DE1958653A1

DE1958653A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Kuehlung von Schuettgut

Info

Publication number: DE1958653A1
Application number: DE19691958653
Authority: DE
Inventors: Klaus Ohliger; Ernst Wellershaus
Original assignee: GROSSMANN EISEN und STAHLWERKE
Current assignee: GROSSMANN EISEN und STAHLWERKE
Priority date: 1969-11-22
Filing date: 1969-11-22
Publication date: 1971-05-27
Also published as: LU62100A1; DE1958653B2; ES385744A1; DE1958653C3; CH526164A; FR2069745A5; BE759227A; NL7017028A; AT312177B

Description

1958653l· Dipl.-lng. H. Sauenland ■ Dr.-ing. R. König Patentanwälte ■ 4aaa Düsseldorf · Cecilienallee ye ■ Telefon 435732

Unsere Akte: 25 190 21. November 1969

0. Grossmann, Eisen- und Stahlwerk Akt.-Ges., 5650 Solingen-Wald

"Verfahren und Vorrichtung zum Regeln der Kühlung von

Schüttgut"

Die Erfindung "bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Regeln der Kühlung von Schüttgut durch Zugabe von Wasser und deseen Verdunstung. Es ist bereits bekannt, heißen Schüttgütern Wasser zuzugeben, um durch die Wasserverdunstung von dem Gut Wärme abzuleiten und somit das Schüttgut zu kühlen. Üblicherweise wird die zuzugebene Wassermenge aufgrund einer Temperaturmessung im Schüttgut und/oder einer Mengenmessung des Schüttgutes eingestellt. Gelegentlich sind auch zwei oder mehr dieser Steuersysteme hintereinander geschaltet, um durch stufenweise Wasserdosierung einer gewünschten Endtemperatur näherzukoamen. Als indirekte Methode des Steuerns ließen sich auch solche Verfahren heranziehen, die nicht eine Temperaturänderung, sondern ein Einstellen des Wassergehaltes im Schüttgut bezweoken.

Als Steuerung wird in dieser Hinsieht ein Vorgang bezeichnet, bei dem aufgrund eines Signals (Temperatur, Wassergehalt) von einer etwa auf einem fortlaufenden Band transportierten Schüttguteinheit die Dosierung für die folgend· Sohüttguteinheit eingestellt wird. Das steuernde Kühlen besitzt insofern erhebliche Nachteile, als die gewünschte Temperatur nur mit geringer Treffsicherheit zu erreiohen

109822/0932

ist« Insbesondere bietet der Stand der Technik noch keine wirtschaftliche Lösung zur Einbeziehung der für die Kühlung durch Verdunstung außerordentlich wichtigen Einflüsse der Umgebung, d_oh, der Luft, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftbewegung usw. und des Schüttgutes selbst, wie Packungsdichte, Beimengungen, Korngröße und Oberfläche.

Als Regelung wird ein Vorgang bezeichnet, bei dem von einer zweiten, hinter die Dosiervorrichtung geschalteten Meßstrecke ein Signal (Rückkoppelung) zur ersten Meßstrecke und zu der Dosierung erfolgt, wobei die Dosierung entsprechend dem an der zweiten Meßstrecke beobachteten Effekt korrigiert wird.

Es ist weiterhin aus den deutschen Patenten 1 194 534 und 1 199 932 eine Anordnung und ein Verfahren zum Regeln des Feuchtigkeitsgrades von Gießereisand bekannt, bei der der Feuciit-igkeitsgrad des Sandes durch Messen des Widerstandes zwischen zwei in den Sand eintauchenden Elektroden bestimmt wird. Die bekannten Verfahren dienen lediglich zum Messen des Wassergehaltes; sie umfassen teilweise auch Prinzipien des Regeins·

Der Wassergehalt ist jedoch als Steuergröße für die Kühlung insofern ungeeignet, als das kontinuierliche Messen des Wassergehaltes beispielsweise durch Widerstandsmessung, StrahlungsSchwächung, Siebbarkeit, Packungsdichte der Schüttung usw. entweder zu ungenau arbeitet oder nicht mit einem vertretbaren Zeitaufwand durchzuführen ist» Entscheidender ist jedoch, daß die Änderung des Feuchtigkeitsgehaltes nicht nur von den Temperatur- und Verdunstungsbedingungen abhängt, sondern auch in großem Maße von der a priori unbekannten Zusammensetzung bzw«, von den Eigenschaften des Schüttgutes·

Das Wesen der Erfindung besteht darin, innerhalb eines

109822/0932

fortlaufenden Schüttgut-Stromes an zwei hintereinander liegenden Meßstellen, deren Abstand durch die zeitabhängige Differenz zwischen der Hoch- und Tieflage der Temperatur vor und nach dem Kühlen für verschiedene Schüttgüter besonders festgelegt ist, jeweils die Temperatur des Schüttgutes zu messen, wobei die erste Meßstelle die unmittelbar danach angeordnete Wasserzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur des anltoasenden Schüttgutes steuert und die zweite Mefistelle die positive oder negative Abweichung von einer vorgegebenen temperatur nach dem Kühlen feststellt und das Einschalten eines weiteren Regelgliedes auslöst, das die Korrektur der von der ersten Meßstelle steuernd eingestellten Wasserzufuhr proportional zur Temperaturdifferenz zwischen den Meßstellen eins und zwei vornimmt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung kann die durch die erste Meßstelle steuernd eingestellte Wassermenge zusätzlich nach der durchlaufenden Sandmenge variiert werden. Dies kann beispielsweise durch Anordnen des Temperaturfühlers an der Meßstelle an einem schwenkbaren Hebel, der proportional zur Höhe des Schüttgutes auf dem Transportband die Menge des Schüttgutes anzeigt, geschehene Die Menge kann bei strösendea bzw, fließendem Gut beispielsweise auch durch Strahlungsschwächung optisch oder radioaktiv ermittelt werden.

Zweckmäßig kann für den gall, daß nach einer Abweichung der Temperatur an der zweiten Meßstelle das zweite Regelglied keine Differenz zwischen der Temperatur an der ersten Meßstelle und der Temperatur an der zweiten Meßstelle gegenüber dem zuletzt registrierten Zustand anzeigt, ein optischer oder akustischer Alarm ausgelöst werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen

1Ö982?/0932

gjg« 1 den Sohüttguttemperatur-Verlauf entlang der abgewickelten Kühlstrecke, mit von der geförderten Sandmenge gesteuerter Wasserzugabe und

gjgo 2 den Sehüttguttemperatur-Yerlauf entlang der abgewickelten Kühlstrecke mit erfindungsgemäß geregelter Wasserzugabe.

figο 3 ein Blockdiagramm eines einfachen Regelungssystems zum Suhlen von Schüttgut und

J¹Ig₀ 4 ein Blockdiagramm eines erweiterten Regelsysteme zum Kühlen von Schüttgut.

Die erfindungsgemäße Anordnung zur Kühlung von Schüttgut besteht aus zwei hintereinander geschalteten Meßstellen 1 und 2, die die !Temperatur des durch die Regel- bzw. Kühlstrecke 3 fließenden Schüttgutes messen. Der Abstand zwischen den beiden Meßstellen wird derart ausgelegt, daß die Meßeteile 1 in der Teaperatur-Hoehlage, die Meßstelle 2 in der Temperatur-lieflage (vgl· Fig. 1 und 2) mißt. Die Meßeteile 1 steuert die Kühlwasserzugabe je nach der Sehüttgutmenge beim Überschreiten einer vorgegebenen Temperatur des Schüttgutes.

Bei dem Blockschaltbild (!ig. 3) ist hinter der Meßstelle 1 die Zugabevorrichtung 4 für das Kühlmittel (Wasser) in form von niohtdargestellten parallelgeschalteten Sprühdüsen angeordnet.

Die durch die Meßstelle 1 steuernd eingestellte Wassermenge kann zusätzlich nach der durchlaufenden Sandmenge variiert werden, so z.B. durch Anordnung des Temperaturmeßfühlers in einem schwenkbaren Hebel, der proportional zur Höhe des Schüttgutes auf dem Transportband die Menge des Schüttgutes anzeigt. Die Mengenanzeige kann bei jeglicher Art strömenden Gutes beispielsweise auch durch Strahlungs-

Schwächung optisch oder radioaktiv ermittelt werden.

Die Wasserzugabe, die hinter der Meßstelle 1 in Abhängigkeit von der geförderten Sandmenge gesteuert zugegeben wird, führt je nach der Einlauftemperatur des Sandes zu einer Abkühlung, deren Verlauf als Beispiel in Fig* 1 dargestellt ist. Die gewünschte Endtemperatur von 5O⁰C wird bei der gegebenen Einlauftemperator des Sandes nicht erreicht. Ihre regelnde Einstellung übernimmt die von der Heßstelle 2 beaufschlagte Regelanlage 5, 6. Sie besteht aus dem eigentlichen Meßfühler 2, einem Meßumwandler 5» einem Regler 6, in dem der Istwert mit dem Sollwert verglichen wird, und einem Stellglied der Zugabevorriohtung 4o Der Meßfühler ist ein Heizleiter, dessen Widerstand sich mit der Temperatur ändert. Bei dem Meßwandler 5 handelt es sich um einen Transistorverstärker, der eine Widerstandsänderung des Temperaturfühlers 2 dem Regler 6 als proportional steuernden Strom aufgibt. Das Stellglied 4 besteht aus einem elektromotorisch gesteuerten Ventil,

Das Stellglied 4 regelt die zuzugebende Wassermenge, bezogen auf die Abweichung von der Solltemperatur (50⁰C) sowohl in positivem als auch in negativem Sinne, so daß sieh der Abkühlungsverlauf nach 3?ig« 2 ergibt.

Die Solltemperatur von 50⁰C wird hierbei mit relativ geringer Streuung eingehalten, während bei ungeregelter Wasserzugabe, abgesehen von dem bereite erwähnten Überschreiten der Solltemperatur, eine verhältnismäßig große Streuung der Temperatur des Sandes beim Verlassen der Kühlstrecke ausgewiesen wird (vgl«, ?ig₀ 1)·

Eine empfehlenswerte, aber nicht zwingend notwendige Erweiterung der beschriebenen Anlage besteht darin, die Meng· des einlaufenden Sandes zusätzlich zu messen und den der Temperaturdifferene d_iet-I - 50⁰C), sowie den der jeweili-

1 09877/Π93?

gen Fördermenge entsprechenden Strom dem Regler als Steuergröße aufzugeben,, Dadurch soll im vorhinein eine der gewünschten Solltemperatur möglichst weitgehend angepaßte Wasserzugabe erreicht werden. Die exakte Anpassung an den Sollwert erfolgt wieder durch regelndes Rückkoppeln über die zweite Meßstelle mit den angeschlossenen Aggregaten in der Weise, daß zunächst die Schüttgutmenge durch ein Heßgerät 7 gemessen wird. Das Heßgerät 7 ist über einen Meßwandler 8 mit dem Regler 6 verbunden, auf den über einen weiteren Meßwandler 9 auch der Temperaturfühler 1 geschaltet ist„ Im übrigen ist die Anlage gemäß Figo 4 ebenso aufgebaut wie die Anlage gemäß PIg₀ 3·

Die Regeleinrichtung braucht nicht unbedingt nach dem beschriebenen elektrischen Verfahren betrieben zu werden. Sie kann auch hydraulisch unter Ausnutzung der Ausdehnung einer Flüssigkeit in einem entsprechend angeordneten Kapillarsystem derart erfolgen, daß in den Meßfühlern inkompressible Flüssigkeiten ihre Volumenänderung einem Hauptzylinder mitteilen, der als Regler den Stellantrieb steuert.

Claims

C. Grossmann, Bisen- und Stahlwerk Akto-G-es., 5650 Solingen-Wald

s==r==3=s=sssascsB

Patentansprüche:

( 1.jVerfahren zum Regeln der Kühlung von Schüttgut durch Zuga-—De von Wasser und dessen Verdunstung, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb eines fortlaufenden Stromes von Schüttgut an zwei hintereinander angeordneten Meßstellen, deren Abstand durch die zeitabhängige Differenz zwischen der Hoch- und Tieflage der Temperatur vor und naoh der Kühlung des betreffenden Schüttgutes gegeben 1st, jeweils die Temperatur des Schüttgutes gemessen wird, wobei die erste Meßstelle die unmittelbar danach angeordnete Wasserzufuhr in Abhängigkeit von der Temperatur des ankommenden Schüttgutes steuert und die zweite Meßstelle entsprechend der positiven oder negativen Abweichung von einer vorgegebenen Temperatur nach der Kühlung das Einschalten eines weiteren Regelgliedes auslöst, das eine Korrektur der von der ersten Meßstelle steuernd eingestellten Wasserzufuhr proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der ersten und der zweiten Meßstelle vornimmt .
2. Verfahren naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerimpuls an der ersten Meßstelle zusätzlich nach der durchlaufenden Sandmenge variiert wird.
3. Verfahren naoh Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß ein optischer oder akustischer Alarm ausgelöst wird, wenn nach Abweichung der Temperatur an der zweiten Meßstelle das zweite Regelglied keine Differenz zwischen der Temperatur der ersten Mefi-

1098?? /093?

stelle und der !Temperatur der zweiten Meßstelle gegenüber dem zuletzt registrierten Zustand anzeigt«,

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

1 oder 3, gekennzeichnet durch über einen Meßwandler (T) auf einen Begier (6) für ein Stellglied (4) der Wasserzugabe geschalteten Meßfühler (1) an der Einlaufseite einer Kühlstrecke (3) und einen über einen Meßwandler (5) auf den Regler (6) geschalteten Meßfühler (2) am Ende der Kühlstrecke (3).

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch

2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Mengenmesser (7) und ein Temperaturfühler (1) an der Einlaufseite einer Kühlstrecke (3) über jeweils einen Meßwandler (8, 9) und über einen Meßwandler (5) ein Meßfühler (2) auf einen Regler (6) für das Stellglied (4) der Wasserzugabe geschaltet sind.

Leerseite