CN111093831B - 使粘附装料从管磨机的研磨管内侧分离的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种使粘附装料(3)从容器的(2)、尤其是研磨管(2)的内壁分离的方法。为了使粘附装料(3)(也被称为“冻结装料”)分离，对研磨管(2)的旋转运动施加反复干扰。反复干扰优选地通过施加给马达电流(I)的干扰电流(△I)产生。其中，优选地借助装料的类型和/或借助管磨机的物理特性来选择干扰电流(△I)。通过本发明至少高度简化了粘附装料(3)的分离。可选地或者可替选地也可以通过机械干扰(ms)实现反复干扰。

Description

使粘附装料从管磨机的研磨管内侧分离的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种使粘附装料从管磨机的研磨管内侧分离的方法和设备。本发明还涉及一种管磨机。

背景技术

管磨机优选用于研磨诸如矿石的物料。管磨机长时间停止运行的情况并不少见。在这段时间内，管磨机静止不动。在管磨机静止不动期间，位于管磨机的研磨管内的物料可能会结固并粘附在研磨管的内壁上。这些粘固的、结固的物料被称为粘附装料或者被称为“冻结装料(frozen charge)”。

如果管磨机在长时间停机以后再次运行，那么就存在有以下危险：粘附的分离物从研磨管的较高位置上(例如在研磨管旋转半圈或者研磨管旋转Φ＝160°以后)脱离、掉落并且在紧接着撞击到研磨管的内侧时对管磨机造成严重损坏。

因此，如专利DE 35 28 409 A1中所描述的，存在有能够识别粘附装料的存在的设备。

专利EP 2 353 724 B1提出了一种使粘附装料从研磨管内壁上分离的方法，其中，研磨管至少一次在预定的转角被突然制动。

发明内容

本发明的目的是，在粘附装料不造成损坏的情况下运行管磨机。

该目的通过按照本发明第一方面所述的方法来实现。

此外，该目的借助根据本发明第二方面所述的设备以及根据本发明第三方面所述的管磨机来实现。

为了使粘附装料从内壁分离提出，对研磨管的旋转运动加载例如振动形式的干扰。为了使容器运动而提供有马达电流。

换句话说，要对马达电流施加尤其与部件结构匹配的干扰、尤其是振动。干扰可以是任何频率的，它不仅可以是谐波的也可以是非谐波的，并且不仅可以是周期的也可以是非周期的。干扰也可以作为冲击来施加。

优选地，一直进行干扰，直到粘附装料从容器内壁上脱离。

干扰可以以周期性的或者非周期性的振动的形式、通过重复的力冲击、通过旋转运动的重复突然制动和/或通过在旋转方向上的或垂直于容器表面的重复力冲击来实现。力冲击优选设计为扭矩的和/或转速的突然增加。尤其是，优选利用机械干扰机构或机械激发单元对容器施加机械干扰，例如对容器表面的力冲击。

有利地，可以通过对容器并进而对(粘固)装料的机械作用进行反复干扰。

机械干扰可以通过振动器(Ruettler)实现，其中，振动器优选直接与容器相连。借助干扰机构来实现对容器或者工业设备的另一个元件的机械作用。干扰机构优选与控制装置相连，其中，控制装置尤其是在存在粘附装料时激励干扰机构以产生反复的机械干扰。干扰机构可以实施为液压缸，当致动器向外移动时，致动器将力冲击传递给容器。

尤其地，借助于变频器通过接通到马达电流的干扰信号来加载干扰。马达电流大多是三相交流电流。

三相交流电流的基础是三相交流电压。据此，干扰可以是叠加到三相交流电压上的干扰电压。在下面仅仅简单地说成马达电流和干扰电流。

本发明的应用不局限于管磨机，而也可以用在采矿或重工业领域的其他设施中。此外，本发明还可以用于立式磨机。

本发明的上述应用实例意旨，通过本发明可以使具有粘附装料的表面摆脱这些粘附装料。尤其是在料斗的情况中，优选机械干扰机构来施加反复的(机械)干扰。为了清楚起见，下面借助具有研磨管的管磨机来描述本发明。但本发明也适合于其他用于加工原料的工业设施，例如用于制备矿石或岩石的设施。

在可行的使粘附装料从管磨机的研磨管内壁分离的方法中，驱动装置用于使粘附装料脱离并且使研磨管运动，其中，驱动装置包括两种运行模式，其中，在第一运行模式中，该驱动系统执行研磨管的旋转运动以进行研磨，其中，在第二运行模式下，该驱动系统使粘附装料从容器内壁分离，其中，在第二运行模式下，驱动系统的马达反复地受到其旋转运动中的反复干扰的干扰。

在管磨机启动以后，驱动装置可以首先在第二运行模式下运行。尤其地，在确定有粘附装料以后，第二运行模式用于为安全的第一运行模式做准备。

(旋转)运动在这里通常理解为研磨管的旋转运动。旋转运动优选以恒定的转速进行。在有干扰时，研磨管的旋转运动的转速优选随时间变化。

在第一运行模式下，该研磨管通常在没有旋转加速度的情况下围绕其旋转轴线旋转。

反复干扰是与规则的旋转运动或者规则的加速运动的偏离。反复干扰的特征是具有在时间上不恒定的加速度。

优选地通过施加给马达电流的干扰信号来实现对旋转运动的干扰。

通过上述方法能够特别简单地使粘附装料分离。

在本发明的有利设计方式中，干扰信号使得研磨管反复地猛然运动。

干扰信号优选设计为电压和/或马达电流的短暂提升。干扰信号也可以是交变电流，其中，交变电流的频率不等于三相马达电流的频率。

施加给马达电流的干扰信号的应用允许对研磨管的旋转运动进行非常简单的调制。因此可以简便并不复杂地使研磨管中的粘附装料分离。

在本发明的另一有利设计方案中，干扰信号是周期性的。

周期性的干扰信号或者是正弦信号，或者是规则反复的电流上升以及/或者规则反复的电流下降。

通过周期性的反复干扰，可以特别谨慎地使研磨管的内侧摆脱粘附装料。

在本发明的另一有利设计方案中，将干扰调制到运动上，直到可设定的时间点。

一般而言，使粘附装料从研磨管上分离，持续1分钟到大约30分钟之间。因此有意义的是，只要没有检测到粘附装料，驱动装置就在这段时间以后自动地转换到第一运行模式。

为了进一步提升运行安全性，优选地，只有在没有粘附装料能够被确定的情况下，才在运行模式之间进行转换。

由此能够更简化地操作管磨机。

在本发明的另一有利设计方案中，以变化的时间间隔t进行干扰。

优选地，在各个干扰信号之间的持续时间随时间减少，从而使反复干扰的时间间隔变短。

由此可以保护研磨管以及管磨机的驱动系统。

优选地，通过扭矩冲击来实现干扰，该扭矩冲击由相应的干扰信号被施加到研磨管的旋转运动上。

在本发明的另一有利设计方案中，干扰的振幅增加。

优选地，以小的振幅开始第二运行阶段。振幅在第二运行阶段提升到最大振幅，并且保持在最大振幅，或者再次降低。振幅可以通过干扰电压或干扰电流的变化而提升。

因为在开始时通常不清楚干扰需要多强烈才能将粘附装料从研磨管的内壁上移除，所以干扰的振幅随着时间提升是有利的。有利地，振幅的提升有利于保护研磨管和/或驱动系统。

在本发明的另一有利设计方案中，干扰引起对研磨管的旋转运动的调制，或者引起对作用于研磨管的扭矩的调制。

通过干扰信号不仅可以控制而且还可以调节转速和扭矩。

优选地，通过对扭矩的干扰还有对转速的干扰实现了对管磨机的可特别准确地设定的运行，尤其是在第二运行模式下。

在本发明的另一有利设计方案中，通过附加电压或通过附加电流将干扰调制到驱动马达上。

特别简单地实现了对转速或对扭矩的反复干扰。

附加电流或附加电压被施加在马达电流或马达电压上。

优选地借助变频器来提供附加电流或附加电压。

优选地，附加马达电流以正弦形式施加。通过利用另外的振荡电压对三相交流电进行调制，实现了对研磨管的旋转运动的特别简单且有效的干扰。

优选地，可以通过关闭变频器中的滤波器以将附加干扰电流或附加干扰电压施加到马达电流或马达电压上。

通过施加附加电压或附加电流、尤其是正弦形式的电压或正弦形式的电流，以特别简单的方式和方法移除了粘附装料。

在本发明的另一有利设计方案中，通过对研磨管的机械作用来实现反复干扰。

机械干扰优选由机械干扰机构提供。可以以液压或者电气的方式来驱动干扰机构。优选地通过对研磨管的力冲击来实现机械干扰。机械干扰也可以通过扭矩的阶跃式提升来实现。可以沿研磨管的旋转运动的切线方向，在例如研磨管的附件(Vorsatz)上产生相应的力冲击。机械干扰、尤其是相应的力冲击也可以指向旋转轴线或背向旋转轴线。优选地，机械干扰、尤其是相应的力冲击直接指向(粘附的)装料，使得机械干扰直接作用于装料并且通过机械作用使其从研磨管的内壁上分离。

也可以将对研磨管的机械作用和通过驱动器产生的反复干扰结合。

通过采用机械干扰有利的是，能够使粘附装料从研磨管的内侧直接分离。

在本发明的另一有利设计方案中，借助干扰机构来产生机械干扰，以代替借助于马达施加反复干扰。

通过完全取代驱动侧的干扰，本发明也可以被用于设备的其他构件上。

在本发明的另一有利设计方案中，调制干扰直至达到预设的最大转角。

通过在第二运行模式下限制旋转角度，确保了突然脱落的粘附装料不会对研磨管造成损坏。有利地，直到大约+/-150°的最大转角对于保护研磨管来说是合适的。

在本发明的另一有利设计方案中，只有在发现研磨管内发现粘附装料时才实施对运动的干扰。

粘附装料可以通过研磨管转角的扭矩函数测定。因此在识别有粘附装料时，管磨机的驱动系统能够转换到第二运行模式。

有利地，根据管磨机或驱动系统的机械特性来调整反复的干扰。

优选地，使反复干扰匹配于管磨机的装载类型和/或位于研磨管内的装料的量。

通过这两种匹配，可以实现粘附装料的特别有效的分离。

在使粘附装料从研磨管分离的设备中，设备包括马达和控制装置以及可选的变频器，其中，马达设置用于研磨管的旋转运动，其特征在于，该设备设计用于执行在此所描述的方法。

在本发明的另一有利改进方案中，设备具有用于确定粘附装料的确定装置。

确认装置用于识别，在管磨机中、尤其是研磨管的内侧上是否粘固有装料。优选地，确认装置配属于变频器或控制装置。确认装置可以确认对于研磨管从起始位置转出来说所需要的必要扭矩。在超过特定扭矩时，可能起因于粘附装料。在这种情况下，例如借助于管磨机的第二运行模式使粘附装料分离。

因为并不是每次在启动管磨机时都有装料固结或粘固在研磨管的内侧，所以这种设计方案显著地保护了管磨机的驱动系统。

在本发明的另一设计方案中，该设备具有机械制动器。

利用机械制动器可以有效地辅助对旋转运动的干扰。因此，反复的干扰信号能够使研磨管的旋转运动加速，并且又使机械制动器延迟。

因此，机械制动器延长了驱动系统的使用寿命。

在本发明的另一有利设计方案中，马达设计为分段式马达。

借助于分段式马达，实现了管磨机的特别谨慎的并且维护少的运行方式。优选地，不仅定子而且马达都构造成分段式马达。

在本发明的另一有利设计方案中，马达经由传动机构驱动研磨管。

传动机构的使用允许为管磨机采用更小的驱动器。此外还可以对管磨机施加特别大的扭矩。此外，这种利用传动机构的解决方案特别实惠。

因此，设备具有传动机构，其中，传动机构布置在马达与研磨管之间。

传动机构可以配属于马达和/或研磨管。

优选地，工业设施、尤其是管磨机具有所述的设备。

这样的设施尤其被理解为用于研磨岩石和矿石的管磨机。但是本发明也可以用在加工工业的其他设施中。

优选地，干扰电压或干扰电流被施加到马达电压或马达电流上，使得相应地激励出研磨管的一个谐振。为此，例如确定谐振频率，并且相应地利用反复干扰激励该谐振。通过谐振频率的偏移还可以确定是否存在有粘附装料。

附图说明

下面借助附图进一步说明和阐述本发明。在此：

图1示出具有驱动系统的管磨机；

图2示出作为时间的函数的电压或电流；

图3示出对电流或电压的调制；

图4至图6示出不同的干扰；

图7是谐振曲线；以及

图8示出被加载有机械干扰的研磨管。

具体实施方式

图1示出了具有驱动系统的管磨机1。管磨机1包括研磨管2，其中，研磨管2具有装料3。研磨管2和装料3被马达5置于旋转运动。马达5由转换器9提供电流或电压。转换器9与控制装置7相连。该控制装置7用于控制管磨机1的研磨管2的运动。控制装置7用于借助转换器9反复地干扰管磨机1的研磨管2的旋转运动。可选择地，干扰装置9a也可以调制干扰电压△U或干扰电流△I还有马达5的马达电流I。马达5优选是分段式马达，其中，在这里仅仅示意性地示出了马达5的一个部段。可替选地，也可以借助扭矩转换器使用平常的马达5来使研磨管发生旋转运动。

转换器9可选地用于确定是否有装料3粘附在研磨管2的内侧。为此测定马达电流I并且将其与预设的马达电流进行比较。

图2示出了作为时间t的函数的电压或电流。示出了作为时间t的函数的马达5的马达电流I。为了清楚起见，驱动电流I示为直线。在马达电流I上调制或施加了干扰电流△I。在此，利用干扰电流△I对马达电流I的调制可以以不同的方式，并且调制设计为周期性的或者非周期性的。

图3以时间t的函数示出了利用干扰电压△U或干扰电流△I对电流I或电压U的调制。在这里，马达电流I作为正弦形式的部段示出。在正弦形式的马达电流I上调制或施加干扰电流△I，从而具有较高干扰频率的马达电流I被传导至马达5。干扰电流△I或干扰电压△U用于干扰马达5的运动进而干扰研磨管2的运动。

图4、5和6示出了不同的干扰。分别示出的干扰由图4至6所示的干扰电流△I或干扰电压△U产生。

图4以时间t或研磨管2的转角φ的函数示出了对转速n或扭矩D的干扰。在此，转速n或扭矩D在开始线性增加。以时间间距dt，将干扰调制到转速n或扭矩D上。

图5以时间t的函数或者研磨管2的转角φ的函数示出了干扰电流△I。干扰电流△I在这里作为任意地构成的矩形电流而示出。通过将恒定的干扰电流△I接通至马达电流I，实现了相应的干扰电流提升的相应边缘。

图6以时间t或转角φ的函数示出了干扰电压△U或干扰电流△I。干扰电压△U或干扰电流△I设计为正弦形式，其中，干扰电流△I或干扰电压△U的周期持续时间随着时间t的增加而减少。由此，干扰电压△U或干扰电流△I的频率随着时间t越来越大。干扰电压或干扰电流的频率的这种增加可能产生图7中所示的共振Res。

图7以干扰的时间间隔倒数的函数示出了干扰的影响E。示出了谐振曲线，其在时间间隔倒数1/dt的近似中心位置具有共振Res。

图8示出了研磨管2，其被加载有机械干扰ms。根据该实施方式，研磨管2具有附件11a，其中，由机械干扰机构11反复地对附件11a施加机械干扰ms。可以通过机械干扰机构11的反复的往返行驶来实现机械干扰ms，正如该机械干扰机构11旁边的箭头所示的那样。

该机械干扰ms在此实现为反复作用的力冲击。机械干扰ms具有时间间隔dt。

机械干扰机构11由控制装置7控制。控制装置7优选地控制振幅和机械干扰ms之间的时间间隔dt。

综上，本发明涉及一种使粘附装料3从容器2、尤其是研磨管2的内壁分离的方法和装置。为了使粘附装料3、也被称为“冻结装料”分离，对研磨管2的旋转运动施加反复的干扰。反复的干扰优选通过被施加给马达电流I的干扰电流△I产生。在此，优选地借助于装料的类型和/或借助于管磨机的物理特性来选择干扰电流△I。通过本发明至少高度简化了粘附装料3的分离。可选地或者可替选地，也可以通过机械干扰ms实现反复的干扰。

Claims (18)

1.一种用于使粘附装料从管磨机的研磨管(2)的内壁分离的方法，其中，所述方法包括：在第一模式下操作驱动系统的电机以旋转研磨管用于研磨；在第二模式下操作所述驱动系统的电机以从研磨管的内壁去除粘附装料，使得电机实现研磨管的旋转运动的操作反复受到干扰信号的干扰，以引起在可变时间间隔内的重复干扰；缩短重复干扰的时间间隔。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，干扰信号引起所述研磨管反复的猛然运动。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，干扰信号是周期性的。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，将干扰调制到旋转运动上，直到可设定的时间点。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，干扰在干扰的振幅方面是增加的。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，干扰引起对所述研磨管的旋转运动的调制，或者引起对作用于所述研磨管的扭矩(D)的调制。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过附加电压(△U)或通过附加电流(△I)将干扰调制到驱动器的马达(5)上。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，通过对所述研磨管(2)的机械作用实现反复干扰。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，调制干扰，直到从休止位置起的预定的最大转角。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其中，只有在确认有所述粘附装料(3)时才对所述运动进行干扰。

11.一种使粘附装料(3)从管磨机的研磨管的内侧分离的设备，具有马达(5)和控制装置(7)，其中，所述马达(5)设置用于所述研磨管(2)的旋转运动，其特征在于，所述设备设计用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法。

12.根据权利要求11所述的设备，还具有用于确认所述粘附装料(3)的确认装置，其中，所述确认装置设置用于只要有装料粘附在所述研磨管中就提供干扰信号。

13.根据权利要求11或12所述的设备，还具有机械制动器。

14.根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述马达(5)是分段式马达。

15.根据权利要求11或12所述的设备，还具有传动机构，其中，所述传动机构布置在所述马达(5)与所述研磨管(2)之间。

16.根据权利要求11或12所述的设备，其中，所述设备还具有变频器(9)。

17.一种用于制备原料的工业设施，具有根据权利要求11至13中任一项所述的设备。

18.根据权利要求17所述的工业设施，所述工业设施是管磨机。

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