EP0921860B1 - Verfahren zur steuerung einer sortier- und klassiervorrichtung für sand und kies - Google Patents

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EP0921860B1
EP0921860B1 EP97935480A EP97935480A EP0921860B1 EP 0921860 B1 EP0921860 B1 EP 0921860B1 EP 97935480 A EP97935480 A EP 97935480A EP 97935480 A EP97935480 A EP 97935480A EP 0921860 B1 EP0921860 B1 EP 0921860B1
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EP
European Patent Office
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sand
fluidized bed
chamber
fraction
micro particle
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EP97935480A
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English (en)
French (fr)
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EP0921860A1 (de
Inventor
Rolf KÖRBER
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Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Allmineral Aufbereitungstechnik GmbH and Co KG
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Publication date
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Application granted granted Critical
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B13/00—Control arrangements specially adapted for wet-separating apparatus or for dressing plant, using physical effects
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03B—SEPARATING SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS
    • B03B5/00—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating
    • B03B5/62—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating by hydraulic classifiers, e.g. of launder, tank, spiral or helical chute concentrator type
    • B03B5/623—Upward current classifiers

Definitions

  • the invention relates to a method for controlling the product composition in a device for classifying and sorting sand and gravel, which consists of a feed arrangement for the raw material feed and at least one chamber serving to separate the light materials from the sand product fraction with a sand product discharge and an overflow for the light materials.
  • the chamber being designed to sort the raw material feed as a sorting area working according to the fluidized bed method for separating the sand fraction from the light materials and a proportion of fine sand.
  • a device for the separation of light materials from sand and gravel corresponding to the aforementioned features is in the brochure "MAB fluidized bed sorter - Hydrosort I" the Schauenburg Maschinen- und Anlagen-Bau GmbH described; In this device, the raw material feed consisting of sand of different grain sizes is introduced into the cylindrical single-chamber container with an essentially flat bottom and discharges for the cleaned sand arranged therein.
  • Upflow water is applied to the single-chamber tank from the bottom, so that a fluidized bed with a very high turbidity density is built up in the single-chamber tank using the fine fractions of sand contained in the raw material feed, which can float organic contaminants contained in the raw material feed, especially heavily carbonized wood , so that the impurities as well as mud-like fines are washed out with the overflow water.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for controlling the product composition in a device with the aforementioned features, by means of which a predetermined concentration of fine sand in the amount of sand product can be achieved.
  • the basic idea of the invention is that a classifying separation of the sand fraction into a quantity of sand product and into a fine sand fraction to be discharged via the overflow takes place in the chamber above the bed height of the fluidized bed in the chamber, and that for setting a predetermined concentration of fine sand in the Amount of sand product, the height of the fluidized bed is regulated in such a way that the proportion of fine sand in the raw material feed quantity can be divided into a proportion of fine sand to be applied in the quantity of sand product and a proportion of fine sand to be discharged via the overflow, depending on the predetermined permissible concentration, whereby For all geometrically similar structural designs of the device, a fixed spreading rate, defined by the ratio of the amount of fine sand to be discharged to the amount of fine sand in the raw material feed amount, is specified as a function of the fluidized bed height in the form of a calibration curve as a machine-specific parameter, and from the calibration curve that as a
  • a first process step is first of all to use this fluidized bed for classification in addition to the sorting effect of the fluidized bed set in the container, and to set a grain size between a fine sand fraction and a fine sand fraction to be discharged via the overflow; While the fine sand fraction is to remain completely in the product discharge, a certain part of the fine sand fraction present in the raw material feed should be introduced as a proportion corresponding to the predetermined concentration into the sand product quantity to be discharged over the bottom of the container, depending on the sand product quantity, the proportion exceeding that Fine sand is to be removed via the overflow.
  • the method according to the invention takes advantage of the surprisingly recognized effect that the fluidized bed not only adjusts a particle size per se is possible, but that depending on the other structural conditions of the chamber design, a quantitative distribution of the entire fine sand fraction over the layer height of the fluidized bed in the container can be adjusted.
  • the spreading of fine sand can be specified as a machine-specific parameter in the form of a calibration, so that after determining the total proportion of fine sand in the raw material task, the fluidized bed height to be set with regard to the fine sand quantity to be applied together with the fine sand can be derived.
  • this container results in only a single quantity of sand product as a measurement variable and as the basis for the concentration required with regard to the fine sand fraction.
  • the amount of sand product is made up of the partial amount withdrawn in the coarse sand area and the partial amount withdrawn from the fine sand area, the amount in the sand product amount fine sand fraction to be introduced is spread over the fine sand area; to this extent the sand product quantity is to be summarized from two part sizes.
  • the invention provides that the proportion of fine sand in the raw material feed is determined as a starting value by sampling and carrying out a grain size analysis on the sample taken.
  • knowing the proportion of fine sand in the raw material feed can then either directly determine the fluidized bed height as the setpoint and, in comparison with a measured actual value for the fluidized bed height, the measure of the required readjustment can be determined, or a set amount of readjustment for the fluidized bed height can be used The measured actual value of the fluidized bed height is approximated to the desired value corresponding to the required spreading distribution.
  • a further possibility without determining the grain size composition in the raw material feed in one embodiment of the invention is that the spreading distribution as a function of the measured quantities for the raw material feed and / or the sand product quantity and / or the fine sand quantity applied via the overflow and the fluidized bed height as the desired value is derived as a function of the spreading distribution, it being possible for the mass flows to be measured preferably by means of switched-on belt scales.
  • the size of the separating grain between the fine sand fraction and the fine sand fraction is 0.25 mm.
  • FIG. 1 partially shows the device described in detail in EP 0 508 335 A2; in this respect reference is made to EP 0 508 335 A2 with regard to the operation of the device.
  • a mass flow ⁇ A flows through a feed arrangement 10 and reaches a coarse sand space 11, from which a coarse sand amount über GS is removed via a discharge 12.
  • the fine sand and ultra-fine constituents pass via the overflow 13 into the fine sand space 14, in which the fluidized bed 15 is present with a fluidized bed height h FS .
  • the fine sand flow rate ⁇ FS is drawn off via the discharge 16, while the fine sand constituents separated off, for example, with a cut of 0.25 mm, are carried away as a flow rate ⁇ FSS via the overflow 17.
  • the method includes, as a method specification, the knowledge that the aforementioned loss factor V, that is to say corresponding to the fine sand quantity ⁇ FSS applied via the overflow 17, can be determined as a machine parameter as a function of the bed height h FS of the fluidized bed 15 and then in the form of a calibration curve for machines comparable configuration can be specified.
  • This dependency of the loss factor V on the fluidized bed height h FS can be represented in the form of a curve which is identified in the flow diagrams according to FIGS. 2 to 4 with the reference symbol 18.
  • This calibration curve can be used for all machines with geometric similarity and therefore does not have to be for every machine single machine can be determined, in which the geometry and the dimensions of the respective chambers are enlarged or reduced with a scaling factor.
  • the volume flow in the raw material feed ⁇ A is determined by means of a belt scale 19, and samples are also taken therefrom by the sampler 20, the grain size distribution of the raw material feed at a separating cut of 0 in a suitable device 21. 25 mm is determined so that the total amount of fine sand in the raw material feed ⁇ ⁇ A with a grain size smaller than 0.25 mm is known.
  • the amount of very fine sand ⁇ FSS discharged via the overflow 17 is determined, and also the amount of sand product ⁇ Pr as the sum of the volume flows deducted from the fine sand area 14 and the coarse sand area 11.
  • the layer height h FS is measured using a suitable measurement as the actual value for the current machine status.
  • An actual value for the loss factor V can be determined with the measured actual value for the layer height h FS , the target value for the loss factor being calculable on the basis of the predetermined target concentration.
  • the setpoint for the loss factor is to determine the target value for the layer height h FS , so that there is a ⁇ h FS between the actual value and the target value.
  • the actual value for the layer height can then be adjusted accordingly with this ⁇ h FS .
  • the procedure shown in FIG. 3 is based in the same way on setpoints or actual values for the concentration C, a fixed ⁇ h FS being specified in steps, which means that the setpoint for the fluidized bed height h FS is approximated in a corresponding multiple comparison Fine sand room 14 can be determined.
  • FIG. 4 shows an alternative for the method according to the invention, in which it is possible to dispense with sampling and grain size determination;
  • the quantity of the bed of the fluidized bed can be regulated solely by measuring the quantity, two influencing variables of the available quantity flows being measured via belt scales 19;
  • the flow chart according to FIG. 4 contains three possible exemplary embodiments with different combinations of two of the three possible influencing variables.
  • FIG. 5 shows the mass ratios in a device with a cylindrical single-chamber container, in which the coarse sand space 11 and the fine sand space 14 are combined in one chamber, in the lower region of which the fluidized bed 15 is present with a fluidized bed height h FS .
  • the amount of sand product ⁇ Pr containing the coarse sand fraction and the fine sand fraction is drawn off via the hood 12 formed at the bottom of the container.
  • FIG. 6 shows a representation corresponding to FIG. 2 for the situation that arises in a single-chamber container according to FIG. 5, the relationships between the individual influencing variables shown in FIG. 2 not changing because only the sand product quantity ⁇ Pr is included as a single variable, and this amount of sand product is immediately available in a single-chamber container as a single product stream from the trigger 12.

Landscapes

  • Devices And Processes Conducted In The Presence Of Fluids And Solid Particles (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)
  • Separation Of Solids By Using Liquids Or Pneumatic Power (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Produktzusammensetzung bei einer Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Sand und Kies, welche aus einer Aufgabeanordnung für die Rohmaterialaufgabe und wenigstens einer der Abtrennung der Leichtstoffe von der Sandproduktfraktion dienenden Kammer mit Sandproduktabzug und einem Überlauf für die Leichtstoffe besteht, wobei zur Sortierung der Rohmaterialaufgabe die Kammer als nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitender Sortierbereich zur Abtrennung der Sandfraktion von den Leichtstoffen und einem Anteil an Feinstsand ausgebildet ist. Eine den vorgenannten Merkmalen entsprechende Vorrichtung der Abtrennung von Leichtstoffen aus Sand und Kies ist in dem Prospektblatt "MAB Wirbelschichtsortierer - Hydrosort I" der Fa. Schauenburg Maschinen- und Anlagen-Bau GmbH beschrieben; bei dieser Vorrichtung wird die aus Sand unterschiedlicher Korngröße bestehende Rohmaterialaufgabe in den zylindrisch ausgebildeten Einkammerbehälter mit einem im wesentlichen flachen Boden und darin angeordneten Austrägen für den gereinigten Sand eingeleitet. Vom Boden her wird der Einkammerbehälter mit Aufstromwasser beaufschlagt, so daß sich in dem Einkammerbehälter unter Ausnutzung der in der Rohmaterialaufgabe enthaltenen Feinanteile an Sand eine Wirbelschicht mit einer sehr hohen Trübedichte aufbaut, die in der Rohmaterialaufgabe enthaltene organische Verunreinigungen, insbesondere stark inkohltes Holz, aufschwimmen läßt, so daß die Verunreinigungen wie auch schlammartige Feinstbestandteile mit dem Überlaufwasser ausgeschwemmt werden.
  • Ergänzend ist eine zweikammerige Ausführung mit einem der Abtrennung des groben Sandes dienenden Innenkammer als Grobsandraum und einer über einen als geneigte Fläche ausgebildeten Überlauf an den Grobsandraum angeschlossenen, der Sortierung des Feinsandes nach dem Wirbelschichtverfahren dienenden Außenkammer als Feinsandraum sowie mit einem der Außenkammer zugeordneten Überlauf für die Leichtstoffe und die Feinstsandanteile) in der EP 0 508 335 A2 beschrieben, die hinsichtlich der Reinigung des Feinsandes nach dem gleichen Prinzip arbeitet, da in einem ersten Schritt die groben Sande aufgrund einer eingestellten Trennkorngröße ohne eine spezielle Reinigung als Produktfraktion abgetrennt werden.
  • Bei derartigen Vorrichtungen wird nun die Anforderung gestellt, daß der Anteil an Feinstsand in der gesamten jeweiligen Sandproduktmenge einen bestimmten Prozentsatz nicht überschreiten, vorzugsweise im Bereich einer bestimmten, auf die jeweilige Sandproduktmenge bezogenen Konzentration liegen soll; einer solchen Forderung ist jedoch mit dem Betrieb der vorbeschriebenen Vorrichtungen in der einen wie in der anderen Ausführung nicht nachzukommen.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Steuerung der Produktzusammensetzung bei einer Vorrichtung mit den vorgenannten Merkmalen anzugeben, mittels dessen eine vorgegebene Konzentration von Feinstsand in der Sandproduktmenge zu verwirklichen ist.
  • Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich einschließlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung aus dem Inhalt der Patentansprüche, welche dieser Beschreibung nachgestellt sind.
  • Die Erfindung sieht in ihrem Grundgedanken vor, daß in der Kammer über die Schichthöhe der in der Kammer anstehenden Wirbelschicht zusätzlich eine klassierende Trennung der Sandfraktion in eine Sandproduktmenge und in eine über den Überlauf auszubringende Feinstsandfraktion erfolgt und daß zur Einstellung einer vorgegebenen Konzentration an Feinstsand in der Sandproduktmenge die Wirbelschichthöhe derart eingeregelt wird, daß der Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabemenge mittels der Wirbelschicht in Abhängigkeit von der vorgegebenen zulässigen Konzentration in einen in der Sandproduktmenge auszubringenden Feinstsandmengenanteil und in einen über den Überlauf auszubringenden Feinstsandmengenanteil aufteilbar ist, wobei für alle geometrisch ähnlichen konstruktiven Auslegungen der Vorrichtung eine festliegende und durch als Verhältnis des auszubringenden Feinstsandmengenanteils zu dem Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabemenge definierte Ausbringensaufteilung als Funktion der Wirbelschichthöhe in Form einer Eichkurve als maschinenfester Parameter vorgegeben wird und aus der Eichkurve die der in Abhängigkeit von dem ermittelten Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabemenge erforderlichen Ausbringensaufteilung entsprechende Wirbelschichthöhe als Sollwert für die Schichthöhenregelung der in der Kammer anstehenden Wirbelschicht abgeleitet wird.
  • Danach liegt ein erster Verfahrensschritt zunächst darin, neben dem Sortiereffekt der in dem Behälter eingestellten Wirbelschicht diese Wirbelschicht auch zur Klassierung auszunutzen und für den Überlauf eine Korngröße zwischen einer Feinsandfraktion und einer über den Überlauf auszutragenden Feinstsandfraktion einzustellen; während die Feinsandfraktion vollständig in dem Produktaustrag verbleiben soll, soll ein bestimmter Teil der in der Rohmaterialaufgabe vorhandenen Feinstsandfraktion in Abhängigkeit von der Sandproduktmenge als ein der vorgegebenen Konzentration entsprechender Anteil in die über den Boden des Behälters auszubringende Sandproduktmenge einzubringen sein, wobei der darüber hinausgehende Anteil an Feinstsand über den Überlauf wegzuführen ist. Hierzu macht sich das erfindungsgemäße Verfahren den überraschend erkannten Effekt zunutze, daß mit Hilfe der Wirbelschicht nicht nur die Einstellung einer Trennkorngröße an sich möglich ist, sondern daß in Abhängigkeit von den sonstigen konstruktiven Gegebenheiten der Kammerauslegung auch eine mengenmäßige Aufteilung der gesamten Feinstsandfraktion über die Schichthöhe der in dem Behälter anstehenden Wirbelschicht einstellbar ist. Hierzu kann verfahrensgemäß die Ausbringensaufteilung an Feinstsand als maschinenfester Parameter in Form einer Eichung vorgegeben werden, so daß nach Ermittlung des gesamten Anteils an Feinstsand in der Rohmaterialaufgabe die jeweils im Hinblick auf die mit dem Feinsand gemeinsam auszubringende Feinstsandmenge einzustellende Wirbelschichthöhe ableitbar ist.
  • Da für das erfindungsgemäße Verfahren auf allgemeingültige, dimensionsanalytische Untersuchungsergebnisse geometrisch vergleichbarer Vorrichtungen zurückgegriffen werden kann, ergibt sich aus der Erfindung der Vorteil, daß einerseits das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig von der Kornzusammensetzung der Rohmaterialaufgabemenge durchzuführen ist und auch die Sandproduktmenge nicht ständig analysiert werden muß.
  • Soweit das Verfahren bei einem Einkammerbehälter mit darin ausgebildeter Wirbelschicht angewendet wird, ergibt sich bei diesem Behälter nur eine einzige Sandproduktmenge als Meßgröße sowie als Basis der hinsichtlich des Feinstsandanteiles geforderten Konzentration. Bei einer zweikammerigen Ausführung gemäß EP 0 508 335 A2 setzt sich die Sandproduktmenge aus der im Grobsandraum abgezogenen Teilmenge sowie aus der aus dem Feinsandraum abgezogenen Teilmenge zusammen, wobei der in die Sandproduktmenge einzubringende Feinstsandanteil über den Feinsandraum ausgebracht wird; insoweit ist die Sandproduktmenge aus zwei Teilgrößen zusammenzufassen.
  • Nach einem ersten Ausführungsbeispiel sieht die Erfindung vor, daß der Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabe als Ausgangswert durch Probenahme und Durchführung einer Korngrößenanalyse an der gezogenen Probe unmittelbar ermittelt wird. In alternativen Vorgehensweisen kann in Kenntnis des Feinstsandmengenanteils in der Rohmaterialaufgabe anschließend entweder die Wirbelschichthöhe als Sollwert unmittelbar ermittelt und im Vergleich mit einem gemessenen Istwert für die Wirbelschichthöhe das Maß der erforderlichen Nachregelung festgestellt werden oder es wird mit einem jeweils eingestellten Maß der Nachregelung für die Wirbelschichthöhe eine Annäherung des gemessenen Istwertes der Wirbelschichthöhe an den der erforderlichen Ausbringensaufteilung entsprechenden Sollwert vorgenommen.
  • Eine weitere Möglichkeit ohne die Ermittlung der Korngrößenzusammensetzung in der Rohmaterialaufgabe besteht bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung darin, daß die Ausbringensaufteilung in Abhängigkeit der gemessenen Mengen für die Rohmaterialaufgabe und/oder die Sandproduktmenge und/oder die über den Überlauf ausgebrachte Feinstsandmenge ermittelt und die Wirbelschichthöhe als Sollwert als Funktion der Ausbringensaufteilung abgeleitet wird, wobei die Messung der Mengenströme vorzugsweise über eingeschaltete Bandwaagen erfolgen kann.
  • Nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist vorgesehen, daß die Trennkorngröße zwischen der Feinstsandfraktion und der Feinsandfraktion 0,25 mm beträgt.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung wiedergegeben, welche nachstehend beschrieben sind; es zeigen:
    • Fig. 1
    in einer schematischen Darstellung die Zuordnung der Massenbilanz bei einer entsprechend der EP 0 508 335 A2 ausgebildeten zweikammerigen Vorrichtung,
    Fig. 2
    in einem schaltbildartigen Ablaufdiagramm die Einstellung der Wirbelschichthöhe für den mittels Korngrößenanalyse ermittelten Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabe bei der in Figur 1 dargestellten Vorrichtung,
    Fig. 3
    das Ablaufdiagramm gemäß Figur 2 für eine alternative Einstellung der Wirbelschichthöhe,
    Fig. 4
    in einem schaltbildartigen Ablaufdiagramm die Einstellung der Wirbelschichthöhe in Abhängigkeit von der durch Messung über Bandwaagen ermittelten Mengenströme,
    Fig. 5
    in einer schematischen Darstellung die Zuordnung der Massenbilanz bei einer mit einem Einkammerbehälter ausgebildeten Vorrichtung,
    Fig. 6
    das Ablaufdiagramm gemäß Figur 2 in Anwendung auf die in Figur 5 dargestellte Vorrichtung.
  • In Figur 1 ist die in der EP 0 508 335 A2 im einzelnen beschriebene Vorrichtung teilweise dargestellt; insoweit wird hinsichtlich der Arbeitsweise der Vorrichtung auf die EP 0 508 335 A2 Bezug genommen.
  • Bei der zugrundegelegten Vorrichtung durchfließt ein Massestrom ṁA eine Aufgabeanordnung 10 und gelangt in einen Grobsandraum 11, aus dem eine Grobsandmenge ṁGS über einen Abzug 12 entnommen wird. Die Feinsand- und Feinststandbestandteile gelangen über den Überlauf 13 in den Feinsandraum 14, in welchem die Wirbelschicht 15 mit einer Wirbelschichthöhe hFS ansteht. Über den Austrag 16 wird der Feinsandmengenstrom ṁFS abgezogen, während die beispielsweise bei einem Trennschnitt von 0,25 mm abgetrennten Feinstsandbestandteile als Mengenstrom ṁFSS über den Überlauf 17 weggeführt werden. Somit ist die entsprechende Feststoffmassenbilanz in der Vorrichtung m ̇ A = m ̇ GS + m ̇ FS + m ̇ FSS wobei sich die Sandproduktmenge ergibt m ̇ Pr = m ̇ GS + m ̇ FS = m ̇ A - m ̇ FSS
  • Als Vorgabe wird vom Anwender der Vorrichtung eine Feinstsandkonzentration in der Sandproduktmenge C<Prsoll gefordert, die sich aus dem Verhältnis von Feinstsandmengenanteil ṁ<Pr im Produkt zur gesamten Sandproduktmenge ergibt: C <Pr = m ̇ <Pr m ̇ Pr
  • Die gesamte in der Rohmaterialaufgabe enthaltene Feinstsandfraktion ṁ<A ist aufzuteilen in den in der Sandproduktmenge ṁPr enthaltenen Feinstsandmengenanteil ṁ<Pr und in den über den Überlauf 17 wegzuführenden Feinstsandmengenanteil ṁFSS (Figur 1). Dieser Feinstkornanteil ṁFSS kann auch als Verlust an Feinstkorn in der Sandproduktmenge definiert werden, und es ergibt sich ein dimensionsloser Verlustfaktor mit V = m ̇ FSS m ̇ <A
  • Das Verfahren beinhaltet als Verfahrensvorgabe die Erkenntnis, daß der vorgenannte Verlustfaktor V, das heißt entsprechend der über den Überlauf 17 ausgebrachten Feinstsandmenge ṁFSS, als maschineller Parameter in Abhängigkeit von der Schichthöhe hFS der Wirbelschicht 15 ermittelbar und dann in Form einer Eichkurve für Maschinen mit vergleichbarer Konfiguration vorgegeben werden kann. Diese Abhängigkeit des Verlustfaktors V von der Wirbelschichthöhe hFS ist in der Form einer Kurve darstellbar, die in den Ablaufdiagrammen gemäß Figuren 2 bis 4 jeweils mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet ist. Diese Eichkurve kann für alle Maschinen mit geometrischer Ähnlichkeit Verwendung finden und muß daher nicht für jede einzelne Maschine ermittelt werden, bei denen die Geometrie und die Maße der jeweiligen Kammern mit einem Skalierungsfaktor vergrößert oder verkleinert sind.
  • Bei dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens wird über eine Bandwaage 19 der Mengenstrom in der Rohmaterialaufgabe ṁA ermittelt, ferner werden daraus über den Probenehmer 20 Proben gezogen, wobei in einer geeigneten Vorrichtung 21 die Korngrößenverteilung der Rohmaterialaufgabe bei einem Trennschnitt von 0,25 mm ermittelt wird, so daß der gesamte Mengenanteil an Feinstsand in der Rohmaterialaufgabe ṁ<A mit einer Korngröße kleiner 0,25 mm bekannt ist.
  • Gleichfalls wird die über den Überlauf 17 ausgebrachte Menge an Feinstsand ṁFSS ermittelt, ferner die Sandproduktmenge ṁPr als Summe der aus dem Feinsandraum 14 und den Grobsandraum 11 jeweils abgezogenen Mengenströme. Schließlich wird über eine geeignete Messung auch die Schichthöhe hFS als Istwert für den momentanen Maschinenzustand gemessen.
  • In dem in Figur 2 dargestellten Ablaufdiagramm sind die Zusammenhänge im einzelnen dargestellt, wobei die Abfolge der Steuerschritte in dem Einzeldiagramm 18 dargestellt ist.
  • Mit dem gemessenen Istwert für die Schichthöhe hFS ist ein Istwert für den Verlustfaktor V zu ermitteln, wobei aufgrund der vorgegebenen Soll-Konzentration der Sollwert für den Verlustfaktor berechenbar ist. Mit dem Sollwert für den Verlustfaktor ist der Sollwert für die Schichthöhe hFS zu ermitteln, so daß sich zwischen dem Ist-Wert und dem Sollwert ein Δ hFS ergibt. Mit diesem Δ hFS ist dann der Istwert für die Schichthöhe entsprechend nachzuregeln.
  • Die in Figur 3 dargestellte Vorgehensweise geht in gleicher Weise von Sollwerten beziehungsweise Istwerten für die Konzentration C aus, wobei hier ein festes Δ hFS in Schritten vorgegeben ist, womit dann in einem entsprechenden mehrfachen Abgleich eine Annäherung an den Sollwert für die Wirbelschichthöhe hFS im Feinsandraum 14 ermittelbar ist.
  • In der Figur 4 ist eine Alternative für das erfindungsgemäße Verfahren dargestellt, bei welchem ein Verzicht auf Probenahme und Korngrößenermittlung möglich ist; allein über die Mengenerfassung ist die Regelung der Schichthöhe der Wirbelschicht ermöglicht, wobei von den zur Verfügung stehenden Mengenströmen jeweils zwei Einflußgrößen über Bandwaagen 19 gemessen werden; insoweit enthält das Ablaufdiagramm gemäß Figur 4 drei mögliche Ausführungsbeispiele mit unterschiedlichen Kombinationen jeweils von zwei der drei möglichen Einflußgrößen. Über die Verknüpfung von zwei gemessenen Mengenströmen ṁA und/oder ṁFSS und/oder ṁPr läßt sich der Sollwert für den Verlustfaktor, das heißt die Ausbringensaufteilung ermitteln, und entsprechend dem so ermittelten Sollwert für den Verlustfaktor V ist aus dem Diagramm 18 unmittelbar der Sollwert für die Wirbelschichthöhe abzulesen, der die Nachregelung ermöglicht.
  • Wie in den Figuren 5 und 6 dargestellt, ist in gleicher Weise auch die Ausführungsform einer Vorrichtung mit einem einkammerigen Wirbelschichtraum möglich, wobei hier die gesamte Sandproduktmenge ṁPr unmittelbar als Austrag aus der Kammer zur Verfügung steht.
  • Dabei zeigt Figur 5 die Massenverhältnisse bei einer Vorrichtung mit einem zylindrisch ausgebildeten Einkammerbehälter, bei welchem der Grobsandraum 11 und der Feinsandraum 14 in einer Kammer zusammengefaßt sind, in deren unterem Bereich die Wirbelschicht 15 mit einer Wirbelschichthöhe hFS ansteht. Über den am Boden des Behälters ausgebildeten Abzug 12 wird die den Grobsandanteil und den Feinsandanteil beinhaltende Sandproduktmenge ṁPr abgezogen.
  • Figur 6 zeigt dazu eine der Figur 2 entsprechende Darstellung für die sich bei einem Einkammerbehälter gemäß Figur 5 einstellenden Verhältnisse, wobei sich die in der Figur 2 angegebenen Beziehungen zwischen den einzelnen Einflußgrößen nicht ändern, weil darin jeweils nur die Sandproduktmenge ṁPr als Einzelgröße eingeht, und diese Sandproduktmenge liegt bei einem Einkammerbehälter als Einzel-Produktstrom aus dem Abzug 12 unmittelbar vor.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Steuerung der Produktzusammensetzung bei einer Vorrichtung zur Klassierung und Sortierung von Sand und Kies, welche aus einer Aufgabeanordnung für die Rohmaterialaufgabe und wenigstens einer der Abtrennung der Leichtstoffe von der Sandproduktfraktion dienenden Kammer mit Sandproduktabzug und einem Überlauf für die Leichtstoffe besteht, wobei zur Sortierung der Rohmaterialaufgabe die Kammer als nach dem Wirbelschichtverfahren arbeitender Sortierbereich zur Abtrennung der Sandfraktion von den Leichtstoffen und einem Anteil an Feinstsand ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (14) über die Schichthöhe (hFS) der in der Kammer anstehenden Wirbelschicht (15) zusätzlich eine klassierende Trennung der Sandfraktion in eine Sandproduktmenge (ṁPr) und in eine über den Überlauf (17) auszubringende Feinstsandfraktion (ṁFSS) erfolgt und daß zur Einstellung einer vorgegebenen Konzentration an Feinstsand in der Sandproduktmenge (C<Prsoll) die Wirbelschichthöhe (hFS) derart eingeregelt wird, daß der Feinstsandmengenanteil (ṁ<A) in der Rohmaterialaufgabemenge mittels der Wirbelschicht (15) in Abhängigkeit von der vorgegebenen zulässigen Konzentration (C<Prsoll) in einen in der Sandproduktmenge (ṁPr) auszubringenden Feinstsandmengenanteil (ṁ<Pr) und in einen über den Überlauf (17) auszubringenden Feinstsandmengenanteil (ṁFSS) aufteilbar ist, wobei für alle geometrisch ähnlichen konstruktiven Auslegungen der Vorrichtung eine festliegende und durch als Verhältnis des auszubringenden Feinstsandmengenanteils (ṁFSS) zu dem Feinstsandmengenanteil (ṁ<A) in der Rohmaterialaufgabemenge definierte Ausbringensaufteilung (V) als Funktion der Wirbelschichthöhe (hFS) in Form einer Eichkurve als maschinenfester Parameter vorgegeben wird und aus der Eichkurve die der in Abhängigkeit von dem ermittelten Feinstsandmengenanteil (ṁ<A) in der Rohmaterialaufgabemenge erforderlichen Ausbringensaufteilung (Vsoll) entsprechende Wirbelschichthöhe (hFS) als Sollwert für die Schichthöhenregelung der in der Kammer (14) anstehenden Wirbelschicht (15) abgeleitet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1 für eine Vorrichtung, bei welcher eine der Abtrennung des groben Sandes dienende Innenkammer als Grobsandraum und eine über einen als geneigte Fläche ausgebildeten Überlauf an den Grobsandraum angeschlossene, der Sortierung des Feinsandes nach dem Wirbelschichtverfahren dienende Außenkammer als Feinsandraum sowie ein der Außenkammer zugeordneter Überlauf für die Leichtstoffe angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Feinsandraum (14) über die Schichthöhe der im Feinsandraum (14) anstehenden Wirbelschicht (15) zusätzlich eine klassierende Trennung der Feinsandfraktion in eine in die Feinsandproduktmenge (ṁFS) einzutragende Feinstsandfraktion und in eine über den Überlauf (17) auszubringende Feinstsandfraktion (ṁFSS) erfolgt, wobei die Ausbringensaufteilung (V) für den Feinsandraum (14) als maschinenfester Parameter vorgegeben wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Feinstsandmengenanteil in der Rohmaterialaufgabe (ṁ<A) als Ausgangswert durch Probenahme und Durchführung einer Korngrößenanalyse an der gezogenen Probe unmittelbar ermittelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wirbelschichthöhe (hFS) als Sollwert unmittelbar ermittelt und im Vergleich mit einem gemessenen Istwert für die Wirbelschichthöhe das Maß der erforderlichen Nachregelung (Δ hFS) festgestellt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mit einem jeweils eingestellten Maß der Nachregelung (Δ hFS) für die Wirbelschichthöhe eine Annäherung des gemessenen Ist-Wertes der Wirbelschichthöhe an den der erforderlichen Ausbringensaufteilung (V) entsprechenden Sollwert vorgenommen wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbringensaufteilung (V) in Abhängigkeit der gemessenen Mengen für die Rohmaterialaufgabe (ṁA) und/oder die Sandproduktmenge (ṁPr) und/oder die über den Überlauf ausgebrachte Feinstsandmenge (ṁFSS) ermittelt und die Wirbelschichthöhe (hFS) als Sollwert als Funktion der Ausbringensaufteilung (V) abgeleitet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Messung der Mengen für die Rohmaterialaufgabe und/oder die Sandproduktmenge und/oder die Feinstsandmenge mittels eingeschalteter Bandwaagen (19) erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennkorngröße zwischen der Feinstsandfraktion und der Feinsandfraktion 0,25 mm beträgt.
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