DE102007041878A1

DE102007041878A1 - Verfahren und Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut

Info

Publication number: DE102007041878A1
Application number: DE102007041878A
Authority: DE
Inventors: Markus Berger; Franz-Josef Zurhove; Ludwig KÖNNING; Marco VÖLLINK
Original assignee: Polysius AG
Current assignee: ThyssenKrupp Industrial Solutions AG
Priority date: 2007-09-04
Filing date: 2007-09-04
Publication date: 2009-03-05
Anticipated expiration: 2027-09-05
Also published as: WO2009030609A1; DE102007041878B4

Abstract

Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut erforderliche Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem Mahlteller, wenigstens zwei Mahlrollen, wenigstens zwei Antrieben zum Antreiben der Mahlrollen, wobei der eine Antrieb der einen Mahlrolle und der andere Antrieb der anderen Mahlrolle zugeordnet ist, wenigstens einem Anpresssystem zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung für die Antriebe. Die Ausgleichsregelung wird durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen die Leistung der Antriebe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut.
Bei Rollenmühlen in der industriellen Anwendung wird der Mahlteller angetrieben, welcher wiederum über das Mahlbett die Mahlrollen antreibt. Hierbei ist es im Allgemeinen erforderlich, ein Getriebe unterhalb des Mahltellers anzuordnen. Gerade bei Rollenmühlen mit großen Durchsatzleistungen führt das zu einem großen notwendigen Einbauraum, was relativ hohe Kosten verursacht. Zu dem wird der Kundenwunsch nach Mühlen mit immer größeren Durchsatzleistungen durch die konventionell zu erwerbenden Getriebe limitiert.
Man hat daher in der DE 197 02 854 A1 bereits vorgeschlagen, die Rollen anzutreiben. Dort wurde auch darauf hingewiesen, dass die einzelnen Mahlrollen einerseits über die Mahlteller und das darauf befindliche Mahlgut bzw. Mahlgutbett drehantriebsmäßig miteinander gekoppelt sind und andererseits aber stark unterschiedliche Leistungsaufnahmen haben, die auf beispielsweise unterschiedliche Abrolldurchmesser auf dem Mahlteller (Frequenzpunkt/Durchmesser), unterschiedliche Wirkdurchmesser der einzelnen Mahlrollen (z. B. durch Verschleiß) und auf ein unterschiedliches Einzugsverhalten des Mahlgutes im Zusammenwirken dem Mahlteller zurückzuführen sind.
Bereits geringe Drehzahländerungen zwischen einzelnen Mahlrollen bewirken bei den einzelnen Antrieben relativ hohe Leistungsschwankungen. Dies kann dazu führen, dass die Mahlrollen dauernd beschleunigt oder verzögert werden, d. h. die einzeln angetriebenen Mahlrollen arbeiten gegeneinander, was während der Zerkleinerung zu einem deutlich erhöhten Kraft- bzw. Energiebedarf führt.
In der DE 197 02 854 A1 wird daher vorgeschlagen, dass die Betriebsschwankungen zwischen de einzelnen Drehantrieben aller angetriebenen Mahlrollen durch eine gemeinsame Lastausgleichsregelung ausgeglichen werden. Die dort vorgeschlagene gemeinsame Lastausgleichsregelung kann die Betriebsschwankungen aber nicht verhindern, da sie nur die Drehmomente und nicht die Leistungen berücksichtigt.
Daher kommen in der Praxis vertikale Rollenmühle mit angetriebenen Mahlrollen bisher nicht zum Einsatz.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut anzugeben, welche eine wirksame Ausgleichsregelung für die Antriebe ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut erforderliche Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem Mahlteller, wenigstens zwei Mahlrollen, wenigstens zwei Antrieben zum Antreiben der Mahlrollen wobei der eine Antrieb der einen Mahlrolle und der andere Antrieb der anderen Mahlrolle zu geordnet ist, wenigstens einem Anpresssystem zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung für die Antriebe. Die Ausgleichsregelung wird durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen die Leistung der Antriebe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Mahlteller wird vorzugsweise lediglich über die Mahlrollen und das Mahlgut angetrieben. Es ist aber auch denkbar, dass zusätzlich auch der Mahlteller angetrieben wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Mahldruck über das Anpresssystem variiert, um Einfluss auf die Leistungsaufnahme der Mahlrollen zu nehmen, als Regelgröße wird hierfür wenigstens ein Betriebsparameter der angetriebenen Mahlwelle, beispielsweise das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Welle, an einer angetriebenen Welle auftretende Kräfte und/oder Beschleunigungen herangezogen. Die gemessenen Regelgrößen werden in einer Regelung mit einen Sollwertbereich abgeglichen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, das zusätzlich wenigstens ein Betriebsparameter des Mahltellers, insbesondere dessen Drehzahl, bei der Regelung berücksichtigt wird.
Das Anpresssystem weist wenigstens einen Hydraulikkreislauf auf, wobei vorzugsweise jeder Mahlrolle ein eigenständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.
Mit der oben dargestellten Rollenmühle bzw. dem Verfahren zu Betreiben dieser Rollenmühle wird eine sehr effektive Leistungsausgleichsregelung gebildet, die schnell und effektiv dynamische Leistungsverteilungen zwischen den Antrieben ausgleichen kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Rollenmühle mit einer Leistungsausgleichsregelung.
Die in der Zeichnung dargestellte Rollenmühle weist einen Mahlteller 1 auf, der um eine vertikale Achse 2 drehbar gelagert ist. Weiterhin sind wenigstens zwei, vorzugsweise vier Mahlrollen 3, 4 vorgesehen, die über zwei Antriebe 5, 6 angetrieben werden, wobei der eine Antrieb 5 der einen Mahlrolle 3 und der Antrieb 6 der anderen Mahlrolle 4 zugeordnet ist. Weiterhin ist jeder ein Mahlrolle 3, 4 ein Anpresssystem 7, 8 zum individuellen Einstellen des Mahldrucks vorgesehen, wobei jeder Mahlrolle 3, 4 ein eingeständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Mahlteller 1 lediglich über die Mahlrollen und das Mahlgut angetrieben. Es ist aber auch denkbar, dass der Mahlteller 1 einen zusätzlichen Antrieb aufweist.
Die Rollenmühle umfasst ferner eine Ausgleichsregelungseinrichtung 9, die eine Leistungsausgleichsregelung bewirkt, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen die Leistung der Antriebe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden. Dabei weist jeder Arbeitsstrang bestehend aus Mahlrolle, Antrieb und Anpresssystem einen eigenen Regelkreis 10, 11 auf. Sofern weitere Mahlrollen vorgesehen sind, können entsprechend weitere Regelkreise 12, 13 vorgesehen werden. Jeder Regelkreis 10, 11 kann für sich, entkoppelt von den anderen Arbeitssträngen arbeiten und ist zusätzlich in eine übergeordnete Logikschaltung 14 eingebunden.
In jedem Regelkreis 10, 11 wird die Stellgröße durch den vom zugeordneten Anpresssystem 7, 8 veränderbaren Mahldruck gebildet. Als Regelgröße wird jeweils wenigstens ein Betriebsparameter der zugehörigen Mahlrolle 3, 4 bzw. der zugehörigen, angetriebenen Mahlwelle 3a, 4a verwendet. Dabei kann beispielsweise das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Mahlwelle 3a, 4a der jeweiligen Mahlrolle 3, 4 oder an der Mahlwelle auftretende Kräfte und/oder Beschleunigungen ermittelt werden. Der ermittelte Betriebsparameter wird dann im Regelkreis bzw. im Zusammenwirken mit der Logikschaltung 14 mit einem vorgegebenen oder berechneten Sollwert abgeglichen. Weicht die gemessene Regelgröße vom Sollwert ab, so erfolgt eine Anpassung der Stellgröße, d. h. eine Anpassung des Mahldrucks der entsprechenden Mahlrolle, wobei der Nenndrehmomentbereich der Mahlrolle berücksichtigt wird.
Durch diese Leistungsausgleichsregelung können die Leistungen der Antriebe 5, 6 in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
Jede Mahlrolle sollte daher über einen eigenständigen, entkoppelten und regelbaren Hydraulikkreislauf zum Aufbringen der Mahlkraft verfügen, um jede Mahlrolle im Betrieb einzeln hydraulisch ansprechen zu können. Die Antriebe der Mahlrollen können zusätzlich mit Frequenzumrichtern ausgestattet werden, wenn andere Mahlrollen mit unterschiedlichen Leistungen dazugeschaltet werden sollen.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Drehzahl des Mahltellers ermittelt wird und ebenfalls in die Regelung einfließt (siehe Pfeil 15). Die Mahlrollen 3, 4 drehen aufgrund Ihrer unterschiedlichen Abrolldurchmesser mit unterschiedlichen Drehzahlen, was den Schlupf minimieren sollte. Eine Drehzahlgleichheit aller Rollen ist nicht anzustreben, da der Kraftangriffspunkt der Mahlkraft (Momentanpol) variiert.
Das obenbeschrieben Konzept kann mit zwei, drei oder vier bzw. sechs Mahlrollen gefahren werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 19702854 A1 [0003, 0005]

Claims

Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einer Rollenmühle mit a. einem Mahlteller (1), b. wenigstens zwei Mahlrollen (3, 4), c. wenigstens zwei Antrieben (5, 6) zum Antreiben der Mahlrollen, wobei der eine Antrieb (5) der einen Mahlrolle (3) und der andere Antrieb (6) der anderen Mahlrolle (4) zugeordnet ist, d. wenigstens einem Anpresssystem (7) zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle, wobei eine Ausgleichsregelung für die Antriebe durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsregelung durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet wird, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen (3, 4) die Leistung der Antriebe (5, 6) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlteller (1) lediglich über die Mahlrollen (3, 4) und das Mahlgut angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Mahlteller (1) angetrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mahlrolle (3, 4) eine über den zugehörigen Antrieb (5, 6) angetriebene Mahlwelle aufweist und als Regelgröße wenigstens ein Betriebsparameter der angetriebenen Mahlwelle (3a, 4a) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Mahlwelle (3a, 4a) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter die an einer angetriebenen Mahlwelle (3a, 4a) auftretenden Kräfte und/oder Beschleunigungen verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße bzw. der Betriebsparameter mit einem Sollwert/Sollwertbereich verglichen wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens eine Betriebsparmeter des Mahltellers (1), insbesondere dessen Drehzahl, bei der Regelung berücksichtig wird.
Rollenmühle mit a. einem Mahlteller (1), b. wenigstens zwei Mahlrollen (3, 4) c. wenigstens zwei Antrieben (5, 6) zum Antreiben der Mahlrollen, wobei der eine Antrieb der einen Mahlrolle und der andere Antrieb der anderen Mahlrolle zugeordnet ist, d. wenigstens einem Anpresssystem (7) zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle e. sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung (9) für die Antriebe, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsregelungseinrichtung (9) durch eine Leistungsausgleichsregelungseinrichtung gebildet wird, die mit dem Anpresssystem derart in Verbindung steht, dass durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen (3, 4) die Leistung der Antriebe (5, 6) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
Rollenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresssystem (7) durch wenigstens einen Hydraulikkreislauf gebildet wird.
Rollenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Mahlrolle (3, 4) ein eigenständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.