EP1567276B1 - Stauch-setzmaschine - Google Patents

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EP1567276B1
EP1567276B1 EP03767572A EP03767572A EP1567276B1 EP 1567276 B1 EP1567276 B1 EP 1567276B1 EP 03767572 A EP03767572 A EP 03767572A EP 03767572 A EP03767572 A EP 03767572A EP 1567276 B1 EP1567276 B1 EP 1567276B1
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EP
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lifting
rocker
cylinder
control valve
braking
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EP03767572A
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English (en)
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Inventor
Rolf Hans Pufal
Jürgen JURANEK
Hans-Günther KREUTZER
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KHD Humboldt Wedag AG
Original Assignee
KHD Humboldt Wedag AG
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Publication date
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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
    • B03B5/02—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation
    • B03B5/10—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation on jigs
    • B03B5/24—Constructional details of jigs, e.g. pulse control devices
    • 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
    • B03B5/02—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation
    • B03B5/10—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation on jigs
    • B03B5/12—Washing granular, powdered or lumpy materials; Wet separating using shaken, pulsated or stirred beds as the principal means of separation on jigs using pulses generated mechanically in fluid
    • B03B5/18—Moving-sieve jigs

Definitions

  • the invention relates to an upsetting machine for sorting mixtures of solids such as raw coal or other minerals in a separating liquid such as water density, in particular for pre-separation of mountains, with a pivotable in the water bath the Setzgutlini and the setting material-bearing rocker, which by an articulated hydraulic cylinder an upstroke and by dropping under the action of gravity undergoes a downward stroke.
  • a pivotable in the water bath the Setzgutlini and the setting material-bearing rocker which by an articulated hydraulic cylinder an upstroke and by dropping under the action of gravity undergoes a downward stroke.
  • An upsetting machine in which a setting wire is moved up and down as a setting material carrier, wherein a double-acting hydraulic cylinder with two pressure oil connections is provided for controlling the vertical up and down movement.
  • the invention has for its object to provide an upsetting machine with swinging up and down Setzgutschwinge, which is controllable in terms of their stroke and / or their stroke frequency while overcoming existing limits and does not require wearing shock absorber.
  • the drive of the setting rocker is carried out neither with a conventional single-acting hydraulic cylinder nor with a conventional so-called double-acting hydraulic cylinder. Rather, the drive of Setzgutschwinge is inventively designed as a lifting and brake cylinder with the use of a single working space of the cylinder to meet several purposes. To this cylinder working space a Druckölzu Operations- and discharge line is connected, in which a proportional control valve is integrated.
  • the lifting and braking cylinder is equipped with a cylinder piston displacement measurement, the measuring signal is fed via a position sensor to a controller which is in operative connection with the proportional control valve for controlling the upward movement and the downward movement and thus the lifting height and / or the stroke frequency of the rocker.
  • the control action on the proportional control valve is carried out in such a way that for pivoting the rocker pressure oil is introduced by the Druckölzu operations- and -ab Operationstechnisch in the working space of the lifting and brake cylinder until reaching the top dead center of the piston, and that for lowering the rocker this initially in free fall falls under displacement of pressure oil from the cylinder working space and pressure oil discharge through the same line with it subsequent hydraulic deceleration of the cylinder piston before reaching the bottom dead center.
  • the hydraulic drive cylinder thus simultaneously assumes the function of a controlled swing shock damping, that is, own mechanical shock absorbers of the rocker to limit the Schwingenhubweges can be omitted.
  • the duty cycle of the lifting and braking cylinder is thus composed of the lifting phase of the rocker, the free-FaH phase of the rocker and the deceleration phase of the rocker, all three phases are individually controllable.
  • the Setzgutschwinge controlled in terms of their stroke and / or their stroke frequency overcoming existing limits and the operation of the compression machine in terms of throughput and / or selectivity depending on the respective sorting process, the respective sorted mineral mixture, etc. further optimized.
  • the density fraction of the abandoned raw coal 10 in a raw coal 10 takes place in a water bath 11.
  • the loosening dos good required for sorting is generated by pivoting and pivoting down a Setzgutschwinge 12 located in the water bath 11 with pivot axis 13.
  • the Kobenstange 15 of a hydraulic cylinder is articulated at a pivot point 14, which is inventively designed as a lifting and brake cylinder 16.
  • the part of a circular arc representing lifting height, the rocker 12 is indicated by the double arrow 17.
  • the lifting height 17 of the rocker z. B. about 300 to 400 mm at a stroke frequency of z. B. 40 strokes per minute.
  • the transport of the goods to be sorted 10 by the upsetting machine is carried out by the movements of the rocker 12 and by the Gut embankment pressure. While the specific heavier mountains 18 are withdrawn via a discharge roller 19, the specific lighter coal and the middle goods 20 are withdrawn via a separate slide. Both products, namely mountains and coal / medium are discharged separately from each other by a twin lifter 21 from the jig and thereby dehydrated, while the fallen through the Setzgutlini in the barrel fines 22 bottom discharged from the jig and fed to a fine grain sorting.
  • a displacement measurement 23 of the piston 24 is integrated, wherein the measuring signal via a signal line a transducer 25 is fed, which in turn is connected via a signal line 26 to a controller 27.
  • a Druckölzu operations- and -ab Operationstechnisch 28 is connected, in which a Proportionatregelventil 29 is integrated.
  • the lifting and braking cylinder 16 is connected via the controller 27 via a further signal line 30 with the proportional control valve 29 in operative connection for controlling the upward movement and the downward movement and thus the lifting height 17 and / or the stroke frequency of the Setzgutschwinge 12th
  • the duty cycle of the lifting and braking cylinder 16 composed of three phases, namely from the lifting phase of the rocker 12th of the free-fall phase of the rocker and a deceleration phase of the rocker, all three phases respectively are controllable for themselves.
  • the difference between the upper and lower piston position of the lifting and brake cylinder 16 corresponds to the lifting height 17 of the rocker 12 of z. B. 350 mm, the Hub Whyn Scheme between the limits of the top dead center OT and the bottom dead center UT of the cylinder piston 24 is located.
  • the proportional control valve 29 is turned on in the pressure oil network between the motor-driven hydraulic oil pump 31 of the hydraulic unit and the working space of the lifting and braking cylinder 16.
  • the control intervention on the Proporlionalregelventil 29 is carried out in such a way that for lifting, ie the upward movement of the rocker 12 pressure oil through the Druckülzu operations- and discharge line 28 into the working space of the lifting and brake cylinder 16 to is introduced before reaching the top dead center TDC, and that for lowering the rocker 12, this first falls in free fall with displacement of pressure oil from the cylinder working space and pressure oil discharge through the same line 28 with subsequent hydraulic deceleration of the cylinder piston 24 before reaching the bottom dead center UT ,
  • a controllable electronic timing system 32 contained in the proportional control valve 29 ensures the timely precisely balanced pressurization of the pressure oil line 28 in order to maintain the three successive periodic time intervals for the lifting phase, free-fall phase and deceleration phase of the rocker 12, these three phases each having a working cycle of Hub and brake cylinder 16 result.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Stauchsetzmaschine zur Sortierung von Feststoffgemischen wie Rohkohle oder andere Mineralien in einer Trennflüssigkeit wie Wasser nach der Dichte, insbesondere zur Vorabscheidung von Bergen, mit einer im Wasserbad schwenkbaren den Setzgutträger und das Setzgut tragenden Schwinge, die durch einen angelenkten Hydraulikzylinder einen Aufwärtshub und durch Fallenlassen unter Schwerkrafteinwirkung einen Abwärtshub erfährt.
  • Aus dem Prospektblatt 4-230d der KHD Humboldt Wedag AG vom Juni 1989 ist die sogenannte ROMJIG-Stauchsetzmaschine zur Vorabscheidung von Bergen aus der Rohkohle bekannt. Dabei findet der Setzvorgang in einem Wasserbad statt. Die zur Sortierung nach der Dichte erforderliche Auflockerung des Gutes wird durch Heben bzw. Hochschwenken und Fallenlassen einer im Wasserbad schwenkbar gelagerten den Setzgutträger und das Gut tragenden Schwinge erzeugt. Die spezifisch leichtere Kohle und die spezifisch schwereren Berge werden voneinander getrennt durch ein Heberad aus der Setzmaschine ausgetragen.
  • Derartige Maschinen sind auch aus dem Artikel "Betriebserfahrungen mit dem Einsatz einer Stauchsetzmaschine der Bauart KHD Humboldt Wedag AG in der Bergevorabscheidung des Steinkolhlenbergwerks Emil Mayrisch "von M. Wesp, aus Aufbereitungstechnik Nr. 12 vom Dezember 1989, sowie aus DE-A-3428824 bekannt.
  • Bei der bekannten Stauchsetzmaschine erfolgt die Schwenk-Aufwärtsbewegung, d. h. der Aufwärtshub der Setzgutschwinge durch die Druckölbeaufschlagung eines an der Schwinge angreifenden einfach wirkenden Hydraulikzylinders. Nach Erreichen einer Hubhöhe von z. B. 300 bis 400 mm wird die Schwinge fallengelassen und durch ihr Eigengewicht (inklusive Gutmaterial) von z. B. ca. 4000 bis 5000 kg wieder abwärts bewegt. Dabei fällt die beladene Schwinge am Ende ihrer Abwärtsbewegung auf wenigstens zwei hydraulische Stoßdämpfer, die in der Lage sind, die beim Herabfallen der Schwinge frei werdenden Kräfte möglichst stoßfrei zu übertragen. Es hat sich herausgestellt, dass bei dieser Art des Schwingenantriebes die Hubfrequenz der Schwinge auf ca. 40 Hübe pro Minute begrenzt ist. Außerdem unterliegen die Stoßdämpfer einem Verschleiß und einer unerwünschen Wärmeentwicklung.
  • Aus DE-A- 3322137 ist eine Stauchsetzmaschine bekannt bei der als Setzgutträger ein Setzsieb auf- und abbewegt wird, wobei zur Steuerung der vertikalen Auf- und Abbewegung ein doppelt wirkender Hydraulikzylinder mit zwei Druckölanschlüssen vorgesehen ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stauchsetzmaschine mit auf- und abschwenkbarer Setzgutschwinge zu schaffen, die hinsichtlich ihres Hubweges und/oder ihrer Hubfrequenz unter Überwindung bisheriger Grenzen steuerbar ist und die dabei ohne verschleißende Stoßdämpfer auskommt.
  • Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit einer Stauchsetzmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Bei der erfindungsgemäßen Stauchsetzmaschine erfolgt der Antrieb der Setzgutschwinge weder mit einem üblichen einfach wirkenden Hydraulikzylinder noch mit einem üblichen sogenannten doppelt wirkenden Hydraulikzylinder. Vielmehr ist der Antrieb der Setzgutschwinge erfindungsgemäß als Hub- und Bremszylinder ausgebildet mit Ausnutzung eines einzigen Arbeitsraumes des Zylinders zur Erfüllung mehrerer Zwecke. An diesen Zylinder-Arbeitsraum ist eine Druckölzuführungs- und Abführungsleitung angeschlossen, in die ein Proportionalregelventil integriert ist. Andererseits ist der Hub- und Bremszylinder mit einer Zylinderkolben-Wegmessung ausgestattet, deren Messsignal über einen Wegaufnehmer einem Regler zugeführt wird, der mit dem Proportionalregelventil in Wirkverbindung steht zur Steuerung der Aufwärtsbewegung und der Abwärtsbewegung und damit der Hubhöhe und/oder der Hubfrequenz der Schwinge.
  • Der Regeleingriff auf das Proportionalregelventil erfolgt dabei in der Weise, dass zum Hochschwenken der Schwinge Drucköl durch die Druckölzuführungs- und -abführungsleitung in den Arbeitsraum des Hub- und Bremszylinders bis vor Erreichen des oberen Totpunktes des Kolbens eingeführt wird, und dass zum Absenken der Schwinge diese zunächst in freiem Fall fällt unter Verdrängung von Drucköl aus dem Zylinder-Arbeitsraum und Druckölabführung durch dieselbe Leitung mit sich daran anschließender hydraulischer Abbremsung des Zylinderkolbens vor Erreichen des unteren Totpunktes. Der hydraulische Antriebszylinder übernimmt also gleichzeitig die Funktion einer gesteuerten Schwingenstoßdämpfung, d.h., eigene mechanische Stoßdämpfer der Schwinge zur Begrenzung des Schwingenhubweges können entfallen.
  • Der Arbeitszyklus des Hub- und Bremszylinders ist also aus der Anhebephase der Schwinge, der Freien-FaH-Phase der Schwinge und der Abbremsphase der Schwinge zusammengesetzt, wobei alle drei Phasen jeweils für sich steuerbar sind. Damit kann die Setzgutschwinge hinsichtlich ihres Hubweges und/oder ihrer Hubfrequenz unter Überwindung bisheriger Grenzen gesteuert und der Betrieb der Stauchsetzmaschine hinsichtlich Durchsatzleistung und/oder Trennschärfe in Abhängigkeit des jeweiligen Sortierprozesses, des jeweiligen zu sortierenden Mineraliengemisches etc. weiter optimiert werden.
  • Die Erfindung und deren weitere Merkmale und Vorteile werden anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
  • Es zeigt:
    • Fig. 1:
    schematisch im Vertikalschnitt eine Stauchsetzmaschine zur Dichtesortierung von Rohkohle im Betrieb,
    Fig. 2:
    herausgezeichnet als Detailzeichnung den Antrieb der Setzgutschwinge mit Einsatz eines hydraulischen Hub- und Bremszylinders, und
    Fig. 3:
    die Auf- und Abbewegung der Setzgutschwinge der Figur 2 gesehen am Anlenkpunkt des Hub- und Bremszylinders, in einem Diagramm, bei dem die Hubhöhe h [m] über der Zeit t[sec] aufgetragen ist.
  • Bei der Stauchsetzmaschine der Figur 1 findet die Dichtesörtierung der aufgegebenen Rohkohle 10 in einem Rohkohle 10 in einem Wasserbad 11 statt. Die zum Sortieren erforderliche Auflockerung dos Gutes wird durch Hochschwenken und Niederschwenken einer im Wasserbad 11 liegenden Setzgutschwinge 12 mit Schwenkachse 13 erzeugt. An eine Quertraverse der Schwinge 12 ist an einem Anlenkpunkt 14 die Kobenstange 15 eines Hydraulikzylinders angelenkt, der erfindungsgemäß als Hub- und Bremszylinder 16 ausgebildet ist. Die einen Teil eines Kreisbogens darstellende Hubhöhe, der Schwinge 12 ist durch den Doppelpfeil 17 angezeigt. Bei einem Aufnahmegewicht der Schwinge 12 inklusive Gutmaterial von ca. 4000 bis 5000 kg beträgt die Hubhöhe 17 der Schwinge z. B. ca. 300 bis 400 mm bei einer Hubfrequenz von z. B. 40 Hüben pro Minute.
  • Der Transport des zu sortierenden Gutes 10 durch die Stauchsetzmaschine erfolgt durch die Bewegungen der Schwinge 12 sowie durch den Gut-Böschungsdruck. Während die spezifisch schwereren Berge 18 über eine Austragswalze 19 abgezogen werden, werden die spezifisch leichtere Kohle sowie das Mittelgut 20 über eine eigene Rutsche abgezogen. Beide Produkte, nämlich Berge und Kohle/Mittelgut werden getrennt voneinander durch ein Zwillings-Heberad 21 aus der Setzmaschine ausgetragen und dabei entwässert, während das durch den Setzgutträger in das Fass gefallene Feingut 22 unten aus der Setzmaschine ausgetragen und einer Feinkornsortierung zugeführt wird.
  • In den in Figur 2 vergrößert herausgezeichneten gelenkig gelagerten Hub- und Bremszylinder 16 ist eine Wegmessung 23 des Kolbens 24 integriert, wobei das Messsignal über eine Signalleitung einem Wegaufnehmer 25 zugeleitet wird, der wiederum über eine Signalleitung 26 mit einem Regler 27 in Verbindung steht. An den Arbeitsraum des Zylinders 16 ist eine Druckölzuführungs- und -abführungsleitung 28 angeschlossen, in die ein Proportionatregelventil 29 integriert ist. Der Hub- und Bremszylinder 16 steht über den Regler 27 über eine weitere Signalleitung 30 mit dem Proportionalregelventil 29 in Wirkverbindung zur Steuerung der Aufwärtsbewegung und der Abwartsbewegung und damit der Hubhöhe 17 und/oder der Hubfrequenz der Setzgutschwinge 12.
  • Wie aus dem Arbeitsdiagramm der Figur 3 deutlich hervorgeht ist der Arbeitszyklus des Hub- und Bremszylinders 16 aus drei Phasen zusammengesetzt, nämlich aus der Anhebephase der Schwinge 12. der Freien-Fall-Phase der Schwinge und einer Abbremsphase der Schwinge, wobei alle drei Phasen jeweils für sich steuerbar sind. Die Differenz zwischen der oberen und unteren Kolbenstellung des Hub- und Bremszylinders 16 entspricht der Hubhöhe 17 der Schwinge 12 von z. B. 350 mm, wobei der Hubhöhenbereich zwischen den Grenzen des oberen Totpunktes OT und des unteren Totpunktes UT des Zylinderkolbens 24 liegt.
  • Das Proportionalregelventil 29 ist in das Druckölnetz zwischen der motorisch angetriebenen Hydraulikölpumpe 31 des Hydraulikaggregates und dem Arbeitsraum des Hub- und Bremszylinders 16 eingeschaltet.
  • Der Regeleingriff auf das Proporlionalregelventil 29 erfolgt in der Weise, dass zum Anheben, d. h. zur Aufwärtsbewegung der Schwinge 12 Drucköl durch die Druckülzuführungs- und Abführungsleitung 28 in den Arbeitsraum des Hub- und Bremszylinders 16 bis vor Erreichen des oberen Totpunktes OT eingeführt wird, und dass zum Absenken der Schwinge 12 diese zunächst in freiem Fall fällt unter Verdrängung von Drucköl aus dem Zylinderarbeitsraum und Druckölabführung durch dieselbe Leitung 28 mit sich daran anschließender hydraulischer Abbremsung des Zylinderkolbens 24 vor Erreichen des unteren Totpunktes UT.
  • Gemäß Diagramm der Figur 3 beträgt die Zeit für einen Arbeitszyklus des Hub- und Bremszylinders 16 bei einer Schwingenhubhöhe von 350 mm 1,36 sec, was einer Hubfrequenz f = 44 entspricht. Ein im Proportionalregelventil 29 enthaltenes steuerbares elektronisches Taktgebersystem 32 sorgt für die zeitlich genau abgestimmte Beaufschlagung der Druckölleitung 28 zwecks Einhaltung der jeweils drei aufeihanderfolgenden periodischen Zeitintervalle für die Anhebephase, Freie-Fall-Phase und Abbremsphase der Schwinge 12, wobei diese drei Phasen jeweils einen Arbeitszyklus des Hub- und Bremszylinders 16 ergeben.

Claims (5)

  1. Stauch-Setzmaschine zur Sortierung von Feststoffgemischen wie Rohkohle oder andere Mineralien in einer Trennflüssigkeit wie Wasser nach der Dichte, insbesondere zur Vorabscheidung von Bergen, mit einer im Wasserbad schwenkbaren den Setzgutträger und das Setzgut tragenden Schwinge (12), die durch einen angelenkten Hydraulikzylinder (16) einen Aufwärtshub und durch Fallenlassen unter Schwerkrafteinwirkung einen Abwärtshub erfährt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    a) der Hydraulikzylinder ist als Hub- und Bremszylinder (16) ausgebildet mit integrierter Zylinderkolben-Wegmessung (23),
    b) an den Arbeitsraum des Zylinders (16) ist eine Druckölzuführungs- und Abführungsleitung (28) angeschlossen, in die ein Proportionalregelventil (29) integriert ist,
    c) der Wegaufnehmer (25) des Hub- und Bremszylinders (16) steht über einen Regler (27) mit dem Proportionalregelventil (29) in Wirkverbindung zur Steuerung der Aufwärtsbewegung und der Abwärtsbewegung und damit der Hubhöhe (17) und/oder der Hubfrequenz der Schwinge (12),
    d) der Regeleingriff auf das Proportionalregelventil (29) erfolgt in der Weise, dass zum Anheben der Schwinge (12) Drucköl durch die Druckölzuführungs- und-abführungsleitung (28) in den Arbeitsraum des Hub- und Bremszylinders (16) bis vor Erreichen des oberen Totpunktes (OT) eingeführt wird, und dass zum Absenken der Schwinge (12) diese zunächst in freiem Fall fällt unter Verdrängung von Drucköl aus dem Zylinder-Arbeitsraum und Druckölabführung durch dieselbe Leitung (28) mit sich daran anschließender hydraulischer Abbremsung des Zylinderkolbens (24) vor Erreichen des unteren
  2. Setzmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitszyklus des Hub- und Bremszylinders (16) aus der Anhebephase der Schwinge (12), der Freien-Fall-Phase der Schwinge und der Abbremsphase der Schwinge zusammengesetzt ist, wobei alle drei Phasen jeweils für sich steuerbar sind.
  3. Setzmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz zwischen der oberen und unteren Kolbenstellung des Hub- und Bremszylinders (16) der Hubhöhe (17) der Schwinge (12) entspricht, wobei der Hubhöhenbereich zwischen den Grenzen des oberen Totpunktes (OT) und des unteren Totpunktes (UT) des Zylinderkolbens (24) liegt.
  4. Setzmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der mit dem Wegaufnehmer (25) des Hub- und Bremszylinders (16) über eine Signalleitung verbundene Regler (27) über eine weitere Signalleitung (30) mit dem Proportionalregelventil (29) verbunden ist, das in das Druckölnetz zwischen Druckölpumpe (31) und Arbeitsraum des Hub- und Bremszylinders (16) eingeschaltet ist.
  5. Setzmaschine nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Proportionalregelventil (29) ein steuerbares elektronisches Taktgebersystem (32) aufweist.
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