DE102008005449B3 - Verfahren und Vorrichtung zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines Wanderrostes - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Überwachung der Funktioenden Wanderrostes in einer Anlage zur Agglomeration von Erzen, wobei mittels einer berührungslosen Abstandsmessung die Durchbiegung eines Querträgers des Wanderrostes an einer vorgegebenen Stelle der Umlaufbahn des Wanderrostes gemessen, der jeweilige gemessene Querträger selbsttätig identifiziert sowie die Abstandsmesswertsignale und die Identifikationsmesswertsignale zur Auswertung zusammengeführt werden.
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines dem Transport von z. B. thermischen und/oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzten Gütern, insbesondere von Schüttgütern, dienenden Wanderrostes, z. B. in einer Anlage zur Agglomeration von Erzen.
- Bei Verfahren zur Agglomeration, beispielsweise dem Sintern und/oder Pelletieren, von Erzen (Traveling Grate Processes) kommen für den Transport des Materials Wanderroste, beispielsweise bestehend aus einzelnen Rostwagen, zum Einsatz, welche beispielsweise in Form eines umlaufenden Bandes das Rohmaterial durch einen Brennofen transportieren. Dabei sind die Wanderroste extremen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt, welche zu einer schleichenden und bleibenden Verformung, insbesondere Durchbiegung, der Querträger der Rostwagen führen.
- Diesem Problem wurde bisher – in unzulänglicher Weise – dadurch begegnet, dass eine Alarmierung über mechanische Grenzwerttaster erfolgte oder dass ohne Überwachungseinrichtung in Standardintervallen für Wartungsarbeiten auch die Verformung überprüft wurde.
- Aus der
JP 2000 154 972 A - Ähnliche Verfahren sind aus der
JP 07 110 193 A JP 04 276 030 A JP 07 260 366 A - Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzusehen, bei welchem auch eine nur allmähliche Verformung, insbesondere Durchbiegung, von Querträgern eines Wanderrostes sicher erfassbar ist, sodass eine vorausschauende Wartung sichergestellt werden kann. Hierzu soll auch eine geeignete Vorrichtung vorgeschlagen werden.
- Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art beispielsweise im Wesentlichen dadurch gelöst, dass mittels einer berührungslosen Abstandsmessung die Verformung, insbesondere die Durchbiegung, des mindestens einen Querträgers des jeweiligen Wandrostes an einer vorgegebenen Stelle der Umlaufbahn des Wanderrostes gemessen, der jeweilige gemessene Querträger selbsttätig identifiziert sowie die Abstandsmesswertsignale und die Identifikationsmesswertsignale zur Auswertung zusammengeführt werden. Dabei besitzt ein Rostwagen mindestens einen, üblicherweise jedoch zwei bis sieben Querträger, die einzeln unterscheidbar sind und zugeordnet werden können. Auf diese Weise ist es mit einfachen Mitteln möglich, bei jedem Umlauf des Wanderrostes eine eventuelle Verformung eines Querträgers dort, wo derartige Verformungen bei der hohen Temperaturbeanspruchung in erster Linie auftreten, zu überprüfen und im Rahmen der Überwachung einer Leitzentrale zu übermitteln, in welcher festgestellt und entschieden werden kann, ob der betreffende Rostwagen beziehungsweise Querträger noch funktionsfähig ist oder nicht. Unter Verformung können auch ein Bruch oder Beschädigungen, wie Risse, verstanden werden, welche durch berührungslose Abstandsmessung erfassbar sind.
- Vorzugsweise werden die Abstandsmesswertsignale jeweils für einen bestimmten Rostwagen bzw. Querträger historisch gespeichert und gegebenenfalls grafisch dargestellt, z. B. mit einem Schreiber oder Monitor. Auf diese Weise kann das Überwachungspersonal sowohl den Fortschritt einer Verformung ständig beobachten, als sich auch rechtzeitig für einen Wartungseingriff, z. B. durch Austausch des Rostwagens oder dessen Reparatur, entscheiden. Dadurch werden z. B. Wartungs- und Instandhaltungseingriffe in die Anlage planbar.
- Dabei ist es insbesondere von Vorteil, wenn die Änderungsgeschwindigkeit des Abstandsmesswertsignals als Beurteilungskriterium bestimmt wird.
- Des Weiteren kann zur Erhöhung der Sicherheit des Verfahrens vorgesehen sein, dass ein Alarmsignal ausgegeben wird, wenn das Abstandsmesswertsignal einen vorgegebenen Schwellenwert unter- oder überschreitet beziehungsweise verletzt, um das Bedienungspersonal auf die Notwendigkeit einer Wartung oder Reparatur deutlich aufmerksam zu machen. Dabei geschieht die Auswertung der Signale im Wesentlichen automatisiert und das Bedienpersonal wird insbesondere bei Unter- oder Überschreitung bzw. Verletzung vorgegebener Grenzwerte durch Signale auf die Situation aufmerksam gemacht.
- Für die Ausführung des Verfahrens eignet sich insbesondere ein wenig temperaturempfindliches akustisches oder optisches Verfahren, z. B. optische Reflexionsverfahren, vorzugsweise Laser-Reflexionsverfahren, zur Abstandsmessung, aus welcher die Verformung herleitbar ist. Darüber hinaus ist es auch möglich, andere Beschädigungen eines Wanderrostes durch zusätzliche, alternative Verfahren, z. B. durch akustische, optische oder elektrische Signale zu detektieren.
- Die Identifikation der Rostwagen bzw. Querträger, welche zur Zuordnung der Abstandsmesswertsignale zu den einzelnen Rostwagen bzw. Querträgern erforderlich ist, kann mittels einer berührungslosen Erkennung oder Abtastung von Identifikationskennzeichen, zum Beispiel mittels elektromagnetischen Wellen, wie Licht- und/oder Radiowellen, akustisch oder mechanisch erfolgen.
- Die Abstandsmessung wird im Rahmen der Erfindung bevorzugt durch Abtastung an der Stelle des Rostwagens ausgeführt, wo die größten Verformungen zu erwarten sind, bevorzugt in der Mitte der Querträger.
- Zusätzlich zu der Abstandsmessung für die Feststellung des Grades der Verformung können an zwei Referenzmesspunkten, z. B. jeweils rechts und links außen, des Rostwagens Abstandsmessungen ausgeführt werden. Über die Referenzpunkte ist eine Schieflage des Rostwagens bzw. eines Querträgers erkennbar und aus der Messung der Verformung eliminierbar.
- Eine Vorrichtung zur Durchführung des zuvor geschilderten Verfahrens weist insbesondere eine Zentraleinheit zur Aufnahme, Zuordnung, Auswertung, Speicherung und/oder Ausgabe von Messwertsignalen, eine mindestens einen Ab standssensor, vorzugsweise Laser-Reflexionssensor, für die Abstandsmessung aufweisende Messeinrichtung und mindestens eine Identifikationseinrichtung auf. Diese Identifikationseinrichtung kann z. B. als Linienscanner ausgeführt sein.
- Die Abstandsmesseinrichtung ist bei einer besonderen Ausführungsart der Erfindung dem Rückweg des Wanderrostes, eines Transportbandes aus Rostwagen, dem sogenannten Untertrum zugeordnet. Dies hat den Vorteil, dass dabei die berührungslose Abstandsmessung im Wesentlichen nach unten zeigt und der Abstand der Querträger des Mittelteils des Wanderrostes von oben frei vermessbar ist.
- Bevorzugt werden mehrere Abstandssensoren in mindestens einer Linie in der Messeinrichtung angeordnet, um verschiedene Punkte für die Abstandsmessung abzutasten, wobei die Messeinrichtung, gegebenenfalls durch Luftkühlung, kühlbar ist, um deren Standzeit zu erhöhen. Die Messeinrichtungen können hierbei gleichzeitig oder nacheinander genutzt werden. Grundsätzlich sind auch mehrere Linien denkbar, die gleichzeitig oder nacheinander betrieben werden, insbesondere um die Wartung einer Sensorenlinie ohne Betriebsunterbrechung durchführen zu können.
- Die Abstandsmesseinrichtung läuft während des Prozesses vorzugsweise kontinuierlich, so dass das Vorhandensein eines Querträgers ständig erkannt werden kann. Dagegen wird eine vorhandene zum Beispiel als Strichcode-Scanner ausgebildete Identifikationseinrichtung zur berührungslosen Abtastung des Identifikationskennzeichens an dem jeweiligen Rostwagen nach der Weitergabe der Identifikationsmesswertsignale bis zum Abtasten des nächsten Rostwagens abgeschaltet. Dadurch kann die Lebensdauer der Identifikationseinrichtung erheblich verlängert werden.
- In dem Zusammenhang kann die Identifikationseinrichtung von einem zum Beispiel einen optischen, akustischen oder induktiven Sensor aufweisenden Positionserkenner für einen Wanderrost aktiviert werden.
- Zur einwandfreien Zuordnung der Abstandsmesswertsignale zu den Identifikationsmesswertsignalen ist der Positionserkenner vorzugsweise verstellbar. Die Verstellung braucht vorzugsweise nur einmalig bei der Installation vorgenommen zu werden.
- Um beim Wechsel der Rostwagen nicht auf deren Identifizierung achten zu müssen, werden bevorzugt identische Identifizierungskennzeichen auf beiden Seiten des Rostwagens jeweils an gleicher Stelle in der Mitte angeordnet, damit der Bezug des einzelnen Rostwagens zur Verformungserfassung erhalten bleibt.
- Das erfindungsgemäße Verfahren ist grundsätzlich für alle Transportvorgänge von Gütern auf Wanderrosten und dgl. geeignet, welche die Gefahr beinhalten, dass es zu einer dauernden Verformung oder Beschädigung, z. B. Bruch, der Wanderroste kommt. Beispiele für diese Verfahren sind z. B. Erhitzen im Lebensmittelbereich, auch bei Verwendung von Förderbändern, Kettenförderern, Gurtbecherwerken oder Kratzerböden. Bei Gurtbecherförderern kann beispielsweise die Veränderung des Gurtbechers durch Formveränderung oder Beschädigungen festgestellt werden.
- Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst auch ein Verfahren zur Datenverarbeitung der Signale über die Beobachtung der Änderungen des Wanderrostes beziehungsweise des Rostwagens und der Identifikation des Wanderrostes beziehungsweise des Rostwagens, bei dem die Daten zusammengeführt werden. Dabei kann dieses Verfahren zur Datenverarbeitung auch die Umrechnung von Signalen oder Hilfsdaten in ein anderes Format oder das Einlesen eines anderen Formates in dieses Verfahren beinhalten. Dieses Verfahren zur Datenverarbeitung kann erfindungsgemäß ein Verfahren zur Auswertung der gemessenen Signale und ein Verfahren zur z. B. statistischen oder grafischen Darstellung und Ausgabe der gemessenen Signale auf z. B. elektrische oder mechanische Medien besitzen. Zusätzlich können Verfahren zur Einstellung von Grenzwerten und Generierung von Signalen für das Bedienpersonal darin vorhanden sein, die eine Wartung oder Instandhaltung bzw. deren Planung anzeigen oder ermöglichen. Ebenso kann dieses Verfahren einen Wartungs- oder Instandhaltungsplan ausarbeiten bzw. vorgeben.
- Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
- Es zeigen:
-
1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer die Erfindung verwirklichenden Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines dem Transport von Gütern dienenden Wanderrostes, und -
2 eine schematische Längsansicht einer Station zur Agglomeration von Erzen (Traveling Grate Feeding Station), bei welcher die Erfindung vorzugsweise Anwendung findet. -
1 veranschaulicht in vereinfachter Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens zur Überwachung der Funktions fähigkeit eines dem Transport von zum Beispiel hohen thermischen und/oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzten Gütern, insbesondere von Schüttgut, dienenden Rostwagens6 , welcher sich in Richtung R auf dem Untertrum7 einer Umlaufbahn zum Beispiel in einer Anlage zur Agglomeration von Erzen bewegt. Dem Untertrum7 ist an einer vorgegebenen Stelle eine Einrichtung4 zum berührungslosen Messen des Abstandes des Rostwagens6 , insbesondere dessen Querträger6' , zugeordnet. Durch die Abstandsmessung kann die Verformung, insbesondere die Durchbiegung der Querträger6' , des jeweiligen Wanderrostes6 gemessen werden. Hierzu dienen einzelne Abstandssensoren4' , welche auf unterschiedliche Bereiche des Rostwagens6 gerichtet werden können. Die Abstandsmessung wird von einem einen Positionstriggersensor aufweisenden Positionserkenner1 ausgelöst, welcher in Nachbarschaft der Abstandsmesseinrichtung4 ebenfalls dem Untertrum7 zugeordnet ist. An jedem Rostwagen6 ist auf beiden Seiten in der Mitte je ein identisches Identifikationskennzeichen2 angebracht, welches einen Strichcode und gegebenenfalls eine Rostwagennummer trägt. Der Strichcode ist mittels einer als Strichcode-Scanners ausgebildeten Identifikationseinrichtung3 zur Identifizierung des sich vorbeibewegenden Rostwagens6 selbsttätig lesbar. Die Abstandsmesswertsignale der Abstandsmesseinrichtung4 und die Identifikationsmesswertsignale des Strichcode-Scanners3 werden in einer Zentraleinheit5 zur Erfassung, Zuordnung, Auswertung, Speicherung und/oder Ausgabe zusammengeführt. Auf diese Weise kann für jeden Rostwagen6 die Verformung aufgrund der thermischen und/oder mechanischen Beanspruchung bei jedem Umlauf festgestellt und überwacht werden. Die Zentraleinheit5 enthält ein Display, auf welchem die Messwertauswertung für die einzelnen Rostwagen6 historisch dargestellt werden kann. -
2 dient der Veranschaulichung der Position der Abstandsmesseinrichtung4 im Bereich des Untertrums7 der Umlaufbahn des Wanderrostes6 in einer Anlage zur Agglomeration von Erzen E, welche auf die einzelnen Rostwagen6 vor dem Agglomerationsprozess in der Aufgabestation8 aufgegeben werden. Auf dem Rückweg erfolgt dann die Abstandsmessung zur Ermittlung einer Verformung an den sich an der Messeinrichtung4 vorbeibewegenden Rostwagen6 . Es ist erkennbar, dass die Abstandsmessung bezüglich der Rostwagen6 von oben erfolgt, so dass insbesondere eine Verformung der Querträger6' der Rostwagen6 zuverlässig erfasst und zur vorbeugenden Wartung überwacht werden kann. Gleichzeitig wird hierdurch eine Verschmutzung der Abstandssensoren4' vermieden. -
- 1
- Positionserkenner, Positionstriggersensor
- 2
- Identifikationskennzeichen (Strichcode, Wanderrostnummer)
- 3
- Identifikationseinrichtung, Strichcode-Scanner
- 4
- Abstandsmesseinrichtung
- 4'
- Abstandssensoren
- 5
- Zentraleinheit, Rechnerschrank
- 6
- Wanderrost, Rostwagen
- 6'
- Querträger
- 7
- Untertrum
- 8
- Aufgabestation
- E
- Erze
- R
- Bewegungsrichtung des Rostwagens
Claims (27)
- Verfahren zum Überwachen der Funktionsfähigkeit eines dem Transport von z. B. hohen thermischen und/oder mechanischen Beanspruchungen ausgesetzten Gütern dienenden Wanderrostes bei welchem mittels einer berührungslosen Abstandsmessung die Verformung mindestens eines Querträgers des Wanderrostes an einer vorgegebenen Stelle der Umlaufbahn des Wanderrostes gemessen, der jeweilige gemessene Querträger selbsttätig identifiziert sowie die Abstandsmesswertsignale und die Identifikationsmesswertsignale zur Auswertung zusammengeführt werden.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Wanderrost aus einzelnen Rostwagen mit jeweils mindestens einem Querträger besteht.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmesswertsignale jeweils für einen bestimmten Rostwagen oder Querträger historisch gespeichert werden.
- Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gespeicherten Abstandsmesswertsignale graphisch dargestellt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anderungsgeschwindigkeit der Abstandsmesswertsignale zur Planung von Wartungs- und Instandhaltungseingriffen bestimmt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Alarmsignal abgegeben wird, wenn das Abstandsmesswertsignal einen vorgegebenen Schwellenwert unter- oder überschreitet oder verletzt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung mittels eines akustischen oder optischen Verfahrens, z. B. eines optischen Reflexverfahrens erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikation der Rostwagen mittels einer berührungslosen Erkennung oder Abtastung von Identifikationskennzeichen, zum Beispiel mittels elektromagnetischer Wellen, wie Licht- und/oder Radiowellen, akustisch oder mechanisch erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung durch Abtastung an mehreren Stellen des Rostwagens erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung in der Mitte des jeweiligen Querträgers erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandsmessung zusätzlich an zwei Referenzmesspunkten, z. B. jeweils rechts und links außen, des Rostwagens erfolgt.
- Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zentraleinheit (
5 ) zur Aufnahme, Zuordnung, Auswertung, Speicherung und/oder Ausgabe von Messwertsignalen, eine mindestens einen Abstandssensor (4' ) für die Abstandsmessung aufweisende Messeinrichtung (4 ) und mindestens eine Identifikationseinrichtung (3 ). - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstandssensor (
4' ) ein Laser-Reflexionssensor ist. - Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (
4 ) dem Rückweg eines Wanderrostes (6 ) auf seiner Umlaufbahn zugeordnet ist. - Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (
4 ) dem Untertrum (7 ) zugeordnet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüchen 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Abstandssensoren (
4' ) in mindestens einer Linie in der Messeinrichtung (4 ) angeordnet sind. - Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstandssensoren (
4' ) wahlweise einschaltbar sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (
4 ) kühlbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (
4 ) durch Luftkühlung gekühlt wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung (
4 ) während des Prozesses kontinuierlich läuft. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 20, gekennzeichnet durch eine zum Beispiel als Strichcode-Scanner ausgebildeten Identifikationseinrich tung (
3 ) zur berührungslosen Abtastung eines Identifikationskennzeichens (2 ) an dem jeweiligen Rostwagen (6 ), welcher nach der Weitergabe der Identifikationsmesswertsignale bis zum Abtasten eines nächsten Rostwagens (6 ) abschaltbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinrichtung (
3 ) von einem zum Beispiel einen optischen, akustischen oder induktiven Sensor aufweisenden Positionserkenner (1 ) für den jeweiligen Rostwagen (6 ) aktiviert wird. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass der Positionserkenner (
1 ) für die Zuordnung der Abstandsmesswertsignale zu den Identifikationsmesswertsignalen verstellbar ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass identische Identifikationskennzeichen (
2 ) auf beiden Seiten des Rostwagens (6 ) jeweils an gleicher Stelle in der Mitte angeordnet sind. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationskennzeichen (
2 ) einen selbsttätig ablesbaren Strichcode aufweist. - Vorrichtung nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Identifikationskennzeichen (
2 ) zusätzlich eine mit dem bloßen Auge ablesbare Rostwagennummer aufweist. - Verfahren zur Datenverarbeitung von Signalen zur Überwachung der Funktionsfähigkeit eines dem Transport von Gütern dienenden Wanderrostes (
6 ), bei welchem mittels einer berührungslosen Abstandsmessung die Verformung eines Wanderrostes (6 ) an einer vorgegebenen Stelle der Umlaufbahn des Wanderrostes (6 ) gemessen, der jeweilige gemessene Teil des Wanderrostes (6 ) selbsttätig identifiziert sowie die Abstandsmesswertsignale und die Identifikationsmesswertsignale zur Auswertung zusammengeführt werden.
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