DE3427997A1

DE3427997A1 - Regelverfahren und regelvorrichtung fuer eine nasssetzmaschine zur aufbereitung von mineralien, insbesondere kohle

Info

Publication number: DE3427997A1
Application number: DE19843427997
Authority: DE
Inventors: Siegfried 4358 Haltern Heintges; Rainer Dr. 5205 St Augustin Imhof; Werner Strauss; Karl-Heinz 4630 Bochum Weiffen
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Priority date: 1984-07-28
Filing date: 1984-07-28
Publication date: 1986-01-30
Also published as: FR2568144A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Regelverfahren für eine durch Pulsluft betriebene Naßsetzmaschine zur Aufbereitung von Minerallen, insbesondere Kohle, mit einem, insbesondere in den Mineralien schwimmenden Meßkörper, durch dessen Höhenlage bezüglich der aufzubereitenden Minerallen eine Regelgröße für das Verfahren gewonnen wird.

Bei Naßsetzmaschinen zur Aufbereitung von Mineralien, insbesondere von Kohle, ist es aus der DE-OS 27 34 736 bekannt, die Schichthöhe des Schwerguts, d. h. bei Kohle also der Bergeschicht, durch einen Schwimmer abzutasten.

Der Schwimmer steuert die Austragsvorrichtung für das Schwergut bzw. auch für Mittelgut so, daß die Öffnung der Austragsvorrichtung dem jeweils anfallenden Schwergut, d. h. bei Kohle also der Bergemenge, entspricht. Der Schwimmer ist ein relativ großer, stromlinienförmig ausgebildeter Verdrängungskörper, der bis über die Oberfläche des Setzbettes der Naßsetzmaschinen hinaufreicht. Ein solcher Schwimmer gibt zwar über die Höhe der Schwergutschicht, d. h. bei Kohle also der Bergeschicht, Auskunft, er ist aber nicht geeignet, den Mineralgemischzustand beim Sortiervorgang zu messen. Er registriert lediglich Dichteänderungen im abgetasteten Dichteniveau des Setzbettes.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Regelverfahren und eine Regelvorrichtung anzugeben, die in der Lage sind, für die Sortierung der Mineralien den zur optimalen Ausnutzung des Gleichfälligkeitprinzips notwendigen Mineralschichtzustand einzustellen. Dabei müssen wegen des Austragsogs etc. enge Betriebsparameter eingehalten werden.

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Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß für das Regelverfahren als Regelgröße die durch eine Meßkörperbewegung wiedergegebene Auflockerung des Materials benutzt wird. Durch die Verwendung eines schwimmenden Meßkörpers, der sich in einem bestimmten Dichtehorizont innerhalb der aufzubereitenden Mineralien befindet, ist es möglich, die Auflockerung des Materials anzugeben, da ein solcher schwimmender Meßkörper die Bewegung des Materials, insbesondere etwa an der Trenngrenze zwischen Schwergut und Leichtgut, mitmacht und diese Bewegung zur Bestimmung der Auflockerung benutzt werden kann.

In Auagestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß für die Auflockerung eine, insbesondere auf der Oberfläche der Mineralien gewonnene, zweite Meßkörperbewegung als Referenzgröße verwendet wird. Auf diese Weise ist es einfach möglich, eine unterschiedliche Setzbettbelegung zu erfassen und so die unterschiedliche Packungsdichte, die sich durch eine unterschiedliche Höhe des Schwerguts und des Leichtguts ergibt, mit in die Regelung einzubeziehen. Desweiteren ergibt sich eine einfache Möglichkeit, ein Überfüllen und / oder ein Leerfahren des Setzbettes mit seinen nachteiligen Polgen für die Qualität der ausgebrachten Mineralien zu vermeiden.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß aus der Meßkörperbewegung im Material und / oder der zweiten Meßkörperbewegung, insbesondere auf dem Material, automatisch ein Auflockerungsfaktor (OC) für das Mineralgemisch errechnet wird. Durch einen Auflockerungsfaktor, d. h. einen Paktor, der durch den Unterschied zwischen der dichtesten Packung nach der Abwärtsbewegung des Setzhubes und der nach der Aufwärtsbewegung erreichten höchsten Stellung des Meßkörpers errechnet wird, ergibt sich eine besonders gute Basis für die Einstellung einer gleichmäßigen Auflockerung. Dabei kann der auf der Oberfläche befindliche weitere Meßkörper als Basis für einen Gesamtauflockerungsfaktor in die Berechnung mit einbezogen werden.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Auflockerungsfaktor (cc) für das Mineralgemisch konstant gehalten wird. So wird die Regelung besonders einfach. Es ergibt sich ein für alle unterschiedlichen Schichthöhen gleicher Auflockerungsfaktor.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Auflockerungsfaktor (OC) für das Mineralgemisch z. B. bei größerer Aufgabemenge, insbesondere überproportional, nach einer vorgegebenen Erfahrungskurve vergrößert wird. Auf diese Weise kann besonders vorteilhaft auch der Tatsache Rechnung getragen werden, daß die Durchs.atzquerschnitte im Setzbett begrenzt sind, daß also bei sehr hoher Durchsatzrnenge eine höhere Austragsgeschwindigkeit des auszutragenden Gutes notwendig ist, um die mengenmäßige Bewältigung des aufgegebenen Gutes zu erreichen. Die vorgegebene Erfahrungskurve kann einfach durch Serienversuche ermittelt werden. Diese Regelung ist zwar nicht so einfach wie die vorstehend beschriebene Regelung mit konstantem Auflockerungsfaktor, gibt jedoch noch bessere Sortierergebnisse.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zur Beeinflussung der Auflockerung des Mineralgemisches die Energie der zugeführten Pulsluft geändert wird, wobei die Änderung der Energie der zugeführten Pulsluft wahlweise durch eine Veränderung der Pulsluftbeaufschlagungszeiten erfolgt oder aber durch eine Veränderung des Vordrucks der Pulsluft. Die Änderung der Energie der Pulsluft durch eine Veränderung der Pulsluftbeaufschlagungszeit ist besonders einfach, da hierzu lediglich die VentilÖffnungszeiten verstellt werden müssen. Es gibt jedoch auch Fälle, bei denen die Veränderung der Ventil Öffnungszeiten auf Grenzen stößt, z. B. bei hoher Überlastung. Hier empfiehlt sich dann die Veränderung des Vordrucks der Pulsluft als zumindest zusätzliche Maßnahme.

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Zur Durchführung des RegelVerfahrens ist eine Regelvorrichtung mit einem in den Mineralien schwimmenden
Meßkörper, insbesondere einem Ringschwimmer, durch dessen Höhenlage im Gemenge der aufzubereitenden Mineralien eine Regelgröße für das Verfahren gewonnen wird, vorgesehen.
Diese weist vorteilhaft einen Mikroprozessor zur
Aufbereitung der gemessenen Daten, wie Bewegung des
Meßkörpers, Bewegung eines Referenzkörpers, Pulsungsdauer und Pulsungsluftdruck auf. Durch einen Mikroprozessor ist es besonders vorteilhaft und trotzdem einfach möglich, die Setzmaschine verfahrensgemäß zu regeln. Dabei kann sowohl eine Proportionalsteuerung der Pulsung entsprechend einem ' konstanten Auflockerungsfaktor als auch eine
nichtproportionale, sich an Erfahrungswerten orientierende Steuerung der Pulsung eingestellt werden.

Die Bewegung des Meßkörpers, die Bewegung eines
Referenzkörpers, die Pulsungsdauer und der
Pulsungsluftdruck sind die wichtigsten Regelgrößen. Es

können jedoch noch weitere Regelgrößen, wie Aufgabemenge, Unterwassermenge etc. auf dem Mikroprozessor aufgegeben und mit zur Regelung herangezogen werden. So ergibt sich ein universelles Regelsystem, daß zu einem bisher unerreicht guten Setzergebnis führt.

In Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, daß der Mikroprozessor eine Dialogeinheit aufweist. Durch eine
Dialogeinheit kann das Bedienungspersonal sich einfach und leicht einen Überblick über den Pulsungszustand, den

Auflockerungsfaktor etc. verschaffen. Desweiteren ist eine direkte Darstellung der Pulsungskurve, d. h. der
tatsächlichen Auflockerung, möglich, wobei durch Eingabe geänderter Prozessparameter jederzeit eine kontrollierte Änderung der Auflockerung erreicht werden kann.

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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Meßkörper ein Führungselement aufweist, über das auch die Abtastung der Höhenlage des Meßkörpers erfolgt, wobei der Meßkörper auswechselbar ausgebildet ist. Diese Ausführung des Meßkörpers erlaubt die Verwendung eines bewährten Ringschwimmers, wie er beispielsweise in der DE-OS 29 46 605 beschrieben ist. Ein solcher Ringschwimmer kann vorteilhaft auch eine, insbesondere proportional arbeitende Austragsregelung für die Austragsorgane der Setzmaschine steuern. So ergibt sich eine einfache und in seinem wesentlichen Bestandteil erprobte Universal-Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Regelverfahrens mit gleichzeitiger Austragsregelung.

Die Erfindung wird in Zeichnungen in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt, wobei aus den Zeichnungen weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung entnehmbar sind.

Die Zeichnungen zeigen im einzelnen:

Fig. 1 schematisch die Bewegung des

Mineralgemisches bei einem Aufwärtshub,

Fig. 2 eine Schaltung zur Regelung der

Auflockerung und

Fig. 3 eine Schaltung zur Regelung des Austrage.

In Fig. 1 bezeichnet t die Richtung der Zeit, auf die sich die dargestellten Höhen des Setzbettes beziehen. Als Ausgangszustand ist die dichteste Packung des aufzubereitenden Mineralgemisches gewählt, das aus Bestandteilen unterschiedlicher Dichte besteht. Innerhalb des Mineralgemisches nimmt der Ringschwimmer 3 z. B. mit einer Dichte von 1,4 die ihm entsprechende Lage des Dichtehorizontes H mit dem gleichen Wert ein. Der Dichtehorizont

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H teilt die gesamte Schichthöhe in einen Bereich b mit größerer Dichte und einen Bereich a mit geringerer Dichte. Durch die Aufwärtsbewegung des Mineralgemisches während der Zeit D, ändert sich entsprechend die Lage des von dem Ringschwimmer 3 abgetasteten Dichtehorizontes um den Betrag s, so daß die gesamte Schichthöhe durch den Dichtehorizont nunmehr in die Abschnitte a' für die leichteren Mineralien und b¹ für die schwereren Mineralien aufgeteilt wird. Insgesamt nimmmt das Setzbett im dargestellten Fall um den Betrag c an Höhe zu.

Durch Bildung des Verhältnisses a¹ zu a läßt sich ein Auflocker-ungsfaktor OC der leichteren Fraktion bestimmen, sowie durch das Verhältnis b¹ zu b der Auflockerungsfaktor für die schwere Fraktion. Zur Bestimmmung der gesamten Schichthöhe, die sich aus der Summe der Abschnitte b + a bzw. nach einem Hub aus b^! + a¹ zusammensetzt, wird ein weiterer nicht gezeichneter Meßkörper eingesetzt. Dieser folgt auch der Höhenänderung des Setzbettes und erfaßt somit die Größe c. Durch Differenzbildung läßt sich aus der Größe c und dem Signal des Ringschwimmers 3 der Abschnitt b bzw. b¹ ableiten. Je nach Art des aufgegebenen Mineralgemisches kann durch entsprechende Wahl der Ringschwimmerdichte ein entsprechender Dichtehorizont abgetastet werden.

Durch Änderung der Größe c kann man den Auflockerungsfaktor der unterschiedlichen Mineralien beeinflussen. Die Größe c wird durch Änderungen der Energiezufuhr in die Pulskammern z. B. über Einlaßzeitänderungen oder auch über Vordruckänderung der Luft vorgenommen.

In Fig. 2 bezeichnet 3 wiederum den Ringschwimmer, der den durch seine Dichte vorgegebenen Dichtehorizont H abtastet. Mit dem Führungselement 4 wird seine Lage berührungslos gemessen und einem Transmitter 5 zugeleitet, der das Meßsignal in einen Meßstrom umwandelt. Der dem Hub nachgebildete Meßstrom wird nun an dem Mikroprozessor 6 weitergegeben, über eine Dialogeinheit 7 sind dem

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Mikroprozessor die Prozeßparameter, ζ. Β. Hubhöhe und Zeitverhalten, sowie der gewünschte Auflockerungsfaktor eingegeben worden. Die Dialogeinheit zeigt auch die aktuellen Parameter an. Ändern sich die Meßdaten, ζ. Β. durch Erhöhung des Bergeanteils im Setzgut, so greift der Mikroprozessor in die Ventilsteuerung 8 ein, so daß entsprechend dem erfindungsgemäßen Regelverfahren der Prozeß beeinflußt wird.

Der Eingriff ist allerdings nur möglich, wenn die Bedingungen erfüllt sind, die als Eingangsgrößen in die beiden Ünd-Glieder 9 und 10 eingehen. Die Bedingung X steht für das Signal, daß Luft aufgeschaltet ist, und die Bedingung Y dafür, daß die Ventilsteuerung eingeschaltet ist. Die Ventilsteuerung 8 steuert sowohl das Lufteinlaßventil 11 als auch über ein Oder-Glied 13 das Luftauslaßventil 12 an. Die weitere dargestellte Sonde 14, z. B. eine kapazitive Sonde, befindet sich in der Pulskammer 15 einer beliebigen Setzmaschinenkammer 16. Sie hat die Aufgabe, zur Sicherheit den Gesamthub zwischen z. B. 10 bis 90 % des möglichen Hubes zu begrenzen. Das Signal der Sonde 14 wird deshalb über einen Transmitter 17 den beiden Grenzwertgebern 18 und 19 zugeleitet, die ihrerseits über das Oder-Glied 13 auf das Luftauslaßventil 12 Einfluß nehmen, sofern die Bedingungen der weiteren Und-Glieder und 21 erfüllt sind.

In Fig. 3 bezeichnet 3 abermals den Ringschwimmer 3, der sich auf dem Dichtehorizont H der Mineralien eingestellt hat. Die von dem Führungselement 4 abgetastete Lage des Ringschwimmers 3 wird von dem Transmitter 5 wie beschrieben in einen Strom umgewandelt und als Eingangsgröße dem Regler 22 zugeführt. Die Messung erfolgt über eine Meßpunktfreigabe 23, so daß der Meßwert von dem Regler nur dann erfaßt wird, wenn das Setzbett sich in seiner dichtesten Packung, also in Ruhestellung, befindet, über die Kontrolllampe 24 des Vorortgerätes 25 kann das

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Bedienungspersonal am Vorortgerät erkennen, wann die Meföpunktfreigabe durch Position 23 erfolgt. Diese Freigabe wird gesteuert von einem Frequenzgeber, an den die Hübe der Setzmaschine gebunden sind und dessen Aufgabe von dem zuvor beschriebenen Mikroprozessor 6 übernommen werden kann. Entsprechend dem vorgegebenen Regelverbalten des Reglers 22 wird nun durch den Regler 22 über einen Hydraulikantrieb 26 mit Hydraulikzylinder 27 die Austragsöffnung 28 entsprechend dem durch den Ringschwimmer 3 gemessenen Istwert verstellt. Der Zustand der Austragsöffnung 28 wird von einem Drehwinkelgeber 29 als Rückführung dem Regler 22 gemeldet.

Ferner besteht über das Vorortgerät 25 die Möglichkeit, den Austrag manuell zu beeinflussen.

Ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen, können selbstverständlich die einzelnen Blöcke der Regelkreise wie Regler, Stellglieder, Istwertgeber etc. durch technisch äquivalent arbeitende Elemente ersetzt werden.

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Claims

Anlage zum Patentgesuch H 84/35 der Klöckner-Humboldt Deutz AG Köln vom 27. Juli 1984 Regelverfahren und Regelvorrichtung für eine Naßsetzmaschine zur Aufbereitung von Mineralien, insbesondere Kohle Patentansprüche

1. Regelverfahren für eine durch Pulsluft betriebene Naßsetzmaschine zur Aufbereitung von Mineralien, insbesondere Kohle, mit einem, insbesondere in den Mineralien schwimmenden Meßkörper, durch dessen Höhenlage bezüglich der aufzubereitenden Mineralien

eine Regelgröße für das Verfahren gewonnen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Regelgröße die durch die Meßkörperbewegung wiedergegebene Auflockerung des Materials benutzt wird, 10

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2. Regelverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Auflockerung eine, insbesondere auf der Oberfläche der Mineralien gewonnene, zweite Meßkörperbewegung als Referenzgröße verwendet wird.

3. Regelverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichne t, daß aus der Meßkörperbewegung im Material und / oder der zweiten Meßkörperbewegung insbesondere auf dem Material, automatisch ein Auflockerungsfaktor (OC) für das Mineralgemisch errechnet wird.

4. Regelverfahren nach Anspruch 3, dadurch g e kennzeichnet, daß der Auflockerungsfaktor (OC) für das Mineralgemisch konstant gehalten wird.

5. Regelverfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Auflockerungsfaktor (CX) für das Mineralgemisch z. B. bei größerer Aufgabemenge, insbesondere überproportional, nach einer vorgegebenen Erfahrungskurve vergrößert wird.

6. Regelverfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, d a durch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der Auflockerung des Mineralgemisches die Energie der zugeführten Pulsluft geändert wird.

7. Regelverfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, d a durch gekennzeichnet, daß die Änderung der Energie der zugeführten Pulsluft durch eine Veränderung der Pulsluftbeaufschlagungszeiten erfolgt.

8. Regelverfahren nach Anspruch 1, 2, 3» 4, 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Änderung der Energie der Pulsluft durch eine Veränderung des Vordrucks der Pulsluft erfolgt.

9. Regelvorrichtung für eine Naßsetzmaschine zur Aufbereitung von Mineralien, insbesondere Kohle, mit einem in den Mineralien schwimmenden Meßkörper, insbesondere einem Ringschwimmer, durch dessen Höhenlage im Gemenge der aufzubereitenden Minerallen eine Regelgröße für das Verfahren gewonnen wird, nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d adurch gekennzeichnet, daß sie einen Mikroprozessor (6) zur Aufbereitung der gemessenen Daten, wie Bewegung des Meßkörpers, Bewegung eines Referenzkörpers, Pulsungsdauer und Pulsungsluftdruck aufweist.

10. Regelvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikroprozessor (6) eine Dialogeinheit (7) aufweist.

11. Regelvorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (3) ein Führungselement (4) aufweist, über das auch die Abtastung der Höhenlage des Meßkörpers (3) erfolgt.

12. Regelvorrichutng nach Anspruch 9, 10 oder 11, d a durch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (3) auswechselbar ausgebildet ist.

13. Regelvorrichtung nach Anspruch 9, 10, 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkörper (3) auch auf eine, insbesondere proportional arbeitende Austragsregelung (4, 5, 23, 22, 26, 27, 28, 29) für die Austragsorgane (28) der Setzmaschine wirkend ausgebildet ist.

- Beschreibung -