wegen der besonderen Einfachheit der Darstellung ausgewählt. Das daran erläuterte Wirkungsprinzip der Anlagenregelung nach der Erfindung ist jedoch keineswegs auf die Anwendung bei Herden beschränkt, sondern gilt sinngemäß ebenso bei anderen Sortiereinrichtungen wie Setzmaschinen,The shaking hearth is one of the most uncomplicated sorting devices and was designed because of the special Simplicity of presentation selected. The principle of operation of the system control explained on it according to the However, the invention is by no means restricted to use in stoves, but also applies mutatis mutandis to other sorting devices such as typesetting machines,

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Sinkscheidern, Flotationsanlagen, Magnetscheidern und dergleichen. Selbst eine Verwendung in Verbindung mit einer Klassiereinrichtung ist ohne Schwierigkeiten aufgrund der hier offenbarten Erfindung möglich.Sink separators, flotation systems, magnetic separators and like that. Even use in connection with a classifying device is without difficulty possible due to the invention disclosed here.

Der Schüttelherd 8 besteht aus einer im wesentlichen ebenen Platte 22, die, gegebenenfalls mit zur Aufgabeseite hin flacher werdenden Führungsleisten 17 besetzt und in ihrer Querrichtung, häufig auch zusätzlich in ihrer Längsrichtung, leicht geneigt ist. An einer Stirnseite ist der Herd 8 mit einem meist als Exzenter ausgeführten Antrieb 9 über eine Schubstange 10 verbunden, die den Herd 8 in seiner Längsrichtung hin- und herbewegt. In Höhe der Aufgabestelle 11 ist ein Brauserohr 12 angeordnet, durch das Wasser, über die ganze Herdlänge verteilt, aufgebracht wird. Dieses Wasser spült das Aufgabematerial in Richtung der unteren Herdlängskante 13, während die Schubbewegung {.'.' den Partikeln eine Bewegung in Richtung der Stirnfläche 14 vermittelt, die dem Antrieb 9 gegenüberliegt. Bei gleichgroßen Partikeln unterschiedlicher Dichte nehmen also die Bewegungskomponenten, die durch die Adhäsion auf der Platte 22 einerseits und durch den Druck des Wassers andererseits bestimmt sind, in Längs- und Querrichtung unterschiedliche Werte an. Danach überwiegt bei dichten Partikeln die Adhäsion, also wird eine ausgeprägtere Komponente in Längsrichtung auftreten, bei weniger dichtenThe shaking hearth 8 consists of an essentially flat plate 22 which, if necessary, has guide strips 17 which become flatter towards the feed side and which is slightly inclined in its transverse direction, often also in its longitudinal direction. On one end face, the hearth 8 is connected to a drive 9, which is usually designed as an eccentric, via a push rod 10, which moves the hearth 8 back and forth in its longitudinal direction. A shower pipe 12 is arranged at the level of the feed point 11, through which water is applied over the entire length of the stove. This water rinses the feed material in the direction of the lower longitudinal edge 13 of the hearth, while the pushing movement {. '.' the particles convey a movement in the direction of the end face 14 which is opposite the drive 9. In the case of particles of the same size of different density, the movement components, which are determined by the adhesion on the plate 22 on the one hand and by the pressure of the water on the other hand, assume different values in the longitudinal and transverse directions. According to this, adhesion predominates with dense particles, so a more pronounced component will appear in the longitudinal direction, with less dense particles

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Partikeln dominieren dagegen die Querkomponenten, und die Teilchen bewegen sich in Querrichtung. An der unteren Herdlängskante 13 liegen also die Partikel aufgefächert nach ihrer Dichte vor, so daß man sie im Beispiel in zwei Auffangbehältern 15 und 16 getrennt nach Dichteklassen abziehen kann. Analog läßt sich auch bei gleicher Dichte ein körniges Haufwerk nach Kornklassen zerlegen. In der nachstehenden Ausführung soll zum klareren Verständnis v.^; davonausgegangen werden, daß nur zwei Dichteklassen vorliegen, eine Übertragung auf die Verhältnisse bei mehr als zwei Klassen ist gedanklich leicht nachzuvollziehen. Bei einem Herd der beschriebenen Art können im allgemeinen verändert werden:In contrast, particles dominate the transverse components, and the particles move in the transverse direction. At the lower longitudinal edge 13 of the hearth, the particles are therefore fanned out according to their density, so that in the example they can be drawn off separately according to density classes in two collecting containers 15 and 16. Similarly, even with the same density, a granular heap can be broken down into grain classes. In the following, for a clearer understanding, v. ^; It can be assumed that there are only two density classes; a transfer to the situation with more than two classes is easy to understand. With a stove of the type described, the following can generally be changed:

1. die Größe der Längsneigung des Herdes 8 über den Hubzylinder 21,1. the size of the longitudinal inclination of the cooker 8 via the lifting cylinder 21,

2. die Größe der Querneigung des Herdes 8 über den Hubzylinder 18,2. the size of the transverse inclination of the cooker 8 over the lifting cylinder 18,

x—v 3. die Hubzahl des Antriebs 9,x — v 3. the number of strokes of the drive 9,

4. die Hublänge des Antriebs 9,4. the stroke length of the drive 9,

5. die Höhe der Führungsleisten 17,5. the height of the guide rails 17,

6. die Wassermenge im Brauserohr 12 pro Zeiteinheit,6. the amount of water in the shower pipe 12 per unit of time,

7. die Aufgabemenge an der Aufgabestelle 11 pro Zeiteinheit.7. the feed quantity at the feed point 11 per unit of time.

Alle diese Parameter wirken sich bei Veränderung auf die Trennung aus und eignen sich damit umgekehrt als Stellgrößen für eine Regelung, wenn diese VeränderungAll of these parameters have an effect on the separation when changed and are therefore reversed as Manipulated variables for a regulation when this change

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ermittelt und als Regelgröße für die Regelstrecke der Sortiereinrichtung herangezogen wird. Zu diesem Zweck tastet der Laserstrahl 2 aus der Strahlungsquelle 1 die Zone der Herdlängskante 13 ab, in der die zu sortierenden Materialien bereits getrennt vorliegen. Die Erfassung dieser Zone erfolgt dabei zum Beispiel über den rotierenden-Facettenspiegel 3, der den Laserstrahl 2 ständig zwischen den beiden Begrenzungslinien 4 und 5 oszillieren läßt. Als Beispiel für das charakteristische optische Unterscheidungsmerkmal der Stoffe unterschiedlicher Dichte seien deren Helligkeitswerte herangezogen, wobei der spezifisch schwerere Stoff eine niedrigere Oberflächenhelligkeit besitzen soll, der weniger dichte Stoff eine größere Oberflächenhelligkeit. Das laser-optische System ist so eingerichtet, daß die Begrenzungslinie 4 in dem Grenzbereich liegt, in dem der Trennschnitt zwischen schwereren, dunkleren und leichteren, helleren Partikeln verläuft. Die von den helleren Partikeln zurückgeworfene Strahlung wird vom Fotodetektor 6 aufgefangen, der die Helligkeitswerte in elektronisch verarbeitbare elektrische Größen wie zum Beispiel Spannungs- oder Stromwerte umwandelt. Diese Signale werden dann in dem elektronischen Auswertesystem mit voreingestellten Sollwertgrößen verglichen. Sobald sich die Trennlinie zwischen Leicht- und Schwergut über die Begrenzungslinie 4 hinaus verschiebt, d. h. daßis determined and used as a controlled variable for the controlled system of the sorting device. For this purpose, the laser beam 2 from the radiation source 1 scans the zone of the longitudinal edge 13 of the hearth in which the materials to be sorted are already separated. This zone is detected, for example, via the rotating facet mirror 3, which causes the laser beam 2 to oscillate continuously between the two boundary lines 4 and 5. As an example of the characteristic optical distinguishing feature of the substances of different densities, their brightness values are used, whereby the specifically heavier substance should have a lower surface brightness, the less dense substance a greater surface brightness. The laser-optical system is set up in such a way that the boundary line 4 lies in the border area in which the separating cut runs between heavier, darker and lighter, lighter particles. The radiation thrown back by the lighter particles is collected by the photodetector 6 , which converts the brightness values into electronically processable electrical quantities such as voltage or current values. These signals are then compared with preset target values in the electronic evaluation system. As soon as the dividing line between light and heavy goods moves beyond the boundary line 4, ie that

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zunehmend dunklere Partikel vom Laserstrahl 2 erfaßt werden, wird z. B, der Fotostrom des Fotodetektors 6 kleiner. Über das elektronische Auswertesystem 7 kommt dann momentan der Regelimpuls über die Steuerleitung 19 zur Steuereinheit 20, die zum Beispiel den Hubzylinder zur Verringerung der Querneigung des Herdes 8 veranlaßt. Die Betätigung des Hubzylinders 18 oder einer anderen Stellgröße kann dabei je nach Erfordernis in Stufen oder C.) stetig, mit oder ohne zeitliche Verzögerung, schnell oder langsam oder in sonstiger .geeigneter Weise erfolgen.increasingly darker particles are detected by the laser beam 2, z. B, the photocurrent of the photodetector 6 smaller. The control pulse then momentarily arrives via the electronic evaluation system 7 via the control line 19 to the control unit 20, which causes the lifting cylinder to reduce the transverse inclination of the cooker 8, for example. The actuation of the lifting cylinder 18 or another manipulated variable can be in steps or depending on the requirement C.) be carried out continuously, with or without a time delay, quickly or slowly or in any other suitable manner.

In Figur 2 sind schematisch zwei Flotationszellen 23 und 24 dargestellt, die über den Trübezulauf 27 bzw. die Verbindungsleitung 28 beschickt werden. Die Rührwerke 25 und 26 sorgen für eine Durchmischung der Trübe mit der aus dem Behälter 30 über das Dosierventil 31 zugeführten Chemikalie, beispielsweise einem Sammler wie Xanthat, oder x-v einem Schäumer wie z.B. Kresylsäure und gleichzeitig für den erforderlichen Lufteintrag. Während das Flotationskonzentrat 32 an der Zellenoberfläche in nicht dargestellter Weise abgezogen wird, erfolgt der Trübeabzug über den Ablauf 29. Die Abtastung der optischen Eigenschaften der Trübe erfolgt in der bereits beschriebenen Weise dergestalt, daß der von der Strahlungsquelle 1 emittierte Laserstrahl 2 an dem rotierenden Facettenspiegel 3 reflektiert, von derIn Figure 2, two flotation cells 23 and are schematically 24, which are fed via the sludge inlet 27 or the connecting line 28. The agitators 25 and 26 ensure that the pulp is mixed with that supplied from the container 30 via the metering valve 31 Chemical, for example a collector such as xanthate, or x-v a foamer such as cresylic acid and at the same time for the required air intake. While the flotation concentrate 32 on the cell surface in not is withdrawn in the manner shown, the haze is withdrawn via the process 29. The scanning of the optical Properties of the pulp takes place in the manner already described in such a way that that of the Radiation source 1 emitted laser beam 2 is reflected on the rotating facet mirror 3, from the

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Trübeoberfläche erneut auf den Facettenspiegel 3 zurückgeworfen und dann vom Fotodetektor 6 aufgefangen wird. In dem elektronischen Auswertesystem 7 erfolgt die Weiterverarbeitung der Meßwerte, wobei über die Steuerleitung 19 evtl. notwendige Korrekturen der Chemikalienzugabe durch Veränderung der Einstellung des Dosierventils 31 ausgelöst werden.Cloud surface again on the facet mirror 3 is thrown back and then picked up by the photodetector 6. In the electronic evaluation system 7 takes place Further processing of the measured values, with any necessary corrections of the Chemical addition can be triggered by changing the setting of the metering valve 31.

Bei Zerlegung in mehr als zwei Komponenten werden zweckmäöigerweise zusätzliche laser-optische Systeme eingesetzt mit getrennten oder gemeinsamer Auswerteeinrichtung(en), doch kann man auch mit Hilfe geeigneter elektronischer Schaltungen einen Laserstrahl nacheinander mehrere Zonen abtasten und die Meßergebnisse dann selektiv verarbeiten lassen.If it is broken down into more than two components, additional laser-optical systems are expediently required used with separate or shared evaluation device (s), but you can also use the suitable electronic circuits scan a laser beam successively several zones and the measurement results then have it processed selectively.

Die Erfindung erlaubt also zuverlässig eine selbstätige Regelung von Sortier- und/oder Klassiereinrichtungen in der beschriebenen Art. Durch die Erfindung sind auch alle anderen Ausführungen gedeckt, die unter den Schutzumfang nach den Ansprüchen fallen. Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dabei nicht erforderlich, daß die in der Meßebene bzw. Meßfläche abzutastenden Partikel vereinzelt sind, wodurch der dafür notwendige Aufwand entfällt, vielmehr ist es im Gegenteil sogar vorteilhaft, wenn die Partikel dicht gepackt vorliegen, weil dadurch das MeOergeonis verfälschendeThe invention thus reliably allows automatic regulation of sorting and / or classifying devices in of the type described. The invention also covers all other embodiments that come under the scope of protection fall according to the claims. It is not necessary for the implementation of the method according to the invention required that the particles to be scanned in the measuring plane or measuring surface are isolated, whereby the for it There is no need for effort; on the contrary, it is even advantageous if the particles are tightly packed exist, because this falsifies the MeOergeonis

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Störeinflüsse vermieden werden. Damit lassen sich nunmehr auch Sortiereinrichtungen großer Durchsatzleistungen mit höchster Präzision auf optimale Betriebsbedingungen regelnInterferences can be avoided. With that you can now Even sorting devices with high throughput rates can be regulated with the highest precision for optimal operating conditions

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

Leelee

Claims

September 23, 1980 KHD

Sn / over H 80 / 5L

Claims

Method for the contactless acquisition of measured values and subsequent control or regulation of a Sorting device in processing technology, in particular for ore and coal processing, thereby characterized in that an optical measuring method with laser is used, the laser beams one Continuously scan the discharge flow of the sorting device as a collective, with a characteristic Determine the optical characteristic of the discharge material flow, and the measured values determined in this way for control or regulation one or more setting variable (s) of the sorting device can be used.

2. The method according to claim 1, characterized in that the wavelength gradable laser, preferably CCU lasers can be used.

3. The method according to claim 1, characterized in that infrared lasers are used.

4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that two lasers are different Wavelength can be used.

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5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the or the laser beam (s) the The sorting device's discharge stream scans or scans over a limited line or area.

O.Verfahren according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the brightness values are the characteristic optical feature of the flow of discharged material

be determined.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized in that the color values are determined as a characteristic optical feature of the flow of discharged material will.

8. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized characterized that as a characteristic optical

W characteristic of the discharge material flow the reflection values are determined.

9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the reflections from the surface of the Discharge material can be filtered out by polarization filters in the beam path or in the beam paths.

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10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized
that the values continuously determined for the characteristic optical feature are given with predetermined values
Setpoints compared and the results of this comparison for the quantitative determination of the
System setting variable (s) can be used.