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Verfahren und Vorrichtung zum Regeln von Sichtermahlanlagen
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Regeln von Sichtermahlanlagen, bei denen die vom Sichter abgeschiedene und erneut der Mühle zugeführte Griessmenge gemessen und der Messwert einem Regler zugeführt wird, der die Frischgutmenge so regelt, dass die Summe von Griess- und Frischgutmenge unter Berücksichtigung eines Faktors einem Sollwert entspricht.
Es sind Regelverfahren für Sichtermahlanlagen bekannt, bei denen die Summe von Griess- und Frischgutmenge unter Berücksichtigung eines einstellbaren Faktors konstant gehalten wird. Diese Arbeitsweise entspricht der Gleichung P. F + G = const. Hiebei ist P ein Proportionalitätsfaktor, F die Frischgutmenge und G die Griessmenge. Verringert sich beispielsweise während des Betriebes die Griessmenge, so wird die Frischgutmenge entsprechend erhöht. Der Faktor P wird von Hand auf Grund empirischer Ermittlungen eingestellt.
Bei diesen bekannten Regelverfahren ergibt sich jedoch nur dann ein optimaler Betriebszustand, wenn sich die Mahlbarkeit und Körnung des Mahlgutes nicht ändert und keine veränderte Feinheitdes Fertiggutes verlangt wird. Wenn diese Bedingungen nicht erfüllt sind, versagt das Regelverfahren, da unter Umständen eine andere Summe von Griess- und Frischgutmenge benötigt wird, um einen optimalen Füllungsgrad der Mühle zu erhalten.
Wird beispielsweise bei der Zementmahlung ein besonders grober Klinker der Mühle aufgegeben, so müsste die Frischgutmenge an sich reduziert werden, da sich die erste Mahlkammer mit Mahlgut anfüllt und nicht mehr in der Lage ist, in der gleichen Zeit dieselbe Menge durchzusetzen. Die durch den geringeren Mühlenaustrag bedingte kleinere Griessmenge hat jedoch zur Folge, dass der Regler gerade in umgekehrter Weise die Frischgutmenge erhöht, was zu einer starken Überfüllung der Mühle führen kann.
Da Mahlbarkeitsschwankungen bei fast allen Stoffen vorhanden sind, muss man bei diesen bekannten Regelverfahren eine gewisse Reserve vorsehen, damit die Mühle auch bei ungünstigen Zerkleinerungsbedingungen nicht"volläuft". Man hat in der Praxis festgestellt, dass Mühlen, die nach solchen Verfahren geregelt werden, eine um 5-10% geringere Durchsatzleistung bringen als eine von Hand auf maximale Leistung gesteuerte Mühle. Da die Leistungsaufnahme von Rohrmühlen vom Durchsatz unabhängig ist, bedeutet dies einen um 5-10% erhöhten spezifischen Arbeitsverbrauch für die Mahlung.
Um auch Änderungen der Mahlbarkeit des Mahlgutes Rechnung zu tragen, ist ferner bereits ein Verfahren entwickelt worden, bei dem bei Unterschreitung einer bestimmten einstellbaren Griessmenge die Frischgutzufuhr herabgesetzt wird. Auf diese Weise lässt sich bei Verschlechterung der Mahlbarkeit eine Überfüllung der Mühle verhindern. Das bekannte Verfahren versagt dagegen, wenn sich die Körnung des Mahlgutes ändert. Wird beispielsweise der Feinanteil des Mahlgutes grösser, so täuscht die dadurch bedingte Verringerung der rücklaufenden Griessmenge eine in Wahrheit gar nicht vorhandene Überfüllung der Mühle vor. Die ausgelöste Herabsetzung der Frischgutzufuhr führt demgemäss zu einer unnötigen Verringerung der Mühlendurchsatzleistung.
Bei einem andern bekannten Regelverfahren für Sichtermahlanlagen wird der Messwert eines auf das Mühlengeräusch ansprechenden Schwingungsumformers (in der Praxis gewöhnlich als sogenanntes
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"elektrisches Ohr" bezeichnet), der entweder direkt am Mühlenmantel oder in unmittelbarer Nähe der
Mühle angeordnet ist, dazu benutzt, über einen Regler die Frischgutzufuhr zur Mühle so zu regeln, dass das Mühlengeräusch einem von Hand einstellbaren Sollwert entspricht.
Dieses Regelverfahren liefert gute Werte, wenn die Griessmenge im Verhältnis zur Frischgutmenge klein ist.. Ist die Griessmenge dagegen verhältnismässig hoch, so arbeitet dieses Regelverfahren nicht immer ganz einwandfrei, da die Griesse das Mühlengeräusch nur unwesentlich beeinflussen. Es kann daher sein, dass der Schwingungsumformer den gleichen Messwert liefert, obwohl sehr unterschiedliche
Griessmengen durch die Mahlkammer gefördert werden.
Weiterhin ist es auch bekannt, den Füllungsgrad einer Mühle in Abhängigkeit von zwei Messgrö- ssen, nämlich dem Mühlengeräusch und der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors, zu regeln. Bei einem bekannten Verfahren dieser Art dienen die beiden Messgrössen jeweils einzeln zur Regelung in unter- schiedlichen Bereichen des Füllungsgrades, indem beispielsweise eine Überfüllung der Mühle durch die
Leistungsaufnahme des Mühlenmotors und eine Unterbelastung durch das Mühlengeräusch erfasst wird.
Praktische Erfahrungen zeigen jedoch, dass mit einem derartigen Verfahren, bei dem. jeweils nur eine der beiden Messgrössen wirksam ist, nicht unter allen Umständen ein optimaler Füllungsgrad erzielt werden kann.
Man hat daher weiterhin ein Verfahren zur Regelung des Füllungsgrades einer Mühle entwickelt bei dem gleichfalls zwei Messgrössen Verwendung finden, von denen die eine von der Leistungsaufnah- me des Mühlenmotors und die andere vom Mühlengeräusch abgeleitet ist, wobei zur Regelung der
Frischgutzufuhr jeweils diejenige der beiden Messgrössen dient, deren Änderungskurve im Bereich des konstant zu haltenden Füllungsgrades den steileren Verlauf aufweist, während die andere Messgrösse zur Überwachung verwendet wird und bei einem durch eine Überfüllung der Mühle gestörten Betrieb den
Regeleinfluss der ersten Messgrösse im Sinne einer Verminderung der Frischgutzufuhr überflügelt.
Ein derartiges Regelverfahren ermöglicht zwar einen gewissen Schutz der Mühle gegen ein Volllaufen. Es gewährleistet dagegen nicht, dass die Mühle bei Schwankungen der Mahlbarkeit und Körnung des Gutes stets den gewünschten optimalen Füllungsgrad aufweist. Es kann nämlich der Fall eintreten, dass sich durch eine Änderung von Mahlbarkeit und Körnung des Gutes der Füllungsgrad der Mühle verringert, ohne dass sich die zur Regelung benutzte Messgrösse, etwa die Leistungsaufnahme des Mühlenmotors, merklich ändert. Auch dieses bekannte Verfahren, bei dem die zweite Messgrösse nur als Schutz gegen ein Vollaufen der Mühle dient, stellt somit keine völlig befriedigende Lösung dar.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Regeln von Sichtermahlanlagen zu entwickeln, das die erläuterten Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet und auch bei stark wechselnden und schwierigen Betriebsbedingungen, insbesondere auch bei auftretenden Änderungen der Mahlbarkeit und Körnung des Mahlgutes sowie bei einer gewünschten Änderung der Feinheit des Fertiggutes, stets einen optimalen Füllungsgrad der Mühle gewährleistet.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Messwert mindestens eines an sich bekannten, auf das Mühlengeräusch ansprechenden Schwingungsumformers den Sollwert der Summe von Griess- und Frischgutmenge bei Überschreitung des optimalen Füllungsgrades der Mühle herabsetzt und bei Unterschreitung dieses Füllungsgrades heraufsetzt.
Bei dem erfindungsgemässen Regelverfahren erfüllt der Schwingungsumformer im wesentlichen eine Überwachungsfunktion, indem er beispielsweise bei einer Verringerung der Mahlbarkeit des Gutes ein sonst mögliches Vollaufen der Mühle verhindert, während er bei einer Erhöhung der Mahlbarkeit für eine gute Ausnutzung der Mühle sorgt.
Für das erfindungsgemässe Verfahren ist wesentlich, dass die grundsätzliche Regelung nach der zugeführten Griessmenge stets aufrecht erhalten wird und die vom Schwinungsumformer ausgeübte Regelfunktion nur eine Korrektur darstellt, nicht jedoch-wie bei den bekannten Verfahren - in einem bestimmten Bereich des Füllungsgrades völlig an die Stelle der Regelung nach der andern Messgrösse tritt.
Dadurch ergibt sich der Vorteil einer besonders trägheitsfreien Regelung mit nur sehr kleinen Schwankungen um dem Optimalwert.
Bei dem erfindungsgemässen Regelverfahren wird somit die Mühle auch bei Schwankungen in der Mahlbarkeit, der Aufgabekorngrösse. der umlaufenden Griessmenge oder der Feinheit des Fertiggutes stets mit einem optimalen Füllungsgrad betrieben, so dass ein gleichmässiger Lauf der Mühle bei maximalem Durchsatz und ein kleinstmöglicher spezifischer Arbeitsaufwand für die Vermahlung gewährleistet ist.
Für die Erfassung der Griessmenge können bei dem erfindungsgemässen Verfahren sowohl Waagen bekannter Bauart als auch sonstige Messeinrichtungen Verwendung finden. Beispielsweise kann die Leistungaufnahme des Motors für den Antrieb des Becherwerkes oder der beispielsweise mittels Druckmessdosen
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bestimmte Füllungsgrad des Becherwerkes oder anderer Fördergeräte herangezogen werden. Es ist ferner auch möglich, den der Griessmenge entsprechenden Messwert von der Leistungsaufnahme des Sichters ab- zuleiten.
Bei einer zweckmässigen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens ist an den bekannten, die Frischgutmenge beeinflussenden Regler mindestens ein mit dem Messwert des Schwin- gungsumformers sowie mit wenigstens einer einstellbaren Bezugsgrösse gespeister zweiter, den Sollwert des Reglers verstellender Regler angeschlossen.
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mal die eine Mahlkammer und ein anderes Mal eine zweite Mahlkammer einen Engpass darstellt. Bei derartigen Sichtermahlanlagen wird die Mühle zweckmässig mit mehreren Schwingungsumformem ver- sehen.
Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann es schliesslich zweckmässig sein, die Griessmenge nach unten oder oben fest zu begrenzen, was beispielsweise an dem Regler für die Summenbildung von Griess- und Frischgutmenge erfolgen kann. Hiedurch werden die Regelausschläge auf einen gewünschten Wert begrenzt.
Diese und weitere Einzelheiten des erfindungsgemässen Verfahrens sowie Ausführungsformen der
Vorrichtung zu seiner Durchführung werden nachfolgend an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen :
Fig. 1 eine schematische Anlage zur Durchführung des erfindungsgemässen Regelverfahrens und Fig. 2,
3 und 4 je eine Variante der Anlage gemäss Fig. 1.
Die in Fig. l dargestellte Sichtermahlanlage enthält eine Mühle l (beispielsweise eine Zweikam- mermühle), ein Becherwerk 2, einen Sichter 3, eine Waage 4 für den Griess sowie Waagen 5 für die verschiedenen Komponenten des Frischgutes.
Weiterhin enthält die Anlage einen auf das Mühlengeräusch ansprechenden Schwingungsumformer 6 sowie zwei Regler 7, 8.
Das aus der Mühle 1 ausgetragene Material wird über das Becherwerk 2 dem Sichter 3 zugeführt, der das Fertiggut (Pfeil 9) vom Griess scheidet. Der Griess wird über die Waage 4 geführt und erneut der Mühle 1 zugeleitet. Das Frischgut wird über die Waagen 5 zugeführt.
Der Regler 7 erhält einerseits einen Messwert 10, der der jeweils auf der Waage 4 vorhan- denen Griessmenge entspricht, weiterhin einen Messwert 11, der der gerade zugeführten Frischgutmen- ge proportional ist, sowie einen Sollwert 12, der der zur Erzielung eines optimalen Füllungsgrades der Mühle gewünschten Summe von Griess- und Frischgutmenge entspricht.
Bei Abweichungen der Summe der Messwerte 10 und 11 vom Sollwert 12 wird die Frischgutaufgabe (Waagen 5) über den Regler 7 in geeigneter Weise verstellt.
Ändert sich die Mahlbarkeit oder Körnung des Gutes oder wird eine andere Feinheit des Fertiggutes verlangt, so wirkt sich dies auf den Füllungsgrad der Mühle aus und der dem Schwingungsumformer 6 nachgeschaltete Regler 8 tritt in Tätigkeit und ändert den Sollwert 12.
Der Schwingungsumformer 6 liefert ständig ein Eingangssignal 13 an den Regler 8, dem gleichzeitig zwei einstellbare Bezugssignale 14 und 15 zugeführt werden.
Die Grösse des Bezugssignals 14 ist so gewählt, dass eine Gleichheit zwischen dem Messsignal 13 und dem Bezugssignal 14 bei einem durch eine verringerte Mahlbarkeit des Gutes bedingten, oberhalb des optimalen Wertes liegenden Füllungsgrad der Mühle eintritt. In diesem Falle wird durch den Regler 8 der Sollwert 12 des Reglers 7 herabgesetzt. Dies hat dann zur Folge, dass der Regler 7 nicht mehr die für den Normalfall bemessene Summe von Griessmenge und Frischgutmenge konstant zu halten sucht, sondern trotz der durch den geringeren Mühlenaustrag bedingten kleineren Griessmenge nur eine verhältnismässig kleine oder überhaupt keine Frischgutmenge einstellt und dadurch ein Vollaufen der Mühle verhindert.
Das Bezugssignal 15 ist anderseits so gewählt, dass eine Gleichheit zwischen dem Messsignal 13 und diesem Bezugssignal bei einem unterhalb des optimalen Wertes liegenden, durch eine vergrösserte Mahlbarkeit des Gutes bedingten Füllungsgrad der Mühle eintritt. In diesem Falle wird durch den Regler 8 der Sollwert 12 des Reglers 7 erhöht und damit eine Unterbelastung der Mühle vermieden.
Während somit im normalen Betrieb - solange also der Messwert 13 zwischen den durch die Bezugssignale 14 und 15 gegebenen Grenzen liegt-die Regelung der Frischgutzufuhr ausschliesslich in Abhängigkeit von der Griesswägung erfolgt, tritt der vom Schwingungsumformer 6 beeinflusste Re-
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ler 8 erst bei einer Änderung der Mahlbarkeit, der Aufgabestückgrösse oder der verlangten Feinheit des Fertiggutes in Tätigkeit, um ein Vollaufen bzw. eine Unterbelastung der Mühle zu verhindern.
Die in Fig. 2 dargestellte Anlage enthält eine Vierkammermühle, wobei den einzelnen Mahlkam-
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hält ferner einen Umschalter 16, mit dem wahlweise einer der Schwingungsumformer 6a - 6d an den Regler 8 angeschlossen werden kann.
Der Betrieb dieser Anlage, die im übrigen vollständig der Anordnung gemäss Fig. l entspricht, erfolgt in der Weise, dass derjenige Schwingungsumformer an den Regler 8 angeschlossen wird, dessen Kam- mer erfahrungsgemäss bei der jeweiligen Materialsorte zuerst überlastet wird.
Die Anlage gemäss Fig. 3 ähnelt der in Fig. 2 veranschaulichten. Hiebei ist jedoch jedem Schwingungsumformer 6a - 6d ein gesonderter Regler 8a bzw. 8b, 8c, 8d zugeordnet. Die Anlage enthält ferner einen Vergleichskreis 17, dem die Ausgangssignale der Regler 8a - 8d zugeführt werden und der seinerseits den Sollwert 12 des Reglers 7 beeinflusst.
Der Vergleichskreis 17 erfüllt die Aufgabe, die von den Reglern 8 a - 8d gelieferten Signale zu vergleichen und entweder ein einzelnes Signal oder eine Signalkombination zur Steuerung des Sollwertes des Reglers 7 zu benutzen.
Bei der Anlage gemäss Fig. 4 werden die dem Regler 8a zugeführten Bezugsgrössen 14 und 15 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal 18 des Reglers 8d über einen Regler 19 gesteuert. Auf diese Weise wird der Messwert des dem Mühlenauslauf benachbarten Schwingungsumformers 6d zur Steuerung des Sollwertes des dem Mühleneinlauf zugeordneten Schwingungsumformers 6a benutzt.
Die Totzeit der Mühle kann dadurch verringert und ein Pendeln der Regelung weitgehend vermieden werden.
Die Ausgangssignale der den mittleren Kammern II und III zugeordneten Regler 8b und 8c können entweder gleichfalls auf den Regler 19 wirken oder-gegebenenfalls in geeigneter Kom bination mit dem Ausgangssignal des Reglers 8a - mit zur Steuerung des Sollwertes 12 des Reglers 7 herangezogen werden.
Es versteht sich, dass bei den Anlagen gemäss den Fig. 3 und 4 die Bezugsgrössen 14 und 15 für die einzelnen Regler 8a - 8d unterschiedlich gewählt und auf diese Weise den zugehörigen Kammern angepasst werden können.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Regeln von Sichtermahlanlagen, bei denen die vom Sichter abgeschiedene und erneut der Mühle zugeführte Griessmenge gemessen und der Messwert einem Regler zugeführt wird, der die Frischgutmenge so regelt, dass die Summe von Griess- und Frischgutmenge unter Berücksichtigung einesFaktors einemSollwert entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass derMesswertmindestens eines an sich bekannten, auf das Mühlengeräusch ansprechenden Schwingungsumformers den Sollwert der Summe von Griess- und Frischgutmenge bei Überschreibung des optimalen Füllungsgrades der Mühle herabsetzt und bei Unterschreitung dieses Füllungsgrades heraufsetzt.
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