DE102016119044A1

DE102016119044A1 - Verfahren und Vorrichtung zur gleichmäßigen Beschickung eines Stetigförderers

Info

Publication number: DE102016119044A1
Application number: DE102016119044.6A
Authority: DE
Inventors: Karl Semiller; Michael Ströder
Original assignee: Outotec Finland Oy
Current assignee: Metso Finland Oy
Priority date: 2016-10-07
Filing date: 2016-10-07
Publication date: 2018-04-26

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Beschickung eines Stetigförderers mit körnigem Material. Dabei werden wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen so zueinander verfahren, dass durch jede Aufgabevorrichtung eine fortlaufende Spur des Materials auf einer Auflagefläche des Stetigförderers geformt wird. Diese Spuren verlaufen zueinander parallel und derart überlappend, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, die in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist, wobei die parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen. ()

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zugehörige Vorrichtung zur Beschickung eines Stetigförderers mit körnigem Material, wobei wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen so zueinander verfahren werden, dass durch jede Aufgabevorrichtung eine fortlaufende Spur des Materials auf eine Auflagefläche des Stetigförderers geformt wird und wobei diese Spuren zueinander parallel und derart überlappend verlaufen, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, wobei die Materialschüttung in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist und wobei die parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen.
Stetigförderer oder auch Elevatoren sind Transportsysteme, die einen kontinuierlichen Transportstrom erzeugen. Sie eignen sich insbesondere für den Transport großer Materialmassenströme oder kontinuierlich benötigter Materialien auf festgelegten Strecken. Überdies sind sie besonders geeignet, Schüttgut zu transportieren. Sie sind stetig beziehungsweise ständig in Bewegung und unterscheiden sich damit von den Unstetigförderern, die in einzelnen Zyklen das Transportgut bewegen.
Stetigförderer gibt es als flurgebundene oder flurfreie Systeme. Flurgebundene Stetigförderer sind in der Lage, das zu transportierende Gut waagerecht, geneigt und senkrecht zu transportieren. Sie haben den Nachteil, dass sie viel Platz benötigen und der Transportweg festgelegt ist. Flurfreie Systeme sind in den meisten Einsatzbereichen schienengebunden.
Stetigförderer sind automatisiert und für den Dauerbetrieb konstruiert und weisen daher oft eine einfache Bauart sowie einen geringen Energieverbrauch auf. Sie finden unter anderem Anwendung beim An- und Abtransport von Materialien und Erzeugnissen der chemischen Industrie, im Bergbau, im Tagebau, der metallherstellenden und -verarbeitenden Industrie, in Kraftwerken, im Fertigungsablauf, im Lagerbereich und überall sonst beim Verbinden von einzelnen Produktionsschritten.
Als Stetigförderer im Sinne der vorliegenden Erfindung sind insbesondere mechanische Förderer und Schwerkraftförderer zu verstehen. Die mechanischen Förderer sind Rollenförderer mit Antrieb, Schwingförderer, Kreisförderer, Umlaufförderer, Bandförderer, Zellenradschleusen, Gurtbecherwerke, Kettenförderer, Schneckenförderer und Umlaufseilbahnen sowie Wagenketten zuzuordnen. Zu den Schwerkraftförderern gehören insbesondere die Wendelrutsche und jede Form von Bahnen wie Rollenbahnen, Kugelbahnen und antriebslose Schienenbahnen.
All diesen Stetigförderern ist gemeinsam, dass der durch sie erfolgende kontinuierliche Materialtransport auch abhängig von ihrer Beschickung ist. Ein über die Zeit unveränderter Materialtransport durch den Stetigförderer kann nur dann erfolgen, wenn auch die Beschickung des Stetigförderers vollkommen gleichmäßig erfolgt. Der Beschickung eines Stetigförderers hat damit direkten Einfluss darauf, in wie weit nachgeschaltete Prozesse überhaupt stationär ablaufen können. Somit steht die Beschickung auch in direktem Zusammenhang zu Umsatz und Ausbeute beziehungsweise Produktqualität. Dies gilt in noch stärkerem Maß, wenn ein Stetigförderer von verschiedenen Quellen aus gleichzeitig beschickt wird, also die Funktion eines Sammlers zusätzlich zu der Transportfunktion erhält.
Bisher wurde üblicherweise die Beschickung vor Ort und per Hand eingestellt. Beispielsweise wurden Eisenerz-Grünpellets, die von einer Vielzahl von Pelletiertellern erzeugt werden, auf einen einzigen als Bandförderer gestalteten Stetigförderer aufgegeben, der damit eine Sammelfunktion bekommt und dem Weitertransport der Grünpellets hin zum Pelletbrennofen für die thermische Behandlung dient. Teilweise waren die Pelletierteller beziehungsweise die den Pelletiertellern zugehörigen Abwurfbänder, die dann das Material auf den Stetigförderer transportiert hatten, hinsichtlich ihrer exakten Abwurfposition auf der Auflagefläche des Bandförderers per Hand oder mit einem Antrieb verstellbar, die Justierung erfolgte jedoch ausschließlich vor Ort, manuell und/oder per Augenschein. Das bedeutet, der Anlagenfahrer musste entweder vor Ort sein oder sich auf Anlagenkameras verlassen und so anhand eines (Fernseh-) Bildes erkennen, wie sich das Material verteilt und die Abwurfbänder, sofern überhaupt möglich, entsprechend justieren.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Beschickung eines Stetigförderers bereit zu stellen, mit dem ein vollkommen stationärer Materialfluss erreicht werden kann.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Ein solches Verfahren zur Beschickung eines Stetigförderers mit vorzugsweise körnigem Material weist wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen auf. Diese beiden Aufgabevorrichtungen sind zueinander verfahrbar, wobei dies beispielsweise durch einen geeigneten Antrieb, insbesondere hydraulisch, pneumatisch oder einen (elektrischen) Motor für wenigstens eine Aufgabevorrichtung erfolgen kann. Es ist allerdings auch möglich, eine mechanische Verfahrbarkeit zum Beispiel durch Einrasten in verschiedenen Stellungen zu erzeugen. Grundsätzlich kann die Verfahrbarkeit kontinuierlich oder diskontinuierlich erfolgen, wobei eine kontinuierliche Verfahrbarkeit eine bessere Einstellung der beiden Aufgabevorrichtungen ermöglicht, da diese so jede Position einnehmen können.
Durch jede Aufgabevorrichtung wird eine fortlaufende Spur des Materials auf der Auflagefläche des Stetigförderers, beispielsweise auf einem Förderband, aufgebracht. Dabei werden erfindungsgemäß die beiden Aufgabevorrichtungen so zueinander verfahren, dass die Spuren parallel und derart überlappend verlaufen, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht. Insbesondere ist die Überlappung dahingehend zu verstehen, dass durch das Aufbringen der Spuren durch die Aufgabevorrichtung ein Schüttfläche mit abgeschrägten Seiten im Sinne einer durch die Schütteigenschaften des Materials bestimmter Böschung entsteht und die beiden abgeschrägten seitlichen Schüttflächen der wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen sich derart überlagern, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, wobei die sich ausbildende einzige Materialschüttung in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist und die beiden parallel verlaufenden Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche des Stetigförderers, beispielsweise einem Förderband verlaufen. Erfindungsgemäß entsteht also aus den Einzelspuren der wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen ein trapezförmiges Gesamtprofil, dem nicht mehr anzusehen ist, dass aus verschiedenen Einzelspuren zusammengesetzt wurde.
Konkret bedeutet dies, dass aus den mehreren Schüttkegeln oder Schüttkegelstümpfen ein fortlaufender Schüttkegelstumpf gebildet wird, so dass die größte Auflagefläche diejenige ist, auf der sich das Material auf dem Stetigförderer aufbaut, die parallel dazu verlaufende kürzere Seite im oberen Bereich des Schüttkegelstumpfes bildet und die beiden parallel zu den Rändern des Stetigförders verlaufenden Seitenflächen den Schüttkegel abbilden, welcher durch die Materialeigenschaften des verwendeten Materials bestimmt sind.
Vorzugsweise wird die Materialschüttung mit einer Abweichung von maximal 10°, bevorzugt 5°, besonders bevorzugt 2° parallel zu wenigstens einem Rand der Auflagefläche ausgebildet. Dies bedeutet, dass keine beispielsweise Wellen oder schlangenförmigen Spuren auf der Transportfläche ausgebildet werden, da auch diese zu einer ungleichmäßigen Beschickung führen würden. Ein Verfahren einer der wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen muss daher entsprechend langsam in Relation zur Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers erfolgen.
Weiterhin ist es bevorzugt, dass das körnige Material Eisen enthält. Insbesondere in der Eisen- und Stahlherstellung werden große Massenströme an Eisenerz umgeschlagen, sodass am Beispiel einer Förderung von Grünpellets von den Pelletiertellern hin zum als Wanderrostanlage ausgebildeten Pelletbrennofen ein solches Verfahren entscheidende Vorteile bringt, denn nur eine gleichmäßige Beschickung der Rostwagen des Wanderrostes kann sicherstellen, dass bei den herrschenden Bedingungen in der Anlage das eingesetzte Material gleichmäßig gebrannt wird und so eine homogene Produktqualität am Ende des Prozesses vorliegt.
Weiterhin hat es sich als günstig herausgestellt, wenn mindestens eine Messvorrichtung diejenige Seite der Materialschüttung untersucht, welche mit einem Abstand D von wenigstens einem Zentimeter zur Auflagefläche parallel verläuft. Diese Messvorrichtung(en) überprüft(en) diese Seite nach Minima und/oder Maxima und kann so Ungleichmäßigkeiten feststellen. Selektiert eine Messvorrichtung eine solche Ungleichmäßigkeit, können die Aufgabevorrichtungen erneut so zueinander verfahren werden, dass wieder eine Materialschüttung entsteht, die in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche des Stetigförderers trapezförmig ausgebildet ist und deren parallel verlaufende Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, eine Messvorrichtung zu wählen, die das gesamte trapezförmige Profil auf der Auflagefläche vermessen kann, so dass daraus die Querschnittsfläche des Profils berechnet werden kann. Durch Multiplikation mit der Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers kann daraus der Schüttvolumenstrom des Fördergutes berechnet werden. Wenn durch Messung und Berechnung eine Veränderung des Schüttvolumenstroms über der Zeit festgestellt wird, kann entweder regelnd in den davorliegenden Prozessschritt eingegriffen werden, z.B. durch eine zur festgestellten Veränderung entgegengesetzte Veränderung des Eisenerz-Massenstroms zu den Pelletiertellern, um den Schüttvolumenstrom wieder auf den Sollwert zurückzuführen oder der nachfolgende Prozessschritt, beispielsweise der Pelletbrennofen, kann im Sinne einer Vorwärtsregelung auf den veränderten Schüttvolumenstrom vorbereitet werden, z.B. durch eine gleichsinnig veränderte Transportgeschwindigkeit des Wanderrostes im Pelletbrennofen. Mit der Vorwärtsregelung können Prozessschwankungen im Zeitverlauf sehr zuverlässig minimiert werden, weil nicht erst eine Regelabweichung abgewartet werden muss. Das führt in aller Regel zu einer besonders hohen Effizienz, insbesondere Energieeffizienz, des Gesamtprozesses.
Es hat sich weiter als günstig herausgestellt, wenn die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförderers in seiner Transportrichtung T nacheinander angeordnet sind. So kann es bei einem Verfahren der Aufgabevorrichtung nicht zu einem Verhaken kommen und die gesamte Anordnung vorgeschalteter Prozessschritte ist günstiger.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn ab der zweiten Aufgabevorrichtung jede Aufgabevorrichtung ihre jeweilige Spur auf derjenigen Seite der Auflagefläche an die schon vorhandene Spur anlegt, auf der diese Aufgabevorrichtung steht. Dies bedeutet, dass eine erste Aufgabevorrichtung eine erste, vorzugsweise mittig angeordnete Spur auf der Auflagefläche ausformt. Daran schließt sich von einer ersten Seite eine zweite Aufgabevorrichtung an, die auf dieser ersten Seite die zur ersten Spur parallel und überlappend verlaufende zweite Spur legt. Von der zweiten Seite des Stetigförderers wird dann von einer dritten Aufgabevorrichtung eine dritte Spur gelegt, welche sich auf dieser zweiten Seite wiederum parallel und überlappend an die erste Spur anlegt. Die vierte, sechste und schließlich 2nte Spur schließt sich von der ersten Seite an die zweite bis schließlich an die 2n-2te Spur an, wohingegen auf der zweiten Seite die fünfte bis schließlich die 2n+1ste sich an die dritte bis schließlich 2n-1ste Spur anschließt. Besteht das trapezförmige Gesamtprofil aus einer geraden Anzahl von Spuren, dann ist auf der zweiten Seite die 2n-1 ste Spur die äußerste Spur, die sich parallel und überlappend an die 2n-3te Spur anlegt.
Insbesondere bei wenigstens drei Aufgabevorrichtungen hat es sich als günstig herausgestellt, die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförderers in seiner Laufrichtung nacheinander in ihren Positionen P anzuordnen, so dass die Aufgabevorrichtungen ausgehend von der zuerst gelegten Spur ihre Spuren in den Spurposition 2 bis 2n auf derjenigen Seite der Auflagefläche an die schon vorhandene Spur anlegen, an der sie angeordnet sind. Wird eine Unebenheit des trapezförmigen Gesamtprofils in Form eines Minimum oder Maximums einer Aufgabevorrichtung auf einer Seite zugeordnet, welches dem vollständigen Ausfall einer Aufgabestation zugeordnet werden kann, so wird die dieser Aufgabenstation nachgeschaltete Aufgabevorrichtung(en) auf der jeweiligen Seite derart verfahren, dass sie auf der jeweiligen Seite die Positionen P-1 einnimmt/- nehmen, also jeweils diejenige Position, die ihrer bisherigen Position vorgeschaltet war.
In gleicher Weise sind die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförderers in seiner Laufrichtung nacheinander in Position angeordnet, sodass die Aufgabevorrichtung ausgehend von der zuerst gelegten Spur ihre Spuren in Spurposition 2 bis 2n oder 2n+1 legen. Sie legen dabei ihre Spuren auf derjenigen Seite der Auflagefläche an die schon vorhandene Spur an, auf der sie angeordnet sind. Wird bei der Detektion von Unebenheiten ein Maximum einer Aufgabevorrichtung auf einer Seite zugeordnet, weil diese wieder zugeschaltet ist und so zwei Spuren sich vollständig überlappen, so werden die dieser Aufgabevorrichtung a nacheinander nachgeschalteten Aufgabevorrichtungen auf dieser Seite derart verfahren, dass sie die Position P+1 einnimmt/-nehmen, also jeweils diejenige Position, die ihrer bisherigen Position nachgeschaltet war.
Es ist zudem auch möglich, dass Materialströme einer Aufgabevorrichtung zu- oder abnehmen. Auch damit ist es aber möglich, ein gleichmäßiges Profil auf dem Stetigförderer im Sinne der Erfindung zu erzeugen. Voraussetzung hierfür ist, dass ein vergrößerter Materialstrom zu einer in ihrer Breite vergrößerten bzw. ein verringerter Materialstrom zur einer in ihrer Breite verringerten Materialspur auf dem Stetigförderer führt. Die Höhen dieser Materialspuren bleiben hingegen unverändert, so dass Höhenunterschiede, wie beschrieben, nur durch entweder zu starkes oder zu geringes Überlappen der Materialspuren entstehen. Ein Minium oder Maximum im Profil der Gesamtschüttung kann daher auch auftreten, wenn die Überlagerung zweier benachbarter Spuren zu schwach oder zu stark ist. Dann darf die nachfolgende Aufgabestation und alle weiteren auf dieser Seite folgenden Aufgabestationen nur um ganz kleine Wege verschoben werden, um die Überlagerung in Richtung idealer Überlagerung, d.h. ebener Schüttungsoberfläche zu verändern.
Um sicherzustellen, dass der Materialstrom sich nur hinsichtlich der Breite der aufgebrachten Spur unterscheidet, hat es sich als günstig herausgestellt, die Aufgabevorrichtungen selbst als Stetigförderer auszugestalten, die ihrerseits wieder beschickt werden. Durch Anpassung der Laufgeschwindigkeit dieser zuliefernden Stetigförderer kann dies erreicht werden. Bevorzugt ist die Laufgeschwindigkeit jedes zuliefernden Stetigförderers proportional zu dem auf ihm transportierten Material-Massenstrom.
Durch die oben beschriebene Möglichkeit des Verfahrens der Aufgabevorrichtungen ist der Weg, den die Aufgabevorrichtungen innerhalb der Steuerung/Regelung zurücklegen müssen, minimiert. Dies erleichtert die Konstruktion der Anlage und führt zu einer platzsparenden Anordnung. Überdies können so vergleichsweise einfach einzelne Aufgabevorrichtungen aus dem System genommen oder wieder zugeschaltet werden, ohne dass eine komplizierte Logik hinterlegt werden muss, wonach welche Aufgabevorrichtung welche Spur wohin legt.
Weiterhin hat es sich als bevorzugt herausgestellt, wenn zu jeder Zeit die Materialschüttung mit einer Abweichung von maximal 10°, bevorzugt 5°, besonders bevorzugt 2° parallel zu wenigstens einem Rand der Auflagefläche ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass ein Verfahren der Aufgabevorrichtung in Relation zur Fortbewegung des Stetigförderers, zum Beispiel eines Förderbandes, vergleichsweise langsam erfolgt. Vorzugsweise erfolgt dabei das Verfahren der Aufgabevorrichtung mit einer Geschwindigkeit, die kleiner 18 %, bevorzugt kleiner 9 %, besonders bevorzugt kleiner 3,5 % der Geschwindigkeit des Förderbandes ist. Dadurch kann vermieden werden, dass es zu größeren Störungen infolge von Anhäufungen oder Fehlstellen von Material in nachgeschalteten Prozessschritten kommt. Das Verhältnis der Verfahr- zur Förderbandgeschwindigkeit errechnet sich dabei aus dem Tangens des angestrebten Winkels. Durch große Winkel (entsprechend große Verfahrgeschwindigkeit der Aufgabevorrichtung in Relation zur Förderbandgeschwindigkeit) wird bei der Übergabe auf den Stetigförder auf jeden Fall eine Störung erzeugt. Demzufolge wird beispielsweise bei einem Verfahren um 10 ° mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 18 % der Förderbandgeschwindigkeit, bei einer Justierung um 2° mit einer Verfahrgeschwindigkeit von 3,5 % der Förderbandgeschwindigkeit verfahren.
Allerdings kann genauso auch ein sehr schnelles Verfahren sinnvoll sein, wenn der Fokus darauf liegt, so schnell wie möglich wieder ein kompaktes Materialband mit gleichmäßigem Materialfluss sicherzustellen.
Es ist daher besonders günstig, beim vollständigen Fehlen einer Materialspur oder bei der vollständigen Überlappung von zwei Materialspuren die betreffenden Aufgabevorrichtungen mit 17,5% der Geschwindigkeit des Stetigförderers zu verfahren, um das Problem schnell zu beheben. Wenn dagegen nur ein kleiner Fehler in der Überlagerung zweier benachbarter Spuren erkannt wird, werden die betreffenden Aufgabevorrichtungen im Sinne einer Feinjustierung mit nur 1,75% der Bandgeschwindigkeit verfahren, um ein Überschwingen des Reglers zu vermeiden.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise mit den Merkmalen wenigstens eines der Ansprüche 1 bis 9 und der zugehörigen Beschreibung ausgestaltet.
Eine solche Vorrichtung umfasst einen Stetigförderer sowie wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen, welche so gestaltet sind, dass durch jede Aufgabevorrichtung eine fortlaufende Spur des aufzubringenden körnigen Materials auf einer Auflagefläche des Stetigförderers geformt wird. Diese Spuren sollen im Sinne der Erfindung zueinander parallel und derart überlappend verlaufen, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, wobei die Materialschüttung in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist und wobei die parallel verlaufenden Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß dadurch gestaltet, dass wenigstens eine Aufgabevorrichtung quer zur Längsrichtung des Stetigförderers verfahrbar ist.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass wenigstens eine Aufgabevorrichtung ein zweiter Stetigförderer ist. Dies ermöglicht es, Material aus vorherigen Prozessstufen mittels eines Stetigförderers, wie beispielsweise einem Rollenrost oder einem weiteren Förderband, hin zu dem ersten Stetigförderer zu transportieren, sodass dieser als Sammler für verschiedene Materialströme mit gleicher oder unterschiedlicher Zusammensetzung dient.
Vorzugsweise ist, zusätzlich zur ersten Aufgabevorrichtung, an jeder Seite der Auflagefläche des Stetigförderers in Transportrichtung desselben wenigstens eine weitere verfahrbare Aufgabevorrichtung vorgesehen. Dadurch können an beiden Seiten der zuerst gelegten Spur weitere Spuren angelegt werden, welche zur zuerst gelegten Spur einen nahtlosen Übergang haben und somit eine Ausgestaltung der Gesamtmaterialschüttung im Sinne der Erfindung darstellen. Beim Ausfall einer einzelnen Aufgabevorrichtung kann die nächste auf derselben Seite angeordnete und verfahrbare Aufgabevorrichtung deren Position einnehmen.
Bevorzugt ist dabei auch, dass eine erste Aufgabevorrichtung statisch ausgebildet ist, die die erste Spur ungefähr in die Mitte des Stetigförderers legt. Wenn diese erste Aufgabevorrichtung ausfällt, kann die mittlere Spur von jeder anderen verfahrbaren Aufgabevorrichtung gelegt werden, bevorzugt von der zweiten oder der dritten Aufgabevorrichtung. Bei der ersten Aufgabevorrichtung kann daher aus Kostengründen auf eine verfahrbare Ausgestaltung verzichtet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sind jedoch alle nachgeschalteten Aufgabevorrichtungen verfahrbar, sodass das oben beschriebene Verfahren der Aufgabevorrichtung in jeder Konstellation ausgeführt werden kann.
Besonders günstig ist es, wenn die beschriebene Vorrichtung wenigstens eine Messvorrichtung aufweist, die Unebenheiten in der Schüttung in Form von Minima oder Maxima in Querrichtung des Stetigförderers detektieren kann. Solche Minima oder Maxima entstehen bei der beschriebenen Anordnung der Aufgabevorrichtungen besonders häufig dadurch, dass die Überlappung benachbarter Spuren noch nicht optimal ist. Beispielsweise kann eine parallel zum Rand des Stetigförderers verlaufende Rille in der Oberfläche der Schüttung dadurch entstehen, dass die Rille sich an der Überlappungsstelle zweier Spuren befindet, wobei der Mittenabstand dieser beiden Spuren für die jeweiligen Volumenströme zu groß gewählt wurde.
Bei einer solchen Messvorrichtung kann es sich beispielsweise um Ultraschallsonden handeln, welche auf einem Balken derart nebeneinander angeordnet sind, dass sie die gesamte Breite des Stetigförderers abdecken. Die Breite ist im Sinne der Erfindung orthogonal zur Transportrichtung des Stetigförderers zu verstehen. Denkbar sind auch Lasersysteme oder einfache Umlenkmethoden wie beispielsweise ein oder mehrere Blechstreifen, die durch Minima oder Maxima eine stärkere oder schwächere Auslenkung erfahren, die dann detektiert wird, zum Beispiel mit Hilfe eines Drehpotentiometers, das jeweils einem Blechstreifen zugeordnet ist. Neben einer Messung über Ultraschallsonden könnten auch Radarsonden eingesetzt werden. Die Erkennung könnte auch über ein optisches System, beispielsweise eine Kamera, erfolgen und dann mittels einer computergestützten Bildanalyse ausgewertet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend noch unter Bezugnahme auf die Figuren erläutert. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbezügen.
Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung,
2a- d verschiedene Gesamtprofile in Abhängigkeit vom Betriebszustand und
3a- c verschiedene Gesamtprofile in Abhängigkeit vom Betriebszustand

Der Stetigförderer 10 kann wie dargestellt ein einfaches Förderband sein, welches über wenigstens einen Antrieb 12 umlaufend so betrieben wird, dass sich für das zu transportierende Material die Transportrichtung T ergibt. Das Material wird auf dabei auf eine Auflagefläche 11 aufgebracht. Ein Rollenrost sowie alle vorstehend genannten Typen eines Stetigförderers sind ebenfalls denkbar.
Die Produktionsvorrichtungen 21 bis 27 stellen Vorrichtungen zur Durchführung einer vorgeschalteten Prozessstufe dar. Dabei kann es sich beispielsweise um Pelletierteller zur Herstellung von Eisenerz-Grünpellets handeln. Von diesen Vorrichtungen 21 bis 27 führen die weiteren Stetigförderer 31 bis 37 auf den Stetigförderer 10. Diese sind so ausgestaltet, dass sie an ihren Enden das Material auf den Stetigförderer 10 aufbringen. In einfachster Form kann dies dadurch geschehen, dass diese Stetigförderer 31 bis 37 als Förderbänder ausgebildet sind, die an der Stelle ihrer jeweiligen Abwurftrommel das auf ihnen transportiert Material auf den Stetigförderer 10 abwerfen. Grundsätzlich ist es auch möglich, auf die Stetigförderer 31 bis 37 zu verzichten und das Material direkt von den Vorrichtungen 21 bis 27 auf den Stetigförderer 10 aufzubringen. Es ist prinzipiell auch möglich zwischen den Vorrichtungen 21 bis 27 und den Stetigförderern 31 bis 37 weitere Vorrichtungen zu installieren, die das Produkt von den Vorrichtungen 21 bis 27 nachbehandeln. So könnten beispielsweise Eisenerz-Grünpellets von einem der Pelletierteller 21 bis 27 zunächst mittels eines nicht dargestellten Rollenrostes gesiebt werden, bevor sie auf einen der Stetigförderer 31 bis 37 fallen.
Die Massenströme der Einzelspuren müssen dabei in jeder Ausführungsform der Erfindung nicht identisch sein, d.h. die Querschnittsflächen der Einzelspuren können alle unterschiedlich sein. Die Erfindung setzt also nicht gleiche Massenströme von allen Aufgabevorrichtungen voraus, vielmehr stellt dies einen Sonderfall dar.
Die Stetigförderer 32 bis 37 sind in Verfahrrichtung V verstellbar ausgestaltet und weisen dazu die Verstellvorrichtungen 42 bis 47 auf. Diese sind vorzugsweise durch einen Antrieb verstellbar, sodass sie direkt aus einer Leitzentrale bewegt werden können. Es ist allerdings auch denkbar, hier eine mechanische Verstellung vorzusehen, die manuell bedient wird, z.B. ein Kurbeltrieb.
Fällt nun beispielsweise die Produktionsvorrichtung 23 aus, so wird deren Spur, welche an die Spur der Vorrichtung 21 angrenzt, nicht mehr gelegt. Wenn man die Information erhält, dass die Produktionsvorrichtung 23 ausgefallen ist oder ein Minimum in der entstehenden Gesamtschüttung detektiert, die der Produktionsvorrichtung 23 zugeordnet werden kann, kann man dann die Produktionsvorrichtungen 25 und 27 beziehungsweise die zugehörigen Stetigförderer 35 und 37 über die Verstellvorrichtungen 45 und 47 so verfahren, dass Stetigförderer 35 die vorige Position des Stetigförderers 33 und Stetigförderer 37 die vorige Position des Stetigförderers 35 einnimmt. So wird die durch den Ausfall der Produktionsvorrichtung 23 entstandene Lücke wieder gefüllt, wobei das Gesamtprofil schmaler wird.
Bevorzugt wird immer dann, wenn der Ausfall einer der Vorrichtungen 21 bis 27 direkt durch ein elektrisches Signal angezeigt wird, die Positionen der nachfolgenden Vorrichtungen auf derselben Seite des Stetigförders sofort mit 17,5% der Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers 10 in die neuen Positionen geändert. Damit ist die durch den Ausfall eine der Vorrichtungen 21 bis 27 verursachten Störung schon nach wenigen Sekunden wieder weitgehend behoben. Es schließt sich dann noch eine Feinjustierung der verfahrenen Aufgabevorrichtungen an, bei der Minima und Maxima in der Oberfläche der Schüttung durch die Messvorrichtung 50 erkannt und durch langsames Verfahren der zuvor relativ schnell verfahrenen Aufgabevorrichtungen ausgeglichen werden. Besonders bevorzugt beträgt die Verfahrgeschwindigkeit bei einer derartigen Feinjustierung 1,75% der Bandgeschwindigkeit. Immer dann, wenn Maxima (Hügel) im Gesamtprofil quer zur Transportrichtung T erkannt werden, müssen die betreffenden Aufgabevorrichtungen von der Breitenkoordinate des Maximums an zum Rand des Stetigförderers hin verfahren werden. Immer dann wenn ein Minimum (Tal oder Rille) im Gesamtprofil quer zur Transportrichtung T erkannt wird, müssen die betreffenden Aufgabevorrichtungen zur Mitte des Stetigförderers hin verfahren werden. Somit grenzen die Spuren wieder direkt aneinander an, wodurch erneut eine einzige gleichmäßige Materialschüttung mit trapezförmigem Gesamtprofil auf dem Stetigförderer 10 erzeugt wird.
Vorzugsweise wird zur Detektion von Unebenheiten in der entstehenden Gesamtmaterialschüttung auf dem Stetigförderer 10 eine Messvorrichtung 50 verwendet. Besonders bevorzugt ist auch eine Detektion nach jeder zweiten oder dritten Aufgabevorrichtung. Der Vorteil einer größeren Anzahl von Messvorrichtungen liegt darin, dass die Totzeit im Sinne derjenigen Zeit, die vom Entstehen eines Miniumus oder Maximums bis zum Erkennen durch die Messvorrichtung vergeht, sich verkleinert. Bei einem Abstand von 20 m zwischen der ersten und der letzteen Aufgabevorrichtung und 0,5 m/s Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers 10 kann die Totzeit z.B. 40 s betragen. Vorstellbar ist auch, dass nach jeder Aufgabevorrichtung 31 bis 37 eine Messung erfolgt.
Die 2a bis 2d zeigen unterschiedliche Gesamtprofile der Materialschüttung auf dem Stetigförderer 10 quer zu dessen Transportrichtung T bei einer Ausgestaltung gemäß der 1.
2a zeigt eine ideale Materialschüttung, welche als Trapez auf der Auflagefläche 11 des Stetigförderers 10 ausgebildet ist. Die beiden parallelen Seiten des Trapezes verlaufen parallel zur Auflagefläche des Stetigförderers. Jeder zuliefernde Stetigförderer 31 bis 37 legt seine eigene Spur S1 bis S7, welche sich dabei parallel derart nahtlos aneinander schmiegen, dass dieses trapezförmige Gesamtprofil entsteht. In der 2 sind dabei die einzelnen Spuren S1 bis S7 den zu fördernden Stetigförderer 31 bis 37 anhand der letzten Stelle der Nummer zugeordnet.
2b zeigt die Folge des bereits in 1 thematisierten Ausfalls der Produktionsvorrichtung 23 mit dem zugehörigen Stetigförderer 33, wodurch an der entsprechenden Stelle ein Minimum entsteht, was dem Fehlen der gesamten Spur S3 entspricht.
2c zeigt dann, wie die Gesamtmaterialschüttung durch Verfahren der Stetigförderer 35 und 37 durch die Verstellvorrichtungen 45 und 47 wieder zu einer erfindungsgemäßen, trapezförmig ausgebildeten Materialschüttung umgestaltet wird, welche nun eine Spur weniger aufweist. Dabei hat der Stetigförderer 35 die Position übernommen, die vorher der Stetigförderer 33 hatte und der Stetigförderer 37 die Position, die vorher der Stetigförderer 35 hatte.
2d zeigt dann, wie sich das Gesamtprofil erneut verändert, wenn die Produktonsvorrichtung 23 wieder zugeschaltet wird, so dass über den Stetigförderer 33 an dieser Stelle wieder Material aufgebracht wird. Hier kommt es nun zu einem Maximum, da Stetigförderer 33 und Stetigförderer 35 an derselben Position der Auflagefläche 11 des Stetigförderers 10 Material aufbringen. Das Analyse der Querschnittsfläche des Maximums durch die Messvorrichtung 50 führt zu der Schlussfolgerung, dass hier zwei komplette Spuren an derselben Position aufgebracht werden. Nach Detektion, beispielsweise durch die Messvorrichtung 50, werden nun die Stetigförderer 35 und 37 durch die Verstellvorrichtungen 45 und 47 derart in Richtung des Randes des Stetigförderers 10 verfahren, dass sie wieder ihre ursprüngliche Position einnehmen, wodurch erneut eine Materialschüttung gemäß der 2a entsteht.
In 3a ist wiederum dasselbe ideale Gesamtprofil dargestellt wie in 2a.
In 3b ist im Gesamtprofil ein leichtes Maximum erkennbar, und zwar an der Überlappung der Spuren S3 und S5. Hier liegen die Abwurfpositionen der Stetigförderer 33 und 35 für die jeweils geförderten Volumenströme zu nah beieinander. Sobald die Messvorrichtung 50 ein solches Maximum erkennt, wird der angeschlossene Regler also die Positionen der Stetigförderer 35 und 37 durch ein Verfahren hin zum Rand des Stetigförderers 10 ändern, und zwar so lange, bis sich wieder das ideale Profil der Gesamtschüttung wie in 3 a eingestellt hat.
In 3c ist dagegen im Gesamtprofil ein leichtes Minimum erkennbar, und zwar an der Überlappung der Spuren S2 und S4. Hier liegen also die Abwurfpositionen der Stetigförderer 32 und 34 für die geförderten Volumenströme zu weit auseinander. Sobald die Messvorrichtung 50 ein solches Minimum erkennt, wird der angeschlossene Regler also die Positionen der Stetigförderer 34 und 36 zur Mitte des Stetigförderers 10 hin verfahren, und zwar so lange, bis sich wieder das ideale Profil der Gesamtschüttung wie in 3a eingestellt hat.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Messvorrichtung 50 so beschaffen, dass die Querschnittsfläche der Gesamtschüttung leicht und automatisch berechnet werden kann, und zwar auch dann, wenn es zu Abweichungen vom idealen Profil kommt. Insbesondere bevorzugt ist die Kopplung mit einer Auswerteeinheit, die gerade bei Abweichungen vom Idealprofil erkennt, an welcher Stelle die Abweichung auftritt und wie groß sie ist. Beispielsweise würde die Auswerteeinheit bei Störungen wie in 2b und 2d erkennen, dass hier eine ganze Spur fehlt bzw. zwei Spuren in derselben Position gelegt wurden. Im Falle solcher Störungen würde die Auswerteeinheit das Signal an die Verfahrantriebe 45 und 47 geben, mit 17,5% der Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers 10 in die jeweils notwendige Richtung zu verfahren. Erkennt die Auswerteeinheit dagegen kleinere Störungen wie in 3b oder 3c, wird sie ein Signal an die betreffenden Verfahrantriebe geben, mit 1,75% der Transportgeschwindigkeit des Stetigförderers 10 zu verfahren. Somit wird sichergestellt, dass eine große Störung im Gesamtprofil schnell beseitigt wird, eine kleine dagegen im Sinne einer Feinjustierung langsam, so dass Überreaktionen des Reglers vermieden werden.
Bezugszeichenliste

10: Stetigförderer
11: Auflagefläche
12: Antrieb
21 - 27: Produktionsvorrichtung
31 - 37: Stetigförderer
42 - 47: Verstellvorrichtung
50: Messvorrichtung
S1 - S7: Spuren der einzelnen Stetigförderer
D: Abstand
T: Transportrichtung
V: Verfahrrichtung

Claims

Verfahren zur Beschickung eines Stetigförderers mit körnigem Material, wobei wenigstens zwei Aufgabevorrichtungen so zueinander verfahren werden, dass durch jede Aufgabevorrichtung eine fortlaufende Spur des Materials auf einer Auflagefläche des Stetigförderers geformt wird und wobei diese Spuren zueinander parallel und derart überlappend verlaufen, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, die in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist und wobei parallele Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschüttung mit einer Abweichung von maximal 10° parallel zu wenigstens einem Rand der Auflagefläche ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das körnige Material Eisen enthält.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Messvorrichtungen die Materialschüttung nach lokalen Minima und/oder Maxima untersucht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförderers in seiner Laufrichtung nacheinander angeordnet sind und ab der zweiten Aufgabevorrichtung die Aufgabevorrichtungen ihre jeweilige Spur auf derjenigen Seite des Auflagefläche an die schon vorhandene Spur anlegen, auf der sie angeordnet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass durch wenigstens drei Aufgabevorrichtungen eine fortlaufende Spur des Materials geformt wird und bei Detektion eines Minimums oder Maximums durch die Messvorrichtung wenigstens eine Aufgabevorrichtung verfahren wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförders in seiner Transportrichtung nacheinander angeordnet sind, dass die Aufgabevorrichtungen ausgehend von der zuerst gelegten Spur ihre Spuren in Spurposition 2 bis n auf derjenigen Seite des Auflagefläche an die schon vorhandene Spur anlegen, an der sie angeordnet sind, dass bei der Detektion eines Minimums dieses einer Aufgabevorrichtung a zugeordnet wird und dass die dieser Aufgabevorrichtung a nachgeschalteten Aufgabevorrichtungen auf dieser Seite derart verfahren werden, dass sie nunmehr die Positionen n-1 einnehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufgabevorrichtungen zu beiden Seiten des Stetigförderers in seiner Laufrichtung nacheinander angeordnet sind, dass die Aufgabevorrichtungen ausgehend von der zuerst gelegten Spur ihre Spuren in Spurposition 2 bis n auf derjenigen Seite der Auflagefläche an die schon vorhandene Spur anlegen, auf der sie angeordnet sind, dass bei der Detektion eines Maximums dieses einer Aufgabevorrichtung a auf einer Seite zugeordnet wird, und dass die dieser Aufgabevorrichtung a nachgeschalteten Aufgabevorrichtungen auf dieser Seite derart verfahren werden, dass sie nunmehr die Positionen n+1 einnehmen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zu jeder Zeit die Materialschüttung mit einer Abweichung von maximal 10° parallel zu wenigstens einem Rand der Auflagefläche ausgebildet ist.
Vorrichtung zur Beschickung eines Stetigförderers mit körnigem Material, umfassend einen Stetigförderer, und wenigstens drei Aufgabevorrichtungen, welche so gestaltet sind, dass durch jede Aufgabevorrichtung eine fortlaufende Spur des Materials auf einer Auflagefläche des Stetigförderers geformt wird und wobei diese Spuren zueinander parallel und derart überlappend verlaufen, dass eine einzige Materialschüttung auf der Auflagefläche entsteht, wobei der Materialschüttung in einem Querschnitt orthogonal zur Auflagefläche trapezförmig ausgebildet ist und wobei die parallelen Seiten des Trapezes parallel zur Auflagefläche verlaufen, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Aufgabevorrichtung verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Aufgabevorrichtung ein zweiter Stetigförderer ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an jeder Seite der Auflagefläche in Bewegungsfläche des Stetigförderers wenigstens eine verfahrbare Aufgabevorrichtung vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Aufgabevorrichtung auf einer Seite der Auflagefläche statisch ist und alle ihnen nachgeschaltete Aufgabevorrichtungen verfahrbar sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Messvorrichtung vorgesehen ist.