CN109562388B - 用于启动研磨管的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于启动研磨管(2)的方法，该研磨管具有配属的驱动装置(3)，其中，在研磨管(2)的运行中可以设定研磨模式和去除装料模式。对处于研磨管(2)中装料(6)的状态的特别可靠的监控，确保如下地实现，即从研磨管(2)的停机状态出发：‑旋转研磨管(2)，并且在第一旋转角(α1)情况下检测第一实际扭矩(T1)，‑根据第一实际扭矩(T1)计算用于较大的第二旋转角(α2)的额定扭矩(T_2SOLL)，‑在达到第二旋转角(α2)时检测实际的第二实际扭矩(T_2IST)，‑利用预定阈值范围(8)检验第二实际扭矩(T_2IST)与额定扭矩(T_2SOLL)偏差多少，‑如果第二实际扭矩(T_2IST)在阈值范围(8)内，则设定研磨管(2)的去除装料模式，‑否则研磨管(2)以研磨模式运行。

Description

用于启动研磨管的方法

技术领域

本发明涉及一种用于启动配属有驱动装置的研磨管的方法，其中，在研磨管的运行中可以设定研磨模式和去除装料模式。本发明还涉及一种控制装置、一种驱动装置和一种管磨机。

背景技术

管磨机优选用于磨料，例如矿石。管磨机的运行被长时间中断并且管磨机停机是不常见的。这种情况例如出于维护原因会发生。在管磨机停机期间，位于管磨机的研磨管中的材料会固结并粘附在研磨管的内壁上。这种在研磨管的内壁上粘附、固化、固结的材料称为粘结装料或“冷冻装料”。如果管磨机长期停机后再次运行会产生如下风险：粘结装料在内壁的较高的高度上被清除、分离，并且在随后击打到研磨管上时对管磨机产生极大的损害。

EP 1 735 099B1还公开了一种用于从研磨管的内壁去除粘结装料的方法，其中，通过驱动装置以至少一个预定的旋转角度摆动地来设定旋转角度。

在管磨机的控制器中已经存在监控装置或监控功能，其识别出粘结装料的存在，并且在检测到存在粘结装料时，关闭管磨机。例如在德国专利申请DE 35 28 409A1中描述了这种对管磨机的装料状态的监控。

在这种监控功能中例如可以连续地观察启动管磨机时所需的扭矩，并且存储过程的最大值。在达到监控的设定旋转角(例如70°)时，为随后的时间窗口将当前扭矩与存储的峰值进行比较。如果监控窗口中的扭矩大于存储的最大值的95％，则可以断定出存在粘结装料(扭矩连续增加至90°旋转角)并且管磨机被关闭。

特别是，在没有钢球作为研磨辅助(自磨机，英语：autogenous mill)的情况下运行的磨机中，装料是相对具有流动性的，从而在启动时没有明显的扭矩峰值。然而，尽管不存在粘结装料，但是通过监控满足了关闭的条件。研磨机仍然要被关闭。

然而，上述监测功能的自动停用是不合适的，因为即使使用这些研磨机，也存在研磨管中的水在停机状态下流出然后使材料结块的风险。因此，不能舍弃监控。

发明内容

本发明的目的在于确保特别可靠地监测处于管磨机的研磨管中的材料的状态。

该目的通过本发明通过用于启动配属有驱动装置的研磨管实现，其中，在研磨管的运行中可以设定研磨模式和去除装料模式，其中，从研磨管的停机状态开始：

-旋转研磨管，并且在第一旋转角的情况下检测第一实际扭矩，

-借助第一实际扭矩计算对于更大的第二旋转角的额定扭矩，

-在达到第二旋转角时检测实际的第二实际扭矩，

-借助于预定阈值范围检验第二实际扭矩与额定扭矩的偏差程度，

-如果第二实际扭矩处在阈值范围内，则设定为研磨管的去除装料模式，

-否则研磨管以研磨模式运行。

根据本发明，该目的此外还通过一种用于研磨管的驱动装置的控制装置实现，该控制装置用于执行该方法。

此外，该目的根据本发明还通过一种用于研磨管的驱动装置实现，其包括这样的控制装置。

该目的最后根据本发明还通过一种管磨机实现，包括研磨管和这样的驱动装置。

以下关于该方法阐述的优点和优选实施例可以类似地转移到控制装置，驱动装置和管磨机上。

在此，研磨模式被理解为管磨机的正常运行，其中，旋转研磨管以粉碎或研磨装料。

去除装料模式应理解为管磨机的一种运行状态，在该运行状态中，当检测到粘结的装料时，采取措施从研磨管的内壁去除粘结的装料。这些措施可以通过EP 1 735 099B1和EP 2 525 914B1中描述的自动运行来描述。可替选地，例如可以仅关闭研磨管的旋转，以便人为地从内壁移除粘结的装料。

本发明基于这样的想法，即通过在两个不同的旋转角的情况下检测驱动装置的扭矩来检查：研磨管的装料是“滑动的”还是粘结的材料。在此检测到的扭矩是研磨管的驱动扭矩(或者可替选的是负载扭矩)。原则上，在全部装料形成“冷冻装料”的情况下，只要装料粘附到研磨管的内壁上，驱动装置的扭矩在旋转角小于90°时是持续增加的。然而，如果在启动研磨管时装料的一部分脱落而其他部分仍然粘附在内壁上，则扭矩随时间的增加或随着旋转角度的增加的增加小于全部冷冻装料的情况。

基于这些认识，当启动根据本发明的研磨管时，在两个旋转角度处检测扭矩。在较小的第一旋转角度的情况下，相对较少的装料在研磨管启动时向下滑落。在研磨管中的条件不再变化时，根据该第一实际扭矩计算，在较大的第二旋转角时预期多大的扭矩。然后还检测第二旋转角的实际的实际扭矩，其通常低于外推的额定值，因为通常随着装料的高度在研磨管的进一步旋转期间的增加，更多材料从内壁上脱落。

最后，使用阈值范围，其提供关于实际扭矩偏离额定扭矩多少的结论。在第二实际扭矩明显小于外推的额定扭矩而处于阈值范围之外时，由此认为装料已经大部分或甚至完全地从研磨管的内壁分离，并且可以继续管磨机的正常研磨运行。然而，在第二实际扭矩处于阈值范围内时，则这意味着材料仍然有大部分粘附到研磨管的内壁上。因此，设定为去除装料模式，使得在研磨管进一步旋转之前从壁上去除装料。

通过适当选择阈值范围，确保了在“冷冻装料”的情况中进行的检测的非常高的可靠性，从而也提高了管磨机的可用性，因为避免了不必要的停机并因此避免了生产损失。所提出的方法的显著优点在于该方法并不取决于扭矩曲线的最大值。此外，实施该方法的耗费是最小的，因为通常所有必需的参数是无论如何都需要提供的，它们仅在管磨机的控制器中的另一软件功能中实现。此外，该方法与旋转方向无关。

根据优选的改进方案，第一旋转角的正弦和第二旋转角的正弦用于计算期望扭矩，特别是第一旋转角的正弦与第二旋转角的正弦的比。这是特别有利的，因为在磨料粘固时扭矩基本上根据旋转角的正弦增加。因此基于正弦外推从第一旋转角开始到第二旋转角的额定扭矩的计算提供了额定扭矩的最准确结果。

根据一个优选实施例，由第二实际扭矩和期望扭矩形成商。这样的商提供了一种特别简单的可能性来建立两个值之间的关系，以便检验它们彼此之间的关系或彼此之间的偏差有多大。作为商的替代，例如，可以形成第二实际扭矩和额定扭矩之间的差，并且其也可以与预定阈值范围或阈值进行比较。

根据另一优选实施例，阈值范围由特别作为百分比或有理数给出的值来定义。在此，该值形成额定扭矩和第二实际扭矩之比的数值边界。在以一商来进行对实际扭矩相对于额定扭矩的评估的情况中，如果分子中是实际扭矩并且分母中是额定扭矩，则该商总是小于1的。在相反的情况中，即当使用商的情况中额定扭矩是分子并且实际扭矩是分母，那么商总是大于1。也相应地来选择阈值范围。

有利地，阈值范围被定义为第二实际扭矩与额定扭矩偏差15％，特别是10％，特别是5％。为了避免在研磨管的运行中不必要的干扰，在这种情况下选择阈值范围，使得仅在第二实际扭矩与额定扭矩的偏差最小时(这表明，材料在研磨管在第一旋转角和第二旋转角之间旋转时几乎不能从研磨管的内壁上脱落)才启动去除装料模式。

优选地，第一旋转角和第二旋转角小于90°，特别是小于70°。经验表明，去除装料模式以约70°的旋转角开始，以避免磨料落到研磨管的底部，因此上述检查在小于70°的角度范围内进行。

附图说明

将参考附图更详细地解释本发明的实施例。在此示出：

图1示意性地且大程度简化地示出了在四个不同旋转角度时的研磨管，

图2示出了在一旋转角上评估根据图1的研磨管的扭矩。

相同的附图标记在图中具有相同的含义。

具体实施方式

图1象征性地示出了管磨机(在此并未示出)的研磨管2。研磨管2被配属有带有控制装置4的驱动装置3，该控制装置此外对研磨管2的启动进行驱控。研磨管2装载有磨料6，特别是矿石，其也被称为装料。

研磨管2可以以研磨模式和去除装料模式运行。研磨模式代表管磨机的正常运行，其中研磨管旋转以便压碎或研磨负载。去除装料模式是管磨机的一种运行状态，在其中当检测到粘结的装料时，采取措施以将粘结的装料从研磨管的内壁去除。

在图1中，根据旋转角示出了研磨管2的装料6的总共四种状态。Z₁表示0°时的停机状态，其中装料6均匀地分布在研磨管2的底部。Z₄表示在大约70°的旋转角的情况下粘固的装料的位置。Z₂和Z₃表示在0°和70°之间的两个另外的旋转角α1，α2处的粘固的装料6。

从停机状态Z₁开始，启动管磨机的运行并且研磨管2沿旋转方向10开动，其中该研磨管围绕中心轴线A旋转。在小于90°的第一旋转角度α1处，例如在45°处，测量驱动装置3的扭矩T。这一点在图1中以M1标示。在第二旋转角α2时，例如在60°处，在点M2处再次测量扭矩T。测量也可以在0°和90°之间的其他旋转角度D下进行，仅需要在两个不同旋转角度下的至少两个测量值。

对在测量点M1和M2中的测量值的评估在图2中以图形方式示出。在这种情况下，在旋转角D上绘制驱动装置3的扭矩T。以V₁示出在粘结装料的情况下扭矩T的增加。V₂是管磨机启动时扭矩T的实际曲线。以M示出出现的最大扭矩。

在现有技术中用于监控“冷冻装料”的区域B中，在所示的实施例中，存在扭矩T的实际曲线V₂与最大扭矩M之间的最小偏差。在此，曲线V₂没有明显的扭矩峰值。因此，监控系统将在此时定期地启动去除装料模式。

为了避免这种情况，确定在α1，α2情况中的测量点M1和M2处的扭矩T。在磨料6粘固的情况下，扭矩T根据旋转角D的正弦大幅增加，如从V₁的曲线可以看出的那样。因此，通过关系式能够从对于第一旋转角的扭矩T₁(测量M1)通过关系式：

Sin(α1)/sin(α2)

计算在旋转角α2情况下的在时间点M2的理论额定扭矩T_2SOLL。

另外，测量在α2情况下的测量点M2处的实际扭矩T_2IST并且通过使用阈值范围8将T_2SOLL与T_2IST进行比较。在所示的实施例中，阈值范围被定义为10％，也就是说，检验T_2IST是否偏离T_2SOLL超过10％。如果T_2IST比T_2SOLL低多于10％或等于T_2SOLL，则认为材料已经从研磨管2的内壁脱落并且管磨机继续不受干扰地操作。否则，例如设定为去除装料模式，尤其地，关闭管磨机或通过调节驱动扭矩来引起磨管2受控地摇动或晃动。

为了将T_2SOLL与T_2IST进行比较，将阈值范围8存储在控制器4中，或者根据需要与情况相关地对其进行指定。为了评估，特别地形成T_2IST和T_2SOLL的商，并将其与阈值范围8进行比较。在上述实施例中，当满足启动正常的研磨模式的条件时，偏差边界定义为10％，当

T_2IST＜T_2SOLL x 0.9。

因为

T_2SOLL＝T₁(sin(α2)/sin(α1))，

因此适用于：

T_2IST＜T₁(sin(α2)/sin(α1))x 0.9。

利用根据图1使用的旋转角度α1＝45°和α2＝60°，正常的研磨模式的条件因此可以在数学上表达为：

T_2IST＜T₁ x 1.1。

但否则，则继续去除装料模式。

Claims (14)

1.一种用于启动研磨管(2)的方法，所述研磨管具有配属的驱动装置(3)，其中，在所述研磨管(2)的运行中能够设定研磨模式和去除装料模式，其中，从所述研磨管(2)的停机状态开始：

-旋转所述研磨管(2)，并且在第一旋转角(α1)的情况下检测第一实际扭矩(T1)，

-借助所述第一实际扭矩(T1)计算对于更大的第二旋转角(α2)的额定扭矩(T_2SOLL)，

-在达到所述第二旋转角(α2)的情况下检测实际的第二实际扭矩(T_2IST)，

-借助于预定的阈值范围(8)检验所述第二实际扭矩(T_2IST)与所述额定扭矩(T_2SOLL)的偏差程度，

-如果所述偏差程度在所述阈值范围(8)内，则设定所述研磨管(2)的所述去除装料模式，

-否则所述研磨管(2)以所述研磨模式运行。

2.根据权利要求1所述的方法，

其中，为了计算所述额定扭矩(T_2SOLL)，使用所述第一旋转角(α1)的正弦和所述第二旋转角(α2)的正弦。

3.根据权利要求2所述的方法，

其中，为了计算所述额定扭矩(T_2SOLL)，形成所述第一旋转角(α1)的正弦与所述第二旋转角(α2)的正弦的比。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其中，由所述第二实际扭矩(T_2IST)和所述额定扭矩(T_2SOLL)形成商。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中，所述阈值范围(8)由作为百分比或有理数给出的值来定义。

6.根据权利要求4所述的方法，

其中，所述阈值范围(8)由作为百分比或有理数给出的值来定义。

7.根据权利要求5所述的方法，

其中，所述阈值范围(8)被定义为所述第二实际扭矩(T_2IST)与所述额定扭矩(T_2SOLL)偏差15％。

8.根据权利要求5所述的方法，

其中，所述阈值范围(8)被定义为所述第二实际扭矩(T_2IST)与所述额定扭矩(T_2SOLL)偏差10％。

9.根据权利要求5所述的方法，

其中，所述阈值范围(8)被定义为所述第二实际扭矩(T_2IST)与所述额定扭矩(T_2SOLL)偏差5％。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中，所述第一旋转角(α1)和所述第二旋转角(α2)小于90°。

11.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，

其中，所述第一旋转角(α1)和所述第二旋转角(α2)小于70°。

12.一种用于研磨管(2)的驱动装置(3)的控制装置(4)，所述控制装置用于执行根据权利要求1至11中任一项所述的方法。

13.一种用于研磨管(2)的驱动装置(3)，所述驱动装置包括根据权利要求12所述的控制装置(4)。

14.一种管磨机，包括研磨管(2)和根据权利要求13所述的驱动装置(3)。

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