DE1202107B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Fuellungsgrades einer Kugelmuehle - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades einer Kugelmühle Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades einer rotierenden Kugelmühle durch Messung der Schwingungen des Mühlenmantels mittels eines am Mühlenmantel angebrachten Schwingungsumformers.
• Bei den bekannten Verfahren wählt man als Maß für den Füllungsgrad einer Kugelmühle den Absolutbetrag des vom Schwingungsumformer gelieferten Meßwertes, wobei man von der Erfahrungstatsache ausgeht, daß die Mühle einen um so helleren und lauteren Ton erzeugt, je geringer der Füllungsgrad ist. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß man auf diese Weise bei Änderungen der Materialqualität keine sicheren Meßwerte erzielen kann. So ist beispielsweise bei Mühlen, die stark ungleichmäßiges Material, etwa Kalkstein, vermahlen, die Größe der Schwingungsamplituden des Mühlenmantels für sich allein kein hinreichend genauer Meßwert für den Füllungsgrad der Mühle, da der Feinanteil des Mahlgutes nur ein wesentlich geringeres Mühlengeräusch als der Grobanteil verursacht.
• Diese sehr ungenaue Messung des Füllungsgrades macht sich besonders unangenehm bei selbsttätig geregelten Mühlen bemerkbar, da eine einwandfreie Regelung voraussetzt, daß der für die Regelung benutzte Meßwert annähernd genau dem tatsächlichen Füllungsgrad der Mühle entspricht.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades einer rotierenden Kugelmühle zu entwickeln, die auch bei stark ungleichmäßigem Material eine einwandfreie Bestimmung des Füllungsgrades der Mühle gestattet.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß man die Winkellage der Aufprallstelle der nach unten fallenden obersten Schicht der Mühlenfüllung mit Hilfe des an dieser Stelle auftretenden sprunghaften Anstieges des Schwingungsmeßwertes ermittelt.
• Durch Versuche konnte nämlich festgestellt werden, daß an der Stelle des Mühlenmantels, an der beim Rotieren der Mühle die nach unten fallende oberste Schicht der aus dem Mahlgut und den Mahlkörpern bestehenden Mühlenfüllung aufprallt, ein sprunghafter Anstieg der Schwingungsamplitude vorhanden ist und daß sich die Winkellage dieser Aufprallstelle bei Änderung des Füllungsgrades der Mühle in eindeutiger Weise verschiebt. Dabei ist von besonderer Bedeutung, daß diese Veränderung der Winkellage der Aufprallstelle bei Änderungen des Füllungsgrades von dem jeweiligen Material weitgehend unabhängig ist. Auf diese Weise läßt sich der Füllungsgrad der Mühle auch bei wechselnder Materialqualität durch Bestimmung der Winkellage der genannten Aufprallstelle einwandfrei ermitteln.
• Eine zweckmäßige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß man die Bestimmung der Winkellage der Aufprallstelle der obersten Schicht der Mühlenfüllug durch Messung der Zeit vornimmt, die der Schwingungsumformer zum Durchlaufen des Winkelbereiches zwischen einer ortsfesten Bezugslage und der Aufprallstelle benötigt.
• Den gewonnenen Meßwert kann man in an sich bekannter Weise durch entsprechende Beeinflussung der Aufgabemenge zur selbsttätigen Konstanthaltung des Füllungsgrades der Mühle benutzen.
• Eine zweckmäßige Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht im wesentlichen aus einer den zeitlichen Verlauf des Meßwertes registrierenden Einrichtung sowie einem Impulsgeber, der dieser Einrichtung bei einer bestimmten Winkellage der Mühle einen Bezugsimpuls zuführt.
• In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen schematischen Schnitt durch eine Kugelmühle mit unterschiedlichem Füllungsgrad, F i g. 2 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung des Füllungsgrades, F i g. 3 und 4 zwei Diagramme, die den zeitlichen Verlauf der Schwingungsamplitude bei unterschiedlichem Füllungsgrad schematisch veranschaulichen.
• Die in F i g. 1 dargestellte Kugelmühle 1 enthält eine aus Mahlgut und Kugeln oder sonstigen Mahlkörpern bestehende Füllung 2, die bei Drehung der Kugelmühle in Richtung des Pfeiles 3 mitgenommen wird und dann in wurfparabelförmigen Bahnen nach unten fällt. Die am weitesten nach oben getragene Schicht 4 fällt dabei etwa in der in F i g. 1 schematisch dargestellten Weise nach unten, wobei sie im unteren Bereich ihrer Bewegungsbahn einen Streukegel 4a bildet.
• Der gesamte Umfang des Mühlenmantels läßt sich in drei Winkelbereiche unterteilen, nämlich in den von der Füllung 2 bedeckten Bereich a, den vollständig freien Bereich b und den Bereich c, in dem die nach unten fallende oberste Schicht 4 der Füllung 2 auf den Mühlenmantel aufprallt. Die Grenze zwischen den Bereichen b und c ist mit A bezeichnet.
• Es wurde nun festgestellt, daß sich die von der obersten Schicht 4 beschriebene Fallbahn bei einer Änderung des Füllungsgrades der Mühle 1 gleichfalls verschiebt: Bei einer bestimmten Vergrößerung des Füllungsgrades fällt die Schicht 4 längs der Bahn 4' und bei einer Verringerung des Füllungsgrades längs der Bahn 4" nach unten.
• Damit verschiebt sich auch die Aufprallstelle A in die Lage A' bzw. A". Durch Ermittlung dieser Winkellagen A' bzw. A" läßt sich daher der Füllungsgrad der Kugelmühle mit einer verhältnismäßig hohen Genauigkeit bestimmen.
• F i g. 2 zeigt eine Einrichtung zur Durchführung dieses Meßverfahrens. Am Mantel der Mühle 1 ist ein Schwingungsumformer 5 angebracht, der mit der Mühle rotiert und Meßwerte liefert, die den Schwingungen des Mühlenmantels in den einzelnen Winkellagen entsprechen. Die Meßwerte des Schwingungsumformers 5 werden über Schleifringe 6 abgenommen und einer Registriereinrichtung 7 zugeführt. Die Anlage enthält ferner einen Impulsgeber, der im wesentlichen aus einem Kontakt 8 besteht, der in der mit 0 bezeichneten Winkellage durch den Schwingungsumformer 5 über ein Betätigungsglied 9 betätigt wird.
• F i g. 3 veranschaulicht in ganz schematischer Form den der Registriereinrichtung 7 während einer Umdrehung der Mühle vom Schwingungsumformer 5 zugeführten Meßwert: Im Winkelbereich b besitzt der Meßwert eine mittlere Größe, da der Mühlenmantel in diesem Bereich verhältnismäßig frei schwingen kann. An der Stelle A, d. h. beim übergang zum Bereich c, steigt der Meßwert sprunghaft an und behält in diesem durch den Streukegel 4a begrenzten Bereich einen verhältnismäßig hohen Wert, da die oberste Schicht 4 der Füllung mit hoher kinetischer Energie auf dem Mühlenmantel auftrifft. Im anschließenden Bereich a ist dagegen nur ein sehr geringer Schwingungsmeßwert vorhanden, da die Schwingungen des Mühlenmantels durch die auf dem Mantel lastende Füllung stark gedämpft werden. Der Übergang zwischen den Bereichen c und a ist tatsächlich nicht ganz so schroff wie in F i g. 3 dargestellt. An der übergansstelle A zwischen den Bereichen b und c ist dagegen auch in der Praxis ein deutlich ausgeprägter Meßwertsprung festzustellen.
• In der Winkellage 0 wird der Registriereinrichtung 7 über den Impulsgeber (Kontakt 8) ein Bezugsimpuls zugeführt, so daß die Aufprallstelle A der nach unten fallenden obersten Schicht 4 durch den Winkel a bestimmt ist.
• Verringert sich nun beispielsweise der Füllungsgrad der Mühle, so daß die oberste Schicht längs der Bahn 4" nach unten fällt, so ergibt sich ein neuer Winkel ä', der ein Maß für den nunmehr vorhandenen Füllungsgrad der Mühle ist. Dieser von der Registriereinrichtung 7 festgestellte Meßwert (vgl. F i g. 4) kann zur Beeinflussung der Menge des der Mühle aufgegebenen Mahlgutes benutzt werden, so daß sich der Füllungsgrad der Mühle sehr genau konstant halten läßt.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Bestimmung des Füllungsgrades einer rotierenden Kugelmühle durch Messung der Schwingungen des Mühlenmantels mittels eines am Mühlenmantel angebrachten Schwingungsumformers, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß man die Winkellage der Aufprallstelle der nach unten fallenden obersten Schicht der Mühlenfüllung mit Hilfe des an dieser Stelle auftretenden sprunghaften Anstieges des Schwingungsmeßwertes ermittelt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Bestimmung der Winkellage der Aufprallstelle der obersten Schicht der Mühlenfüllung durch Messung der Zeit vornimmt, die der Schwingungsumformer zum Durchlaufen des Winkelbereiches zwischen einer ortsfesten Bezugslage und der Aufprallstelle benötigt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man den gewonnenen Meßwert in an sich bekannter Weise durch entsprechende Beeinflussung der Aufgabemenge zur selbsttätigen Konstanthaltung des Füllungsgrades der Mühle benutzt.
4. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2 mit einem am Mühlenmantel angebrachten Schwingungsumformer, dessen Meßwert über Schleifringe abgenommen wird, gekennzeichnet durch eine den zeitlichen Verlauf des Meßwertes registrierende Einrichtung (7) sowie einen Impulsgeber (8), der dieser Einrichtunng bei einer bestimmten Winkellage der Mühle (1) einen Bezugsimpuls zuführt.