DE4226158A1

DE4226158A1 - Verfahren und Anlage zur Druckbehandlung körnigen Gutes

Info

Publication number: DE4226158A1
Application number: DE4226158A
Authority: DE
Inventors: Peter Kranz; Siegfried Strasser
Original assignee: Kloeckner Humboldt Deutz AG
Current assignee: KHD HUMBOLDT WEDAG GMBH, 51105 KOELN, DE
Priority date: 1992-08-07
Filing date: 1992-08-07
Publication date: 1994-02-10
Anticipated expiration: 2012-08-08
Also published as: FR2694508A1; FR2694508B1; DK87793A; DK87793D0; DK175343B1; DE4226158C2; US5372315A

Description

Die Erfindung ist auf ein Verfahren zum Betrieb einer Zweiwalzenmaschine gerichtet, wie z. B. Hochdruckwalzenpresse, insbesondere zur Druckzer kleinerung körnigen Gutes, mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt voneinander getrennten Walzen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylin der eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem der Wal zenanpreßdruck aufgebracht wird, mit im Hydraulikölkreislauf der Hydrau likzylinder angeordneten Druckerhöhungs- und Druckentlastungsventile, mit Sensoren zur Messung der sich im Betrieb an den beiden Walzenseiten ein stellenden Breite des Walzenspaltes und mit einem oberhalb des Walzen spaltes angeordneten, mindestens eine Dosierklappe enthaltenden Gutauf gabeschacht.

Zweiwalzenmaschinen, wie Walzenpressen oder Walzenmühlen, weisen zwei drehbar gelagerte gegenläufig rotierende Walzen auf, die zwischen sich einen Walzenspalt bilden, in welchem körniges Feststoffmaterial einer Druckbeanspruchung unterworfen wird. Eine der beiden Walzen ist in der Regel als Festwalze ausgebildet, die sich direkt gegen eine Endwand des Maschinenrahmens abstützt, während sich die andere Walze als Loswalze über ihre beiden zugehörigen Lagerböcke gegen die Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abstützt, mit dem der Walzenanpreßdruck aufgebracht wird.

Bei einer bekannten Walzenpresse dieser Art (EP-PS 0 084 383) zur Druck zerkleinerung körnigen Mahlgutes werden die einzelnen Partikel des durch Reibung in den Walzenspalt eingezogenen Mahlgutes in einem Gutbett, d. h. in einer zwischen den beiden Walzenoberflächen zusammengedrückten Materialschüttung bei Anwendung eines sehr hohen Druckes gegensei tige zerquetscht, so daß man hierbei von der sogenannten Gutbettzerklei nerung spricht. Die Hochdruckpressung führt im Mahlgut teils zur Partikelzerstörung, teils zur Erzeugung von Anrissen im Partikelinneren und äußert sich sichtbar in der Bildung von Agglomeraten (sogenannten Schülpen), die sich mit vergleichsweise geringem Energieaufwand desagglomerieren bzw. auflösen lassen.

Zur Erzielung einer optimalen Druckbeanspruchung des körnigen Gutes wird während des Betriebs einer Zweiwalzenmaschine angestrebt, einmal eingestellte Verfahrensparameter, wie beispielsweise der Walzenanpreß druck und die Walzenspaltweite, möglichst konstant zu halten. Auftretende Änderungen der Walzenspaltweite, die sich durch Änderungen des Aufgabe gutes ergeben, z. B. durch Änderung der Aufgabekörnung, können, wie in der DE-OS 35 35 406 vorgeschlagen wird, durch eine Änderung der Aufgabegutmenge, beispielsweise durch eine Regelung der im Walzenein zugsbereich wirksamen Materialaufgabebreite und/oder durch eine Ände rung der Höhe der auf den Walzen lastenden Materialsäule (Beeinflussung des Einzugsverhaltens) begegnet werden.

Ein Nachteil dieser Betriebsweise mit einem konstanten Walzenanpreßdruck und einer konstanten Walzenspaltweite ist aber, daß die Zweiwalzenma schine, wenn sie im Verbund mit weiteren Maschinen, wie beispielsweise einem Sichter und einer Kugelmühle geschaltet ist, auf Änderungen der sich einstellenden Materialkreisläufe nicht reagieren kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Zweiwalzenmaschine zu schaffen, wodurch ermöglicht wird, daß auch bei starken Schwankun gen des Durchsatzes oder des Einzugsverhaltens des Aufgabegutes und daraus resultierenden Schwankungen der Walzenspaltweite stets eine optimale Druckbeanspruchung gewährleistet ist.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung verfahrensmäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 und vorrichtungs mäßig mit den Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 2 ge löst.

Für eine optimale Druckbeanspruchung des körnigen Gutes ist für eine be stimmte Walzenspaltweite auch ein bestimmter Walzenanpreßdruck erfor derlich, wobei ganz allgemein gilt, daß mit zunehmender Walzenspaltweite auch ein zunehmender Walzenanpreßdruck benötigt wird, d. h. bei einer optimalen Druckbeanspruchung sind Walzenspaltweite und Walzenanpreß druck nach einer Gleichung
Walzenanpreßdruck=f (Walzenspaltweite)
miteinander verknüpft.

Die Walzenspaltweite und der Walzenanpreßdruck werden durch Sensoren überwacht und die erhaltenen Werte in einer Überwachungs- und Rege lungseinheit mit einer vorgegebenen Gleichung verglichen. Bei Abweichun gen von dieser Gleichung erfolgt ein Regeleingriff auf die Stellung der Dosierklappen, die sich im Materialaufgabeschacht befinden und damit eine Änderung der der Zweiwalzenmaschine angebotenen Aufgabemenge, wo durch die Walzenspaltweite verändert wird und/oder auf den Walzenan preßdruck, wodurch sich gleichfalls die Walzenspaltweite und damit der Durchsatz ändert, solange bis die Werte für die Walzenspaltweite und für den Walzenanpreßdruck den Werten der vorgegebenen Gleichung wieder entsprechen.

Auf diese Weise kann die Zweiwalzenmaschine bei Änderungen des Auf gabegutes und/oder Änderungen des Durchsatzes diesen Änderungen stets optimal angepaßt werden, ohne daß eine Minderung der Druckbeanspru chung befürchtet werden muß.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden in einem Ausführungsbeispiel anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 die Draufsicht auf die Walzen einer Zweiwalzenma schine mit einem Schaltschema zur Überwachung und Regelung der Walzenspaltweite und der Walzen anpreßkraft;

Fig. 2 die graphische Darstellung einer Gleichung Walzen anpreßdruck=f (Walzenspaltweite).

Die Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine Zweiwalzenmaschine mit einer im Ver gleich dazu vergrößert dargestellten hydraulischen Einrichtung zur Abstüt zung der Loswalze in Verbindung mit einer Überwachung und Regelung der Walzenspaltweite und der Walzenanpreßkraft. Die Walzenpresse insbeson dere zur Gutbettzerkleinerung körnigen Gutes weist zwei gegenläufig dreh bare Walzen (10 und 11) auf, die zwischen sich einen Walzenspalt (12) bil den und von denen die Walze (10) als Festwalze und die Walze (11) als Loswalze ausgebildet sind. Oberhalb des Walzenspaltes (12) befindet sich ein Gutaufgabeschacht (9) mit drehbeweglich angeordneten Dosierklap pen (7), die durch einen Stellmotor (M2, M1) in ihrer Stellung verändert werden können. Die Festwalze (10) mit ihren Lagerböcken (13 und 14) stützt sich unmittelbar an einer Endwand des Maschinenrahmens ab, die Loswalze (11) ist in Lagerböcken (15 und 16) gelagert, die auf glatten Gleitbahnen (17 und 18) des Maschinenrahmens aufliegen und die sich in Richtung der gezeichneten Doppelpfeile translatorisch bewegen können. Die Lagerböcke (15 und 16) der Loswalze (11) sind gegen Hydraulikzylin der (19 und 20) abgestützt, mit denen die Walzenpreßkraft aufgebracht wird.

Der Hydraulikzylinder (19) steht über Leitung (21), Druckerhöhungsven til (22), und Leitung (23) mit einer Ölpumpe (24) und diese über-Lei tung (25) mit einem Ölsammelbehälter (26) in Verbindung; der Hydraulikzy linder (19) ist außerdem durch ein Druckentlastungsventil (27) sowie über Leitung (28) mit dem Ölsammelbehälter (26) verbunden.

Spiegelbildlich dazu steht der Hydraulikzylinder (20) über Leitung (29), Druckerhöhungsventil (30) und Leitung (31) mit der Ölpumpe (24) in Ver bindung und er ist andererseits über das Druckentlastungsventil (32) und Leitung (33) mit dem Ölsammelbehälter (26) verbunden. Die Ölpumpe (24) pumpt über die Druckerhöhungsventile (22 und 30) soviel Hydrauliköl in die Hydraulikzylinder (19 und 20), daß die gewünschte bzw. notwendige, durch die Gleichung vorgegebene, Walzenpreßkraft gehalten werden kann. Dies entspricht einem in beiden Zylindern aufrechtzuerhaltenden Druck sollwert, der durch die Druckmeßeinrichtungen (P 1 und P 2) gemessen und über entsprechende Signalleitungen (34 und 35) zu den Eingängen einer Überwachungs- und Regelungseinheit (36) geleitet wird.

Die vier Hydraulikölventile (27, 22, 30 und 32) stehen über entsprechende Steuerleitungen (37, 38, 39, 40) mit entsprechenden Ausgängen der Überwachungs- und Regelungseinheit (36) in Verbindung. Der Abstand der Lagerböcke (14 und 16) wird von einem Sensor (S 1) und der Abstand der Lagerböcke (13 und 15) wird von einem Sensor (S 2) gemessen. Der ge messene Abstand der Lagerböcke ist repräsentativ für die Breite des Wal zenspaltes (12) an beiden Seiten der Walzen (links, rechts). Die Sensoren (S1 und S2) sind über Signalleitungen (41 und 42) mit entsprechenden Eingängen der Überwachungs- und Regelungseinheit (36) verbunden.

Von den Sensoren (S 1 und S 2) wird der sich im Betrieb einstellende Ab stand der Lagerböcke und damit auch die sich im Betrieb einstellende Breite des Walzenspaltes (12) an beiden Walzenseiten kontinuierlich oder zeitlich getaktet gemessen und die erhaltenen Werte in der Überwachungs- und Regeleinrichtung (12) mit den Werten der vorgegebenen Gleichung verglichen. Bei Abweichungen der Meßwerte von dieser Gleichung erfolgt über die zentrale Überwachungs- und Regelungseinheit (36) ein Regeleingriff auf den Druck im Hydraulikzylinder und/oder es erfolgt ein Regeleingriff auf den Stellmotor (M1, M2) der drehbeweglichen Dosierklappen (7, 8) des Gutaufgabeschachtes (9), wozu die Stellmotore (M1, M2) über Signallei tungen (5, 6) mit den Ausgängen (G1, G2) der zentralen Überwachungs- und Regelungseinheit (36) verbunden sind.

Die Fig. 2 zeigt beispielhaft die durch Versuche zur optimalen Druckbean spruchung ermittelte und in diesem Beispiel lineare Abhängigkeit des Wal zenanpreßdrucks von der Walzenspaltweite in graphischer Darstellung in Form einer Gerade (K).

Wird beispielsweise von den Sensoren (S1, S2) eine Walzenspaltweite von 26 mm und von den Druck-Sensoren (P1, P2) ein Walzenanpreßdruck von 70 bar gemessen, so liegt der zu diesen Meßwerten gehörende Punkt (R1) im Diagramm der Fig. 2 unterhalb der für eine optimale Druck behandlung ermittelten Werte der Gleichungsgerade (K), d. h. für die Wal zenspaltweite von 26 mm ist der Walzenanpreßdruck von 70 bar zu nied rig. Durch einen entsprechenden Regeleingriff wird nun entweder der Druck auf den der Gerade (K) entsprechenden Wert (R2) von 80 bar angehoben oder es wird, falls dies wegen der Einzugsbedingungen des Materials nicht möglich ist oder wenn der Durchsatz sowieso abgesenkt werden soll, die Walzenspaltweite durch Drosselung der Aufgabemenge mittels der Dosier klappen (7, 8) soweit verringert, bis sie den dem Walzenanpreßdruck von 70 bar entsprechenden Wert (R3) von ca. 22 mm aufweist. Es ist aber auch möglich, eine gleichzeitige Regelung der Dosierklappen (7, 8) und des Walzenanpreßdrucks durchzuführen und damit den Punkt (R1) zu einem beliebigen Punkt der Gerade (K) zu verschieben.

Claims

1. Verfahren zum Betrieb einer Zweiwalzenmaschine, wie z. B. Hoch druckwalzenpresse, insbesondere zur Druckzerkleinerung körnigen Gutes, mit zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzen spalt voneinander getrennten Walzen, von denen wenigstens eine als Loswalze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem der Walzenanpreßdruck aufgebracht wird, mit im Hydraulikölkreislauf der Hydraulikzylinder angeordneten Druckerhöhungs- und Druckentla stungsventile, mit Sensoren zur Messung der sich im Betrieb an den beiden Walzenseiten einstellenden Breite des Walzenspaltes und mit einem oberhalb des Walzenspaltes angeordneten, mindestens eine Dosierklappe enthaltenden Gutaufgabeschacht, dadurch gekennzeich net, daß die sich im Betrieb der Zweiwalzenmaschine einstellende Breite des Walzenspaltes an beiden Walzenseiten und der Anpreß druck im Hydraulikölkreislauf durch Sensoren gemessen und die erhal tenen Werte in einer Überwachungs- und Regeleinheit mit einer vor gegebenen Gleichung [Anpreßdruck=f (Walzenspaltweite)] vergli chen werden und daß bei einer Abweichung von dieser Gleichung so lange ein Regeleingriff auf die unabhängig voneinander zu regelnden Druckregelungen der beiden die Loswalze abstützenden Hydraulikzy linder erfolgt und/oder ein Regeleingriff auf die Stellung der Dosier klappe durchgeführt wird, bis die gemessenen Werte den Werten der Gleichung wieder entsprechen.

2. Zweiwalzenmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach An spruch 1, enthaltend

a) zwei gegenläufig angetriebenen und durch einen Walzenspalt von einander getrennte Walzen, von denen wenigstens eine als Los walze ausgebildet ist, deren Lagerböcke gegen Hydraulikzylinder eines hydropneumatischen Systems abgestützt sind, mit dem der Walzenanpreßdruck aufgebracht wird;
b) im Hydraulikölkreislauf der Hydraulikzylinder angeordnete Druck erhöhungs- und Druckentlastungsventile;
c) Sensoren zur Messung der sich im Betrieb der Zweiwalzenma schine an den beiden Walzenseiten einstellenden Walzenspalt weite und Manometer zur Messung des Anpreßdrucks im Hydrau likölkreislauf;
d) einem oberhalb des Walzenspaltes angeordnetem, mindestens eine regelbare Dosierklappe enthaltenden Gutaufgabeschacht gekennzeichnet durch,
c) eine Überwachungs- und Regeleinheit, die mit den Ausgängen der Sensoren zur Messung der Walzenspaltweite und mit den Aus gängen der Druck-Sensoren zur Messung des Anpreßdrucks im Hydraulikölkreislauf und mit den Eingängen der Druckerhöhungs- und Druckentlastungsventile sowie den Eingängen der Stellmotore der Dosierklappe(n) des Gutaufgabeschachtes verbunden ist.