DE3920273A1

DE3920273A1 - Verfahren und vorrichtung zur regelung der drehzahl bei ruehrwerkskugelmuehlen

Info

Publication number: DE3920273A1
Application number: DE3920273A
Authority: DE
Inventors: Hermann Getzmann
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-06-21
Filing date: 1989-06-21
Publication date: 1991-01-03
Also published as: ES2049032T5; JPH04506028A; EP0478566B2; ES2049032T3; EP0478566B1; US5215263A; WO1990015665A1; JP2545001B2; EP0478566A1; DE59004158D1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrich tung zur Regelung der Drehzahl bei Rührwerkskugelmühlen, die eine Mahlkammer mit darin enthaltenen Mahlkugeln, einen in der Mahlkammer angeordneten, drehbar gelagerten Rührwerkskörper und einen Antrieb für den Rührwerkskör per aufweisen, wobei die Drehzahl n des Rührwerkskörpers gemessen wird.

Rührwerkskugelmühlen werden z. B. zum Einarbeiten von Feststoffpulvern in flüssige Medien (dispergieren) sowie zur Naßmahlung von festen Stoffen verwendet.

Üblicherweise laufen diese Rührwerkskugelmühlen entweder mit einer fest eingestellten Drehzahl oder aber mit einer veränderlichen Drehzahl, wobei diese an einem entsprechenden Meßinstrument angezeigt wird.

Das Drehmoment der Rührwelle ist sowohl von inneren Parametern der Rührwerkskugelmühle als auch von der Beschaffenheit des in der Mahlkammer befindlichen Mahlgutes abhängig. Bei den bekannten Rührwerks kugelmühlen kommt es daher zu Änderungen des Drehmomen tes der Rührwelle. Bei hohen Drehmomenten besteht die Gefahr der Überlastung des Antriebsmotors für die Rührwelle.

Der Dispergier- bzw. Zerkleinerungserfolg beim Betreiben einer Rührwerkskugelmühle ist von dem Betrag der mechanischen Rührleistung P abhängig. P bestimmt sich aus der Drehzahl n und dem Drehmoment M der Rührwelle nach der folgenden Gleichung

P=2π · n · M
mit π=3,141 . . .

Bei den bekannten Rührwerkskugelmühlen ist selbst bei konstantem n aufgrund der Änderungen von M die Rühr leistung Änderungen unterworfen, so daß die Ergebnisse des Dispergier- bzw. Zerkleinerungsprozesses nicht gleichbleibend sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Regelung der Drehzahl bei Rührwerkskugelmühlen zu schaffen, das eine bessere Prozeßkontrolle gewähr leistet.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren der eingangs genannten Art das Drehmo ment M des Rührwerkskörpers gemessen wird und die Drehzahl n so geregelt wird, daß die Drehzahl n, das Drehmoment M oder die mechanische Rührleistung P nach der Beziehung

P= 2π · n · M (π=3,141 . . .)

vorgegebene Sollwerte erfüllen.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens kann durch Regelung der Drehzahl n entweder diese, das Drehmoment M oder die mechanische Rührleistung P konstantgehalten werden. Dies ermöglicht eine gegenüber herkömmlichen Rührwerkskugelmühlen entscheidend verbesserte Prozeß kontrolle.

Die Erfindung kann auf vertikal oder horizontal betreib bare Rührwerkskugelmühlen mit kontinuierlichem oder diskontinuierlichem Betrieb angewendet werden. Sie ist bei Rührwerkskugelmühlen sowohl für den Gebrauch im Labor als auch für die Produktion vorteilhaft.

Die Drehzahl n kann entweder durch bekannte mechanische oder induktive Verfahren gemessen werden.

Das Drehmoment M kann, wie ebenfalls bekannt, z. B. durch Dehn-Meßstreifen, durch Nutzung von Schraubmeßwel len, durch Wirbelstromverfahren, durch Bestimmung eines Reaktionsdrehmomentes oder aber durch Messung der Stromaufnahme eines Elektromotors unter Berücksichtigung der Motorkennlinie bestimmt werden. Das letztgenannte Verfahren ist insbesondere bei Verwendung eines Schei benläufermotors als Antrieb des Rührwerkskörpers von Vorteil.

Es ist zwar schon bekannt, bei Rührwerkskugelmühlen die Stromaufnahme des Antriebsmotors zu registrieren und anzuzeigen. Damit soll aber eine Überlastung des Motors bei zu hohem Drehmoment auf die Rührwelle vorzeitig erkannt werden.

Zur Bestimmung der mechanischen Rührleistung aus den gemessenen Werten für die Drehzahl n und das Drehmoment M werden vorzugsweise die Meßdaten in eine Recheneinheit gegeben. Diese errechnet den Wert für die mechanische Rührleistung P aufgrund der oben angegebenen Gleichung. Die Werte werden mit dem vorgegebenen Sollwert für n, M oder P verglichen. Die Drehzahl n wird dann durch einen von dem Vergleichsergebnis abhängigen Steuerimpuls über eine Reglereinheit geregelt.

Die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M und P und gegebenenfalls der vorgegebene Sollwert können zur Dokumentation und/oder Weiterverarbeitung gespeichert werden. Sie können als Analogsignale oder in digitalisierter Form durch einen externen Rechner bzw. einen x/t-Schreiber verfügbar gemacht werden. Der Rechner kann auch in Verbindung mit einer entsprechenden Peripherie Prozeßkontrollaufgaben als Steuereinrichtung übernehmen.

Die Werte werden zweckmäßigerweise angezeigt, um eine Kontrolle der gemessenen bzw. errechneten Größen n, M und P und des Regelvorgangs zu ermöglichen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist Meßeinrichtungen zur Messung der Drehzahl n und des Drehmoments M des Rührwerkskörpers der Rührwerkskugelmühle und eine Steuereinrichtung auf, mit der die Drehzahl n so regelbar ist, daß die Drehzahl n, das Drehmoment M oder die mechanische Rührleistung P nach der oben angegebenen Gleichung vorgegebene Soll werte erfüllen.

In einer bevorzugten Ausführung einer solchen Vorrich tung sind in die Steuereinrichtung die Sollwerte für die Größen n, M und P eingebbar. Die Steuereinrichtung ist mit den Meßeinrichtungen zur Übertragung der Meßdaten und mit dem Antrieb des Rührwerkskörpers zur Regelung der Drehzahl n verbunden.

Die Steuereinrichtung kann elektronische Bausteine zur Bestimmung der mechanischen Rührleistung P in Abhängig keit von den Meßwerten für die Größen n und M und ein elektronisches Regelteil zur Regelung der Drehzahl n aufweisen.

Die Steuereinrichtung kann andererseits einen externen Rechner zur Bestimmung der mechanischen Rührleistung P in Abhängigkeit von den Meßwerten für die Größen n und M und einen Drehzahlgeber zur Regelung der Drehzahl n umfassen.

Weiterhin kann die Steuereinrichtung einen Speicher aufweisen, in den die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M und P und/oder der vorgegebene Sollwert zur Dokumentation und/oder Weiter verarbeitung einspeicherbar sind.

Die Steuereinrichtung kann auch eine Anzeigevorrichtung aufweisen, mit der die erwähnten Werte auf einer Zeigerskala oder digital darstellbar sind.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeipiel der Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung dargestellt.

Die Zeichnung zeigt eine Prinzipskizze für die Regelung der Drehzahl bei einer Rührwerkskugelmühle.

Die Rührwerkskugelmühle 1 besteht, wie in der Zeichnung zum Teil im Schnitt dargestellt ist, aus einer Mahlkam mer 2 mit darin enthaltenen Mahlkugeln 3, einem in der Mahlkammer 2 angeordneten, drehbar gelagerten Rührwerks körper 4 und einem Elektromotor 5 zum Antrieb des Rührwerkskörpers.

An der Rührwelle 6 des Rührwerkskörpers 4 befinden sich eine Meßeinrichtung 7 für die Drehzahl n und eine Meßeinrichtung 8 für das Drehmoment M. Die Meßeinrich tung 7 kann z. B. induktiv die Drehzahl n bestimmen. In der Meßeinrichtung 8 kann das Drehmoment M z. B. durch die Stromaufnahme eines Elektromotors gemessen werden.

Die Meßdaten für die Größen n und M werden, in der Zeichnung durch Pfeile dargestellt, von den Meßein richtungen 7 und 8 auf eine Steuereinrichtung 9 übertragen.

In der Steuereinrichtung 9 werden die Meßwerte für die Größen n und M gespeichert. In einer in der Zeichnung nicht dargestellten Recheneinheit der Steuereinrichtung 9 wird aus den Meßwerten für die Größen n und M aufgrund der Gleichung

P= 2π · n · M (π=3,141 . . .)

der Wert für die mechanische Rührleistung P ermittelt.

In die Steuereinrichtung 9 sind, wie in der Zeichnung durch Pfeile dargestellt, Sollwerte für die Größen n, M oder P eingebbar. Der eingegebene Sollwert wird eben falls in der Steuereinrichtung 9 gespeichert. Die gemessenen Werte werden mit dem eingegebenen Sollwert verglichen.

Durch einen vom Vergleichsergebnis abhängigen Steuerim puls wird die Drehzahl n durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Reglereinheit geregelt. Die Drehzahl regelung ist in der Zeichnung schematisch durch einen Pfeil illustriert.

Die Steuereinrichtung weist ferner ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Zeigerskalen zur Anzeige der Werte für die Größen n, M und P auf. Die Zeigerskalen sind zweckmäßigerweise nebeneinander wie die Größen P, n und M in der oben angegebenen Gleichung angeordnet.

Bezugszeichenliste:

1 Rührwerkskugelmühle
2 Mahlkammer
3 Mahlkugeln
4 Rührwerkskörper
5 Elektromotor
6 Rührwelle
7 Meßeinrichtung für die Drehzahl n
8 Meßeinrichtung für das Drehmoment M
9 Steuereinrichtung

Claims

1. Verfahren zur Regelung der Drehzahl bei Rührwerks kugelmühlen, die eine Mahlkammer mit darin enthalte nen Mahlkugeln, einen in der Mahlkammer angeordne ten, drehbar gelagerten Rührwerkskörper und einen Antrieb für den Rührwerkskörper aufweisen, wobei die Drehzahl n des Rührwerkskörpers gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment M des Rührwerkskörpers gemessen wird und die Drehzahl n so geregelt wird, daß die Drehzahl n, das Drehmoment M oder die mechanische Rührleistung P nach der Beziehung
P= 2π · n · M (π=3,141 . . .)
vorgegebene Sollwerte erfüllen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Meßdaten für die Drehzahl n und das Drehmoment M in eine Rechenein heit gegeben werden, die die mechanische Rühr leistung P bestimmt und diese Werte mit dem vorgegebenen Sollwert vergleicht, und daß die Drehzahl n durch einen vom Vergleichsergebnis abhängigen Steuerimpuls über eine Reglereinheit geregelt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M und P und/oder der vorgegebene Sollwert zur Dokumentation und/oder Weiterverarbeitung gespei chert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M oder P und/oder der vorgegebene Sollwert angezeigt werden.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeich net durch Meßeinrichtungen (7, 8) zur Messung der Drehzahl n und des Drehmomentes M des Rührwerks körpers (4) der Rührwerkskugelmühle (1) und eine Steuereinrichtung (9), mit der die Drehzahl n so regelbar ist, daß die Drehzahl n, das Drehmoment M oder die mechanische Rührleistung P nach der Beziehung
P= 2π · n · M (π=3,141 . . .)
vorgegebene Sollwerte erfüllen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in die Steuerein richtung (9) die Sollwerte für die Größen n, M und P eingebbar sind und daß die Steuereinrichtung (9) mit den Meßeinrichtungen (7, 8) für die Messung der Drehzahl n und des Drehmoments M zur Übertragung der Meßdaten und mit dem Antrieb (5) des Rührwerkskör pers (4) zur Regelung der Drehzahl n verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich tung (9) elektronische Bauteile zur Bestimmung der mechanischen Rührleistung P in Abhängigkeit von den Meßwerten für die Größen n und M und ein elektroni sches Regelteil zur Regelung der Drehzahl n auf weist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrich tung (9) einen externen Rechner zur Bestimmung der mechanischen Rührleistung P in Abhängigkeit von den Meßwerten für die Größen n und M und einen Drehzahlgeber zur Regelung der Drehzahl n aufweist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen Speicher aufweist, in den die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M und P und/oder der vorgegebene Sollwert eingebbar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine Anzeigevorrichtung aufweist, mit der die gemessenen bzw. errechneten Werte für eine oder mehrere der Größen n, M oder P und/oder der vorgegebene Sollwert anzeigbar sind.