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Verfahren zum Regeln von Sichterinahlanlagen Die Erfindung bezieht
sich auf ein Verfahren zum Regeln von Sichtennahlanlagen, bei denen die vom Sichter
abgeschiedene und erneut der Mühle zugeführte Grießmenge gemessen und der Meßwert
einem Regler zugeführt wird, der die Frischgutmenge so regelt, daß die Summe von
Grieß- und Frischgutmenge unter Berücksichtigung eines Faktors einem Sollwert entspricht.
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Es sind Regelverfahren für Sichterinahlanlagen bekannt, bei denen
die Summe von Grieß- und Frischgutmenge unter Berücksichtigung eines einstellbaren
Faktors konstant gehalten wird. Diese Arbeitsweise entspricht der Gleichung P
- F + G =
const. Hierbei ist P ein Proportionalitätsfaktor,
F die Frischgutmenge und G die Grießmenge. Verringert sich beispielsweise
während des Betriebes die Grießmenge, so wird die Frischgutmenge entsprechend erhöht.
Der Faktor P wird von Hand auf Grund empirischer Ermittlungen eingestellt.
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Bei diesem bekannten Rgelverfahren ergibt sich jedoch nur dann ein
optimaler Betriebszustand, wenn sich die Mahlbarkeit und Körnung des Mahlgutes nicht
ändern und keine veränderte Feinheit des Fertiggutes verlangt wird. In diesen letzteren
Fällen versagt das Regelverfahren, da unter Umständen eine andere Summe von Grieß-
und Frischgutmenge benötigt wird, um einen optimalen Füllungsgrad der Mühle zu erhalten.
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Wird beispielsweise bei der Zementmahlung ein besonders grober Klinker
der Mühle aufgegeben, so müßte die Frischgutmenge an sich reduziert werden, da sich
die erste Mahlkammer mit Mahlgut anfüllt und nicht mehr in der Lage ist, in der
gleichen Zeit dieselbe Menge durchzusetzen. Die durch den geringeren Mühlenaustrag
bedingte kleinere Grießmenge hat jedoch zur Folge, daß der Regler gerade in
um-
gekehrter Weise die Frischgutmenge erhöht, was zu einer starken überfüllung
der Mühle führen kann.
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Da Mahlbarkeitsschwankungen bei fast allen Stoffen vorhanden sind,
muß man bei diesem bekannten Regelverfahren eine gewisse Reserve vorsehen, damit
die Mühle auch bei ungünstigen Zerkleinerungsbedingungen nicht »volläuft«. Man hat
in der Praxis festgestellt, daß Mühlen, die nach diesem Verfahren geregelt werden,
eine um 5 bis 10% geringere Durchsatzleistung bringen als eine von Hand auf
maximale Leistung gesteuerte Mühle. Da die Leistungsaufnahme von Rohrmühlen vom
Durchsatz unabhängig ist, bedeutet dies einen um 5 bis 10% erhöhten spezifischen
Arbeitsverbrauch für die Mahlung.
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Um auch Änderungen der Mahlbarkeit des Mahlgutes Rechnung zu tragen,
ist ferner bereits ein Verfahren entwickelt worden, bei dem bei Unterschreitung
einer bestimmten einstellbaren Grießmenge die Frischgutzufuhr herabgesetzt wird.
Auf diese Weise läßt sich zwar bei Verschlechterung der Mahlbarkeit eine überfüllung
der Mühle verhindern. Das bekannte Verfahren versagt dagegen, wenn sich die Körnung
des Mahlgutes ändert. Wird beispielsweise der Feinanteil des Mahlgutes größer, so
täuscht die dadurch bedingte Verringerung der rücklaufenden Grießmenge eine in Wahrheit
gar nicht vorhandene überfüllung der Mühle vor. Die ausgelöste Herabsetzung der
Frischgutzufuhr führt demgemäß zu einer unnötigen Verringerung der Mühlendurchsatzleistung.
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Bei einem anderen bekannten Regelverfahren für Sichtermahlanlagen
wird der Meßwert eines auf das Mühlengeräusch ansprechenden Schwingungsumformers
(in der Praxis gewöhnlich als sogenanntes »elektrisches Ohr« bezeichnet), der entweder
direkt am Mühlenmantel oder in unmittelbarer Nähe der Mühle angeordnet ist, dazu
benutzt, über ein.-n Regler die Frischgutzufuhr zur Mühle so zu regeln, daß das
Mühlengeräusch einem von Hand einstellbaren Sollwert entspricht. Dieses Regelverfahren
liefert gute Werte, wenn die Grießmenge im Verhältnis zur Frischgutmenge klein ist.
Ist die Grießmenge dagegen verhältnismäßig hoch, so arbeitet dieses Regelverfahren
nicht immer ganz einwandfrei, da die Grieße das Mühlengeräusch nur unwesentlich
beeinflussen. Es kann daher sein, daß der Schwingungsumfonner den gleichen Meßwert
liefert, obwohl sehr unterschiedliche Grießmengen durch die Mahlkammer gefördert
werden.
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Weiterhin ist es auch bekannt, den Füllungsgrad einer Mühle in Abhängigkeit
von zwei Meßgrößen, nämlich dem Mühlengeräusch und der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors,
zu regeln. Bei einem bekannten
Verfahren dieser Art dienen die
beiden Meßgrößen jeweils einzeln zur Regelung in unterschiedlichen Bereichen des
Füllungsgrades, indem beispielsweise eine überfüllung der Mühle durch die Leistungsaufnahme
des Mühlenmotors und eine Unterbelastung durch das Mühlengeräusch erfaßt wird. Praktische
Erfahrungen zeigen jedoch, daß mit einem derartigen Verfahren, bei dem jeweils nur
eine der beiden Meßgrößen wirksam ist, nicht unter allen Umständen ein optimaler
Füllungsgrad erzielt werden kann.
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Man hat daher weiterhin ein Verfahren zur Regelung des Füllungsgrades
einer Mühle entwickelt, bei dem gleichfalls zwei Meßo, ßen Verwendung finden, "rö
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von denen die eine von der Leistungsaufnahme des Mühlenmotors und die andere
vom Mühlengeräusch abgeleitet ist, wobei zur Regelung der Frischgutzufuhr jeweils
diejenige der beiden Meßgrößen dient, deren Anderungskurve im Bereich des konstant
zu haltenden Füllungsgrades den steileren Verlauf aufweist, während die andere Meßgröße
zur Überwachung verwendet wird und bei einem durch eine überfüllung der Mühle gestörten
Betiieb den Regeleinfluß der ersten Meßgröße im Sinne einer Verminderung der Frischgutzufuhr
überflügelt.
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Ein derartiges Regelverfahren ermöglicht zwar einen gewissen Schutz
der Mühle gegen ein Volllaufen. Es gewährleistet dagegen nicht, daß die Mühle bei
Schwankungen der Mahlbarkeit und Körnung des Gutes stets den gewünschten optimalen
Füllungsgrad aufweist. Es kann nämlich der Fall eintreten, daß sich durch eine Änderung
von Mahlbarkeit und Kömung des Gutes der Füllungsgrad der Mühle verringert, ohne
daß sich die zur Regelung benutzte Meßgröße, etwa die Leistungsaufnahme des Mühlenmotors,
merklich ändert. Auch dieses bekannte Verfahren, bei dem die zweite Meßgröße nur
als Schutz gegen ein Vollaufen der Mühle dient, stellt somit keine völlig befriedigende
Lösung dar.
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Der Erfindune, liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum
Regeln von Sichterinahlanlagen zu entwickeln, das die erläuterten Nachteile der
bekannten Verfahren vermeidet und auch bei stark wechselnden und schwierigen Betriebsbedingungen,
insbesondere auch bei auftretenden Änderungen der Mahlbarkeit und Körnung des Mahlgutes
sowie bei einer gewünschten Änderung der Feinheit des Fertiggutes, stets einen optimalen
Füllungsgrad der Mühle gewährleistet.
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Dies wird erflndungsgemäß dadurch erreicht, daß der Meßwert eines
auf das Mühlengeräusch ansprechenden, an sich bekannten Schwimmungsumformers den
Sollwert der Summe von Grieß- und Frischgutmenge bei überschreitung des optimalen
Füllungsgrades der Mühle herabsetzt und bei Unterschreitung dieses Füllungsgrades
heraufsetzt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren erfüllt der Schwingungsumforiner
im wesentlichen eine überwachungsfunktion, indem er beispielsweise bei einer Verringerung
der Mahlbarkeit des Gutes ein sonst mögliches Vollaufen der Mühle verhindert, während
er bei einer Erhöhung der Mahlbarkeit für eine gute Ausnutzung der Mühle sorgt.
Für das erfindungsgemäße Verfahren ist wesentlich, daß die grundsätzliche Regelung
nach der zugeführten Grießmenge stets aufrechterhalten wird und die vom Schwingungsumformer
ausgeübte Regeffunktion nur eine Korrektur darstellt, nicht jedoch - wie
bei den bekannten Verfahren - in einem bestimmten Bereich des Füllungsgrades
völlig an die Stelle der Regelung nach der anderen Meßgröße tritt. Dadurch ergibt
sich der Vorteil einer besonders trägheitsfreien Regelung mit nur sehr kleinen Schwankungen
um den Optimalwert.
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Bei dem erfindungsgemäßen Regelverfahren wird somit die Mühle auch
bei Schwankungen in der Mahlbarkeit, der Aufgabekorngröße, der umlaufenden Grießmenge
oder der Feinheit des Fertiggutes stets mit einem optimalen Füllungsgrad betrieben,
so daß ein gleichmäßiger Lauf der Mühle bei maximalem Durchsatz und ein kleinstmöglicher
spezifischer Arbeitsaufwand für die Vermahlung gewährleistet ist.
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Für die Erfassung der Grießmenge können bei dem erfindungsgemäßen
Verfahren sowohl Waagen bekannterBauart als auch sonstigeMeßeinrichtungen Verwendung
finden. Beispielsweise kann die Leistungsaufnahme des Motors für den Antrieb des
Becherwerkes oder der beispielsweise mittels Druckmeßdosen bestimmte Füllungsgrad
des Becherwerkes oder anderer Fördergeräte herangezogen werden. Es ist ferner auch
möglich, den der Grießmenge entsprechenden Meßwert von der Leistungsaufnahme des
Sichters abzuleiten.
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Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist zur Änderung des Sollwertes der Summe von Grieß- und Frischgutmenge ein zweiter
Regler vorgesehen, dem der Meßwert des Schwingungsumforiners sowie wenigstens eine
einstellbare Bezugsgröße zugeführt wird, bei deren über- bzw. Unterschreitung der
zweite Regler ein den Sollwert des ersten Reglers änderndes Signal abgibt.
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Zementmühlen werden vielfach mit mehreren Mahlkammem versehen. Dabei
kann es unter bestimmten Mahlbedingungen und unter Berücksichtigung des Mahlkörperverschleißes
vorkommen, daß einmal die eine Mahlkammer und ein anderes Mal eine zweite Mahlkammer
einen Engpaß darstellt. Bei derartigen Sichtermahlanlagen wird die Mühle zweckmäßig
mit mehreren Schwingungsumformem versehen.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens kann dann beispielsweise
so erfolgen, daß jeweils ein Schwin-Ungsumfonner von Hand oder automatisch ausgewählt
und sein Meßwert zur Änderun- des Sollwertes der Summe von Grieß- und Frischgutmenge
benutzt wird.
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Eine andere Möglichkeit besteht darin, daß die Meßwerte der einzelnen
Schwingungsumformer kombiniert werden und das resultierende Signal zur Änderung
des Sollwertes der Summe von Grieß- und Frischgutinenge benutzt wird.
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Beim Regeln von Sichtermahlanlagen, deren Mühle mit mehreren Schwingungsumforinern
versehen ist, denen jeweils ein zweiter Regler zugeordnet ist, kann es gemäß einer
Weiterbildung der Erfindung günstig sein, wenn die Bezugsgröße zumindest eines zweiten
Reglers durch das Signal wenigstens eines weiteren zweiten Reglers gesteuert wird,
der einem näher am Mühlenauslauf vorgesehenen Schwingungsumformer zugeordnet ist.
Hierdurch kann die Totzeit der Mühle verringert und ein Pendeln der Regelung weitgehend
vermieden werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann es schließlich zweckmäßig
sein, die Grießmenge nach unten oder oben fest zu begrenzen, was beispielsweise
an
dem Regler für die Summenbildung von Grieß- und Frischgutmenge erfolgen kann. Hierdurch
werden die Regelausschläge auf einen gewünschten Wert begrenzt.
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Diese und weitere Einzelheiten der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung einiger in den Zeichnungen veranschaulichter Ausführungsbeispiele hervor.
Es zeigt F i g. 1 eine schematische Anlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Regelverfahrens, F i g. 2, 3 und 4 je eine Variante der Anlage
gemäß F i g. 1.
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. Die in F i g. 1 dargestellte Sichtermahlanlage enthält
eine Mühle 1 (beispielsweise eine Zweikammermühle), ein Becherwerk 2, einen
Sichter 3, eine Waage 4 für den Grieß sowie Waagen 5 für die verschiedenen
Komponenten des Frischgutes.
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Weiterhin enthält die Anlage einen auf das Mühlengeräusch ansprechenden
Schwingungsumformer 6 sowie zwei Regler 7, 8.
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Das aus der Mühle 1 ausgetragene Material wird über das Becherwerk
2 dem Sichter 3 zugeführt, der das Fertiggut (Pfeil 9) vom Grieß scheidet.
Der Grieß wird über die Waage 4 geführt und erneut der Mühle 1 zugeleitet.
Das Frischgut wird über die Waagen 5 zugeführt.
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Der Regler 7 erhält einerseits einen Meßwert 10,
der
der jeweils auf der Waage 4 vorhandenen Grießmenge entspricht, weiterhin einen Meßwert
11, der der gerade zugeführten Frischgutmenge proportional ist, sowie einen
Sollwert 12, der der zur Erzielung eines optimalen Füllungsgrades der Mühle gewünschten
Summe von Grieß- und Frischgutmenge entspricht.
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Bei Abweichungen der Summe der Meßwerte 10
und 11 vom
Sollwert 12 wird die Frischgutaufgabe (Waagen 5) über den Regler
7 in geeigneter Weise verstellt.
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Ändert sich die Mahlbarkeit oder Kömung des Gutes oder wird eine andere
Feinheit des Fertiggutes verlangt, so wirkt sich dies auf den Füllungsgrad der Mühle
aus, und der dem Schwingungsumformer 6
nachgeschaltete Regler 8 tritt
in Tätigkeit und ändert den Sollwert 12. Der Schwingungsumformer 6 liefert
ständig ein Eingangssignal 13 an den Regler 8, dem gleichzeitig zwei
einstellbare Bezugssignale 14 und 15
zugeführt werden.
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Die Größe des Bezugssignals 14 ist so gewählt, daß eine Gleichheit
zwischen dem Meßsignal 13 und dem Bezugssignal 14 bei einem durch eine verringerte
Mahlbarkeit des Gutes bedingten, oberhalb des optimalen Wertes liegenden Füllungsgrad
der Mühle eintritt. In diesem Falle wird durch den Regler 8
der Sollwert 12
des Reglers 7 herabgesetzt. Dies hat dann zur Folge, daß der Regler
7 nicht mehr die für den Normalfall bemessene Summe von Grießmenge und Frischgutmenge
konstant zu halten sucht, sondem trotz der durch den geringeren Mühlenaustrag bedingten
kleineren Grießmenge nur eine verhältnismäßig kleine oder überhaupt keine Frischgutmenge
zuführt und dadurch ein Vollaufen der Mühle verhindert.
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Das Bezugssignal 15 ist andererseits so gewählt, daß eine Gleichheit
zwischen dem Meßsignal 13 und diesem Bezugssignal bei einem unterhalb des
optimalen Wertes liegenden, durch eine vergrößerte Mahlbarkeit des Gutes bedingten
Füllungsgrad der Mühle eintritt. In diesem Falle wird durch den Regler
8 der Sollwert 12 des Reglers 7 erhöht und damit eine Unterbelastung
der Mühle vermieden.
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Während somit im normalen Betrieb - solange also der Meßwert
13 zwischen den durch die Bezugssignale 14 und 15 gegebenen Grenzen
liegt - die Regelung der Frischgutzufuhr ausschließlich in Ab-
hängigkeit
von der Grießwägung erfolgt, tritt der vom Schwingungsumforiner 6 beeinflußte
Regler 8
erst bei einer Änderung der Mahlbarkeit, der Aufgabestückgröße oder
der verlangten Feinheit des Fertiggutes in Tätigkeit, um ein Vollaufen bzw. eine
Unterbelastung der Mühle zu verhindern.
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Die in F i g. 2 dargestellte Anlage enthält eine Vierkammermühle,
wobei den einzelnen Mahlkammern I, II, III und IV je ein Schwingungsumformer
6 a bzw. 6 b, 6 c, 6 d zugeordnet
ist. Die Anlage enthält ferner einen Umschalter 16, mit dem wahlweise einer
der Schwingungsumformer 6 a bis 6 d an den Regler
8 angeschlossen werden kann.
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Der Betrieb dieser Anlage, die im übrigen vollständig der Anordnung
gemäß F i g. 1 entspricht, erfolgt in der Weise, daß derjenige Schwingungsumformer
an den Regler 8 angeschlossen wird, dessen Kammer erfahrungsgemäß bei der
jeweiligen Materialsorte zuerst überlastet wird.
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Die Anlage gemäß F i g. 3 ähnelt der in F i g. 2 veranschaulichten.
Hierbei ist jedoch jedem Schwingungsumformer 6 a bis
6 d ein gesonderter Regler 8 a
bzw. 8 b, 8
c, 8 d zugeordnet. Die Anlage enthält ferner einen Vergleichskreis
17, dem die Ausgangssignale der Regler 8 a bis 8 d zugeführt
werden und der seinerseits den Sollwert 12 des Reglers 7 beeinflußt.
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Der Vergleichskreis 17 erfüllt die Aufgabe, die von Reglem
8 a bis 8 d gelieferten Signale zu vergleichen und entweder ein einzelnes
Signal oder eine Signalkombination zur Steuerung des Sollwertes des Reglers
7 zu benutzen.
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Bei der Anlage gemäß F ig.4 werden die dem Regler 8a zugeführten Bezugsgrößen
14 und 15 in Abhängigkeit vom Ausgangssignal 18 des Reglers
8d über einen Regler 19 gesteuert. Auf diese Weise wird der Meßwert
des dem Mühlenauslauf benachbarten Schwingungsumformers 6d zur Steuerung
des Sollwertes des dem Mühleneinlauf zugeordneten Schwingungsumformers 6a benutzt.
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Die Ausgangssignale der den mittleren Kammein 11 und III zugeordneten
Regler 8 b und 8 c können entweder gleichfalls auf den Regler
19 wirken oder - gegebenenfalls in geeigneter Kombination mit dem
Ausgangssignal des Reglers 8a - mit zur Steuerung des Sollwertes 12 des Reglers
7 herangezogen werden.
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Es versteht sich, daß bei den Anlagen gemäß den F i g. 3 und
4 die Bezugsgrößen 14 und 15 für die einzelnen Regler 8a bis 8d unterschiedlich
gewählt und auf diese Weise den zugehörigen Kammern angepaßt werden können.