DE2932783C3 - Rührwerkskugelmühle-Regelung - Google Patents
Rührwerkskugelmühle-RegelungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Rührwerksmühle nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Bekannte Rührwerkskugelmühlen (siehe z. B. DE-OS
25 41 302) werden zum Feinmahlen, Dispergieren, Homogenisieren
und/oder Emulgieren von flüssigen Produkten
verwendet. Insbesondere wird mit Rührwerkskugelmühlen
ein kontinuierlicher Arbeitsprozeß durchgeführt.
Beispielsweise werden Dispersionen von Farbpigmenten
in Lösungs- und Bindemitteln in Rührwerkskugelmühlen
verarbeitet.
Ein Problem bei Rührwerkskugelmühlen besteht darin,
die verschiedenen Betriebsparameter, wie Temperatur,
Förderdruck der Speisepumpe, Durchsatzmenge,
Drehzahl von Pumpe und Rührwerk, Volumen des
Mahlbehälters, sofern dieses veränderbar ist, für das zu
verarbeitende Produkt optimal einzustellen. Bisher geschah
diese Einstellung aufgrund von Erfahrungswerten
manuell. Dies führt jedoch im praktischen Betrieb zu
Unregelmäßigkeiten, weil häufig eine einzige Bedienungsperson
mehrere Mühlen überwachen muß und die
verschiedenen einzustellenden Betriebsparameter voneinander
abhängig sind. Beispielsweise ist die stündliche
Durchsatzmenge von Drehzahl und Druck der Speisepumpe
abhängig, aber ebenso von der Produktviskosität,
und diese wiederum von der Produkttemperatur.
Die Produkttemperatur wird indessen aber wieder vom
Betriebszustand innerhalb der Maschine, insbesondere
vom Mahlwiderstand, vom Reibungsbeiwert und von
der Intensität der Kühlung von Rührwerk und Mahlbehälter
sowie von der Drehzahl der Maschine beeinflußt.
Es ist schon bekanntgeworden, dem Betriebszustand
der Mühle z. B. durch Konstanthalten der Viskosität des
Produktes mittels Zugabe von Lösungs- bzw. Bindemitteln
zu beeinflussen (DE-OS 25 46 146).
Ein weiteres Problem bei Rührwerkskugelmühlen besteht
in der Gefahr der Überhitzung und damit Schädigung
von temperaturempfindlichem Mahlgut. Eine bekannte
Mühle (US-PS 39 84 055) wurde aus diesem
Grunde mit einem Überwachungs- und Alarmsystem
ausgerüstet, das bestimmte Betriebsparameter erfassen
sowie deren Abweichung von einem bestimmten Wert
feststellen und bei Überschreitung einer festgelegten
Abweichungstoleranz z. B. die Speisepumpe stillsetzen
und/oder einen Alarm auslösen kann, der das Bedienungspersonal
auf eine Unregelmäßigkeit im Funktionsablauf
aufmerksam macht. Hierbei können Parameter
wie beispielsweise der Druck im Mahlbehälter,
der Druck des Kühlmediums, die Temperatur im Mahlbehälter
o. dgl. erfaßt werden. Nachteilig an dieser bekannten
Mühle ist jedoch, daß nach Auslösung eines
Alarms oder Stillsetzung der Mühle der Normalzustand
nur durch den Eingriff einer erfahrenen Bedienungsperson
wieder hergestellt werden kann.
Weiter ist es bei Mühlen schon bekanntgeworden, die
Leistungsaufnahme des Rührwerkmotors möglichst auf
einem optimalen Wert zu halten, indem seine Stromaufnahme
als Meßgröße zum Regeln der Mahlgutzufuhr
herangezogen wird (DE-AS 10 77 950, DE-PS 12 16 079,
DE-AS 20 41 172, BE-PS 5 54 440). Diese Maßnahme
reicht jedoch nicht zur Optimierung des Mühlenbetriebs
aus.
Weiter ist es schon bekanntgeworden (DE-AS
12 48 440, DE-PS 20 51 003), durch Verschieben eines
den Mahlbehälter oder eine Nebenkammer oben oder
unten begrenzenden vollflächigen oder siebartig perforierten
Kolbens oder Verdrängungskörpers mit Hilfe
mechanischer, hydraulischer oder pneumatischer Einrichtungen
das Volumen im mit Mahlkörpern angefüllten
Hohlraum zu verändern und der momentanen Motorleistung
anzupassen. Diese Anordnung ist auch zur
Erleichterung des Anlaufs einer Vollmühle im entlasteten
Zustand vorteilhaft. Alle bekannten Rührwerkskugelmühlen
haben jedoch den Nachteil, daß die kritischen
Parameter wie Temperatur, Belastbarkeit der
Motoren, Drehzahlen usw. deutlich unterhalb eines gerade
noch zulässigen Maximalwertes gehalten werden
müssen, damit die bei den möglichen Schwankungen
erforderlichen erheblichen Sicherheiten zur Verfügung
stehen.
Dies gilt auch für eine weitere Rührwerksmühle mit
einem elektromotorisch angetriebenen Rührwerk
(US-PS 34 58 144), bei der der kühlbare Mahlbehälter
einen Einlaß und einen Auslaß für das mittels einer
Pumpe zugeführte, das Mahlgut enthaltende Fluid aufweist.
Weiter ist ein Regelkreis für die Kühlintensität in
Abhängigkeit von der Temperatur im Mahlbehälter
vorgesehen. Nachteilig an dieser bekannten Rührwerksmühle
ist weiterhin, daß eine Temperaturregelung sehr
träge arbeitet, d. h., daß eine beispielsweise durch eine
erhöhte Motorleistung hervorgerufene Temperaturerhöhung
sich erst mit einer Verzögerung am Temperaturmeßfühler
bemerkbar macht und die Erniedrigung
der erhöhten Temperatur durch verstärkte Kühlung
ebenfalls eine gewisse Zeit erfordert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht somit darin, eine
Rührwerksmühle der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, bei der es im normalen Bereich gar nicht erst
zur Temperaturveränderungen kommt, bei der aber
durch außergewöhnliche Einflüsse herbeigeführte Temperaturänderungen
gleichwohl ausgeregelt werden, damit
nicht nur eine konstante, reproduzierbare Qualität
des Mahlgutes sondern weiter gewährleistet wird, daß
stets an der oberen Grenze der Belastbarkeit des Rührwerksmotors,
des Kühlers sowie der Temperatur des
Mahlgutes gearbeitet werden kann, ohne daß die Gefahr
einer Überbeanspruchung einzelner Bauteile der
Mühle besteht.
Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei
einer gattungsgemäßen Rührwerksmühle
die Merkmale des kennzeichnenden
Teils der Patentansprüche 1
oder 8 vorgesehen.
Auf diese Weise wird die Temperatur primär durch
von Rührwerksstromänderungen herbeigeführte Maßnahmen
konstant gehalten. Nur wenn Schwankungen
der Temperatur des Mahlgutes, des Kühlwassers und
der Umgebung auftreten, tritt die Kühlregelung in Betrieb.
Auf diese Weise ist es möglich, problemlos an der
höchst zulässigen Temperaturgrenze zu arbeiten. Die
Temperaturkonstanthaltung erfolgt auch bei Veränderungen
des Mahlgutwiderstandes z. B. bei Veränderungen
der Viskosität des Mahlgutes. Da auch die Kolbenstellung
der Volumenregelanordnung den Widerstand
beeinflußt, tritt der Temperaturkonstanthaltungsregelkreis
auch bei entsprechenden Schwankungen in Tätigkeit.
Für den Fall, daß die Kapazität des
Kühlsystems erschöpft sein sollte
und die Temperatur im Mahlbehälter
zu hoch wird, ist der Ausgang des
Temperaturreglers über einen Sequenzregler
an den Pumpendrehzahlregler
und/oder den Volumenregler anschließbar.
Zur Umschaltung können zwei
Schalter vorgesehen sein, die den
Temperaturregler von dem Regelventil
abschalten und über den Sequenzregler
an den Pumpendrehzahl- oder Volumenregler
anschließen.
Falls der Druck im Mahlbehälter
einen zulässigen Wert überschreitet,
kann der Druckregler den Pumpendrehzahlregler
übersteuern, d. h. trotz
eines konstant bleibenden Rührwerksmotorstroms
den Durchsatz der Pumpe
reduzieren.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn am Auslaß des
Mahlbehälters ein Temperaturfühler angeordnet ist, der
an einen mit einem Solltemperatur-Eingang versehenen
Temperaturregler angeschlossen ist, dessen Ausgang
bei zu hoher Isttemperatur die Kühlintensität erhöht,
bei zu niedriger Isttemperatur erniedrigt. Insbesondere
beaufschlagt das Ausgangssignal des Temperaturreglers
ein Regelventil, durch welches das Kühlmedium zum
Mahlbehälter und/oder Rotor strömt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn auch die Differenz
von Mahlbehälter- und Rotor-Kühlung automatisch geregelt
ist. Hierzu kann ein zweites Regelventil vorgesehen
sein, welches den Kühlmittelstrom zum Mahlbehälter
bzw. Rotor individuell regelt und an einen Temperaturdifferenzregler
angeschlossen ist, dem als Eingangsgrößen
die Ausgangstemperaturen des Mahlbehälter-
und Rotor-Kühlkreises und die Solltemperaturdifferenz
zugeführt sind.
Eine erste zweckmäßige praktische Ausführungsform
der Erfindung kennzeichnet sich dadurch, daß der Rührwerksmotor-Iststrom
einem mit einem Rührwerksmotor-Sollstrom-Eingang
verbundenen Rührwerksmotor-Stromregler
zugeführt ist, dessen Ausgang an einen
Pumpendrehzahlregler angelegt ist und die Pumpendrehzahl
so regelt, daß der Rührwerksmotorstrom konstant
bleibt.
Bei einer Rührwerkskugelmühle mit einem geregelt
veränderbaren Mahlraumvolumen oder einer geregelt
veränderbaren Mahlkörperfüllung ist nach einer zweiten
praktischen Ausführungsform der Erfindung vorgesehen,
daß der Rührwerksmotor-Iststrom einem mit einem
Rührwerksmotor-Sollstrom-Eingang verbundenen
Rührwerksmotor-Stromregler zugeführt ist, dessen
Ausgang an einen Volumenregler angelegt ist und das
Volumen so regelt, daß der Rührwerksmotorstrom konstant
bleibt.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn der Ausgang
des Rührwerksmotor-Stromreglers über einen
Verteiler an den Pumpendrehzahlregler und den Volumenregler
angeschlossen ist. Dabei kann der Verteiler
vorteilhafterweise so ausgebildet sein, daß bei einer Änderung
des Soll-Rührwerksmotorstroms zunächst die
Pumpendrehzahl geändert wird und, wenn diese beispielsweise
ihren Maximalwert erreicht, der das Mahlvolumen
bestimmende Kolben bewegt wird.
Bei der Lösung nach Anspruch 8 ist es
besonders vorteilhaft, wenn gemäß
Anspruch 9 dem Druckregler auch der
Solldruck als Eingangsgröße zugeführt
ist.
Bei dieser Ausführungsform
wird also zur Konstanthaltung des Rührwerksmotorstromes
in erster Linie der Druck im Mahlbehälter
geregelt, indem die Pumpenmotordrehzahl entsprechend
verändert wird. Erst wenn die Drehzahl einen für
die Festigkeit der Pumpe gefährlichen Wert annimmt,
setzt die Drehzahlregelung ein. Der Druck sinkt dann
unter den Sollwert ab. Die Stromregelung setzt dann
ein, wenn die viskose Reibung in der Pumpe beim Anfahren
sehr hoch ist, oder wenn die Drehzahl z. B. durch
einen Stein in der Pumpe auf Null absinkt.
Vorzugsweise ist der Druckregler über einen Schalter
an den Drehzahlregler angeschlossen, derart, daß wahlweise
ein dem Druckregler zugeführtes Solldrucksignal
die Drehzahl der Pumpe bestimmt oder ein dem Drehzahlregler
zugeführtes Solldrehzahlsignal. Letzteres
liegt bei geöffnetem Schalter an dem Drehzahlregler an.
Besonders vorteilhaft wird erfindungsgemäß der
Rührwerksmotor als Drehstrom-Asynchronmotor ausgebildet,
der durch einen Frequenzumformer gespeist
ist, welchem als Steuersignal ein Solldrehzahlsignal oder
ein Solleistungssignal, falls dieses kleiner als das Solldrehzahlsignal
ist, zugeführt ist.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise anhand
der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Rührwerkskugelmühle
mit dem die Kühlintensität bestimmenden
Temperaturregelkreis, sowie in gestrichelter
Andeutung dem Rührwerksmotor-Regelkreis und dem
Temperatur-Differenz-Regelkreis,
Fig. 2 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1 zur Veranschaulichung
der Volumenregelung, wobei der Temperaturregelkreis
nicht dargestellt ist,
Fig. 3 eine Abwandlung der Vorrichtung zur Wegmessung
des Verdrängerkolbens,
Fig. 4 eine weitere Möglichkeit der Wegmessung des
Verdrängerkolbens,
Fig. 4a eine weitere Möglichkeit der Volumenregelung,
Fig. 5 ein Blockschaltbild einer ersten bevorzugten
Regelanordnung für eine Rührwerkskugelmühle gemäß
der Erfindung,
Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer bevorzugten
Regelanordnung für eine Rührwerkskugelmühle gemäß
der Erfindung,
Fig. 7 eine dritte Ausführungsform einer bevorzugten
Regelanordnung für eine erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle,
Fig. 8 eine schematische Darstellung einer Rührwerkskugelmühle
zur Veranschaulichung einer Drehzahl-
bzw. Leistungsbegrenzung des Rührwerksmotors
und
Fig. 9 eine weitere mit einem Rechner arbeitende
Ausführungsform.
Nach Fig. 1 weist eine Rührwerkskugelmühle einen
Mahlbehälter 11 und einen darin angeordneten Rotor
22 mit vertikal stehender Drehachse auf. Der Antrieb
des Rotors erfolgt mittels Keilriemen 38 durch den
Rührwerksmotor 28. Die zu verarbeitende Dispersion
oder Suspension wird aus einem Behälter 40 von einer
Pumpe 41 angesaugt, die durch einen Elektromotor 42
angetrieben wird. Die Pumpe 41 drückt das das Mahlgut
enthaltende Fluid von unten in den Mahlbehälter 11 ein,
welcher in der angedeuteten Weise mit Mahlkörpern,
insbesondere Mahlkugeln 43 gefüllt ist. Das das Mahlgut
enthaltende Fluid strömt im Mahlbehälter 11 am
Rotor 22 vorbei nach oben und tritt durch Öffnungen in
einer Trennwand 44 aus, wo es von den Mahlkörpern 43
getrennt werden kann. Schließlich fließt das das gemahlene
Gut enthaltende Fluid aus einem Auslaß 45 ab und
wird einer weiteren Nutzung zugeführt.
Ein Kühler 21 besteht aus einem Rotorkühlsystem
21b und einem Stator-Kühlsystem 21a. Das Kühlmittel
wird z. B. in Form von Wasser aus dem Wassernetz 20
entnommen und über ein Druck-Reduzierventil 19 einem
Magnetregelventil 18 zugeführt. Hinter dem Regelventil
18 spaltet sich der Kühlmittelstrom in zwei
Teilzweige auf, von denen der eine über eine Drossel 24
zum oberen Ende des Mahlbehälters 11 führt, während
der andere Teilstrom über eine Drossel 25 in das Innere
des Rotors geführt wird. Der Austritt des Kühlmittels
erfolgt bei 21c bzw. 21d.
Das Magnetregelventil 18 wird durch einen Temperaturregler
17 gesteuert, dem als Eingangsgrößen die von
einem Temperaturfühler 16 am Auslaß 45 gemessene
Ist-Temperatur Ti und eine beispielsweise von Hand
einstellbare Soll-Temperatur Ts zugeführt sind. Der
Temperaturregler 17 bildet daraus ein Differenzsignal,
welches das Regelventil 18 schließt, wenn die Ist-Temperatur
Ti zu niedrig ist und weiter öffnet, wenn sie zu
hoch ist.
Die Drosseln 24, 25 werden relativ zueinander so eingestellt,
daß jeder Teilkühlkreis 21a, 21b die richtige
Menge Kühlmittel enthält.
In gestrichelter Darstellung ist ein weiterer Regelkreis
veranschaulicht, welcher es erlaubt, auch die Temperaturdifferenz
zwischen den beiden Kühlkreisen
21a, 21b auf einen konstanten Wert einzuregeln. Beispielsweise
können die Austrittstemperaturen der beiden
Kühlkreise bei 21c und 21d auf den gleichen Wert
eingeregelt werden.
Hierzu sind Temperaturfühler 16′ bzw. 16′′ an den
Kühlkreisausgängen 21d bzw. 21c angeordnet. Sie liefern
Eingangstemperaturen T1, T2 für einen Temperaturdifferenzregler
26, dem außerdem als dritte Eingangsgröße
eine Soll-Temperaturdifferenz Td zugeführt
ist.
Am Ausgang des Temperaturdifferenzreglers erscheint
ein Signal, das der Differenz zwischen dem Signal
Td und der Differenz der Signale T1, T2 entspricht.
Mit diesem Signal wird ein weiteres Magnetregelventil
23 gesteuert, welches anstelle der Drossel 24 in
den Kühlkreis 21a eingebaut ist. Dieses Ventil regelt
also die Temperaturdifferenz T1-T2 auf einen konstanten
Wert ein.
Ein zwischen dem Pumpenmotor 42 und dem Rührwerksmotor
28 angeordneter Rührwerksmotorstrom-Regelkreis
13 in Fig. 1 gestrichelt angedeutet.
In Fig. 2 ist der Übersichtlichkeit halber bis auf einige
Andeutungen das in Fig. 1 im einzelnen gezeigte
Kühlsystem nicht dargestellt. Fig. 2 zeigt im einzelnen
den Volumenregler, mit dem die Füllung des Mahlbehälters
11 mit Mahlkörpern 43 geregelt werden kann.
Das das Mahlgut enthaltende Fluid wird wieder aus
dem Behälter 40 durch die vom Motor 42 betätigte
Pumpe 41 angesaugt und unten in den Mahlbehälter 11
eingeführt. Nach dem Aufsteigen durch das Bett der
Mahlkörper 43 tritt das Fluid am Auslaß 45 wieder aus
der Rührwerksmühle aus.
Erfindungsgemäß ist der Boden des Mahlbehälters 11
als Verdrängerkolben 46 ausgebildet der über eine Kolbenstange
47 mit einem Antriebskolben 48 verbunden
ist. Der Kolben 48 arbeitet in einem Zylinder 49 mit
vertikal stehender Achse. Der Zylinder 49 ist mit dem
Mahlbehälter 11 fest verbunden.
Mit dem Verdrängerkolben 46 kann das Gesamtvolumen
des Mahlbehälters 11 verändert werden. Dieses
Gesamtvolumen setzt sich zusammen aus dem Arbeitsvolumen
im Bereich des Rotors 22 und aus dem passiven
Volumen unterhalb dieses Rotors 22. Im passiven Volumen
bleiben die aus dem Arbeitsvolumen abgezogenen
Mahlkörper 43 in Ruhe, da sich der Einfluß des Rotors
22 nach unten nicht fortpflanzt. Aus zeichnerischen
Gründen sind große Mahlkörper 43 dargestellt worden.
In der Tat ist der Durchmesser der Mahlkörper meistens
kleiner als 2,5 mm.
In der folgenden Beschreibung ist mit dem Ausdruck
"Volumen des Mahlbehälters" das Gesamtvolumen gemeint.
Die Bewegung des Antriebskolbens 48 wird durch
einen Seilzug 50 auf ein Drehpotentiometer 51 übertragen.
Am unteren Ende des Seilzuges 50 ist ein Gegengewicht
52 oder eine eine Zugkraft ausübende Zugfeder
angeordnet. Beim Auf- bzw. Abgehen des Antriebskolbens
48 wird über den Seilzug 50 das Potentiometer 51
proportional verstellt. An seinem Ausgang entsteht somit
eine für die Ist-Stellung des Antriebskolbens 48 repräsentative
Spannung, die an den einen Eingang eines
Volumenreglers 53 angelegt ist.
Erfindungsgemäß befindet sich in der unterhalb des
Verdrängerkolbens 46 liegenden Zylinderkammer 54,
welche nach außen dicht abgeschlossen ist, eine Hydraulik-Flüssigkeit.
Demgegenüber ist die ebenfalls
dicht abgeschlossene odere Zylinderkammer 55 des unteren
Zylinders 49 mit Gas gefüllt. Die Kolbenstange 47
ist dicht durch die Zwischenwand 56 zwischen den beiden
Zylindern 49 bzw. 57 hindurchgeführt. Die Zylinderkammer
55 ist über ein Umschaltventil 58 an eine
Druckluftquelle 59 angeschlossen. Der Gasdruck beaufschlagt
also bei entsprechender Stellung des Umschaltventils
58 den Antriebskolben 48 nach unten. Die untere
Zylinderkammer 54 des oberen Zylinders 57 ist demgegenüber
über ein Magnetregelventil 60 an einen Ausgleichsdruckbehälter
61 angeschlossen, der unten mit
der Hydraulikflüssigkeit und oben mit Gas gefüllt ist.
Der Gasraum ist oben über ein weiteres Umschaltventil
62 ebenfalls an die Druckluftquelle 59 angelegt. Das
Magnetregelventil 60 wird durch den Ausgang des Volumenreglers
53 gesteuert, dem außer dem vom Potentiometer
51 gelieferten Kolbenstellungs-Istwert Vi ein
Volumen-Sollwert Vs zugeführt wird. Hierbei kann es
sich entweder um einen beispielsweise von Hand eingestellten
Festwert handeln oder einen von einem Verteiler
32 gelieferten Wert, der einen Bestandteil des noch
zu beschreibenden Regelkreises 13 bildet.
In Fig. 2 sind die Ventile 58, 62 in der Stellung für
automatische Regelung dargestellt. Sofern der Ist-Wert
Vi den Sollwert Vs überschreitet, d. h., das Mahlraum-Volumen
zu groß ist, öffnet das Magnetregelventil 60, bis
das Mahlraum-Volumen auf den Sollwert abgesenkt ist.
Anschließend schließt es wieder so weit, daß das vorbestimmte
Volumen beibehalten wird. Sollte das Ist-Volumen
Vi unter den Sollwert Vs absinken, öffnet das Regelventil
60 weiter und schiebt den Verdrängerkolben 46
wieder etwas nach unten.
Soll der Verdrängerkolben 46 beispielsweise zum Anfahren
der Vorrichtung in seine unterste Position gebracht
werden, so werden beide Ventile 58, 62 umgesteuert,
wodurch der Gasraum 55 mit dem Druck der
Quelle 59 beaufschlagt wird. Da diesem Zustand das
Magnetventil 60 geöffnet ist, wird der Verdrängerkolben
46 unter Überführung der Hydraulikflüssigkeit in den
Ausgleichsbehälter 61 langsam nach unten verschoben.
Wesentlich für die Erfindung ist die Füllung der
Zylinderkammer 54 mit Flüssigkeit und der Zylinderkammer
53 mit Gas. Hierdurch wird eine exakte Sollhöhe
des Verdrängerkolbens 46 genau eingehalten.
Fig. 3 veranschaulicht eine andere Möglichkeit zur
Bildung des Volumen-Istsignals. Bei dieser Ausführungsform
ist die Kolbenstange 47 hohl ausgebildet, so
daß in ihr ein lineares Schiebepotentiometer 63 untergebracht
werden kann, dessen Schleifer 64 mit dem Verdrängerkolben
46 verschiebbar verbunden ist. Auch auf
diese Weise kann das Volumen-Istsignal Vi gebildet
werden.
Schließlich kann nach Fig. 4 auch der Druckausgleichsbehälter
61 zur Bildung des Volumen-Istsignals
Vi herangezogen werden, indem in seinem Inneren eine
sich vertikal erstreckende Niveaumeßsonde 65 untergebracht
wird, die an den oben angeordneten Meßkopf 66
ein elektrisches Signal liefert, welches der Höhe der
Hydraulikflüssigkeitsoberfläche 67 in dem Ausgleichsbehälter
61 entspricht. Das Volumen-Istsignal Vi wird
auch hier wieder dem einen Regeleingang des Reglers
53 zugeführt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 4a sind sowohl
die obere Zylinderkammer 54 als auch die untere
Zylinderkammer 55 mit einer Druckflüssigkeit gefüllt.
Die beiden Zylinderkammern sind jeweils über eine Leitung
54′ bzw. 55′ mit den beiden Ausgängen eines Elektroservoventiles
60′ verbunden, dessen beide Eingänge
an eine Druckquelle 59, z. B. eine Pumpe bzw. einen
Rücklaufbehälter 59′ angeschlossen sind. In dem Weg
von der Pumpe 59 zum Ventil 60′ ist auch noch ein
Druckspeicher 61 eingeschaltet.
Im übrigen entspricht die Ausführung der nach
Fig. 2.
In der Mittelstellung des Servoventils 60′ bleibt die
Lage des Verdrängerkolbens 46 unverändert. Signalisiert
der Volumenregler 53 ein zu großes Volumen, so
wird das Servoventil 60′ nach oben geschaltet, worauf
die Druckquelle 59 an die obere Zylinderkammer 54 und
der Rücklauf 59′ an die untere Zylinderkammer 55 angeschlossen
ist. Sobald das Istvolumen Vi das Sollvolumen
Vs erreicht hat, schaltet der Volumenregler 53 das Ventil
60′ wieder in die Mittelstellung.
Im Falle eines zu kleinen Volumens im Mahlbehälter
11 wird das Ventil 60′ in die in Fig. 4a untere Lage
geschaltet, bei der die untere Zylinderkammer 55 mit
der Druckquelle 59 und die obere Zylinderkammer 54
mit dem Rücklauf 59′ verbunden sind. Das Volumen
wird jetzt so lange vergrößert, bis Vi wieder gleich Vs ist.
Der rein hydraulische Kolbenantrieb nach Fig. 4a mit
einem Elektroservoventil 60′ eignet sich insbesondere
zur stetigen Lageregelung des Kolbens 46 nach den
Fig. 6 und 7.
Während in den bisherigen Figuren nur Einzelheiten
der erfindungsgemäßen Rührwerkskugelmühle dargestellt
worden sind, wird in Fig. 5 eine erste praktische
Ausführungsform einer vollständigen Regelanordnung
nach Art eines Blockschaltbildes wiedergegeben. Danach
weist die erfindungsgemäße Rührwerkskugelmühle
einen Temperaturregelkreis 12 und einen Rührwerksmotorstrom-Regelkreis
13 auf.
Der Temperaturregelkreis 12 umfaßt den bereits in
den Fig. 1 und 2 dargestellten Temperaturmeßfühler
16, dessen der Temperatur am Ausgang des Mahlbehälters
11 entsprechendes elektrisches Signal dem einen
Regeleingang eines Temperaturreglers 17 als Temperatur-Istsignal
Ti zugeführt ist. Des weiteren liegt an dem
Regler 17 ein beispielsweise von Hand einstellbares
Temperatursollsignal Ts an. Der Ausgang des Temperaturreglers
17 ist an das Regelventil 18 angeschlossen,
welches je nach seinem Öffnungsgrad den Kühlwasserstrom
W zum Kühler 21 regelt, welcher in der anhand
von Fig. 1 erläuterten Weise am Mahlbehälter 11 bzw.
dem Rotor 22 angeordnet ist. Mittels des Temperaturregelkreises
12 läßt sich die Temperatur im Mahlbehälter
11 bzw. Rotor 22 in engen Grenzen auf dem Temperatur-Sollwert
Ts halten.
Der Rotor 22, welcher im Mahlbehälter 11 angeordnet
ist, wird über eine Kupplung 27 vom Rührwerksmotor
28 angetrieben.
Innerhalb des Rührwerksmotorstrom-Regelkreises
13 wird der Rührwerksmotorstrom Ir einem Rührwerksmotor-Stromregler
29 als eine Eingangsgröße zugeführt.
Die andere Eingangsgröße des Reglers 29 ist der
Rührwerksmotor-Sollstrom Is. Das für die Abweichung
des Iststromes Ir vom Sollstrom Is repräsentative Ausgangssignal
des Reglers 29 ist über einen Komparator
68 an einen Pumpendrehzahlregler 30 angelegt, welcher
über einen Pumpenmotorstromregler 69 die Drehzahl
des Pumpenmotors 42 regelt.
Bei einer Erhöhung des normalerweise vorgesehenen
Rührwerksmotorstromes Ir wird über die Drehzahlregler
30 die Drehzahl der Pumpe 41 so lange herabgesetzt,
bis der Rührwerksmotorstrom Ir wieder den Sollwert Is
erreicht und umgekehrt.
Um jedoch mit Sicherheit ein Überdrehen der Pumpe
41 zu vermeiden, wird dem Drehzahlregler 30 auch noch
ein Maximaldrehzahlsignal Nm zugeführt, welches dafür
sorgt, daß unabhängig von dem Rührwerksmotorstrom
Ir die Drehzahl der Pumpe 41 einen bestimmten
Maximalwert nicht überschreiten kann. Zu diesem
Zweck ist dem Drehzahlregler 30 als weiterer Eingang
auch das Drehzahl-Istsignal Ni zugeführt. Es findet im
Regler 30 also auch ein ständiger Vergleich zwischen
den Signalen Nm und Ni statt.
Außer dem Pumpendrehzahlregelkreis 14 ist auch
noch ein Pumpenmotorstromregelkreis 15 vorgesehen,
bei dem dem Pumpenmotorstromregler 69 ein Motorstrom-Istsignal
Mi und ein Maximalmotorstromsignal
Mm zugeführt sind. Hierdurch begrenzt der Regler 69
den Pumpenmotorstrom auf den Maximalwert Mm.
Dies kann z. B. dann von Bedeutung sein, wenn ein
größerer Fremdkörper in die Pumpe gelangt und diese
damit den Motor 42 zum Stillstand bringt. Die Stromregelung
beim Pumpenmotor dient jedoch vorzugsweise
dem Anfahren mit hochviskosen Produkten bei tiefen
Temperaturen. Erst in zweiter Linie wird der Motor und
die Pumpe bei Blockierung geschützt.
Der Regelkreis 15 übersteuert also den Regelkreis 14,
während dieser seinerseits den Regelkreis 13 übersteuert.
Außerdem ist in Fig. 5 der Volumenregelzylinder 57
angedeutet, welcher, wie in Fig. 2 im einzelnen gezeigt,
durch das Magnetventil 60 gesteuert wird, dem die Hydraulikflüssigkeit
H zugeführt wird.
Dem Volumenregler 53 ist in der aus Fig. 2 ersichtlichen
Weise das Volumen-Istsignal Vi und ein Volumen-Sollsignal
Vs zugeführt.
Durch Handeinstellung des Volumensollsignals Vs
wird der Verdrängerkolben 46 in eine vorbestimmte
Höhe eingefahren, in der er dann verbleibt.
Sollte aus irgendeinem Grunde die Kapazität des
Kühlers 21 nicht zur Einhaltung der Solltemperatur
Ts ausreichen, indem beispielsweise die Wasserversorgung
unzureichend ist oder eine Verschmutzung im
Kühlsystem vorliegt, oder die Kühlwassertemperatur zu
hoch liegt, kann der Schalter 36 geschlossen werden,
wodurch der Temperaturregler 17 zusätzlich an einen
Sequenzregler 35 angeschlossen wird, der am anderen
Eingang des Komparators 68 anliegt. Der Komparator
68 ist dabei so aufgebaut, daß das Temperaturdifferenzsignal
vom Temperaturregler 17 das Rührwerksmotorstromdifferenzsignal
vom Regler 29 übersteuert, derart,
daß die Drehzahl der Pumpe 41 unabhängig vom Rührwerksmotorstrom
I abgesenkt wird, wenn die Temperatur
Ti trotz maximaler Kühlung den Sollwert Ts überschreitet.
Auf diese Weise wird auch unabhängig vom
Kühlsystem oder sogar bei vollständig ausgefallener
Kühlung eine Überhitzung des Mahlgutes wirksam vermieden.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 unterscheidet
sich der Temperaturregelkreis 12 nicht von dem der
Regelanordnung nach Fig. 5. Im Unterschied zu Fig. 5
erfolgt jedoch die Konstanthaltung des Rührwerksmotorstromes
Ir nicht über die Regelung der Pumpendrehzahl,
sondern über den Volumenregler 53, dem außer
dem Istsignal Vi auch noch das Rührwerksmotorstromdifferenzsignal
über den Komparator 68 zugeführt ist.
Außerdem kann dem Regler 53 auch noch ein Maximalvolumen-Signal
Vm zugeführt werden, welches das
Mahlvolumen auf einen maximalen Wert begrenzt.
Die Drehzahl der Pumpe 41 wird bei diesem Ausführungsbeispiel
durch einen Druckregler 33 bestimmt,
dem als eine Eingangsgröße der Ist-Druck pi am Ausgang
der Pumpe 41 bzw. am Eingang des Mahlbehälters
11 und ein Soll-Drucksignal ps zugeführt werden. Am
Ausgang liegt somit ein der Differenz dieser beiden Eingangswerte
entsprechendes Regelsignal vor, das über
einen normalerweise geschlossenen Schalter 34 dem
Drehzahlregler 30 zugeführt ist. Die Pumpendrehzahl
wird hierdurch automatisch so eingeregelt, daß der Produktdruck
am Ausgang der Pumpe konstant gehalten
wird, wobei wieder die Drehzahl der Pumpe 41 auf den
Maximalwert Nm und der Pumpenmotorstrom auf den
Maximalwert Mm begrenzt sind.
Erfindungsgemäß kann zwischen dem Druckregler 33
und dem Drehzahlregler 30 auch noch ein Umschalter
34, 34′ vorgesehen werden, mittels dessen es möglich ist,
den Druckregler 33 von dem Drehzahlregler 30 abzuschalten
und statt dessen ein Soll-Drehzahlsignal Ns
über den Schalterteil 34′ dem Drehzahlregler 30 zuzuführen.
In diesem Fall würde die Pumpe 41 auf konstante
Drehzahl eingeregelt.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 wird im
Falle eines Ausfalles oder einer Überlassung des Kühlsystems
das Differenzsignal aus dem Temperaturregler
12 über den Schalter 36 und den Sequenzregler 35 dem
zweiten Eingang des Komparators 68 zugeführt. Hier
hat das Temperaturdifferenzsignal die Wirkung, daß es
unter Übersteuerung des Eingangs vom Stromregler 29
das Mahlvolumen so lange heraufsetzt (zu hohe Temperatur
erfordert größeres Volumen), bis die Solltemperatur
Ts erreicht ist. Erst dann setzt die Rührwerksmotorstromregelung
ein.
Auch bei der Regelanordnung nach Fig. 7 ist der
Temperaturregelkreis 12 wie bei den vorangehenden
Ausführungsbeispielen ausgebildet. Im Unterschied zu
diesen erfolgt jedoch die Rührwerksmotorstromregelung
im Regelkreis 13 sowohl über die Pumpendruck-
als auch die Volumenregelung. Hierzu ist der Rührwerksmotorstromregler
29 über den Komparator 68 an
einen Verteiler 32 angeschlossen, welcher das Differenzsignal
auf den Pumpendruckregler 33 und den Volumenregler
53 verteilt. Die Ausbildung des Verteilers
32 kann dabei beispielsweise so sein, daß zunächst bei
konstant bleibendem Mahlraumvolumen über den Regler
33 der Pumpendruck zur Konstanthaltung des Rührwerksmotorstromes
verändert wird. Erst wenn diese
Änderungen zur Einhaltung des vorbestimmten Rührwerksmotorstromes
Is nicht mehr ausreichen, wird auch
das Volumen des Mahlraumes über den Volumenregler
53 verändert. Die Regelanordnung nach Fig. 7 ist als
optimal anzusehen, weil sie ein Maximum an Veränderungsmöglichkeiten
zur Konstanthaltung des Rührwerksmotorstromes
beinhaltet.
Im Falle eines Ausfalls des Kühlsystems kann durch
Umlegen des Schalters 36 wieder eine Beaufschlagung
des Komparators 68 mittels des Sequenzreglers 35 dergestalt
erfolgen, daß das Rührwerksmotorstrom-Differenzsignal
so lange vom Temperaturdifferenzsignal aus
dem Regler 12 übersteuert wird, bis die eingestellte Solltemperatur
Ts wieder erreicht ist.
Fig. 8 zeigt schematisch noch eine Möglichkeit, die
Rührwerksdrehzahl über einen Frequenzumformer 31
konstant zu halten. Diese Schaltung ist bei allen vorangehenden
Ausführungsbeispielen vorteilhafterweise anzuwenden.
Mit anderen Worten sollte bei jeder der vorstehend
beschriebenen Regelanordnungen von einer
konstanten Rührwerksmotordrehzahl ausgegangen
werden.
Um erfindungsgemäß mit den wesentlich wirtschaftlicher
verfügbaren Drehstrom-Asynchronmotoren arbeiten
zu können, sind besondere Maßnahmen zur Einhaltung
einer konstanten Drehzahl erforderlich. Hierzu
wird nach Fig. 8 der Rührwerksmotor 28 über einen
mit Halbleitern bestückten Frequenzumformer 31 gespeist,
dessen Steuerfrequenz f₁ durch ein Drehzahlsollsignal
Ds bestimmt wird, welches über einen Komparator
39 an den Frequenzumformer 31 angelegt ist. Die
Größe des voreingestellten Drehzahlsollsignals bestimmt
so die Drehzahl des Drehstrom-Asynchronmotors
28. Die Solldrehzahl Ds kann dem Produkt angepaßt
werden.
Als Anfahrhilfe ist dem Komparator 39 auch noch ein
Leistungssollsignal Ls zugeführt, welches beim Anfahren
des Rührwerksmotors das Drehzahlsollsignal übersteuert
und im Anfahrzustand für eine konstante Leistungs-
bzw. Stromzufuhr zum Motor 28 sorgt. Im endgültigen
Betrieb übernimmt jedoch das Drehzahlsollsignal
die Regelung des Motors 28.
Fig. 9 zeigt in schematischer Darstellung eine mit
einem Rechner 71 arbeitende Rührwerkskugelmühle
gemäß der Erfindung, wobei sämtliche im vorstehenden
beschriebenen Regelungen von dem Rechner 71 durchgeführt
werden. Gleiche Bezugszahlen bezeichnen gleiche Teile
wie bei den vorangehenden Ausführungsformen.
Die verschiedenen Ist-Werte der Temperaturen, des
von einem Druckgeber 37 gemessenen Ist-Druckes pi,
der von einem Tachometer 70 festgestellten Ist-Drehzahl
ni des Pumpenmotors 42 sowie des Volumenistwertes
Vi werden bei 74 in den Rechner 71 eingeführt.
Die externen variablen Soll-Wertsignale werden dem
Rechner 71 durch ein peripheres Eingabegerät 72 eingegeben.
Die vom Rechner 71 ausgehenden strichpunktierten
Linien veranschaulichen die an die einzelnen Motoren,
Schalter und Magnetventile abgegebenen Steuersignale.
Ein an dem Rechner 71 angeschlossenes Programmiergerät
73 kann einen vorgegebenen Programmablauf
bestimmen.
Durch die mit einem Rechner 71 arbeitende Rührwerkskugelmühle
gemäß Fig. 9 können sämtliche der
oben beschriebenen Regelanordnungen verwirklicht
werden.
Darüber hinaus kann der Quotient aus Produktdruck
und Pumpendrehzahl als Maß für die Betriebsviskosität
des Produktes in der Mühle festgestellt werden. Aufgrund
dieses Quotienten können nun laufend Soll-Werte
für die Stellung des Verdrängerkolbens 46 errechnet
werden, welche eine optimale Mahlwirkung gewährleisten.
Bei einem weiteren Beispiel wird der Soll-Wert der
Produktaustrittstemperatur innerhalb gewisser Grenzen
derart verändert, daß bei einem bestimmten Produkt-Durchsatz
und einem bestimmten Volumen eine
für den Betrieb optimale Rührwerksleistung aufgenommen
wird.
Bei einem weiteren Beispiel wird die Regelverstärkung
des Temperaturreglers in Abhängigkeit von der
Produkt-Austrittstemperatur derart verändert, daß mit
steigender Temperatur die Regelverstärkung erhöht
wird.
Nach einer weiteren Ausführungsform werden erfindungsgemäß
die Sollwerte für die verschiedenen Produkte
in einem zentralen Überwachungsrechner 76
(Fig. 9) gespeichert, welcher über Leitungen 75 verschiedene
Mühlen bedient. Bei Arbeitsbeginn wird dann
erfindungsgemäß das periphere Eingabegerät 72 einer
jeden Mühle statt von Hand durch den zentralen Überwachungsrechner
76 individuell auf die dem Produkt
entsprechenden Sollwerte eingestellt, indem die Mühlen-
und Produktnummern eingetippt werden.
Es ist schließlich noch wichtig zu erwähnen, daß dem
Sequenzregler 35 nach den Fig. 5 bis 7 die Soll- und
Ist-Temperaturwertsignale zugeführt werden, damit die
Sequenzregelung erst dann einsetzt, wenn die Isttemperatur
sich um einen vorbestimmten Pegel vom Sollwert
Ts unterscheidet. Dies ist in den Fig. 5 bis 7 schematisch
durch entsprechende Pfeile am Sequenzregler 35 zum
Ausdruck gebracht.
Für verschiedene Produkte müssen die erforderlichen
höchsten Rührwerksmotorstrom-Sollwerte aus der Praxis
vorher ermittelt und an der Maschine eingestellt
werden. Der Sequenzregler 35 bietet hier eine zusätzliche
Sicherheit, indem er bei Erreichen der Kühlergrenzleistung
automatisch die Führung der Produktpumpe 41
übernimmt, unabhängig davon, wie hoch der Sollwert
des Rührwerksmotorstromes eingestellt ist.
Erfindungsgemäß sind also der Temperatur- und der
Rührwerks-Motorstromregelkreis über einen wesentlichen
Teil ihrer Regelstrecke gekoppelt. Durch die Rührwerksmotorstromregelung
ist es auch möglich, den
Temperaturregler über seine Regelparameter PID besser
zu optimieren.
Überdies ist es auch möglich, anstelle der Produkttemperatur
die Kühlwasservorlauftemperatur zu regeln.
In Zusammenwirkung mit dem Rührwerksmotorstromregelkreis
kann auch durch diese Anordnung eine
relativ gute Produkt-Austrittstemperaturkonstanz erreicht
werden. Diese Lösung ist dann vorteilhaft, wenn
der Temperaturregelkreis bei schwacher Verstärkung
zur Instabilität neigen sollte.
Statt der Drehzahlregelung der Pumpe 41 kann auch
eine frequenzgesteuerte Version des Pumpenantriebes
verwendet werden. Entscheidend ist, daß der Durchsatz
der Pumpe regelbar ist.
Schließlich ist auch noch darauf hinzuweisen, daß
statt des Potentiometers nach den Fig. 2, 3 und 4a auch
ein Inkrementalgeber verwendet werden könnte.
Der Zweck der veränderbaren Rührwerksdrehzahl
nach Fig. 8 ist zum einen das Anfahren mit konstantem
Strom des Rührwerksmotors (es ist dann keine Turbokupplung
erforderlich), zum anderen die Optimierung
des Verfahrens für die verschiedenen Produkte.
Claims (23)
1. Rührwerksmühle mit einem elektromotorisch
angetriebenen Rührwerk, das in einem kühlbaren
Mahlbehälter mit einem Einlaß und einem Auslaß
für das mittels eine Pumpe zugeführte, das Mahlgut
enthaltende Fluid angeordnet ist, wobei ein Regelkreis
für die Kühlintensität in Abhängigkeit von der
Temperatur (Ti) im Mahlbehälter vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Regelkreis
(12) für die Kühlintensität zusätzlich zu einem die
Mahlleistung bestimmenden Regelkreis (13) für den
Rührwerksmotorstrom, welcher den Durchsatz der
Pumpe (41) regelt und/oder eine das Volumen von
im Mahlbehälter (11) vorgesehenen Mahlkörpern
(43) bzw. das Volumen des Mahlbehälters (11) bestimmende
Volumenregelanordnung (53, 57, 60) enthält,
vorgesehen ist
und daß, wenn die Temperatur (Ti)
trotz maximaler Kühlung einen
Sollwert (Ts) überschreitet, der
Ausgang des Temperaturregelkreises
(12) über einen Sequenzregler (35)
an einen den Durchsatz der Pumpe
(41) bestimmenden Pumpendrehzahlregler
(30) und/oder einen zur Volumenregelanordnung
gehörenden Volumenregler (53)
anschließbar ist, wobei der Regelkreis
(13) für den Rührwerksmotorstrom
so lange übersteuert wird, bis die
Temperatur (Ti) wieder den Sollwert
(Ts) erreicht hat.
2. Mühle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß am Auslaß des Mahlgutbehälters (11) ein
Temperaturfühler (16) angeordnet ist, der an einem
mit einem Solltemperatur(Ts)-Eingang versehenen
Temperaturregler (17) angeschlossen ist, dessen
Ausgang bei zu hoher Isttemperatur (Ti) die Kühlintensität
erhöht, bei zu niedriger Isttemperatur (Ti)
erniedrigt.
3. Mühle nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß das Ausgangssignal des Temperaturreglers
(17) ein Regelventil (18) beaufschlagt, durch welches
das Kühlmedium (W) zum Mahlbehälter (11) und/oder
Rotor (22) strömt.
4. Mühle nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß ein vorbestimmter Unterschied von Mahlbehälter
(11)- und Rotor(22)-Kühlung automatisch
geregelt ist.
5. Mühle nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet,
daß ein zweites Regelventil (23) vorgesehen
ist, welches den Kühlmittelstrom zum Mahlbehälter
(11) bzw. Rotor (22) individuell regelt und an
einen Temperaturdifferenzregler (26) angeschlossen
ist, dem als Eingangsgrößen die Ausgangstemperaturen
(T1, T2) des Mahlbehälter(11)- und Rotor
(22)-Kühlkreises und die Solltemperaturdifferenz
(Td) zugeführt sind.
6. Mühle nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit
einem geregelt veränderbaren Mahlraumvolumen
oder einer geregelt veränderbaren Mahlkörperfüllung,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rührwerksmotor-Iststrom
(Ir) einem mit einem Rührwerksmotor-Sollstrom-Eingang
verbundenen Rührwerksmotor-Stromregler
(29) zugeführt ist, dessen Ausgang
an einen Volumenregler (53) angelegt ist und das
Volumen so regelt, daß der Rührwerksmotorstrom
konstant bleibt.
7. Mühle nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausgang des Rührwerkmotor-Stromreglers
(29) über einen Verteiler (32) an den
Pumpendrehzahlregler (30) und den Volumenregler
(53) angeschlossen ist.
8. Rührwerksmühle mit einem elektromotorisch
angetriebenen Rührwerk, das in einem kühlbaren
Mahlbehälter mit einem Einlaß und einem Auslaß
für das mittels einer Pumpe zugeführte, das Mahlgut
enthaltende Fluid angeordnet ist, wobei ein Regelkreis
für die Kühlintensität in Abhängigkeit von der
Temperatur im Mahlbehälter vorgesehen ist, dadurch
gekennzeichnet, daß der Regelkreis
(12) für die Kühlintensität zusätzlich zu einem die
Mahlleistung bestimmenden Regelkreis (13) für den
Rührwerksmotorstrom, welcher den Durchsatz der
Pumpe (41) regelt und/oder eine das Volumen von
im Mahlbehälter (11) vorgesehenen Mahlkörpern
(43) bzw. das Volumen des Mahlbehälters (11) bestimmende
Volumenregelanordnung (53, 57, 60) enthält,
vorgesehen ist,
daß der Rührwerkmotor-Iststrom
(Ir) einem mit einem Rührwerkmotor-Sollstrom-Eingang
verbundenen Rührwerkmotor-Stromregler
(29) zugeführt ist, dessen Ausgang an
einen Pumpendrehzahlregler (30 ) angelegt ist und
die Pumpendrehzahl so regelt, daß der Rührwerkmotorstrom
konstant bleibt,
und
daß dem
Pumpendrehzahlregler
(30) ein Druckregler (33) vorgeschaltet
ist, dem als Eingangsgröße auch der Istdruck
(pi) im Mahlbehälter (11) zugeführt
ist.
9. Mühle nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Druckregler (33) auch der
Solldruck (ps) als Eingangsgröße zugeführt ist.
10. Mühle nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Druckregler (33) über einen Schalter
(34) an den Drehzahlregler (30) angeschlossen ist.
11. Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß bei geöffnetem Schalter (34) ein Solldrehzahlsignal
(Ns) am Drehzahlregler (30) anliegt.
12. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Rührwerksmotor
(28) ein Drehstrom-Asynchronmotor ist,
der durch einen Frequenzumformer (31) gespeist ist,
welchem als Steuersignal ein Solldrehzahlsignal (Ds)
oder ein Solleistungssignal (Ls), falls dieses kleiner
als das Solldrehzahlsignal (Ds) ist, zugeführt ist.
13. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpendrehzahl-Regelkreis
(14) die Pumpendrehzahl begrenzt.
14. Mühle nach einem der vorhergehenden Anspüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Pumpenmotorstrom-Regelkreis
(15) den Pumpenmotorstrom
auf einen Maximalwert begrenzt.
15. Mühle nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß sämtliche
Funktionen von einem Rechner (71) gesteuert bzw.
geregelt sind.
16. Verfahren zum Regeln einer Rührwerkskugelmühle
nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (41) und/oder
das Volumen der Mahlkörper (43) im Mahlbehälter
(11) bzw. das Volumen des Mahlbehälters (11)
so geregelt werden, daß der Rührwerkstrom (Ir)
konstant bleibt und daß außerdem die Kühlintensität
so geregelt wird, daß die Temperatur im Mahlbehälter
konstant bleibt.
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Unterschied zwischen dem Istvolumen und einem vorbestimmten Sollvolumen des Mahlbehälters überwacht und das Volumen des Mahlbehälters in Abhängigkeit vom überwachten Unterschied auf ein im wesentlichen konstantes Volumen geregelt wird,
- b) daß der Unterschied zwischen dem Istwert und dem vorgegebenen Sollwert des Rührwerksstroms überwacht und der Durchsatz durch die Mahlgut-Zuführpumpe in Abhängigkeit vom Unterschied zwischen Ist- und Sollwert des Mahlwerkmotorstroms verändert wird,
- c) daß gleichzeitig der Unterschied zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Mahlbehältertemperatur überwacht und die Kühlintensität in Abhängigkeit von dem erfaßten Unterschied eingestellt wird und
- d) daß ein Überschreiten des Solltemperaturwerts durch den Ist-Temperaturwert erfaßt und die Veränderung nach Verfahrensschritt b) während des Überschreitens der Solltemperatur ausgesetzt wird.
18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Unterschied zwischen dem Ist-Wert des Pumpendurchsatzes und dem vorgegebenen Sollwert überwacht und der Pumpendurchsatz in Abhängigkeit von dem erfaßten Unterschied geändert wird,
- b) daß der Unterschied zwischen den Soll- und dem Istwert des Rührwerkmotorstroms überwacht und das Volumen des Mahlbehälters entsprechend dem überwachten Unterschied geändert wird,
- c) daß der Unterschied zwischen der Ist- und der vorgegebenen Soll-Arbeitstemperatur des Mahlgefäßes überwacht und die Kühlintensität in Abhängigkeit vom überwachten Unterschied geändert wird, und
- d) daß ein Überschreiten der vorgegebenen Soll-Temperatur des Mahlbehälters durch die Temperatur erfaßt wird und die Regelung des Mahlbehältervolumens während der Dauer des Überschreitens ausgesetzt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
- a) daß der Unterschied zwischen dem Ist- und dem vorgegebenen Sollwert des Rührwerkstroms überwacht und
- b) daß ein den Unterschied der beiden Werte repäsentierendes Steuersignal abgeleitet wird,
- c) daß dieses Steuersignal zur Regelung des Pumpendurchsatzes verwendet wird,
- d) daß der Unterschied zwischen dem Istwert und dem vorgegebenen Sollwert des Mahlbehälters überwacht und dieses Volumen im wesentlichen konstant gehalten wird,
- e) daß erfaßt wird, wenn die Regelung des Pumpendurchsatzes nicht mehr ausreicht, den Rührwerkstrom beim vorgegebenen Sollwert zu halten,
- f) daß die Volumenregelung des Mahlbehälters unter Übersteuerung des Volumensteuersignals gleichfalls zur Regelung des Rührwerkstroms herangezogen wird,
- g) daß der Unterschied zwischen dem Ist- und dem Sollwert der Mahlwerksbetriebstemperatur überwacht und die Kühlintensität für den Mahlbehälter so geregelt wird, daß die Ist-Betriebstemperatur im wesentlichen konstant bei dem Sollwert verbleibt,
- h) daß ein Überschreiten der Solltemperatur des Mahlbehälters durch die Ist-Temperatur erfaßt und
- i) das aus dem Rührwerkstrom abgeleitete Steuersignal bis zur Wiedererreichung der Soll-Temperatur nicht beachtet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung und
Regelung des Pumpendurchsatzes durch Überwachung
und Regelung der Pumpendrehzahl durchgeführt
wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19,
dadurch gekennzeichnet, daß die Überwachung des
Pumpendurchsatzes durch Überwachung des Druckes
am Ausgang der Pumpe und Vergleich dieses
Ausgangsdruckwertes mit einem vorgegebenen
Druckwert durchgeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch
gekennzeichnet, daß die Drehzahl der Pumpe und
der vom Pumpenantriebsmotor gezogene Strom
überwacht und mit jeweiligen Grenzwerten verglichen
werden und daß das den Durchsatz der Pumpe
steuernde Signal nicht beachtet wird, solange einer
der beiden Grenzwerte überschritten ist.
23. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß zusätzlich das Ist-Volumen des Mahlbehälters
mit einem maximal zulässigen Volumen
verglichen wird und daß das Volumensteuersignal
bei Erreichen des maximal zulässigen Volumenwertes
nicht beachtet wird.
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