DE19531427A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Belegung eines Transportmittels - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Belegung eines TransportmittelsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Optimieren der
Belegung eines Transportmittels, wie eines Förderbandes,
einer Förderleitung oder dergleichen, mit feinkörnigem
und/oder stückigem Gut, insbesondere von für die
Erschmelzung von Metallegierungen benötigten Materialien,
wie Schrott, Legierungs- und Feinungsmitteln sowie Kühl-
und Zuschlagstoffen, durch geregeltes Aufgeben des Gutes
in dosierten Chargen unterschiedlicher Stoffe aus
verschiedenen Quellen nacheinander in das Zielgefäß. Die
Erfindung umfaßt ferner eine Vorrichtung zum Ausführen
des genannten Verfahrens.
Es ist häufig erforderlich, z. B. für das Chargieren von
Metallschmelzöfen oder Entgasungsgefäßen, verschiedene
Stoffe in jeweils dosierten Teilmengen nacheinander von
einer Stelle, z. B. von Bunkern, mittels einer oder
mehrerer Transportmittel, wie Schurren, Förderleitungen,
Schwingförderrinnen oder Transportbändern, zu einer
anderen Stelle, z. B. einem Schmelzofen, zu fördern. Für
eine optimale Belegung des Transportmittels mit stückigem
und/oder feinkörnigem Gut ist es ebenso wichtig, eine
Überfrachtung des Transportmittels zu vermeiden, wie
sicherzustellen, daß das Transportmittel nicht unnötig
lange leerläuft.
Bisher hat man die Belegung eines Transportbandes optisch
überwacht. Wenn die Optik erfaßte, daß das Band nicht
mehr mit Transportgut belegt war, gab sie einen Impuls
ab, der die Zuführung weiterer Teilmengen auslöste. Da
Lichtschranken als optische Sensoren zum Abtasten der
Transportmittelbelegung durch Verschmutzung sehr schnell
blind wurden und ausfielen, war man auf visuelle
Überwachung angewiesen. Dazu war aber die ständige
Anwesenheit einer Bedienungsperson erforderlich, was
personalintensiv und damit kostenaufwendig war.
Lichtschranken sind ferner nicht in der Lage, kleine
Massenströme zu erfassen. Schließlich gelingt es mit
bekannten Abtastmitteln nicht, mit Hilfe einer
Rechnersteuerung eine automatische Gutaufgabe zu
ermöglichen.
Mechanische Sensoren erwiesen sich auch nicht als
geeignet und waren vor allem nicht in einen Regelkreis
eingeschaltet. Ein Beispiel für eine derartige
mechanische Abtastvorrichtung ist in der DE 26 25 560 A1
offenbart. Hier wird der Feststoffmassenstrom mittels
eines elastisch gelagerten Stahlstifts gemessen, der als
Sonde in die Förderstrecke hineinragt. Die Schwankungen
der Auslenkung der Sonde werden durch einen
piezoelektrischen Wandler in eine Wechselspannung
umgewandelt und anschließend zu einem dem
Feststoffmassenstrom analogen Meßwert verarbeitet.
Auch die DE 32 18 308 A1 beschreibt eine Meßvorrichtung,
mit der nur die geförderte Materialmenge gemessen wird.
Eine Fühlerplatte ist vertikal an einem Rahmen in der
Förderstrecke angebracht. Detektoren zum Messen der durch
das fallende Material verursachten Aufprallkraft sind mit
der Rückseite der Fühlerplatte verbunden.
Eine weitere Schüttstrommeßvorrichtung offenbart die
DE-U 79 14 053. Zum Messen der Durchflußmenge von
pulverförmigem oder körnigem Material ist eine
Prallplatte im Fallweg des Materials angebracht. Sie
liefert Meßergebnisse für den in einem bestimmten
Zeitabschnitt fließenden Schüttstrom.
Eine Rückkopplung der mit diesen bekannten Sonden
ermittelten Meßwerte in die Steuerung des
Transportsystems, mit der der zeitliche Ablauf der
Zuführung von aufeinanderfolgenden dosierten Teilmengen
optimiert werden kann, ist bei allen erwähnten bekannten
Vorrichtungen nicht gegeben. Mechanische Fühlermittel
waren aufgrund des hohen Verschleißes infolge der
ständigen Berührung mit dem geförderten stückigen oder
pulverförmigen Gut zudem sehr reparaturanfällig und
mußten häufig ersetzt werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die
Belegung eines Transportmittels mit feinkörnigem und/oder
stückigem Gut durch eine geeignete Regelung der Aufgabe
des Gutes in zeitlich gesteuerter Abfolge von Teilmengen
aus unterschiedlichen Quellen zu optimieren.
Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren
erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß als Regelgröße ein an
geeigneter Stelle auf dem Förderweg des Gutes
aufgenommenes Sonogramm verwendet wird und nach Erreichen
eines vorgegebenen das Leerlaufen des Transportmittels
anzeigenden Schwellwertes das Aufgeben der nächsten
Charge des Gutes auf das Transportmittel ausgelöst wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren löst die vorstehend
definierte Aufgabe und bietet darüber hinaus eine Reihe
von zusätzlichen Vorteilen. Zum einen ist das Verfahren
sowohl im Vakuumbereich als auch im Hochtemperaturbereich
anwendbar. Mit Hilfe der geschilderten Meßmethode gelingt
auch die Erfassung kleiner Mengen von Fördergut. Mit
Wissen der Gutart ist durch Aufzeichnung der
Schallintensität und deren zeitlichem Ablauf eine grobe
Vergleichswägung und somit die Dokumentation der Echtheit
der Legierungsgaben, ggf. auch bezüglich der
vorgeschriebenen Qualitätssicherung möglich. Auch eine
rechnergesteuerte Automatisierung der Zufuhr von Gut ist
mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens durchführbar.
Schließlich sind irgendwelche betrieblichen Störungen an
den Förderanlagen erfaßbar und innerhalb kurzer Zeit dann
auch abstellbar.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird an
geeigneter Stelle, insbesondere an der Übergabestelle des
Gutes von einem Transportmittel auf das folgende, eine
Geräuschmessung vorgenommen. Als Schallsensoren kommen
vor allem Mikrophone oder Körperschallaufnehmer in
Betracht. Diese messen den Geräuschpegel. Als Schwellwert
wird zunächst der Geräuschpegel ermittelt, den das
Transportmittel ohne Belegung mit Gut erzeugt. In dem
dazu aufgenommenen Sonogramm sind die Eigengeräusche des
Transportmittels, aber auch Umgebungsgeräusche enthalten.
Die Geräuschmessung ergibt die Regelgröße für die
Steuerung der Transportgutabgabe. Der vom Schallsensor
ermittelte Meßwert wird in einem Regler mit dem
Schwellwert verglichen. Meßwerte im Bereich des
Schwellwertes kennzeichnen ein leeres Transportband,
Meßwerte oberhalb des Schwellwerts ein mit Transportgut
belegtes Transportmittel. Ein Absinken der
Geräuschmeßwerte auf den Schwellwert zeigt ein Leerlaufen
des Transportmittels an. Der Regler gibt einen Impuls auf
die Öffnungsmechanik der nächstfolgenden Quelle ab, aus
der die nächste Charge stückigen und/oder feinkörnigen
Gutes auf das Transportmittel abgegeben werden soll.
Nachdem das Transportmittel diese vorher dosierte Charge
weggefördert hat, wobei der Geräuschpegel oberhalb des
Schwellwertes liegt, löst der Regler nach dem Absinken
des Geräuschpegels auf den Schwellwert des leergelaufenen
Transportmittels ggf. auch erst nach einer variablen
Sicherheitszeit von z. B. bis 5 s ein Signal auf die
Steuereinheit aus, die die Öffnungsmechanik des
nächstfolgenden Transportgutbehälters steuert und die
nächstfolgende Charge desselben oder eines anderen
Materials freigibt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, automatisch
den genauen Zeitpunkt zu ermitteln, an dem das
Transportmittel infolge Abgabe des vorher aufgegebenen
Transportgutes an die Abladestelle oder Abgabe an das
nächstfolgende Transportmittel leergelaufen ist, und
danach die Steuerung der Zufuhr weiterer
Transportgutchargen auszulösen, so daß das
Transportmittel optimal mit Transportgut belegt wird,
ohne daß eine Bedienungsperson eingreifen muß. Die
Zeit spannen zwischen dem Leerlaufen des Transportmittels
und dem Aufgeben einer weiteren Charge sind ausreichend
kurz bemessen. Durch diese optimale Belegung gelingt es,
den gesamten Chargiervorgang zu beschleunigen und damit
die Wirtschaftlichkeit des Prozesses zu erhöhen.
Anhand der Aufgabe von für die Erschmelzung von
Metallegierungen notwendigen Materialien soll die
Erfindung näher erläutert werden, ohne daß sie hierauf
beschränkt sein soll.
In Anlagen zum Legieren von Metallschmelzen und
Einbringen von Zusatzstoffen, wie Schlacken, Kühlschrott,
Feinungsmitteln, werden unterschiedlich dosierte
Stückgutmengen mit unterschiedlicher Körnung nach der
Abgabe aus Wiegebunkern über Transporteinheiten, wie
Schwingförderer, Weichen, Transportwagen,
Transportbänder, in einen Ofen oder eine Vakuumanlage
gefördert. An den Übergabestellen von einem zum anderen
Transportmittel verursachen die feinkörnigen und/oder
stückigen Transportgüter beim Aufprall einen erhöhten
Geräuschpegel, der durch einen Schallsensor 18, z. B.
einen Körperschallaufnehmer, gemessen wird, welcher an
der Übergabestelle an dem Transportmittel installiert
ist.
Das Fördersystem umfaßt nach Fig. 1 einen Steil
förderer 1, der im oberen Bereich horizontal ist,
eine fahrbare Schurre oder Weiche 2, Schwingförderrinnen
3, 4, Gurtförderer 5, 6, Aufgabeschleusen 7, 8,
Vakuumschleusen 9, 10, Zuteilrinnen 11, 12, Zuführstutzen
13 und, Zellräder 14, 15 an den Bunkern 16. Mit den
Buchstaben A, B und C sind Stellen entlang des
Transportgutförderweges bezeichnet, an denen eine
Geräuschmessung mittels geeigneter Schallsensoren
durchgeführt werden könnte, um eine optimale Belegung der
Transportmittel mit Transportgut sicherzustellen und
Störungen schnell zu erfassen. So zeigt der an der Stelle
A angebrachte Schallsensor, der in der in größerem
Maßstab dargestellten Ausschnittsskizze der Fig. 2 mit 18
bezeichnet ist, an, wenn der Steilförderer 1 kein Gut
mehr fördert. Daraufhin würde von dem mit dem an der
Stelle A befindlichen Schallsensor 18 verbundenen Regler
19 ein Signal an eine Steuereinheit 20 (Fig. 2) gegeben,
welche z. B. die Umschaltbestätigung der Weiche 2 auslöst,
die durch ihre Endlagenmeldung signalisiert, daß die
Bandanlage die Vakuumschleusen 9 oder 10 füllt. Der
Schallsensor an der Stelle B steuert den Austrag der
Vakuumschleusen 9, 10, zu dem Entgasungsgefäß 17. Der
Schallsensor an der Stelle C kann die Zufuhr von Gut über
die Zellradschleusen 14, 15 am Boden der Bunker 16 und
das Zugeben über die Zuteilrinnen 11 und 12 in das
Entgasungsgefäß 17 steuern. Die Signale des Sensors an
Stelle C dienen auch der Dokumentation.
In einem vergrößerten Ausschnitt zeigt Fig. 3 den
Zuführstutzen 13, der im Innern mit hohen Temperaturen
und Tiefstvakuum beaufschlagt wird, und die Anordnung des
Schallsensors an der Stelle C der Fig. 1. Der
Zufuhrstutzen 13 enthält eine metallische Einlage 21, auf
die das geförderte Gut trifft und mit der der
Schallsensor 18 in Berührung steht.
In welcher Reihenfolge das Transportsystem mit den
einzelnen Teilmengen oder Chargen beschickt wird, kann
zuvor festgelegt werden, so daß der Ablauf reibungslos
erfolgen kann.
Claims (3)
1. Verfahren zum Optimieren der Belegung eines
Transportmittels, insbesondere eines Förderbandes, mit
feinkörnigem und/oder stückigem Gut, insbesondere von für
die Erschmelzung von Metallegierungen benötigten
Materialien, wie Schrott, Legierungs- und Feinungsmitteln
sowie Kühl- und Zuschlagstoffen, durch geregeltes
Aufgeben des Gutes in dosierten Chargen unterschiedlicher
Stoffe aus verschiedenen Quellen nacheinander auf das
Transportmittel,
dadurch gekennzeichnet, daß als
Regelgröße ein an geeigneter Stelle auf dem Förderweg des
Gutes aufgenommenes Sonogramm verwendet wird und nach
Erreichen eines vorgegebenen das Leerlaufen des
Transportmittels kennzeichnenden Schwellwertes das
Aufgeben der nächsten Charge des Gutes auf das
Transportmittel ausgelöst wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Geräuschmessung an den Übergabestellen des Gutes von
einem Transportmittel zum nächsten erfolgt, an denen
zuvor auch die Schwellwerte aufgenommen wurden.
3. Vorrichtung zum Ausführen des Verfahrens nach
einem der Ansprüche 1 oder 2,
gekennzeichnet durch einen Schallsensor
(18), wie Mikrophon oder Körperschallaufnehmer, der an
der Übergabestelle des Gutes von einem Transportmittel
auf ein nachfolgendes Transportmittel angeordnet ist,
durch einen mit diesem verbundenen Regler (19) und durch
eine die Öffnungsmechaniken von Materialbehältern
betätigende Steuereinheit (20).
Priority Applications (1)
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DE1995131427 DE19531427C2 (de) | 1995-08-27 | 1995-08-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Belegung eines Transportmittels |
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DE19531427C2 DE19531427C2 (de) | 2002-03-21 |
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DE1995131427 Expired - Fee Related DE19531427C2 (de) | 1995-08-27 | 1995-08-27 | Verfahren und Vorrichtung zur Optimierung der Belegung eines Transportmittels |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19531427C2 (de) |
Families Citing this family (1)
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1995
- 1995-08-27 DE DE1995131427 patent/DE19531427C2/de not_active Expired - Fee Related
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