BE1029353B1 - Process for particle size-dependent efficient use of a screening device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Siebvorrichtung 10, wobei die Siebvorrichtung 10 wenigstens vier Cluster von Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung 10 mit Schwingungen ausgebildet ist, wobei zwei vordere Cluster näher zum Materialauftrag 30 angeordnet sind, wobei zwei hintere Cluster näher zum Grobmaterialaustrag 40 angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz f zwischen den Unwuchterregereinheiten U innerhalb eines Clusters gesteuert wird, wobei als Eingangsmessgröße eine der auf die Siebvorrichtung 10 aufgetragene Partikelgröße korrelierte Messgröße erfasst wird, wobei der Phasenversatz f bei steigende Partikelgröße erhöht wird.The present invention relates to a method for controlling a screening device 10, the screening device 10 having at least four clusters of imbalance exciter units U, each cluster having at least two imbalance exciter units U, each cluster being configured via a coupling point for impinging the screening device 10 with vibrations, with two front clusters being arranged closer to material application 30, with two rear clusters being arranged closer to coarse material discharge 40, characterized in that the phase offset f between the imbalance exciter units U is controlled within a cluster, with one of the particle sizes applied to the screening device 10 being the input measured variable correlated measured variable is recorded, with the phase shift f increasing with increasing particle size.
Description
Verfahren zur partikelgrößenabhängigen effizienten Nutzung einer Siebvorrichtung Die Erfindung betrifft ein Verfahren, ein Sieb in Abhängigkeit von der Partikelgröße effizient zu nutzen. Aus der DE 10 2017 218 371 B3 und aus der DE 10 2018 205 997 A1 sind Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt. Diese gruppenweise Anordnung ermöglicht eine starke Anpassungsfähigkeit der Betriebsweise der Siebvorrichtung, welche bei den klassischen Linearschwingern, Ellipsenschwingern oder Kreisschwingern nicht möglich ist. Diese Gruppe von Siebvorrichtungen ermöglicht damit ganz neue Ansteuerschemata.The invention relates to a method for efficiently using a sieve depending on the particle size. Screen systems with vibration exciters arranged in groups are known from DE 10 2017 218 371 B3 and from DE 10 2018 205 997 A1. This arrangement in groups enables the operation of the screening device to be highly adaptable, which is not possible with the classic linear, elliptical or circular vibrators. This group of screening devices thus enables completely new control schemes.
Aus der DE 10 2019 204 845 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen und Regeln wenigstens einer Schwingungsmode einer Siebvorrichtung bekannt.DE 10 2019 204 845 B3 discloses a method for setting and controlling at least one vibration mode of a screening device.
Aus der DE 10 2019 214 864 B3 ist ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung bekannt.A method for controlling and regulating a screening device is known from DE 10 2019 214 864 B3.
Wünschenswert wäre es, eine Siebvorrichtung anhand von konkreten Messgrößen, die eine Korrelation zu Edukteigenschaften aufweisen, so anpassen zu können, dass gezielt die Produkteigenschaften einstellbar sind.It would be desirable to be able to adapt a screening device based on specific measured variables that have a correlation to educt properties in such a way that the product properties can be set in a targeted manner.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, um eine Siebvorrichtung bei veränderlicher Partikelgrößenverteilung des zugeführten Materials optimal zu betreiben. Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen.The object of the invention is to provide a method for optimally operating a screening device with a variable particle size distribution of the material supplied. This problem is solved by the method with the features specified in claim 1 . Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawings.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung einer Siebvorrichtung. Die für das Verfahren verwendete Siebvorrichtung weist wenigstens und bevorzugt genau vier Cluster von Unwuchterregereinheiten aufweist, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten auf. Jeder Cluster ist jeweils über einen Kopplungspunkt zurThe method according to the invention serves to control a screening device. The screening device used for the method has at least and preferably exactly four clusters of imbalance exciter units, with each cluster having at least two imbalance exciter units. Each cluster is connected via a coupling point
° BE2021/5340 Beaufschlagung der Siebvorrichtung mit Schwingungen ausgebildet. Zwei vordere Cluster sind näher zum Materialauftrag angeordnet und zwei hintere Cluster sind näher zum Grobmaterialaustrag angeordnet. Am Materialauftrag wird das zu siebende Material auf das Sieb der Siebvorrichtung aufgetragen. Das grobe Material, welches nicht durch das Sieb fällt, wandert über das Sieb und gelangt zum Grobmaterialaustrag. Das feine Material fällt durch das Sieb und gelangt so zum Feinmaterialaustrag. Erfindungsgemäß wird der Phasenversatz zwischen den Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters gesteuert. Dieses ermöglicht eine sehr variable Anpassung der Siebeigenschaften und ist durch die Anordnung von Unwuchterregereinheiten in Clustern einfach möglich. Erfindungsgemäß wird als Eingangsmessgröße eine der auf die Siebvorrichtung aufgetragene Partikelgröße korrelierte Messgröße erfasst und der Phasenversatz wird bei steigende Partikelgröße erhöht. Mit steigendem mittleren Partikeldurchmesser steigt der Anteil der Fraktion, die nicht durch das Sieb passt, also zum Grobmaterialaustrag transportiert wird. Durch den steigenden Phasenversatz wird ein schnellerer Transport dieser größeren Partikel bewirkt. Da nur eine kleinere Fraktion durch das Sieb gelangen muss, kann so der Durchsatz des Siebes gesteigert werden.° BE2021/5340 applied to the screening device with vibrations. Two front clusters are located closer to material application and two rear clusters are located closer to coarse material discharge. At the material application, the material to be screened is applied to the screen of the screening device. The coarse material that does not fall through the screen migrates over the screen and reaches the coarse material discharge. The fine material falls through the sieve and thus reaches the fine material discharge. According to the invention, the phase offset between the imbalance exciter units within a cluster is controlled. This enables a very variable adjustment of the screen properties and is easily possible by arranging the imbalance exciter units in clusters. According to the invention, a measured variable that correlates to the particle size applied to the screening device is recorded as the input measured variable, and the phase offset is increased as the particle size increases. As the average particle diameter increases, so does the proportion of the fraction that does not fit through the sieve, i.e. that is transported to the coarse material discharge. The increasing phase shift results in a faster transport of these larger particles. Since only a smaller fraction has to pass through the sieve, the throughput of the sieve can be increased.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Eingangsmessgröße die Leistungsaufnahme eines vorgelagerten Brechers oder einer vorgelagerten Mühle erfasst. Üblicherweise steigt die Leistungsaufnahme, wenn das zugeführte Material härter wird. Ergebnis davon ist auch, dass die Zerkleinerung meist weniger effizient erfolgt, was in einer Verschiebung der mittleren Partikelgröße zu größeren Partikeln zur Folge hat. Daher kann die Leistungsaufnahme als eine der Partikelgröße korrelierte Größe angesehen werden. In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als Eingangsmessgröße die mittels einer Kamera optisch erfasste mittlere Partikelgröße der an der Oberfläche befindlichen Partikel auf einer Zuführvorrichtung verwendet. Beispielsweise kann eine Kamera über einem Förderband angeordnet sein, welches das zu siebende Material der Siebvorrichtung zuführt. Da auf diese Weise nur die Partikelgrößenverteilung der oben auf einer Schüttung liegenden Partikel erfasst wird, weiter verfälscht durch partiell verdeckt liegende Partikel, ist eine exakte Messung nicht möglich. Diese Größe kann aber als KorrelationsgrôBe gut verwendet werden, wenn ein Ansteigen oder Abfallen der so erfassten Größe festgestellt werden kann.In a further embodiment of the invention, the power consumption of an upstream crusher or an upstream mill is recorded as the input measurement variable. Typically, power consumption increases as the material being fed becomes harder. Another result of this is that the comminution is usually less efficient, which results in a shift in the average particle size towards larger particles. Therefore, the power consumption can be viewed as a quantity correlated to the particle size. In a further embodiment of the invention, the average particle size of the particles located on the surface on a feed device, optically recorded by means of a camera, is used as the input measurement variable. For example, a camera can be arranged above a conveyor belt which feeds the material to be screened to the screening device. Since in this way only the particle size distribution of the particles lying on top of a bed is recorded, further falsified by partially covered particles, an exact measurement is not possible. However, this variable can be used as a correlation variable if an increase or decrease in the variable detected in this way can be determined.
5 In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird als EingangsmessgrôBe die in dem zugeführten Massestrom akustisch ermittelte Partikelgröße verwendet. Diese Methode ist vergleichsweise genau, da hierdurch über Schallreflexionen an den Grenzflächen Aussagen auch im Volumen getroffen werden können. Da jedoch eine Sonde im Strom des Materials angeordnet sein muss, ist dieses auch die aufwändigste und anfälligste Methode. Selbstverständlich ist es auch möglich, die zuvor genannten Erfassungen von der PartikelgröBe korrelierten MessgröBen zu kombinieren, um ein präziseres Bild zu erhalten.In a further embodiment of the invention, the particle size determined acoustically in the supplied mass flow is used as the input measurement variable. This method is comparatively accurate, since it also allows statements to be made in the volume via sound reflections at the interfaces. However, since a probe must be placed in the flow of material, this is also the most laborious and vulnerable method. Of course, it is also possible to combine the previously mentioned acquisitions of measurement variables correlated with the particle size in order to obtain a more precise picture.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenversatz erst ab einer vorgegebenen PartikelgröBengrenze bei steigende PartikelgröBe erhöht und unterhalb der vorgegebenen PartikelgrôBengrenze konstant gehalten. Besonders bevorzugt ist die vorgegebenen PartikelgrôBengrenze mit der LochgrôBe des Siebes korreliert.In a further embodiment of the invention, the phase offset is only increased from a predetermined particle size limit as the particle size increases and is kept constant below the predetermined particle size limit. The specified particle size limit is particularly preferably correlated with the hole size of the sieve.
Nachfolgend ist die für das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzende Vorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Fig. 1 Vorrichtung Fig. 2 erster Betriebszustand Fig. 3 zweiter Betriebszustand Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig.7 In Fig. 1 ist eine Siebvorrichtung 10 gezeigt. Diese weist ein Sieb 20, beispielsweise ein Lochblech auf. Am Materialauftrag 30 wird Material aufgegeben und Über das Sieb 20The device to be used for the method according to the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings. Fig. 1 device Fig. 2 first operating state Fig. 3 second operating state Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig.7 In Fig. 1 a screening device 10 is shown. This has a screen 20, for example a perforated plate. Material is fed in at material order 30 and over the screen 20
* BE2021/5340 gefördert. Theoretisch fallen dabei alle Bestandteile durch das Sieb 20 hindurch, deren Größe kleiner als die Größe der Sieblöcher ist, und so zum Feinmaterialausgang 50 gebracht. Alles was größer ist wird über das Sieb 20 und zum Grobmaterialausgang 40 gefördert.* BE2021/5340 funded. Theoretically, all components that are smaller than the size of the screen holes fall through the screen 20 and are thus brought to the fine material outlet 50 . Anything larger is conveyed over the screen 20 and to the coarse material outlet 40.
Um die Siebvorrichtung 10 und damit das Sieb 20 zu bewegen weist die Siebvorrichtung acht Unwuchterregereinheiten U auf, die in vier Clustern zu je zwei Unwuchterregereinheiten U angeordnet sind, wobei jeweils zwei Unwuchterregereinheiten U in einem Cluster jeweils Über einen gemeinsamen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung 10 mit Schwingungen ausgebildet sind. Hierdurch wird effektiv eine Schwingung die durch Überlagerung der durch die beiden Unwuchterregereinheiten U erzeugten Schwingungen erzeugt wird auf die Siebvorrichtung 10 aufgeprägt.In order to move the screening device 10 and thus the screen 20, the screening device has eight imbalance exciter units U, which are arranged in four clusters of two imbalance exciter units U each, with two imbalance exciter units U in a cluster each having a common coupling point for acting on the screening device 10 with Vibrations are formed. As a result, an oscillation that is generated by superimposition of the oscillations generated by the two unbalance exciter units U is effectively impressed on the screening device 10 .
Das gezeigte Beispiel ist die einfachste Ausführung mit je zwei Unwuchterregereinheiten U je Cluster und vier Clustern, einem vorderen linken Cluster 60, einen vorderen rechten Cluster 70, einen hinteren Cluster 80 und einen hinteren rechten Cluster 90. Selbstverständlich können die Cluster auch drei oder mehr Unwuchterregereinheiten U aufweisen und beispielsweise können noch zusätzlich in der Mitte zwei weitere Cluster von Unwuchterregereinheiten U angeordnet werden.The example shown is the simplest version with two unbalance exciter units U per cluster and four clusters, a front left cluster 60, a front right cluster 70, a rear cluster 80 and a rear right cluster 90. Of course, the clusters can also have three or more unbalance exciter units U and, for example, two additional clusters of imbalance exciter units U can also be arranged in the middle.
In Fig. 2 und Fig. 3 sind zwei Betriebsweisen eines Clusters von Unwuchterregereinheiten U gezeigt. Der Pfeil innerhalb der von Unwuchterregereinheiten U zeigt den jeweiligen Kraftvektor an, die Pfeile auBerhalb die Drehrichtung der von Unwuchterregereinheiten U.Two modes of operation of a cluster of imbalance exciter units U are shown in FIGS. 2 and 3 . The arrow inside the of the unbalance exciter units U shows the respective force vector, the arrows outside the direction of rotation of the unbalance exciter units U.
Fig. 2 zeigen beide Kraftvektoren vertikal nach oben und die von Unwuchterregereinheiten U rotieren entgegengesetzt zueinander. Ein Phasenversatz ist nicht realisiert (0 °), die Cluster-Anregung erfolgt somit in vertikaler Richtung, was zu einer sehr geringen Materialbewegung Über das Sieb führt. Fig. 2 beschreibt einen Betriebszustand, welcher beispielsweise für eine Reinigungsfunktion einstellbar/regelbar ist, insbesondere in Verbindung mit einer Variation der Drehzahl der jeweiligen Unwuchterregereinheit.2 show both force vectors vertically upwards and those of unbalance exciter units U rotate in opposite directions to each other. A phase offset is not realized (0°), the cluster excitation thus occurs in the vertical direction, which leads to a very small movement of material across the screen. 2 describes an operating state which can be set/controlled, for example, for a cleaning function, in particular in connection with a variation in the speed of the respective imbalance exciter unit.
) BE2021/5340 In Fig. 3 ist ein anderer Betriebszustand gezeigt.) BE2021/5340 In Fig. 3 another operating state is shown.
In diesem Fall weist der eine (der in der Darstellung linke) Kraftvektor nach oben, und der zweite (der in der Darstellung rechte) Kraftvektor weist nach links, insbesondere orthogonal zum ersten Kraftvektor.In this case, one force vector (the one on the left in the illustration) points upwards, and the second force vector (the one on the right in the illustration) points to the left, in particular orthogonally to the first force vector.
Die Unwuchterregereinheiten rotieren entgegengesetzt zueinander.The imbalance exciter units rotate in opposite directions to each other.
Der Phasenversatz beträgt im hier gezeigten Betriebszustand 90 °. Die resultierende Cluster-Anregung wirkt in einem Winkel von 45° gegenüber der Horizontalen und führt somit zu einem vergleichsweise schnellen Materialtransport über das Sieb.In the operating state shown here, the phase shift is 90°. The resulting cluster excitation acts at an angle of 45° to the horizontal and thus leads to a comparatively fast material transport over the wire.
Fig. 4 zeigt stark schematisch und lediglich zu Verdeutlichung des Gedankens die Aufnahme einer Brecherleistung BL eines Brechers, der der Siebvorrichtung vorgeschaltet ist.FIG. 4 shows, in a highly schematic manner and merely to clarify the idea, the absorption of a crushing capacity BL of a crusher which is connected upstream of the screening device.
In einem ersten Zeitintervall ist der Brecherleistung BL gegenüber dem Normalzustand erhöht, in einem späteren zweiten Zeitintervall ist die Brecherleistung BL gegenüber dem Normalzustand erniedrigt, wie in der oberen Grafik zu sehen.In a first time interval, the crusher power BL is increased compared to the normal state, in a later, second time interval the crusher power BL is reduced compared to the normal state, as can be seen in the top graph.
Der mittlere Wert wird als Normalzustand, als gewünschter Betriebszustand beispielhaft angesehen.The mean value is regarded as the normal state, as the desired operating state, for example.
Während des ersten Zeitintervalls ist das zugeführte Material härter, sodass bei einer höheren Brecherleistung der mittlere Durchmesser d und damit die Partikelgröße größer wird.During the first time interval, the material fed in is harder, so that with a higher crushing capacity, the average diameter d and thus the particle size becomes larger.
Während des zweiten Zeitintervalls ist das zugeführte Material weicher, sodass bei einer geringeren Brecherleistung der mittlere Durchmesser d und damit die Partikelgröße kleiner wird.During the second time interval, the material fed in is softer, so that with a lower crushing capacity, the average diameter d and thus the particle size becomes smaller.
Durch den Zeitversatz durch den Transport vom Brecher zum Sieb kommt es zu einem Zeitversatz zwischen der Brecherleistung BL und dem Durchmesser d an der Siebvorrichtung wie am zeitlichen Versatz zwischen der oberen und der mittleren Auftragung zu erkennen ist.Due to the time delay caused by the transport from the crusher to the screen, there is a time delay between the crushing capacity BL and the diameter d on the screening device, as can be seen from the time delay between the top and middle plot.
Der Phasenversatz wird wie in der dritten Auftragung zu sehen im ersten Zeitintervall bei einer gestiegenen Partikelgröße erhöht.As can be seen in the third plot, the phase shift increases in the first time interval as the particle size increases.
In dem zweiten Zeitintervall, in dem die Partikelgröße verringert ist, bleibt der Phasenversatz © hingegen unverändert.In contrast, in the second time interval, in which the particle size is reduced, the phase shift © remains unchanged.
Bezugszeichen BL Brecherleistung d Durchmesser U Unwuchterregereinheit 9 Phasenversatz 10 Siebvorrichtung 20 Sieb 30 MaterialauftragReference symbol BL Crushing capacity d Diameter U imbalance excitation unit 9 phase offset 10 screening device 20 screen 30 material application
° BE2021/5340 40 — Grobmaterialaustrag 50 Feinmaterialaustrag 60 _ vorderer linker Cluster 70 vorderer rechter Cluster 80 hinterer linker Cluster 90 hinter rechter Cluster° BE2021/5340 40 — coarse material discharge 50 fine material discharge 60 _ front left cluster 70 front right cluster 80 rear left cluster 90 rear right cluster
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Effective date: 20221205 |
|
| PD | Change of ownership |
Owner name: FLSMIDTH A/S; DK Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: THYSSENKRUPP INDUSTRIAL SOLUTIONS AG Effective date: 20230317 Owner name: FLSMIDTH A/S; DK Free format text: DETAILS ASSIGNMENT: CHANGE OF OWNER(S), ASSIGNMENT; FORMER OWNER NAME: THYSSENKRUPP AG Effective date: 20230317 |
|
| MM | Lapsed because of non-payment of the annual fee |
Effective date: 20230430 |