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Beschreibung
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Die Erfindung betrifft ein Austragssteuerverfahren für eine Naßsetzmaschine
zur Sortierung von Kohle, insbesondere Kohle mit höherem Asche- oder Schwefelgehalt,
nach dem Gewicht, wobei sich die Kohle auf dem Bett der Naßsetzmaschine in Schichten
gleichen spezifischen Gewichts ordnet und wobei zumindest die Höhe einer Kohleschicht
von zumindest einem Tastkörper, vorzugsweise nach dem Schwimmerprinzip, gemessen
wird, der einstellbar zumindest eine Austragsvorrichtung für den getrennten Austrag
der einzelnen Kohleschichten steuert.
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Bei Naßsetzmaschinen, z. B. bei Maschinen, wie sie in dem "Mining
Congress Journal", May 1974, Seiten 43 - 49, American Mining Congress, Washington,
D.C., beschrieben sind, wird die Schichtung der Mineralien, die sich auf dem Setzbett
einstellt, durch Schwimmer gemessen. Die Abtastung erfolgt jeweils entsprechend
dem Deutschen Patent Nr.
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932 481 am unteren Totpunkt der Pulsationsbewegung, wenn die abzutastenden
Schichten dicht gepackt sind. Trotz dieser Maßnahme hat, bedingt durch die Pulsationen
und die sich daraus ergebenden dynamischen Vorgänge, die Abtastung eine
manchmal
unerwünscht große Toleranz. Es ist insbesondere schwierig, Kohleschichten, die unter
sich nur geringe Dichteunterschiede aufweisen, mit der geforderten Genauigkeit ohne
Fehlausträge zu trennen.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Austragssteuerverfahren für eine
Naßsetzmaschine anzugeben, das mit den bekannten Schwimmersystemen die Trennung
von Schichten geringen Dichteunterschiedes sicher erlaubt, und insbesondere schlechte
Kohle, d. h. Kohle mit hohem Asche- und/oder Schwefelgehalt besser aufzubereiten
erlaubt, als es bisher möglich war.
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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zur Austragssteuerung beliebiger
Kohleschichten, insbesondere zur Trennung von Kohleschichten geringfügig unterschiedlichen
Gewichts, die Schichthöhe einer Referenzschicht, deren spezifisches Gewicht vorzugsweise
größer als der zu trennenden Schichten ist, abgetastet wird. Durch die Abtastung
einer Referenzschicht wird vorteilhaft von der Erscheinung Gebrauch gemacht, daß
sich in dem zu sortierenden Kohle-Berge-Gemisch eine Schicht ausbildet, die hohe
Dichteunterschiede aufweist. Ein Schwimmeraustragssystem, das in dem Bereich hohen
Dichteunterschieds arbeitet, spricht daher bereits
nach besonders
kleinen Wegen an und zeigt diese Schicht und ihre Lage exakt an. Da die Zusammensetzung
der zu sortierenden Kohle über gewisse Zeiträume generell gleich ist, kann über
die Abtastung dieser Schicht auch der Austrag anderer Schichten, die darüber oder
darunter liegen, gesteuert werden.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der abgetastete
Wert der Schichthöhe der Referenzschicht, vorzugsweise über eine Istwert-Sollwert-Regelung,
eine Austragsvorrichtung für zumindest eine andere Kohleschicht steuert. Hierdurch
wird erreicht, daß die Vorteile, die sich durch die Abtastung der Referenzschicht
ergeben, auch für das Einstellen beliebiger Trennschnitte genutzt werden können.
Dabei ist eine Istwert-Sollwert-Regelung besonders einfach und genau arbeitend.
Insbesondere ist es möglich, durch Beeinflussung des Sollwertes eine leichte und
genaue Nachregelung der Sortierung zu erreichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Sollwert
durch eine Korrekturgröße geführt wird.
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So wird vorteilhaft eine bessere Führung des Trennschnittes erreicht.
Die Fehler, die sich
aus Änderungen der Zusammensetzung der Kohle
für die Trennung ergeben würden, können vermieden werden. Bei kontinuierlicher Beeinflussung
des Sollwertes durch eine genau ermittelte Korrekturgröße läßt sich so zumindest
eine Trennung von gewichtsmäßig nahe beieinanderliegenden Eohlesorten im Genauigkeitsbereich
der Schwertrübetrennung erreichen.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Korrekturgröße
des Sollwert es durch den Aschegehalt der Kohle bestimmt wird. Der Aschegehalt der
Kohle ist besonders vorteilhaft durch vollautomatisch und kontinuierlich arbeitende
Analysegeräte, wie sie etwa in dem Prospekt "pressung des Aschegehaltes der Feinkohle"
der Wedag, Bochum, beschrieben sind, zu ermitteln. Da überraschenderweise der Aschegehalt
der Kohle und auch in gewissenm Maße der Schwefelgehalt, von der Dichte der Kohle
abhängig ist, steht so eine in bekannter Weise genau zu ermittelnde Korrekturgröße
für die Lage des Trennschnittes zur Verfügung. So kann die erfindungsgemäße Abtastung
der Referenzschicht auf einfache und genaue Weise mit Hilfe bekannter Vorrichtungen
zu einer Trennung von Kohleschichten geringfügig unterschiedlichen Gewichts führen,
wobei eine Genauigkeit erreicht wird, die durch direkte Abtastung nicht erreichbar
wäre.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß als Referenzschicht
eine Schicht mit einem spezifischen Gewicht zwischen 1,5 und 2,0 kg/dm³ dient. Im
Gewichtsbereich von t = 1,5 bis 2,0 kg/dm³ liegt der Übergang Kohle-Mittelprodukt.
Hier steigt das spezifische Gewicht bezogen auf das vorhandene Volumen sehr rasch
an, so daß sich hier vorteilhaft eine passende Referenzschicht auswählen läßt. Vorteilhafterweise
ist der Gewichtsbereich T = 1,5 - 2,0 kg/dm3 für alle in größerem Naße vorkommende
Kohlesorten weltweit gleich, so daß für alle Einsatzfälle nur ein Schwimmer- und
Regelungssystem entworfen werden muß.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das spezifische
Gewicht der abgetrennten Kohleschicht gleich oder kleiner als t = 1,55 kg/dm3, insbesondere
kleiner als T = 1,35 kg/dm3 ist. Es hat sich herausgestellt, daß bei der Kohle,
deren Gewicht unter t - 1,35 kg/dm3 liegt, der Aschegehalt und der Schwefelgehalt
besonders gering ist.
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Insbesondere der Schwefel verteilt sich hauptsächlich auf das Nittelgut
und die Berge sowie auf die Kohle mit einem t größer als 1,35 kg/dm3, weniger å
jedoch auf die Kohle mit niedrigerem spezifischen Gewicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der gemessene
Aschegehalt der Kohle automatisch fortlaufend in ein Signal für die Größe der Sollwertveränderung
umgewandelt wird. Auf diese Art und Weise ist es besonders einfach, das Aschebestimmungsgerät
und die Austragssteuerung miteinander zu verknüpfen und eine automatische, sichere
Einstellung des gewünschten Trennschnittes zu erreichen.
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Ziir Durchführung des Verfahrens zur Aufbereitung von Kohle ist eine
Austragssteuervorrichtung vorgesehen, die ein vorzugsweise kontinuierlich und automatisch
arbeitendes Aschebestimmungsgerät aufweist, das mit der Regeleinrichtung für die
Höhe der auszutragenden Schichten in Verbindung steht. Auf diese Weise steht vorteilhaft
eine für das erfindungsgemaße Austragssteuerverfahren geeignete Vorrichtung zur
Verfügung.
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In Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß Aschebestimmungsgerät
und Regeleinrichtung elektrisch mit ein ander verbunden sind, wobei zwischen Aschebestimmungsgerät
und Regeleinrichtung ein Meßwertverstärker und eine Dämpf ungsvo rrichtung für den
Sollwert angeordnet ist sowie
daß das Aschebestimmungsgerät an
einem Deilstromweg der ausgetragenen Kohle angeordnet ist. So ist eine fortlaufende
Nessung des Aschegehaltes mit direkter Verknüpfung mit der Regeleinrichtung der
Austragsvorrichtung gegeben, wobei die Toleranzen der Aschebestimmung und die zufälligen
Schwankungen des Aschegehaltes der Kohle ausgeschaltet sind. So kann das erfindungsgemäße
Verfahren besonders günstig angewendet werden.
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Das erfindungsgemäße Austragssteuerverfahren wird anhand eines schematischen
Schaltbildes näher beschrieben, das als besonders vorteilhaftes Beispiel eine Austragssteuervorrichtung
mit einem Aschebestimmungsgerät zeigt.
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In Figur 1 bezeichnet 1 die Kohleschicht und 2 die schwerere Schicht,
z. B. das Mittelgut und die Berge. Auf dem Mittelgut, in dem bei geringer Tiefenzunahme
das spezifische Gewicht schnell ansteigt, ruht der Schwimmer 3, dessen Lage über
die vbertragungsstange 4 dem induktiven Geber 5 mitgeteilt wird. Der induktive Geber
5 wird durch eine automatische Neßpunktfreigabe 6 eingeschaltet und leitet die Ist-Stellung
des Schwimmers 3 in der Meßpunktfreigabestellung, d. h. bei Vorliegen der dichtesten
Packung der
Kohle und des Mittelguts bzw. der Berge, zu einem elektronischen
Steuergerät 7 weiter, in dem es gespeichert, verstärkt und einem Anzeigegerät 7a
aufgegeben wird. Die automatische Meßpunktfreigabe 6 wird durch ein elektrisches
Signal geschaltet, das ebenso wie die Ventilsteuerimpulse für die Pulsluft in einem,
vorzugsweise elektronischen, nicht näher gezeigten Steuersystem erzeugt wird.
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Im Anzeigegerät 7b wird der Sollwert aßlgezeigt, der ebenso wie der
Istwert dem Istwert-Sollwert-Vergleichsgerät 7c aufgegeben wird. Sämtliche Schaltelemente,
Vergleichsgeräte etc. sind ebenso wie die Ventilsteuerung vorzugsweise als elektronische
Einschubteile in Form von Steckkarten mit MOS-Bausteinen ausgebildet. Sie können
å jedoch auch fest verdrahtet in einem Gehäuse angeordnet sein und mit herkömmlichen
Relais etc. arbeiten.
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Aus dem Istwert-Sollwert-Vergleichsgerät 7c kommt das Steuersignal
für die vorzugsweise elektronischen Drei-Wege-Ventile 8, die den hydraulischen Stellmotor
10 betätigen. Dieser verschiebt mit Hilfe des Gestänges 11 die Austragsvorrichtung
12 und stellt den Austrag solange in der Richtung der Abweichung des Istwertes vom
Sollwert ein, bis der Istwert
der Schichthöhe der abgetasteten
Materialien mit dem Sollwert übereinstimmt. Die Energie für den Stellmotor 10 liefert
die durch einen Elektromotor angetriebene ölpumpe 9.
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Zur Einstellung der Austragsorgane auf die gewünschte Austragsschichthöhe,
d. h. für den Mehraustrag gegenüber der Referenzschicht, ist dem Sollwertanzeigegerät
7b und dem Istwert-Sollwert-Vergleichsgerät 7c das Signal eines Aschebestimmungsgerätes
mit einem Zählrohr 14, das die Signale eines ß -Strahlers 13 aufnimmt, aufgeschaltet.
Das Signal des Aschebestimmungsgerätes wird vorteilhaft über den Meßwertverstärker
15 mit Zeitkonstante und Anzeige zunächst einer Zeitsteuerung 16 für die Sollwertverstellung
aufgegeben. Von dem Zeitsteuergerät 16 gelangt das Signal dann zu dem Steuergerät
7. Der Korrekturwert für die Austragsschichthöhe kann auch vorteilhaft aus dem Schwefelgehalt
ermittelt werden. Er wird ebenfalls passend umgewandelt und der Sollwertverstellung
aufgegeben.
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Das erfindungsgemäße Austragssteuerverfahren und die dazugehörige
Vorrichtung eignet sich besonders für die Aufbereitung von Kohle mit hohen Asche-
und Schwefelgehalten.
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Der Einsatz ist jedoch auch bei der Trennung von Kohle mit geringen
Asche- und Schwefelgehalten möglich, wenn auf eine
Trennung von
Kohlen mit unterschiedlichen Primär-Asche-oder Schwefelgehalten Wert gelegt wird.
Unter Primär-Asche-oder Schwefelgehalt wird der å jeweilige Asche- oder Schwefelgehalt
einer Dichte der Rohkohle verstanden. Auch hier genügen die Unterschiede im Aschegehalt
im Zusammenhang mit der vorteilhaften Abtastung der Referenzschicht um zu einer
bisher unerreichbar guten Trennung verschiedener im spezifischen Gewicht nur geringfügig
unterschiedlicher Kohleschichten zu kommen. So ist das erfindungsgemäße Verfahren
universell bei der Sortierung von Kohle anwendbar. Es ergibt eine Trenngenauigkeit,
die die der Schwerflüssigkeitstrennung erreicht oder sogar überschreitet.
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Als Korrekturgröße braucht nicht zwingend der Asche- oder Schwefelgehalt
verwendet werden. Auch die Größe anderer Verunreinigungen kann verwendet werden.
Des gleichen ist auch die Wahl einer anderen, z. B. schwereren Referenzschicht möglich.
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