DE3615963C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überwachen einer Höhe einer Mahlgutbeschickung in einer Feinmahlanlage bzw. Feinmühle, die rotiert und dadurch die Beschickung veranlaßt, auf einen Aufschlagpunkt innerhalb der Mühle zu fallen, dessen Anordnung von der Höhe der Mahlgutbeschickung abhängig ist, mit mindestens einem Sensor und einer Auswerteinrichtung zur Auswertung der Signale des mindestens einen Sensors.

Beim Mahlen von unverlesenem Erz ist es notwendig, die Zuführrate von unzerbrochenem Erz in eine Mühle auf einer optimalen Höhe zu halten, um die gewünschte Feinheit des Endproduktes zu erzeugen. Wenn die Zuführrate zu hoch ist, wird die Mahlanlage überladen, und wenn die Zuführrate zu niedrig ist, wird die Mahlanlage unterbeladen. In beiden Fällen verschlechtert sich die Mahlwirk­ samkeit schnell.

Es ist bereits eine Kugelmühle bekannt (DE-PS 12 02 107), bei der an dem Umfang des rotierenden Zylinders ein Schwingungsumformer befestigt ist. Dieser schließt bei einer bestimmten Winkellage bei jeder Umdrehung einen Kontakt. Aufgrund der bekannten Umdre­ hungsgeschwindigkeit des Zylinders und seines Durchmessers läßt sich der Aufschlagpunkt durch eine Änderung der Schwingung feststellen. Das Gerät benötigt neben dem Normierungsschalter Schleifringe, um die elektrischen Signale des Signalumformers abnehmen zu können.

Ebenfalls bekannt ist es, zur Feststellung des Aufschlagpunktes ein Mikrofon zu verwenden. Das Mikrofon stellt die hauptsächlich durch das Aufschlagen der Beschickung verursachte Lautstärke fest, und da sich die Lautstärke verändert, wenn die Stelle des Aufschlagpunktes wechselt, ist ein Bediener in der Lage, durch Erfahrung, die Zuführrate des Erzes in die Mahlanlage dementsprechend zu ändern. Wenn also die Beladung der Mahl­ anlage vergrößert wird, steigt der Aufschlagpunkt an, und umgekehrt, wenn die Beschickungshöhe fällt, so fällt auch der Aufschlagpunkt. Selbstverständlich, wenn ein Mikrofon verwendet wird, um die Lautstärke an dem Aufschlagpunkt festzustellen, dann gibt das Mikrofon eine Anzeige der opti­ malen Betriebsbedingungen. Wenn jedoch eine Verringerung in der Lautstärke auftritt, so ist das Mikrofon nicht in der Lage, anzuzeigen, ob die Zuführrate des Erzes vergrößert oder verringert werden soll.

Auf Geräuschen basierende Systeme dieser Art sind beispiels­ weise in US-PS 27 66 941 und 22 35 928 beschrieben. Die GB-PS 11 05 974 und US-PS 33 14 614 beziehen sich auf die Verwendung von separaten Mikrofonen für getrennte Abteilun­ gen in einer Mehrkammer-Mahlanlage, während US-PS 28 33 482 die Verwendung eines ersten Mikrofones an dem "Feststoff­ ende" der Mahlanlage und eines separaten Mikrofones an dem "Wasserende" der Mahlanlage offenbart.

US-PS 24 05 059 betrifft ein Mahlanlage-Steuersystem, das Mehrfachsensoren verwendet, die in physikalischem Kontakt mit der rotierenden Mahlanlagenschale stehen. Aufgabe dieser technischen Lösung ist es, Fehler zu eliminieren, die in Geräten vorhanden sind, die auf luftübertragene Vibrationen ansprechen. Die Sensoren sind symmetrisch um die Schale her­ um angeordnet, um durchschnittliche Werte der Mahlleistung anzugeben.

SU-PS 8 69 809 zeigt eine Schallmethode der Diagnose des Zu­ standes einer Kugelmühle und eines Mahlprozesses, wobei min­ destens drei induktive Sensoren verwendet werden, die um den Umfang der Kugelmühle herum angeordnet sind. Ein von den Sensoren erzeugtes Gradientensignal wird dazu verwendet, die dynamischen Eigenschaften des Verfahrens zu definieren. Es werden ebenfalls Signale für den Inhalt der Mahlanlage und den Füllungsgrad der Mahlanlage abgeleitet.

Ein neuerer Versuch, das Problem zu lösen, bestand darin, eine Belastungszelle in die Fundamente einer Mahlanlage ein­ zubauen. Die Zelle überwacht die Masse der Mühle und dies, zusammen mit Daten über die von dem Mahlanlagenmotor abge­ forderte Leistung, wird dazu verwendet, die Rate zu steuern, unter der Erz in die Mahlanlage eingeführt wird. Diese Tech­ nik ist jedoch nicht geeignet, in bereits existierende Mahl­ anlagen eingebaut zu werden, die nicht die Möglichkeit ha­ ben, eine Belastungszelle einzubauen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, durch die es möglich ist, mit einfachen Mitteln die optimale Beschickungshöhe einer Mahl­ anlage festzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art zwei Sensoren zum Fest­ stellen der herrschenden Lautstärke in Drehrichtung der Mühle voneinander beabstandet ortsfest derart anzuordnen, daß sie den Aufschlagpunkt zwischen einander einschließen, wobei die Auswert­ einrichtung zum Vergleichen der von den Sensoren erzeugten Signale miteinander ausgebildet ist.

Auf diese Art wird eine Anzeige der Position des Aufschlag­ punktes oder der Bewegungsrichtung des Aufschlagpunktes weg von einer optimalen Stelle angezeigt, die einer optimalen Beschickungshöhe innerhalb der Mühle entspricht.

Ein Steuersignal kann in dem Vergleichsschritt erzeugt wer­ den. Das Steuersignal kann dazu verwendet werden, eine An­ zeige der Position des Aufschlagpunktes vorzusehen oder die Zuführrate des Mahlgutes, insbesondere des Erzes, in die Mahlanlage zu regeln, in beiden Fällen relativ zu der opti­ malen Anordnung des Aufschlagpunktes, d. h. der optimalen Beschickungshöhe.

Die Sensoren werden vorzugsweise derart positioniert, daß sie von einem einer optimalen Beschickungshöhe entsprechen­ den Aufschlagpunkt gleichen Abstand aufweisen. Die Ver­ gleichseinrichtung kann ein Steuersignal erzeugen, das zum Regeln der Zuführrate von Erz in die Mahlanlage verwendet wird. Die Vorrichtung kann ebenfalls eine Anzeige enthalten, die die Position des Aufschlagpunktes anzeigt.

Weitere Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzug­ ten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt

Fig. 1 schematisch im Querschnitt eine Mahlanlage nach der Erfindung; und

Fig. 2 einen Teil eines Diagrammes, das zum Aufzeich­ nen von Testergebnissen verwendet wird, die mit Hilfe der von der Erfindung vorgeschlage­ nen Vorrichtung erreicht wurden.

Fig. 1 stellt schematisch einen Zylinder 10 einer Mahlanlage dar, die in üblicher Art mit Erz beladen wird. Der Zylinder 10 rotiert in der Richtung eines Pfeiles 12, und aufgrund der Rotation wandert die Last innerhalb des Zylinders längs eines Pfades 14. Die Last wandert mit dem Zylinder 10 für einen beachtlichen Teil jeder Umdrehung, jedoch wenn sie einen oberen Bereich erreicht, fällt die Last frei und fällt auf einen Aufschlagpunkt 16. Die Position des Aufschlagpunk­ tes 16 ist abhängig von der Höhe der Beladung innerhalb des Zylinders. Wenn die Beladungshöhe ansteigt, steigt auch der Punkt 16 an, und wenn die Beladungshöhe fällt, fällt eben­ falls der Punkt 16. Es gibt eine optimale Position für den Aufschlagpunkt, die den optimalen Betriebsbedingungen der Mahlanlage entspricht.

Erfindungsgemäß werden zwei Mikrofone 18 bzw. 20 als Laut­ stärkensensoren verwendet und voneinander in der Drehrich­ tung des Zylinders beabstandet auf gegenüberliegenden Seiten des Aufschlagpunktes 16 angeordnet. Jedes Mikrofon erzeugt ein elektrisches Signal, das von der vom dem Mikrofon fest­ gestellten Lautstärke abhängig ist. Die Signale werden einer Vergleichseinrichtung 22 angelegt. Ein Ausgangssignal von der Vergleichseinrichtung 22 wird mit einer optischen Anzei­ ge 24 verbunden, sowie mit einem Steuermodul 26. Das Steuer­ modul erzeugt Steuersignale, die dazu verwendet werden, die Rate zu verändern, mit der Erz in den Zylinder 10 zugeführt wird.

Im Betrieb der Mahlanlage fällt die Beladung auf den Auf­ schlagpunkt 16 in der beschriebenen Art. Wenn die Mahlanlage auf ihre optimale Höhe beladen wird und die Mikrofone 18 und 20 mit gleichem Abstand von dem Aufschlagpunkt 16 angeordnet sind, dann sind die von den Mikrofonen erzeugten Signale im wesentlichen gleich und der Steuersignalausgang der Ver­ gleichseinrichtung 22 drückt dies aus. Wenn andererseits die Mahlanlage eine zu hohe Beladung trägt, dann bewegt sich der Aufschlagpunkt 16 nach oben in Richtung auf das Mikrofon 18, und das von diesem Mikrofon erzeugte Signal ist größer als das von dem unteren Mikrofon 20 erzeugte. Die Vergleichsein­ richtung 22 stellt das Ungleichgewicht zwischen den Signalen fest und die Anzeige 24 zeigt an, daß der Aufschlagpunkt von seiner optimalen Position wegbewegt ist. Wenn andererseits die Mahlanlage unterbeladen ist, dann bewegt sich der Auf­ schlagpunkt 16 in Richtung auf das Mikrofon 20 vorwärts. Das Signal von diesem unteren Mikrofon überschreitet dann das Signal von dem oberen Mikrofon, und in der beschriebenen Art wird das Steuermodul 26 betätigt, um zu verursachen, daß die Zuführrate des Erzes vergrößert wird.

In ihrer einfachsten Form ist die Anzeige 24 eine Meßein­ richtung, mit einem in der Mitte angeordneten Nullpunkt und einem Zeiger, der sich von dem Nullpunkt entfernt, in beiden Richtungen, abhängig davon, ob die Mahlanlage je nach Fall unterbeladen oder überbeladen ist. Die geeignete Aktion kann dann manuell durchgeführt werden. Alternativ dazu wird das Steuersignal dazu verwendet, den Betrieb des Steuermoduls 26 derart zu regeln, daß beispielsweise mit der Hilfe eines geeignet programmierten Mikroprozessors eine entsprechende Aktion automatisch eingeleitet wird, um die Zuführrate des Erzes zu verändern.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zeigt an, ob eine Ände­ rung in der Leistungsaufnahme eines die Mahlanlage antrei­ benden Motors durch eine Vergrößerung oder eine Abnahme der Beladungshöhe der Mahlanlage verursacht ist. Mit Hilfe ge­ eigneter Steuereinrichtungen, beispielsweise eines Mikropro­ zessors, wird die Information dazu verwendet, die Zuführrate von Material in die Mahlanlage zu regulieren, um die Lei­ stungsaufnahme zu maximieren. Daher ist die Vorrichtung be­ sonders dazu geeignet, Teil eines Systems zu sein, das die Zuführrate unverlesenen Erzes in eine autogene oder halbau­ togene Mahlanlage variiert, um den optimalen Mahlzustand beizubehalten. Da Veränderungen in der Zusammensetzung des unverlesenen Erzes dazu führen, daß die Zuführanordnung und die maximale Leistungsabgabe sich ändern, ist normaler­ weise eine computergestützte Steuertechnik erforderlich, um die Mahlleistung zu überwachen und die Zuführrate auf einen optimalen Wert zu regulieren.

Das Steuergerät überwacht die Amplitude und die Richtung des Steuersignals. Wenn beispielsweise das Steuersignal positiv ist, ist die Mahlanlage überbeladen. Wenn das Signal negativ ist, ist die Mahlanlage unterbeladen. Die Amplitude des Si­ gnals zeigt das Maß der Abweichung von der optimalen Belade­ position an. Es ist daher sehr einfach und unkompliziert, dieses Signal zu verwenden, um die Zuführrate des Erzes zur Erzielung einer gewünschten Beladungshöhe zu steuern.

Ein Vorteil, der sich durch die Verwendung des Komparators ergibt, der im wesentlichen ein Mikrofonsignal von dem ande­ ren subtrahiert, liegt darin, daß eine Kompensation für Än­ derungen in der Lautstärke in der Mahlanlage automatisch durchgeführt wird, die aufgrund von Fluktuationen in der Dichte des Materials in der Mahlanlage auftreten. Mit ande­ ren Worten, es wird ein Grad an Autokorrelation erreicht, der die Störunanfälligkeit des Systems verbessert.

Das Ausgangssignal jedes Mikrofons kann einem Verstärker angelegt werden, bevor es mit der Vergleichseinrichtung ver­ bunden wird. Anfangs werden die Ausgangssignale von den Ver­ stärkern ausgeglichen, unter kontrollierten Bedingungen, um sicherzustellen, daß die Vorrichtung effektiv für die jewei­ lige spezielle Anlage kalibriert ist.

Fig. 2 zeigt einen Ausschnitt aus einer Diagrammaufzeich­ nung, die eine von der Vergleichseinrichtung 22 erzeugte Signalspur 30 und eine Spur 32 trägt, die von Belastungszel­ len erzeugt ist, die einer Testmahlanlage angepaßt waren. Die zum Aufzeichnen der Spuren verwendeten Stifte waren nicht in gleicher Höhe angeordnet, so daß zwischen den Spu­ ren ein Abstand gegeben ist. Dennoch ist klar zu sehen, daß zwischen den beiden Signalen eine sehr starke Korrelation besteht, was beweist, daß die Maßnahme nach der Erfindung eine genaue Anzeige des Inhalts der Mahlanlage gibt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Überwachen der Höhe einer Mahlgutbeschic­ kung in einer Feinmahlanlage bzw. Feinmühle, die rotiert und dadurch die Beschickung veranlaßt, auf einen Aufschlagpunkt (16) innerhalb der Mühle zu fallen, dessen Anordnung von der Höhe der Mahlgutbeschickung abhängig ist, mit mindestens einem Sensor (18, 20) und einer Auswerteinrichtung (22) zur Auswertung der Signale des mindestens einen Sensors (18, 20), dadurch gekennzeichnet, daß zwei Sensoren (18, 20) zum Feststellen der herrschenden Lautstärke in Drehrichtung der Mühle voneinander beabstandet ortsfest angeordnet sind und den Aufschlagpunkt (16) zwischeneinander einschließen, wobei die Auswerteinrichtung (22) zum Vergleichen der von den Sensoren (18, 20) erzeugten Signale miteinander ausgebildet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sensoren (18, 20) derart angeordnet sind, daß sie gleichen Abstand von einem Aufschlagpunkt (16) aufweisen, der einer optimalen Beschickungshöhe entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteinrichtung (22) ein Steuersignal erzeugt, das zum Regeln der Beschickungsgeschwindigkeit des Mahlgutes in die Mühle verwendet wird.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekenn­ zeichnet durch eine Anzeigeeinrichtung (24), die die Positi­ on des Aufschlagpunkts (16) anzeigt.