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Verfahren zur Regelung des Granuliervorganges in Granuliertellern
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Regelung des Granuliervorganges in Granuliertellern,
in denen ein Kratzerorgan periodisch einen Materialansatz entfernt.
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In der chemischen Industrie besteht vielfach die Notwendigkeit, mehlförmiges
Gut, dessen Weiterbehandlung in diesem Zustand erhebliche Schwierigkeiten machen
würde, zu etwa kugelförmigen Granalien zu verformen, um damit Trockner, Öfen und
Wanderroste zu beschicken. Der Granuliervorgang spielt sich dabei meist in einer
in Schräglage rotierenden, tellerartigen Granuliervorrichtung ab, der das Gut und
die Granulierflüssigkeit zugeführt werden.
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Die hierbei entstehenden Granalien besitzen je nach der Flüssigkeitszugabe
beim Granuliervorgang eine mehr oder weniger große Bildsamkeit bzw. Palstizi tät.
Um möglichst gleichmäßige Granalien zu erzielen, muß die Flüssigkeitszufuhr beim
Granuliervorgang in geeigneter Weise dosiert werden. Es fragt sich daher, welcher
beim Granuliervorgang leicht meßbare Faktor zur Dosierung der Flüssigkeit herangezogen
werden kann.
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Nun ist bekannt, daß der Leistungsbedarf einer Granuliervorrichtung
stark von der Flüssigkeitszufuhr abhängt. Je mehr Flüssigkeit unter sonst gleichen
Umständen beim Granuliervorgang zugeführt wird, um so geringer ist der Leistungsbedarf
der Granuliervorrichtung, um so feuchter sind andererseits die entstehenden Granalien.
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Der Erfindung liegt nun die Erkenntnis zugrunde, daß sich unter Ausnutzung
dieser Tatsache ein einfaches Verfahren zur Regelung des Granuliervorganges entwickeln
läßt.
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Da das Kratzerorgan periodisch einen sich in der Granuliervorrichtung
bildenden Materialansatz entfernt, ergeben sich starke, jedoch periodisch wiederkehrende
Belastungsschwankungen. Im Hinblick auf diese Schwankungen kann der Leistungsbedarf
der Granuliervorrichtung nicht unmittelbar zur Steuerung der Flüssigkeitszufuhr
verwendet werden.
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Erfindungsgemäß ergibt sich jedoch ein sehr einfaches und zugleich
genau arbeitendes Verfahren zur Regelung des Granuliervorganges, wenn der Leistungsbedarf
der Granuliervorrichtung über wenigstens eine Periode der Bewegung des Kratzerorgans
gemittelt und der gewonnene Mittelwert nach Vergleich mit einem einstellbaren Sollwert
in korrigierendem Sinne zur Dosierung der Flüssigkeit benutzt wird.
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Grundsätzlich genügt die Mittelbildung über eine Periode der Kratzerbewegung,
da sich die Belastungsschwankungen periodisch wiederholen. Wird
über einen längeren
Zeitraum gemittelt, etwa um gewisse Schwankungen bei den einzelnen Bewegungen des
Kratzerorgans auszugleichen, so wird der Meßzeitraum zweckmäßig so gewählt, daß
er ein ganzzahliges Vielfaches einer Periode bildet.
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Dies läßt sich gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens dadurch erreichen, daß der Vergleich des gewonnenen Mittelwertes mit
dem Energiesollwert durch das Kratzerorgan zeitlich gesteuert wird. Da sich das
Zeitintegral der Leistung über ein ganzzahliges Vielfaches der Periodendauer der
Kratzerbewegung erstrecken soll, wird hierdurch auf sehr einfache Weise der gewünschte
Zusammenhang zwischen der Kratzerbewegung und der Mittelwertbildung hergestellt.
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Die Steuerung muß selbstverständlich nicht unmittelbar durch das
Kratzerorgan erfolgen, sondern kann unter Zwischenschaltung eines Zählwerkes geschehen,
das die für je eine Mittelwertbildung herangezogene Periodenzahl der Kratzerbewegung
abzählt.
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Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung eines
in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels hervor. Es zeigt F i g.
1 ein Prinzipschema einer Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 2 ein schematisches Diagramm der von der Granuliervorrichtung der Anlage gemäß
F i g. 1 aufgenommenen Leistung.
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Die in F i g. 1 nur schematisch angedeutete, beispielsweise als Teller
oder Schüssel ausgebildete Granuliervorrichtung 1 wird durch einen Elektromotor
2 angetrieben, der über die Klemmen 3 an Spannung liegt.
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Die Granuliervorrichtung 1 enthält ein gleichfalls nur schematisch
veranschaulichtes Kratzerorgan 4, das periodisch einen sich in der Granuliervorrichtung
bildenden
Materialansatz entfernt. Der Granuliervorrichtung wird einerseits das zu Granalien
zu verformende Staubgut und andererseits über ein Regelventil 5 Wasser zugeführt.
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Um die Feuchtigkeit der in der Granuliervorrichtung 1 erzeugten Granalien
zu regulieren, ist in der Speiseleitung des Antriebsmotors 2 ein Kilowattstundenzähler
6 vorgesehen, der die Energieaufnahme des Motors periodisch mißt und den gewonnenen
Meßwert an einen Regler 7 weitergibt.
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Diesem Regler 7 wird weiterhin ein vorgegebener Energiesollwert zugeführt,
was durch den gestrichelten Pfeil 8 versinnbildlicht ist.
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Zwischen dem Regler 7 und dem in der Wasserzufuhr liegenden Regelventil
5 ist ein Stellmotor 9 vorgesehen, der das Regelventil 5 und mit ihm die Wasserzufuhr
in Abhängigkeit vom Ausgangssignal des Reglers 7 im korrigierenden Sinne verstellt.
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Zwischen dem Kratzerorgan 4 und dem Regler 7 kann ferner ein (gestrichelt
angedeuteter) Zähler 10 vorgesehen sein, der die Bewegungen des Kratzerorgans 4
zählt und nach Erreichen einer bestimmten Zahl ein Abtastsignal an den Regler 7
weiterleitet.
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Die Wirkungsweise der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
dienenden Regelvorrichtung ist im einzelnen folgendermaßen: Die Leistungsaufnahme
N des elektrischen Antriebsmotors 2 der Granuliervorrichtung 1 schwankt in Abhängigkeit
von der Zeit t in der an Hand von Fig.2 schematisch veranschaulichten Weise, wobei
die Periodendauer T jeweils einer Kratzerbewegung des Organs 4 entspricht.
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Durch den Zähler 6 wird die in F i g. 2 schraffiert angedeutete Energieaufnahme
gemessen, die unter Zugrundelegung einer annähernd konstanten Periodendauer T ein
Maß für den mittleren Leistungsbedarf Nm des Antriebsmotors 2 ist. Dieser mittlere
Leistungsbedarf Nm stellt andererseits ein Maß für
die Feuchtigkeit der entstehenden
Granalien dar, die durch die Wasserzufuhr beeinflußt werden kann.
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Der im Zähler 6 gewonnene Meßwert (Leistungsmittelwert) wird dem
Regler 7 zugeführt und hier mit einem empirisch ermittelten Sollwert verglichen.
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Dieser Vergleich wird zeitlich von dem Kratzerorgan 4, gegebenenfalls
über den Zähler 10, gesteuert.
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Unterschreitet der Meßwert den vorgegebenen Sollwert, so wird das
Regelventil 5 im Sinne einer Drosselung der Wasserzufuhr verstellt. Überschreitet
der Energiemeßwert dagegen den Sollwert, so wird das Regelventil 5 mehr geöffnet,
wodurch die Wasserzufuhr zur Granuliervorrichtung 1 steigt und die Belastung des
Motors 2 wieder sinkt.
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Es sei hervorgehoben, daß dem Regler 7 nicht unbedingt ein konstanter
Sollwert zugeführt werden muß. Wenn es beispielsweise erwünscht ist, die Feuchtigkeit
der erzeugten Granalien in Abhängigkeit von der Zeit nach irgendeiner Funktion zu
regeln, so wird in den Regler 7 eine entsprechende Sollwertfunktion eingespeist.