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ÖSTERREICHISCHES PATENTAMT Verfahren zum Steuern der Beschickung einer Rohrmühle
Eine Rohrmühle ist, da sie langsam und mit verhältnismässig grossem Mahlgutinhalt arbeitet, nur sehr schwerfallig regelbar. Das heisst, es ist schwer, die Rohrmühle mit einer solchen Menge zu mahlenden Gutes zu beschicken, dass deren Mahlgutinhalt je nach Beschaffenheit des Mahlgutes in einem optimalen Verhältnis zu dem Inhalt an Kugeln steht. Die Beschaffenheit des Mahlgutes, d. h. hier die sogenannte Mahlbarkeit, Ist eine Kenngrösse des jeweilig zu mahlenden Materiales. Ist der Mahlgutinhalt der Mühle zu gross, so ist die Wirksamkeit der Kugeln gehemmt. Ist der Mahlgutinhalt zu klein, so besteht teilweiser Leerlauf. In beiden Fällen ist der Durchsatz an Mahlgut in der Zeiteinheit kleiner als der Soll-Durchsatz.
Ferner ist der auf die Gewichtseinheit des Durchsatzes bezogene Stromverbrauch des Antriebes in beiden Fällen grösser als er sein sollte.
Die Steuerung der Beschickung einer Rohrmühle erfolgt im allgemeinen nach dem elektroakustischen Verfahren (elektrisches Ohr), denn aus dem Geräusch der Mühle lassen sich Rückschlüsse auf die momentanenArbeitsbedingungen der Mühle ziehen. Durch die lange Verweilzeit des Mahlgutes in der Mühle und durch die naturgegebene Unvollkommenheit des elektroakustischen Verfahrens sind die Abweichungen der Mahlleistung der Mühle von der Soll-Leistung beträchtlich. Dies ist umso mehr der Fall, wenn das zu mahlende Gut in der Mahlbarkeit nicht konstant bleibt, sondern starken Veränderungen unterworfen ist.
Die Erfindung bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich ein trägheitsloseres und ein hinsichtlich des vom jeweiligen Material abhängigen Soll-Durchsatzes genaueres Beschicken der Rohrmühle durchführen lässt.
Gemäss der Erfindung wird bei einer Rohrmühle, bei welcher im Sinne des Mahlgutflusses eine Schlagmühle vorgeschaltet ist, die auf die Zeiteinheit bezogene Beschickungsmenge der Rohrmühle in Abhängigkeit von der jeweils mit derKenngrösse der Mahlbarkeit des Gutes veränderlichen Optimalbedingung der Rohrmühle gesteuert, wobei die angeführte Kenngrösse durch Bildung des Quotienten aus der momentanen Antriebsleistung der Schlagmühle und deren momentanen Beschickungsmenge in der Zeiteinheit und Angleichung des Quotienten an einen vorbestimmten Belastungszustand der Schlagmühle fortlaufend ermittelt wird.
Vorteilhafterweise wird dabei das Steuerverfahren in der Weise durchgeführt, dass bei selbsttätiger Steuerung die Stromaufnahme des Motors der Schlagmühle in der Zeiteinheit durch einen Regler konstant gehalten wird, und dass der Konstantwert der Stromaufnahme mit einem von dem Belastungszustand der Rohrmühle abhängigen Korrekturwert überlagert wird.
Einer Rohrmühle eine Schlagmühle (Hammer- oder Prallmühle) vorzuordnen, ist an sich bekannt.
Dies ist immer dann vorteilhaft, wenn das Mahlgut vorzerkleinert bzw. vorgemahlen werden soll ; d. h. wenn die allein für die Feinmahlung vorteilhafte Rohrmühle sonst mit zu grobstückigem Mahlgut beschickt werden müsste. Bei der bekannten Anordnung werden die beiden Mühlen unabhängig voneinander betrieben ; sie besitzen je eine regelbare Beschickungsvorrichtung. Die Schlagmühle arbeitet im allgemeinen auf Vorrat.
Bei einem Mahlgut, das man ohnehin vormahlen würde, kann man, da die Beschickung beider Mühlen von den gleichen Messwerten gesteuert wird, die Beschickung der Schlagmühle selbsttätig derart steu- ern, dass derAustrag derSchlagmühle gleich der jeweilig optimalenBeschickungsmenge derrohimühle ist.
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Bei einem Mahlgut, das nicht vorgemahlen zu werden braucht, kann man zweckrhässig von dem vor der Rohrmühle anstehenden Mahlgut eine im Verhältnis zum Durchsatz der Rohrmühle kleine Menge entnehmen. Hiebei dient die Schlagmühle allein als Kommandogeber der Beschickungsvorrichtung der Rohrmühle. Die Schlagmühle kann hier als Testmühle bezeichnet werden. Ihr Durchsatz kann, durch einen Konstantmengenregler gesteuert, gleichbleibend sein, oder er kann veränderlich sein.
Bei dem oben genannten erfindungsgemässen Verfahren besteht keine Steuerung im Sinne eines geschlossenen Regelkreises. Das heisst, die Rohrmühle, deren von der Art des Mahlgutes abhängige, jeweils optimale Beschickungsmenge in der Zeiteinheit im ununterbrochenen Lauf der Mühle jeweils von der Schlagmühle bestimmt wird, vermag bei dem genannten Verfahren noch nicht der Schlagmühle zurückzu- melden, ob deren Steuerung genau richtig ist. So kommt es beispielsweise vor, dass eine stark verschlissene Schlagmühle eine fehlerhafte Steuerung bewirkt. Andere Gründe einer fehlerhaften Steuerung werden in der Beschreibung des Ausführungsbeispieles genannt.
Wenn auch eine geringfügig fehlerhafte Steuerung sich an der Rohrmühle erst in Zeiträumen von Stunden auswirkt, so blieb es bisher nicht erspart, durch einen Eingriff von Hand zeitweise die Beschickung der Rohrmühle zu ändern, was nur unvollkommen gelang und grosse Unregelmässigkeiten zur Folge hatte.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung erfolgt bei der Maximalabweichung im Belastungszustand der Rohrmühle eine Kontaktgabe, die den Kennwert der Mahlbarkeit theoretisch im Sinne eines Schwererwerdens des Mahlgutes verändert. Der Belastungszustand kann entweder an der Stromaufnahme des Rohrmühlenantriebesoder an der Stromaufnahme einer nachgeordneten Fördereinrichtung, beispielsweise eines Auf- wärtsförderers, gemessen werden. Er kann aber auch an der Mahlfeinheit des Austrages der Rohrmühle gemessen werden.
In der Zeichnung sind in der Art von Schaltbildern Einrichtungen zur Durchführung des erfindungsge- mässen Verfahrens als Ausführungsbeispiele schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Rohrmühle mit vorgeordneter Schlagmühle, deren Austrag gleich der Beschickung der Rohrmühle ist, Fig. 2 eine Rohr- . mühle mit vorgeordneter Schlagmühle, durch die nur ein kleiner Teil der Beschickung der Rohrmühle geleitet wird, Fig. 3 die Einrichtung nach Fig. 1, jedoch mit nachgeschalteter Klassiervorrichtung, Fig. 4 für die Einrichtung nach Fig. 3 ein Sankey-Diagramm für ein gleichbleibend schwer zu mahlendes Mahlgut, Fig. 5 für die Einrichtung nach Fig. 3 einSankey-Diagramm für ein gleichbleibend leicht zu mahlendes Mahlgut, Fig. 6 für die Einrichtung nach Fig.
3 ein Zeit-Durchsatz-Diagramm der Schlagmühle und der Rohrmühle bei gleichbleibendem Mahlgut, Fig. 7 die Einrichtung nach Fig. 1, jedoch mit einer imAustrag derRohrmühle angeordneten Vorrichtung zur Messung der Mahlfeinheit, Fig. 8 schematisch die in Fig. 7 symbolisch angedeutete Vorrichtung zum Messen der MàhlfeiIÙ1eit.
Bei der Einrichtung nach Fig. 1 wird das beispielsweise aus einem Mahlgutbunker 1 ausfliessende Mahlgut hintereinander durch eine Schlagmühle 2 und eine Rohrmühle 3 geführt. Vor der Schlagmühle liegt eine über eine Kommandoleitung 4 von der Schlagmühle 2 gesteuerte Beschickungsvorrichtung 5.
Der Austrag der Schlagmühle 2 ist direkt mit der Rohrmühle 3 verbunden.
Bei der Einrichtung nach Fig. 2 wird nur ein kleiner Teil des aus dem Mahlgutbunker 1 ausfliessendenMahlgutes über die Schlagmühle 2 geleitet. Die Schlagmühle ist in ihrer Durchsatzleistung wesentlich kleiner als die Rohrmühle 3. Sie dient hier als Testmühle. Ein Konstantmengenzuteiler 2'bewirkt, dass die Schlagmühle unabhängig vom Durchsatz der Rohrmühle immer eine konstante Mahlgutmenge erhält.
Über eine Kommandoleitung 4 wird die Beschickungsvorrichtung 5 der Rohrmühle gesteuert. Der Austrag der Schlagmühle kann, wie gezeichnet, direkt in die Rohrmühle führen. Er kann auch in die Beschickungsvorrichtung der Rohrmühle führen. Die Einrichtung nach Fig. 2 ist dann vorteilhaft, wenn das Mahlgut nicht vorgemahlen zu werden braucht.
Beim Mahlen eines Gutes, das wie in Fig. 1 sowohl die Schlagmühle als auch die Rohrmühle durchläuft, bestehen Beziehungen, die im folgenden angeführt sind, und in denen die verwendeten Buchstaben folgende Bedeutung besitzen : Ql die Beschickungsmenge der Schlagmühle in der Zeiteinheit,
Q2 der Austrag der Schlagmühle in der Zeiteinheit, Q die Beschickungsmenge der Rohrmühle in der Zeiteinheit,
L der Stromverbrauch der Schlagmühle in der Zeiteinheit.
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GrundMahlbarkeit man kennt, die Rohrmühle ihre optimale Beschickungsmenge erhält. Bei besserer Mahlbarkeit des Gutes soll
Qs > Q, bei schlechterer Mahlbarkeit Qg < Q sein.
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Folglich kann man schreiben Q, =QAQ (l) Hierin ist
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hängig ist, muss für die Bildung der Kenngrösse der Wert Ql als Parameter berücksichtigt werden.
Die Bildung der Kenngrösse soll mit bekannten Rechenmaschinen erfolgen, oder es kann ein Bedie- nungsmann beispielsweise aus Kurventafeln den Kennwert ablesen. Im ersteren Fall wird man den jeweils
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einstellt, kann man schreiben Q = Ql (3) Nun wäreQ an sich gleich Q. Aber es gibt Mahlgut, das sich in der Schlagmühle verhältnismässig leicht grobzerkleinern lässt, dagegen in der Rohrmühle weniger leicht feinzerkleinern lässt. Auch das Umgekehrte kann der Fall sein. In einem solchen Fall ist ein Erfahrungsfaktor a zu berücksichtigen, wobei os
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vergrössert.
Sofern die Schlagmühle keinen Siebaustrag besitzt, sondern deren Austrag zu einem Abscheiderführt, leitet man das vom Abscheider zurückgehaltene, noch zu grobe Mahlgut in bekannter Weise wieder in die Schlagmühle zurück. Wesentlich ist dabei, dass der Wert Q erst hinter dem Abscheider gemessen wird.
Um eine genaue Steuerung der Beschickungsmenge der Rohrmühle zu erhalten, ist ausser dem besagten Faktor a ein weiterer Einfluss zu berücksichtigen, nämlich die Verschiedenheit der Veränderung der Wirkungsgrade der beidenMühlen inAbhängigkeit vom Belastungszustand und von der Mahlbarkeit des Mahl- gutes, d. h. die Verschiedenheit der Kennlinien der beiden Mahlarten. Entsprechende Steuerungskorrekturen von Hand vorzunehmen, ist schwierig und setzt ein hohes Können und eine ständige Bedienungssorgfalt des Müllers voraus. Im weiteren wird daher beschrieben, wie die Beschickung mit vollautomatischer Steuerung durchführbar ist.
In Fig. 3 sind die Bezugszeichen 1 - 5 mit denen in Fig. 1 identisch.
Der Austrag der Rohrmühle 3 führt zu einer Klassiervorrichtung 6. beispielsweise einem Windsichter.
Der in der Klassiervorrichtung anfallende Rückstand wird über eine Leitung 7 zum Eingang der Rohrmühle zurückgeführt. Die stark ausgezogene Linie zwischen dem Austrag der Rohrmühle und der Klassiervorrichtung stellt einen Becherelevator 8 dar. 9 ist der Austrag des Fertigproduktes. 10 und 11 sind zusätzliche Steuerleitungen.
Gemäss obigem besteht die Beziehung
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Infolge der noch zu beschreibenden Korrektur der Steuerung ist es nicht mehr erforderlich, in der Gleichung (2) den Parameter Q zu berücksichtigen. Man kann schreiben
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Diese Funktion wird von einem zum Kreissymbol 2 der Schlagmühle gehörenden Regler an sich bekannter einfacher Art erfüllt, der den Stromverbrauch L in der Zeiteinheit, d. h. die aufgenommene elektrische Leistung der Schlagmühle 2, konstant zu halten bestrebt ist. Der Regler gibt dazu selbsttätig über die Steuerleitung 4 ein Kommando an die Beschickungsvorrichtung 5, die die Beschickung Ql vergrössert, wenn das Mahlgut leichter mahlbar geworden ist, und die Ql verkleinert, wenn das Mahlgut schwerer mahlbar geworden ist.
Der Quotient L/Ql als Kennwert der Mahlbarkeit ist nämlich bei schwerer zu zerkleinerndem Mahlgut grösser als bei leichter zerkleinerbarem.
Hat der Regler das Ql eingeregelt, wobei das entsprechende Mahlgut im Kennwert der Mahlbarkeit zunächst konstant bleiben möge, so lässt sich an Hand des Sankey-Diagramms nach Fig. 4 folgendes feststellen :
An der Stelle 2 (die Ziffern entsprechen den Ziffern in Fig. 3) tritt das Mahlgut Q2 = a aus der Schlagmühle aus. Es ist dabei gemäss obigem unbeachtlich, ob die Schlagmühle einen Siebaustrag besitzt oder einen Abscheider, der den Rückstand in die Schlagmühle zurückleitet. In dem Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, auch den Kompensationsfaktor ct in Gleichung (4) zu vernachlässigen. Deshalb ist auch Q3, d. h. die Beschickung der Rohrmühle, gleich a.
Zu der Beschickung Qs kommt aber noch die Beschickung der Rohrmühle von der Klassiervorrichtung 6 aus, u. zw. der nb : 3r die Leitung 7 fliessende Rückstand. Bei schwer mahlbarem Mahlgut, das bei der Aufzeichnung der Fig. 4 zugrundegelegt wurde, kann die Rückstandsmenge d etwa das Dreifache von a betragen. Somit ist die Bruttobeschickung der Rohrmühle b = a + d. Der Austrag der Rohrmühle ist ebenfalls gleich b. Der über den Elevator 8 in die Klassiervorrichtung 6 transportierte Austrag der Rohrmühle 3 wird dort zerlegt in das Netto-Fertigprodukt 9 von der Menge c und in den Tara-Rückstand von der Menge d. Bei der vereinfachenden Annahme, dass das Mahlgut bei der Betrachtung des Flussbildes in der Mahlbarkeit konstant ist, kann man c = a setzen.
Die Anlage befindet sich dabei allerdings nur in einem sehr kurzen Augenblick im Gleichgewicht. Ohne am Mahlgut oder an der Steuerung irgendetwas zu verändern, bleibt das Gleichgewicht durch die Unregelmässigkeiten in der Rohrmühle, durch die Verschiedenartigkeit der Kennlinien der beiden Mühlenarten 2 und 3 und auch der Klassiervorrichtung 6 und durch andere Einflüsse nicht bestehen. Die Durchsatzmenge 6 wächst oder fällt allmählich. Nach der Erfindung ist in einer beispielsweisen Durchführung des Verfahrens der Antriebsmotor der Rohrmühle 3 stromseitig mit einem Maximalkontaktschalter (Stromwächter) und einem Minimalkontaktschalter versehen. Über die Steuerleitung 11 (Fig. 3) gelangen die Schaltimpulse zum Regler der Schlagmühle 2, um diesen zu veranlassen, die zu grosse Abweichung der Mühlenbelastung von der Soll-Belastung zu beheben.
Dies wird noch im Zusammenhang mit Fig. 6 erklärt.
Fig. 5, die in allen Einzelheiten der Fig. 4 entspricht, bezieht sich auf Mahlgut, dessen Kennwert der'Mahlbarkeit verhältnismässig klein ist, also auf leichter mahlbares Mahlgut. Da ein solches Mahlgut schon beim ersten Durchgang durch die Mühle weitgehend fertiggemahlen wird, ist d im. Verhältnis zu a kleiner als bei dem schwerer mahlbarem Mahlgut nach Fig. 2. Entsprechend ist a an b stärker beteiligt.
In Fig. 6 wurde bei einem stabilen Gleichgewicht die D-Linie (Durchsatz) eine gerade Linie 15 parallel zur Abszisse t (Zeit) sein. Bei dem wirklichen labilen Gleichgewicht würde sie von dem auf der Ordinate angenommenenAusgangspunkt aus entsprechend der Linie 16 so lange ansteigen, bis die Mühle erstickt wäre. Die Linien 15 und 16 sind möglich, obwohl die reglergesteuerte D-Linie 17 der Schlagmüh- le 2 tatsächlich eine Parallele zur Abszisse ist. Um den Sollzustand der Linie 15 angenähert zu erreichen, wird die Linie 16 zu einer Zickzacklinie 18 abgeknickt. Dies geschieht dadurch, dass im Punkte A der besagte Maxim. a1schalter anspricht und den Regler der Schlagmühle 2 veranlasst, eine kleinere Antriebsleistung des Motors auszuregeln.
Dies wirkt sich in einer Abnahme des D-Wertes aus, so dass die Linie 17 in die Linie 19 übergeht. In einem Zeitabschnitt, der mehrere Stunden betragen kann, erreicht die Linie 18 den Punkt B. Der Minimalschalter spricht nunmehr an und bewirkt, dass die Beeinflussung des Reglers der Schlagmühle aufhört. Die Linie 19 geht hiedurch wieder in die Linie 17 über. Dies wiederholt sich in den besagten Zeitabständen.
Ein anderer Motor, der ebenfalls geeignet ist, stromseitig die beiden Schalter, d. h. den Maximalschalter und den Minimalschalter, zu besitzen, ist der Motor des Elevators 8. Fördert der Elevator naam-
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betriebes sind noch weitere Quellen der Kontaktgabe denkbar, so z. B. dieimfolgendenbesehriebene.
In Fig. 7 sind die Bezugszeichen 1 - 5 mit denen in Fig. 1 identisch. Vom Austrag 20 der Rohrmühle 3 führt eine Leitung 21 zu einer Vorrichtung 22 zur Messung der Mahlfeinheit. Unter Mahlfeinheit wird hier der Quotient des Anteiles des Mahlgutes verstanden, dessen Körnung grösser als verlangt ist, zu dem
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Anteil des Mahlgutes, dessen Körnung die gewünschte Feinheit besitzt oder noch kleiner ist. Eine Leiturg 23 führt das zur Messung dienende Mahlgut zurück an den Austrag 20. Eine Messleitung 24 verbindet die Vorrichtung 22 mit der Schlagmühle 2, d. h. mit deren Steuervorrichtung.
Diese Vorrichtung 22 kann etwa gemäss dem Schema nach Fig. 8 ausgeführt sein. In Fig. 8 ist unter dem Ausfalltrichter 25 ein kleiner Bandförderer 26 angeordnet, der nur mit wenigen kleinen Schalen 27 bestückt ist. Der Bandförderer kann sich entweder stetig bewegen, oder er ist mit einem Zeitschaltwerk versehen, das dafür sorgt, dass eine Klassiervorrichtung 28 (Sichter oder Sieb) in Zeitabständen die Füllung jeweils einer der Schalen 27 erhält. Die Klassiervorrichtung leitet jene Füllung in Abhängigkeit von der Mahlfeinheit entweder in den Feinaustrag 29 oder in den Grobaustrag 30. Beide letztgenannte Austräge beaufschlagen Schalen 31 bzw. 32, die auf einer elektrischen Messdose 33 oder einer selbsttätig anzeigenden Waage gehaltert sind.
Die Schalen 31 und 32 besitzen je eine Vorrichtung, die sie nach erfolgter Messung des Inhaltes kippen, wie das stirchpunktiert angedeutet ist. Der Inhalt der Schalen wird über die Leitung 23 dem Austrag 20 wieder zugeführt. Die Messdosen 33 liegen in der Zeichnung an Leitungen, in denen je ein Mengenanzeiger 34 und 35 angeordnet ist, und die zu einem Quotientenmesser 36 führen. Die Vorrichtung zum Messen der Mahlfeinheit nach Fig. 8 arbeitet intermittierend. Es können auch kontinuierlich arbeitende Vorrichtungen verwendet werden. Jedoch ist diese für den trägen Betrieb der Rohrmühle nicht erforderlich. Die Anordnung nach Fig. 8 kann sogar mit Rücksicht auf den trägen Betrieb der Rohrmühle noch wesentlich vereinfacht werden.
Zur Gesamtwirkungsweise wird noch bemerkt, dass der Quotientenmesser 36 mit einem Maximal- und einem Minimalkontakt versehen ist. Spricht einer dieser Kontakte an, so erfolgt über die Messleitung 24 ein Kommando an die Schlagmühle 2, das die Beschickung entsprechend dem Diagramm nach Fig. 6 stufenweise vergrössert oder verkleinert.
Die in Fig. 3 eingezeichnete Steuerleitung 10 bewirkt eine Anpassung der Klassiervorrichtung 6 an den jeweiligen Durchsatz, der zwischen bm'ax und bmin schwankt. sowie eine Anpassung an die Art des Mahlgutes. Ein Windsichter als Klassiervorrichtung besitzt bekanntlich Wirbelflügel, die die Veränderlichkeit des Belastungswirkungsgrades des Sichters aufheben sollen. Die Wirbelflügel werden im allgemeinen von Hand gesteuert. Der Müller beobachtet dazu die relative Beschickungsmenge des Sichters ; ferner entnimmt er dem Elevator eine Probe, um festzustellen, ob das gemahlene Gut mehr oder weniger fertiggemahlenes Feinmehl (Kalk, Zement od. dgl.) enthält. Hienach steuert er den Sichter. Nach der Erfindung wird die relative Beschickungsmenge selbsttätig ermittelt (Maximum und Minimum).
Ferner kann man aus dem Kennwert, der ebenfalls selbsttätig ermittelt ist, folgern, mit welcher Mahlfeinheit das Gut die Rohrmühle verlassen wird. In Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, die beiden Grössen oder gegebenenfalls auch nur eine davon zu benutzen, über die Steuerleitung 10 den Windsichter selbsttätig zu steuern. Eine Schwierigkeit besteht dabei insofern, dass das Mahlgut, dessen Kennwert in der Schlagmühle 2 ermittelt wird, erst in die Rohrmühle 3 eintritt. Der Kennwert darf daher nicht sofort dem Sichter mitgeteilt werden ; vielmehr ist erst derzeitverzug des Rohrmühlendurchlaufes zu berücksichtigen, den man nur roh schätzen kann. Da aber die Steuerung des Sichters ohnehin nur in sehr groben Grenzen geschieht, ist die erfindungsgemässe Methode ausreichend genau.
Würde man die Anpassung der Klassiervorrichtung ganz ausser acht lassen, so würde dies nicht nur zu einem ungleichmässigen Fertiggut, sondern auch zu einer zeitweiligen Leistungsabnahme der Mahlanlage führen. Dies letztere dadurch, dass ein Teil des Fertiggutes unnötig oft zur Rohrmühle zurückgeleitet wird.
Wenn auch in den Ausführungsbeispielen allein auf die Anordnungen der auf Fig. 1 zurückzuführenden Figuren Bezug genommen wird, so soll dies nicht ausschliessen, die vorstehenden Betrachtungen auch auf die Anordnung nach Fig. 2 anzuwenden.
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AUSTRIAN PATENT OFFICE Method for controlling the feeding of a tube mill
A tube mill is very difficult to control because it works slowly and with a relatively large amount of ground material. This means that it is difficult to feed the tube mill with such an amount of material to be ground that the content of the material to be ground is in an optimal ratio to the content of balls, depending on the nature of the material to be ground. The nature of the grist, d. H. here the so-called grindability, is a parameter of the respective material to be ground. If the grinding stock content of the mill is too large, the effectiveness of the balls is inhibited. If the regrind content is too small, there is partial idling. In both cases, the throughput of regrind in the unit of time is less than the target throughput.
Furthermore, the power consumption of the drive, based on the unit weight of the throughput, is greater than it should be in both cases.
The feeding of a tube mill is generally controlled according to the electroacoustic method (electric ear), because conclusions can be drawn about the current working conditions of the mill from the noise of the mill. Due to the long residence time of the ground material in the mill and the natural imperfection of the electroacoustic process, the deviations of the grinding performance of the mill from the target performance are considerable. This is all the more the case when the grindability of the material to be ground does not remain constant but is subject to major changes.
The aim of the invention is to create a method with which the tube mill can be loaded with less inertia and with a more precise throughput depending on the respective material.
According to the invention, in a tube mill in which a hammer mill is connected upstream in the sense of the grinding material flow, the feed quantity of the tube mill based on the time unit is controlled as a function of the optimal condition of the tube mill, which varies with the parameter of the grindability of the material, the specified parameter by formation the quotient of the current drive power of the beater mill and its current charge in the unit of time and adjustment of the quotient to a predetermined load condition of the beater mill is continuously determined.
The control method is advantageously carried out in such a way that, with automatic control, the current consumption of the motor of the beater mill is kept constant in the unit of time by a controller, and that the constant value of the current consumption is superimposed with a correction value dependent on the load condition of the tube mill.
To assign a hammer mill (hammer or impact mill) to a tube mill is known per se.
This is always advantageous when the ground material is to be pre-crushed or pre-ground; d. H. if the tube mill, which is advantageous only for fine grinding, would otherwise have to be loaded with grist that is too coarse. In the known arrangement, the two mills are operated independently of one another; they each have an adjustable loading device. The hammer mill generally works on stock.
In the case of a grist that would be pre-ground anyway, you can, since the charging of both mills is controlled by the same measured values, automatically control the charging of the beater mill in such a way that the discharge from the beater is equal to the respective optimal charging amount of the raw mill.
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In the case of a material to be ground that does not need to be pre-ground, it is advisable to take a small amount of the material to be ground in front of the tube mill in relation to the throughput of the tube mill. In this case, the hammer mill serves solely as a command transmitter for the feeding device of the tube mill. The hammer mill can be referred to here as a test mill. Your throughput can be constant, controlled by a constant flow regulator, or it can be variable.
In the above-mentioned method according to the invention, there is no control in the sense of a closed control loop. This means that the tube mill, whose optimum feed quantity, depending on the type of material to be ground, is determined by the beater mill in the uninterrupted operation of the mill, is not yet able to report back to the beater mill with the method mentioned as to whether its control is exactly correct is. For example, a badly worn beater mill can cause faulty control. Other reasons for incorrect control are given in the description of the exemplary embodiment.
Even if a slightly faulty control only affects the tube mill for hours, it has so far not been avoided to temporarily change the feeding of the tube mill by manual intervention, which only succeeded incompletely and resulted in major irregularities.
In a further embodiment of the invention, in the case of the maximum deviation in the load condition of the tube mill, contact is made, which theoretically changes the characteristic value of the grindability in the sense of the grist becoming heavier. The load condition can be measured either on the power consumption of the tube mill drive or on the power consumption of a downstream conveyor device, for example an upward conveyor. However, it can also be measured by the fineness of the grinding at the discharge from the tube mill.
In the drawing, devices for carrying out the method according to the invention are shown schematically as exemplary embodiments in the manner of circuit diagrams. 1 shows a tube mill with an upstream hammer mill, the discharge of which is the same as the feed of the tube mill, FIG. 2 shows a tube mill. Mill with an upstream hammer mill through which only a small part of the feed of the tube mill is passed, FIG. 3 the device according to FIG. 1, but with a downstream classifying device, FIG. 4 for the device according to FIG. 3 a Sankey diagram for a constant grist difficult to grind, Fig. 5 for the device according to Fig. 3 a Sankey diagram for a grist that is consistently easy to grind, Fig. 6 for the device according to Fig.
3 shows a time-throughput diagram of the beater mill and the tube mill with the ground material remaining the same, FIG. 7 shows the device according to FIG. 1, but with a device for measuring the fineness of the grind arranged in the discharge of the tube mill, FIG. 8 shows the device symbolically indicated in FIG for measuring the milling time.
In the device according to FIG. 1, the grinding material flowing out, for example, from a grinding material bunker 1 is guided one after the other through a hammer mill 2 and a tube mill 3. In front of the hammer mill is a charging device 5 controlled by the hammer mill 2 via a command line 4.
The discharge from the hammer mill 2 is directly connected to the tube mill 3.
In the device according to FIG. 2, only a small part of the ground material flowing out of the ground material bunker 1 is passed through the hammer mill 2. The throughput of the impact mill is much smaller than that of the tube mill 3. It is used here as a test mill. A constant quantity distributor 2 'ensures that the beater mill always receives a constant quantity of grist regardless of the throughput of the tube mill.
The feeding device 5 of the tube mill is controlled via a command line 4. The discharge from the hammer mill can, as shown, lead directly into the tube mill. It can also lead into the feeding device of the tube mill. The device according to FIG. 2 is advantageous when the material to be ground does not need to be pre-ground.
When grinding a material which, as in Fig. 1, passes through both the hammer mill and the tube mill, there are relationships that are listed below, and in which the letters used have the following meaning: Ql is the amount fed to the hammer mill in the unit of time,
Q2 the output of the hammer mill in the time unit, Q the feed quantity of the tube mill in the time unit,
L is the power consumption of the hammer mill in the unit of time.
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Basic grindability is known, the tube mill receives its optimal feed quantity. With better grindability of the goods should
Qs> Q, in the case of poor grindability, Qg <Q.
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Hence one can write Q, = QAQ (l) Herein is
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is dependent, the value Ql must be taken into account as a parameter for the formation of the parameter.
The characteristic value should be formed with known calculating machines, or an operator can read the characteristic value from curve tables, for example. In the former case, you will be the respective
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one can write Q = Ql (3) Now Q would be equal to Q. But there are grist which can be coarsely comminuted relatively easily in the hammer mill, but less easily comminuted in the tube mill. The reverse can also be the case. In such a case, an experience factor a must be taken into account, where os
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enlarged.
If the hammer mill does not have a sieve discharge, but its discharge leads to a separator, the still too coarse grist retained by the separator is returned to the hammer mill in a known manner. It is essential that the value Q is only measured after the separator.
In order to obtain a precise control of the feed quantity of the tube mill, a further influence must be taken into account in addition to the aforementioned factor a, namely the difference in the change in the efficiency of the two mills depending on the load condition and the grindability of the ground material, i.e. H. the difference in the characteristics of the two types of grinding. Making the appropriate control corrections by hand is difficult and requires a high level of skill and constant care by the miller. In the following it is therefore described how the loading can be carried out with a fully automatic control.
In FIG. 3, the reference numerals 1-5 are identical to those in FIG.
The discharge from the tube mill 3 leads to a classifying device 6, for example an air classifier.
The residue obtained in the classifying device is returned via a line 7 to the inlet of the tube mill. The solid line between the discharge of the tube mill and the classifying device represents a bucket elevator 8. 9 is the discharge of the finished product. 10 and 11 are additional control lines.
According to the above, the relationship exists
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As a result of the control correction, which is still to be described, it is no longer necessary to take the parameter Q into account in equation (2). One can write
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This function is fulfilled by a controller belonging to the circle symbol 2 of the beater mill, of a simple type which is known per se. H. the electrical power consumed by the beater mill 2 strives to keep constant. To this end, the controller automatically gives a command to the charging device 5 via the control line 4, which increases the charge Ql when the material to be ground has become easier to grind and reduces the Q1 when the material to be ground has become more difficult to grind.
The quotient L / Ql as a characteristic value of grindability is namely greater for grist that is more difficult to grind than for grist that is easier to grind.
If the controller has adjusted the Ql, whereby the corresponding grinding stock may initially remain constant in terms of the grindability characteristic, the following can be determined using the Sankey diagram according to FIG. 4:
At point 2 (the numbers correspond to the numbers in FIG. 3) the grinding stock Q2 = a emerges from the hammer mill. According to the above, it is irrelevant whether the hammer mill has a sieve discharge or a separator that guides the residue back into the hammer mill. In the exemplary embodiment, it is provided that the compensation factor ct in equation (4) is also neglected. Therefore also Q3, i. H. the feeding of the tube mill, same a.
In addition to the feed Qs, the tube mill is fed from the classifying device 6, u. between the nb: 3r the line 7 flowing residue. In the case of grist which is difficult to grind, on which the recording of FIG. 4 is based, the amount of residue d can be approximately three times a. Thus, the gross feed of the tube mill is b = a + d. The discharge from the tube mill is also the same b. The output of the tube mill 3 transported via the elevator 8 into the classifying device 6 is broken down there into the net finished product 9 of the quantity c and the tare residue of the quantity d. With the simplifying assumption that the grist is constant when looking at the flow pattern, c = a can be set.
The system is only in equilibrium for a very short moment. Without changing anything on the grist or the control, the equilibrium does not exist due to the irregularities in the tube mill, due to the different characteristics of the two types of mills 2 and 3 and also of the classifying device 6 and other influences. The throughput 6 gradually increases or decreases. According to the invention, in an exemplary implementation of the method, the drive motor of the tube mill 3 is provided on the current side with a maximum contact switch (current monitor) and a minimum contact switch. Via the control line 11 (FIG. 3), the switching pulses are sent to the controller of the beater mill 2, in order to cause it to correct the excessive deviation of the mill load from the target load.
This will be explained in connection with FIG. 6.
FIG. 5, which corresponds in all details to FIG. 4, relates to grist whose characteristic value of the grindability is relatively small, ie to grist which is easier to grind. Since such a grist is already largely finished with the first pass through the mill, d im. The ratio to a is smaller than that of the more difficult-to-grind grist according to FIG. 2. Accordingly, a is more involved in b.
In Fig. 6, with a stable equilibrium, the D line (throughput) would be a straight line 15 parallel to the abscissa t (time). In the real unstable equilibrium, it would rise from the starting point assumed on the ordinate according to line 16 until the mill was choked. Lines 15 and 16 are possible although the controller-controlled D line 17 of impact mill 2 is actually parallel to the abscissa. In order to approximate the target state of line 15, line 16 is bent to form a zigzag line 18. This happens because in point A the said Maxim. a1 switch responds and causes the controller of the beater mill 2 to regulate a lower drive power of the motor.
This has the effect of a decrease in the D value, so that line 17 merges into line 19. In a period of time which can be several hours, the line 18 reaches point B. The minimum switch now responds and causes the control of the beater mill to cease to be influenced. As a result, line 19 changes back to line 17. This is repeated in the aforementioned time intervals.
Another motor, which is also suitable, the two switches on the current side, i. H. owning the maximum switch and the minimum switch is the motor of elevator 8.
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other sources of contact are conceivable, such as B. the level below.
In FIG. 7, the reference numerals 1-5 are identical to those in FIG. A line 21 leads from the discharge 20 of the tube mill 3 to a device 22 for measuring the grinding fineness. The fineness of the grind is understood here to mean the quotient of the proportion of the grist whose grain size is greater than required to which
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Proportion of the ground material whose grain size has the desired fineness or is even smaller. A guide 23 leads the ground material used for measurement back to the discharge 20. A measuring line 24 connects the device 22 with the beater mill 2, i.e. H. with their control device.
This device 22 can be designed according to the scheme of FIG. In FIG. 8, a small belt conveyor 26, which is equipped with only a few small shells 27, is arranged under the discharge funnel 25. The belt conveyor can either move continuously, or it is provided with a timer which ensures that a classifying device 28 (sifter or sieve) receives the filling of one of the trays 27 at time intervals. Depending on the grinding fineness, the classifying device directs that filling either into the fine discharge 29 or into the coarse discharge 30. Both of the latter discharges act on bowls 31 and 32, which are mounted on an electrical load cell 33 or an automatically indicating scale.
The trays 31 and 32 each have a device which they tilt after the measurement of the content has been carried out, as indicated by the dotted line. The contents of the bowls are fed back to the discharge 20 via the line 23. In the drawing, the measuring cells 33 lie on lines in which a quantity indicator 34 and 35 is arranged and which lead to a quotient meter 36. The device for measuring the fineness of the grinding according to FIG. 8 operates intermittently. Continuous devices can also be used. However, this is not necessary for the sluggish operation of the tube mill. The arrangement according to FIG. 8 can even be considerably simplified with regard to the sluggish operation of the tube mill.
Regarding the overall effect, it should also be noted that the quotient meter 36 is provided with a maximum and a minimum contact. If one of these contacts responds, a command is sent to the beater mill 2 via the measuring line 24, which increases or decreases the charge in steps according to the diagram according to FIG. 6.
The control line 10 drawn in FIG. 3 effects an adaptation of the classifying device 6 to the respective throughput, which fluctuates between bm'ax and bmin. as well as an adaptation to the type of grist. As is well known, an air classifier as a classifying device has vortex blades which are intended to cancel out the variability of the load efficiency of the classifier. The vortex blades are generally hand controlled. To do this, the miller observes the relative feed quantity of the classifier; He also takes a sample from the elevator to determine whether the ground material contains more or less fully ground fine meal (lime, cement or the like). Then he controls the classifier. According to the invention, the relative charge is determined automatically (maximum and minimum).
Furthermore, from the characteristic value, which is also determined automatically, it is possible to deduce the fineness with which the material leaves the tube mill. In a further development of the invention, provision is made to use the two variables or, if necessary, only one of them, to control the air classifier automatically via the control line 10. There is a difficulty in that the grinding stock, the characteristic value of which is determined in the hammer mill 2, only enters the tube mill 3. The characteristic value must therefore not be communicated to the classifier immediately; rather, delay in the tube mill throughput is only currently to be taken into account, which can only be roughly estimated. However, since the sifter is only controlled within very rough limits, the method according to the invention is sufficiently accurate.
If the adaptation of the classifying device were completely ignored, this would not only lead to an uneven finished product, but also to a temporary decrease in the performance of the grinding system. The latter is due to the fact that part of the finished product is unnecessarily often returned to the tube mill.
Even if in the exemplary embodiments reference is made solely to the arrangements of the figures which can be traced back to FIG. 1, this should not exclude the application of the above considerations to the arrangement according to FIG. 2 as well.
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