EP3936234B1 - Mobile zerkleinerungsanlage und verfahren zum herstellen eines gebrochenen, mineralischen endkornproduktes - Google Patents

Mobile zerkleinerungsanlage und verfahren zum herstellen eines gebrochenen, mineralischen endkornproduktes Download PDF

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EP3936234B1
EP3936234B1 EP21182364.6A EP21182364A EP3936234B1 EP 3936234 B1 EP3936234 B1 EP 3936234B1 EP 21182364 A EP21182364 A EP 21182364A EP 3936234 B1 EP3936234 B1 EP 3936234B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
grain
proportion
valuable
unit
oversize
Prior art date
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Active
Application number
EP21182364.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3936234A1 (de
Inventor
Frederik HOOGENDOORN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Keestrack NV
Original Assignee
Keestrack NV
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Filing date
Publication date
Application filed by Keestrack NV filed Critical Keestrack NV
Publication of EP3936234A1 publication Critical patent/EP3936234A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3936234B1 publication Critical patent/EP3936234B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C25/00—Control arrangements specially adapted for crushing or disintegrating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C13/00—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills
    • B02C13/02—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft
    • B02C13/06—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor
    • B02C13/09—Disintegrating by mills having rotary beater elements ; Hammer mills with horizontal rotor shaft with beaters rigidly connected to the rotor and throwing the material against an anvil or impact plate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
    • B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
    • B02C21/00—Disintegrating plant with or without drying of the material
    • B02C21/02—Transportable disintegrating plant
    • B02C21/026—Transportable disintegrating plant self-propelled

Definitions

  • the invention relates to a mobile crushing plant with the features of patent claim 1 and a method for producing a crushed mineral end grain product according to the features of patent claim 8.
  • a crushing plant is from US4544102 known.
  • Mobile crushing plants are used for crushing primary mineral raw materials or for crushing secondary raw materials (mineral recycling materials) on site.
  • the crushed aggregate from primary material is produced, for example, in a quarry or gravel works or, in the case of secondary material (sorted building rubble), on a construction site.
  • the production of fine chippings is particularly interesting from an economic point of view.
  • B. is used in top layers of asphalt. Fine chippings are roughly cubic in shape and are usually broken twice. The production of fine chippings usually takes place in Splitting works that are set up directly in the extraction sites.
  • the construction of a splitting plant is complex. Mobile extraction units can be used more flexibly. However, the grain size distribution can change with increasing wear on the shredder and the proportion of valuable grains can be lower than the production capacities allow. There is room for improvement here.
  • the invention is based on the object of demonstrating a mobile crushing plant with which the most flexible possible use for the production of a crushed, mineral end grain product is possible, e.g. for the production of fine chippings, the crushed end grain product being as constant as possible in the desired grading curve distribution over the entire wear period of the mobile Crushing plant can be produced and in which a quantitatively constant production is possible.
  • crushed mineral end grain product is to be shown, which makes it possible to produce the crushed end grain product in the desired grading curve distribution over a wear period that is as long as possible and in particular the entire wear period.
  • the first task is solved by a mobile crushing plant with the features of patent claim 1 .
  • a method that solves this problem is the subject of patent claim 8.
  • the mobile crushing plant has a reversible impact crusher as a crusher.
  • the mobile crushing plant can be integrated into a production chain, which will not be discussed further here because it is familiar to a person skilled in the art.
  • a crushing plant within the meaning of the invention is mobile if it has a chassis with wheels or chains or skids on which the crushing plant can be moved slidably.
  • the desired aggregate can be produced on site over a very long period of wear with consistent quality and with maximum utilization of the wearing components of the crusher, without that this requires the construction of a stationary system, eg a splitting plant.
  • a coarse aggregate is placed in a dosable feed unit for the material to be crushed.
  • material is used below for both mineral primary raw materials and secondary raw materials.
  • the raw materials can be pre-crushed.
  • the material from the feed unit is fed to the shredder.
  • a screening unit is located downstream of the shredder for screening out oversized grain.
  • the comminution plant according to the invention comprises a control unit which controls the production, i. H. Shredding plant that controls. To do this, the control unit uses measured values that are provided by a first and second quantity measuring unit.
  • a first quantity measuring unit for the shredded material to be screened is arranged in the material flow behind the shredder and in front of the screening unit.
  • a second quantity measuring unit for the valuable grain produced is arranged after the screening unit.
  • the desired final grain fraction after screening is referred to as value grain.
  • the measured values of the quantity measuring units are evaluated in the control unit.
  • a value fraction is determined.
  • the proportion of valuable grains is the ratio of the amount of valuable grains to the amount of material to be screened after exiting the shredder.
  • the oversize fraction can also be calculated from these measured values.
  • the amount of oversize is determined by the amount of material to be screened minus the amount of valuable grain.
  • the quotient of the amount of oversize to the amount of material to be screened is the oversize fraction.
  • the control unit is designed to determine the proportion of valuable grains and/or the proportion of oversize particles and to determine deviations from a target proportion of value grains or a target proportion of oversize particles.
  • the target value grain fraction can also be an interval in which the target value grain fraction should move. The same applies to the target oversize fraction.
  • the target value fraction is anti-proportional to the target oversize fraction.
  • the proportion of valuable particles is an important parameter for the efficiency of the process. A high proportion of valuable grains is sought.
  • the result of the calculation of the control unit (z. B. proportion of value grains, deviations from the target proportion of value grains) can be signaled to an operator on a display means.
  • the operator can take action and change operating parameters of the crusher depending on the displayed result.
  • a drop in the target particle fraction can be attributed to the circumferential speed of the shredder rotor being too low.
  • the peripheral speed can be increased.
  • the peripheral speed also decreases because the blow bars of the rotor wear out more and more. To ensure even wear, it is advisable to regularly reverse the rotor of the reversible impact crusher. This results in maximum material utilization of the blow bars and the impact mechanism.
  • the aim is to maintain a desired grading curve distribution as well as possible, regardless of the state of wear of the individual wear parts, in particular by adapting the speed of the shredder and thus the peripheral speed of the impact bars to the grading curve distribution. This can be done manually or automatically.
  • control unit not only determines the proportion of valuable grains or the deviation from the target proportion of valuable grains and displays them for manual intervention, but also influences production in terms of regulation, as explained below.
  • the quantity measuring devices are designed to determine the respective quantities volumetrically or weight-loaded.
  • the volume measuring devices are belt scales.
  • Belt scales can be integrated into mobile shredding systems in a particularly space-saving manner. They are robust and do not disturb the material flow.
  • a first quantity measuring device or belt scale is preferably arranged directly below the shredder, so that the quantity of the material to be shredded or to be screened can be precisely determined.
  • the amount of valuable grain obtained can also be determined exactly after the screening unit by means of a belt scale and can also be moved in the discharge direction via the second belt scale.
  • the shredder has a rotor with several blow bars arranged distributed over its circumference.
  • the rotor is operated at a very high rotational speed.
  • the impact bars hurl material fed into the shredder from above against impact plates of the impact mechanism in the shredder housing.
  • the smaller the gap between the impact mechanism and the rotor the higher the fines content of the crushed aggregate.
  • the grain size distribution is shifted towards smaller aggregates when the rotor speed is increased. If the speed is reduced, the result is a grain size distribution towards coarser aggregates.
  • the control unit is programmed in such a way that the speed is increased when the proportion of valuable grain decreases or the proportion of oversize grain increases.
  • the adjustment of the gap width in the impact crusher can be influenced via the controller by adjusting the impact mechanism. A shift towards smaller grain sizes can be achieved by reducing the gap width.
  • the rotor is preferably coupled to an electric drive whose speed can be adjusted by means of a frequency converter.
  • the control unit supplies control signals to the frequency converter in order to increase the speed when the proportion of valuable grains falls and/or the proportion of oversize grains increases.
  • Another aim of the invention is a production that is constant in terms of quantity.
  • the feed quantity should be able to be controlled by means of the control unit.
  • the drive of the feed unit is controlled in particular via a frequency converter, which in turn is connected to the control unit.
  • the feed quantity can be regulated by means of the frequency converter for driving the feed unit.
  • the frequency converter for driving the rotor is controlled to to achieve a desired grading curve distribution in the end product and to compensate for wear on the rotor's blow bars.
  • control unit continuously monitors the measured values or the amounts before and after the screening unit and reports deviations from the definable target values or automatically regulates the feed amount or the rotor speed in order to maintain target values.
  • the quantity produced is also kept more constant in terms of quantity by the fact that foreign bodies that cannot be crushed are ejected from the material in good time to protect the crusher. They are detected by a detection unit on a conveyor belt located between the feed unit and the shredder. After the detection of an unwanted foreign body, the control unit has the task of stopping the conveyor belt, reversing it and, including the material that is already on the conveyor belt, ejecting it from the production process and transferring it to an ejection unit. The conveyor belt can then be reversed immediately and operated in its original conveying direction. The feeding unit is stopped during discharge.
  • the method is particularly safe because the foreign body is not separated from the material on the aforementioned conveyor belt, but at a later point in time, for example in the ejection unit.
  • the ejection unit preferably has a separating device, by means of which the foreign body is separated from the ejected material. The cleaned material can be returned to the feed unit.
  • the figure 1 shows in a greatly simplified form a diagram to illustrate the material flow in a mobile crushing plant according to the invention 1.
  • the practical implementation of the principle of figure 1 is the figures 2 and 3 played back. For this reason, uniform reference symbols have been used in all figures for components that have the same functional effect.
  • the Figures 1 to 3 each show a mobile crushing plant 1 with a dosable feed unit 2 for material M to be crushed, which is fed into the feed unit 2 from above in the direction of the arrow.
  • the other arrows show the material flow.
  • the material M is a mineral primary or secondary raw material.
  • the material is to be comminuted in the mobile comminution plant 1 to give a crushed rock granulation specified in terms of grain size distribution or grading curve.
  • the material M is transferred from the feed unit 2 to a first conveyor belt 3, which transports the material M to a shredder 4, which is designed as a reversible impact crusher.
  • the crusher 4 has a housing 5 with a schematically indicated impact mechanism 6, which is arranged symmetrically due to the reversible design.
  • a rotor 7 with blow bars 8 rotates within the housing 5. It is powered by an electric Drive 9 driven. The speed of the drive 9 and thus of the rotor 7 is determined by a frequency converter 10 . A drive 11 of the feed unit 2 is controlled via a frequency converter 12 in the desired manner.
  • the material M is comminuted within the comminutor 4 and falls onto a second conveyor device 13.
  • This can in particular be a conveyor trough in the sense of a vibrating conveyor.
  • the conveyor device 13 can also be a conveyor belt.
  • the comminuted material M is then transferred to a third conveyor 15 which leads to a screening unit 16 .
  • a first quantity measuring unit 14 in the form of a belt scale.
  • the amount of crushed material M is recorded by weight.
  • the sieve unit 16 has at least one sieve deck 17. The granules falling through the sieve deck form the value fraction, which falls onto a fourth conveyor 18 and is recorded quantitatively there by a second quantity measuring device 19 in the form of a belt scale.
  • the valuable grain W is then stockpiled or transported further via conveyor belts.
  • the screen deck 17 holds back an oversized grain U, which is fed via a cross conveyor belt 20 onto a return conveyor belt 21 and is fed back into the feed unit 2 in order to be fed back into the process cycle there.
  • FIG. 1 also shows that the first conveyor belt 3 is arranged at its end on the left in the plane of the image above an indicated funnel.
  • the funnel is part of a discharge unit 22 which has a separating unit 23 .
  • the invention provides that in the first conveyor belt 3 there is a detection unit 24 for foreign bodies F which should not get into the crusher 4, eg broken excavator teeth or other metal components which cannot be crushed by the crusher. If such a foreign body F is detected, the first conveyor belt 3 is reversed and, including the material M that is on the first conveyor belt 3 together with the foreign body F at this point in time, transferred to the discharge unit 22 . There, the foreign body F is separated from the material M thus cleaned by means of the separating device 23 . The cleaned material M can be returned to the feed unit 2 again.
  • An essential component of the comminution system 1 according to the invention is a control unit 25.
  • the control unit 25 receives measured values from the first quantity measuring unit 14 and the second quantity measuring unit 19.
  • the proportion of the value grain W from the material M that has been comminuted and to be screened can be determined from the difference in the quantities. If the proportion of valuable particles falls, this can be an indication that the peripheral speed of the rotor 7 is too low. This can be attributed to progressive wear of the blow bars 8.
  • the control unit 25 can indicate or independently intervene in the production process that the speed of the rotor 7 has to be increased in order to increase the proportion of the value grain W in accordance with a predetermined setpoint value grain proportion.
  • control unit 25 The goal of the automated process control with the help of the control unit 25 is a grain size distribution that is as constant as possible in the proportion of valuable grains.
  • control unit 25 should ensure that the amount of valuable grain remains as constant as possible, regardless of the amount of oversize grain U. Therefore, the control unit 25 also controls the drive 11 of the meterable feed unit 2 via the frequency converter 12. If a higher proportion of valuable grain in the production process required, the drive 11 can increase the conveying speed in the feed unit 2. The material flow can also be reduced in the same way by reducing the speed of the drive 11 of the feed unit 2 .
  • the figure 2 shows a crushing plant 1 according to FIG figure 1 , where a number of other components are shown.
  • the crushing plant 1 is mobile on tracks and has a crawler chassis 26 which carries a frame 27 to which all of the aforementioned components of the crushing plant 1 are fastened.
  • the control unit 25 is also on the frame 27. All other components correspond to the explanations in terms of their operating principle figure 1 .
  • FIG. 1 also shows that the discharge unit 22 has a further conveyor belt 28 in order to stockpile the material M, which has been cleaned of foreign bodies F, at the side next to the crushing plant 1. Otherwise, reference is made to the above explanations.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Crushing And Pulverization Processes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine mobile Zerkleinerungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren zur Herstellung eines gebrochenen mineralischen Endkornproduktes gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8. Eine derartige Zerkleinerungsanlage ist aus US4544102 bekannt.
  • Mobile Zerkleinerungsanlagen dienen zur Zerkleinerung mineralischer Primärrohstoffe bzw. zur Zerkleinerung von Sekundärrohstoffen (mineralische Recyclingmaterialien) vor Ort. Die gebrochene Gesteinskörnung aus Primärmaterial wird z.B. in einem Steinbruch oder Kieswerk oder im Falle von Sekundärmaterial (sortierter Bauschutt) auf einer Baustelle hergestellt. Wirtschaftlich besonders interessant ist die Herstellung von Edelsplitt, der z. B. in Deckschichten von Asphalt verwendet wird. Edelsplitt besitzt eine annähernd kubische Form und ist gewöhnlich zweifach gebrochen. Die Herstellung von Edelsplitt erfolgt üblicherweise in Splittwerken, die direkt in den Gewinnungsstätten errichtet werden. Die Errichtung eines Splittwerkes ist aufwändig. Mobile Gewinnungseinheiten sind flexibler einsetzbar. Allerdings kann sich die Korngrößenverteilung mit zunehmendem Verschleiß des Zerkleinerers ändern und der Wertkornanteil geringer ausfallen als es die Produktionskapazitäten zulassen. Hier besteht Verbesserungspotential.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mobile Zerkleinerungsanlage aufzuzeigen, mit welcher ein möglichst flexibler Einsatz zum Herstellen eines gebrochenen, mineralischen Endkornproduktes möglich ist, z.B. zur Herstellung von Edelsplitt, wobei das gebrochene Endkornprodukt möglichst konstant in der gewünschten Sieblinienverteilung über den gesamten Verschleißzeitraum der mobilen Zerkleinerungsanlage hergestellt werden kann und bei welchem eine mengenmäßig konstante Produktion möglich ist.
  • Ferner soll ein Verfahren zum Herstellen von gebrochenen mineralischen Endkornprodukt aufgezeigt werden, welches es ermöglicht, das gebrochene Endkornprodukt in der gewünschten Sieblinienverteilung über einen möglichst langen Verschleißzeitraum und insbesondere den gesamten Verschleißzeitraum mengenmäßig konstant herzustellen.
  • Die erste Aufgabe wird durch eine mobile Zerkleinerungsanlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Ein Verfahren, das diese Aufgabe löst, ist Gegenstand von Patentanspruch 8.
  • Die mobile Zerkleinerungsanlage weist einen reversiblen Prallbrecher als Zerkleinerer auf. Die mobile Zerkleinerungsanlage kann in eine Produktionskette eingegliedert werden, auf die hier nicht weiter eingegangen wird, weil sie dem Fachmann geläufig ist. Eine Zerkleinerungsanlage im Sinne der Erfindung ist mobil, wenn Sie ein Fahrwerk mit Rädern oder Ketten besitzt oder Kufen aufweist, auf denen die Zerkleinerungsanlage gleitend bewegt werden kann. Mittels eines reversiblen Prallbrechers kann unter maximaler Ausnutzung der Verschleißbauteile des Zerkleinerers die gewünschte Gesteinskörnung über einen sehr langen Verschleißzeitraum in gleichbleibender Qualität vor Ort hergestellt werden, ohne dass hierfür die Errichtung einer stationären Anlage, z.B. eines Splittwerkes erforderlich ist.
  • Erfindungsgemäß wird eine grobe Gesteinskörnung in eine dosierbare Aufgabeeinheit für das zu zerkleinernde Material gegeben. Der Begriff "Material" wird nachfolgend sowohl für mineralischen Primärrohstoffe als auch Sekundärrohstoffe verwendet. Die Rohstoffe können vorgebrochen sein. Das Material aus der Aufgabeeinheit wird dem Zerkleinerer zugeführt. Dem Zerkleinerer ist eine Siebeinheit nachgelagert zum Absieben eines Überkorns.
  • Die erfindungsgemäßer Zerkleinerungsanlage umfasst eine Steuereinheit, welche die Produktion, d. h. Zerkleinerungsanlage die steuert. Hierzu greift die Steuereinheit auf Messwerte zurück, die von einer ersten und zweiten Mengenmesseinheit bereitgestellt werden. Eine erste Mengenmesseinheit für das zerkleinerte und zu siebende Material ist im Materialfluss hinter dem Zerkleinerer und vor der Siebeinheit angeordnet. Eine zweite Mengenmesseinheit für das produzierte Wertkorn ist nach der Siebeinheit angeordnet. Als Wertkorn wird die angestrebte Endkornfraktion nach dem Sieben bezeichnet.
  • Die Messwerte der Mengenmesseinheiten werden in der Steuereinheit ausgewertet. Hierbei wird ein Wertkornanteil bestimmt. Der Wertkornanteil ist das Verhältnis der Menge des Wertkorns zur Menge des zu siebenden Materials nach Austritt aus dem Zerkleinerer. Aus diesen Messwerten lässt sich auch der Überkornanteil rechnerisch bestimmen. Die Menge des Überkorns bestimmt sich aus der Menge des zu siebenden Materials abzüglich der Menge des Wertkorns. Der Quotient aus der Menge des Überkorns zur Menge des zu siebenden Materials ist der Überkornanteil.
  • Die Steuereinheit ist dazu ausgebildet, den Wertkornanteil und/oder den Überkornanteil zu bestimmen und Abweichungen von einem Soll-Wertkornanteil bzw. einem Soll-Überkornanteil festzustellen. Der Soll-Wertkornanteil kann auch ein Intervall sein, in dem sich der Soll-Wertkornanteil bewegen soll. Das Gleiche gilt für den Soll-Überkornanteil. Der Soll-Wertkornanteil verhält sich antiproportional zum Soll-Überkornanteil. Der Wertkornanteil ist ein wichtiger Parameter für die Leistungsfähigkeit des Prozesses. Es wird ein hoher Wertkornanteil angestrebt.
  • Das Ergebnis der Berechnung der Steuereinheit (z. B. Wertkornanteil, Abweichungen vom Soll-Wertkornanteil) kann einem Bediener an einem Anzeigemittel signalisiert werden. Der Bediener kann in Abhängigkeit von dem angezeigten Ergebnis Maßnahmen ergreifen und Betriebsparameter der Zerkleinerungsanlage ändern. Ein Absinken des Soll-Wertkornanteils kann auf eine zu geringe Umfangsgeschwindigkeit des Rotors des Zerkleinerers zurückzuführen sein. Als Gegenmaßnahme kann die Umfangsgeschwindigkeit erhöht werden. Die Umfangsgeschwindigkeit sinkt allerdings auch dadurch, dass Schlagleisten des Rotors zunehmend verschleißen. Für einen gleichmäßigen Verschleiß ist es zweckmäßig, den Rotor des reversierbaren Prallbrechers regelmäßig zu reversieren. Dadurch erfolgt eine maximale Werkstoffausnutzung der Schlagleisten und auch des Prallwerkes. Mit der mobilen Zerkleinerungsanlage wird angestrebt eine gewünschte Sieblinienverteilung unabhängig von dem Verschleißzustand der einzelnen Verschleißteile so gut wie möglich einzuhalten, indem insbesondere die Drehzahl des Zerkleinerers und damit die Umfangsgeschwindigkeit der Prallleisten an die Sieblinienverteilung angepasst wird. Das kann manuell oder automatisiert erfolgen.
  • Es wird daher als besonders vorteilhaft angesehen, wenn die Steuereinheit nicht nur den Wertkornanteil bzw. die Abweichung vom Soll-Wertkornanteil bestimmt und für einen manuellen Eingriff anzeigt, sondern im Sinne einer Regelung auf die Produktion Einfluss nimmt, wie nachfolgend erläutert wird.
  • Die Mengenmesseinrichtungen sind dazu ausgebildet, die jeweiligen Mengen volumetrisch oder gewichtsbelastet zu bestimmen. Insbesondere handelt es sich bei den Mengenmesseinrichtungen um Bandwaagen. Bandwaagen können besonders platzsparend in mobile Zerkleinerungsanlagen integriert werden. Sie sind robust und stören den Materialfluss nicht. Eine erste Mengenmesseinrichtung bzw. Bandwaage ist vorzugsweise unmittelbar unter dem Zerkleinerer angeordnet, sodass die Menge des zerkleinerten bzw. zu siebenden Materials exakt bestimmbar ist. Die Menge des gewonnen Wertkorns kann nach der Siebeinheit mittels einer Bandwaage ebenfalls exakt bestimmt werden und zudem über die zweite Bandwaage in Abwurfrichtung bewegt werden.
  • Der Zerkleinerer besitzt einen Rotor mit mehreren über seinen Umfang verteilt angeordneten Schlagleisten. Der Rotor wird mit sehr hoher Umdrehungsgeschwindigkeit betrieben. Die Schlagleisten schleudern von oben in den Zerkleinerer eingegebenes Material gegen Prallplatten des Prallwerks im Gehäuse des Zerkleinerers. Je kleiner der Spalt zwischen dem Prallwerk und dem Rotor ist, desto höher ist der Feinanteil der gebrochenen Gesteinskörnung. Die Korngrößenverteilung wird hin zu kleineren Gesteinskörnungen verschoben, wenn die Drehzahl des Rotors erhöht wird. Wird die Drehzahl reduziert, ergibt sich eine Korngrößenverteilung hin zu gröberen Gesteinskörnungen.
  • Die Steuereinheit ist so programmiert ist, dass bei fallendem Wertkornanteil oder steigendem Überkornanteil die Drehzahl erhöht wird. In gleicher Weise kann über die Steuerung auf die Einstellung der Spaltbreite im Prallbrecher Einfluss genommen werden, indem das Prallwerk verstellt wird. Eine Verschiebung hin zu kleineren Korngrößen kann durch eine Reduzierung der Spaltbreite erreicht werden.
  • Der Rotor ist vorzugsweise mit einem elektrischen Antrieb gekoppelt, dessen Drehzahl mittels eines Frequenzumformers einstellbar ist. Die Steuereinheit liefert Steuersignale an den Frequenzumformer, um die Drehzahl bei fallendem Wertkornanteil und/oder steigendem Überkornanteil zu erhöhen.
  • Ein weiteres Ziel der Erfindung ist eine mengenmäßig konstante Produktion. Hierzu soll bei der Erfindung mittels der Steuereinheit die Aufgabemenge gesteuert werden können. Der Antrieb der Aufgabeeinheit wird insbesondere über einen Frequenzumformer gesteuert, der wiederum mit der Steuereinheit verbunden ist.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist aufgrund der messtechnischen Auswertung und Steuereinheit eine mengenmäßige konstante Produktion möglich, wobei das gebrochene Endprodukt möglichst konstant in der gewünschten Sieblinienverteilung über den gesamten Verschleißzeitraum der einzelnen Verschleißteile gehalten werden kann. Insbesondere ist bei der Erfindung die Aufgabemenge mittels des Frequenzumformers für den Antrieb der Aufgabeeinheit regelbar. Der Frequenzumformer für den Antrieb des Rotors wird angesteuert, um eine gewünschte Sieblinienverteilung im Endprodukt zu erreichen und zur Kompensation des Verschleißes an den Schlagleisten des Rotors.
  • Vorzugsweise kontrolliert die Steuereinheit ununterbrochen die Messwerte bzw. die Mengen vor und hinter der Siebeinheit und meldet Abweichungen von den vorgebbaren Sollwerten bzw. regelt selbstständig die Aufgabemenge bzw. die Rotordrehzahl um Sollwerte einzuhalten.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird die Produktionsmenge mengenmäßig auch dadurch konstanter gehalten, dass nicht zerkleinerbare Fremdkörper zum Schutz des Zerkleinerers rechtzeitig aus dem Material ausgeschleust werden. Sie werden mittels einer Detektionseinheit an einem Förderband detektiert, das sich zwischen der Aufgabeeinheit und dem Zerkleinerer befindet. Die Steuereinheit hat die Aufgabe nach der Detektion eines unerwünschten Fremdkörpers das Förderband zu stoppen, zu reversieren und einschließlich des Materials, das sich bereits auf dem Förderband befindet, aus dem Produktionsprozess auszuschleusen und an eine Ausschleuseeinheit zu übergeben. Anschließend kann das Förderband sofort wieder reversiert werden und in seine ursprüngliche Förderrichtung betrieben werden. Während des Ausschleusens wird die Aufgabeeinheit gestoppt.
  • Diese Art des Ausschleusens des Materials einschließlich des Fremdkörpers führt nur zu minimalen Produktionsunterbrechungen und sorgt für eine mengenmäßig sehr konstante Produktion. Zudem ist das Verfahren besonders sicher, weil das Separieren des Fremdkörpers aus dem Material nicht auf dem zuvor genannten Förderband erfolgt, sondern zu einem späteren Zeitpunkt, bspw. in der Ausschleuseeinheit. Vorzugsweise besitzt die Ausschleuseeinheit hierfür eine Separiervorrichtung, mittels welcher der Fremdkörper von dem ausgeschleusten Material getrennt wird. Das gereinigte Material kann zurück in die Aufgabeeinheit gegeben werden.
  • Für eine mengenmäßig konstante Produktion ist es wichtig, rechtzeitig zu verhindern, dass störende Fremdkörper in den Zerkleinerer gelangen und hier größere Schäden anrichten. Im Ergebnis führt das frühzeitige Entfernen des Fremdkörpers einschließlich des Materials auf dem Förderband zu geringeren Produktionsunterbrechungen und zu einem deutlich geringerem Verschleiß, als alle Maßnahmen, die innerhalb des Prallbrechers ansetzen, wie bspw. Prallwerke, die dem Fremdkörper ausweichen. Diese Sicherheitsmaßnahmen im Zerkleinerer können zusätzlich vorgesehen sein.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in rein schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
    • Figur 1
    ein Schaubild über den Produktionsablauf einer mobilen Zerkleinerungsanlage;
    Figur 2
    ein praktisches Ausführungsbeispiel einer Zerkleinerungsanlage nach dem Prinzip der Figur 1 und
    Figur 3
    eine perspektivische Ansicht der Zerkleinerungsanlage gemäß Figur 2.
  • Die Figur 1 zeigt in stark vereinfachter Form ein Schaubild zur Verdeutlichung des Materialflusses in einer erfindungsgemäßen mobilen Zerkleinerungsanlage 1. Die praktische Umsetzung des Prinzips der Figur 1 ist den Figuren 2 und 3 wiedergegeben. Für funktional gleichwirkende Komponenten wurden daher in allen Figuren einheitliche Bezugszeichen verwendet.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen jeweils eine mobile Zerkleinerungsanlage 1 mit einer dosierbaren Aufgabeeinheit 2 für zu zerkleinerndes Material M das in Richtung des Pfeils von oben in die Aufgabeeinheit 2 gegeben wird. Die weiteren Pfeile zeigen den Materialfluss. Das Material M ist ein mineralischer Primär- oder Sekundärrohstoff. Das Material soll in der mobilen Zerkleinerungsanlage 1 zu einer hinsichtlich der Korngrößenverteilung bzw. Siebkurve vorgegebenen gebrochenen Gesteinskörung zerkleinert werden. Hierzu wird das Material M von der Aufgabeeinheit 2 auf ein erstes Förderband 3 übergeben, das das Material M zu einem Zerkleinerer 4 transportiert, der als reversibler Prallbrecher ausgebildet ist. Der Zerkleinerer 4 besitzt ein Gehäuse 5 mit einem schematisch angedeuteten Prallwerk 6, das aufgrund der reversiblen Bauweise symmetrisch angeordnet ist. Ein Rotor 7 mit Schlagleisten 8 rotiert innerhalb des Gehäuses 5. Er wird von einem elektrischen Antrieb 9 angetrieben. Die Drehzahl des Antriebs 9 und damit des Rotors 7 wird über einen Frequenzumformer 10 bestimmt. Ein Antrieb 11 der Aufgabeeinheit 2 wird über einen Frequenzumformer 12 in der gewünschten Art und Weise angesteuert.
  • Das Material M wird innerhalb des Zerkleinerers 4 zerkleinert und fällt auf ein zweite Fördereinrichtung 13. Hierbei kann es sich insbesondere um eine Förderrinne im Sinne eines Schwingförderers handeln. Die Fördereinrichtung 13 kann auch ein Förderband sein. Das zerkleinerte Material M wird anschließend auf eine dritte Fördereinrichtung 15 übergeben, das zu einer Siebeinheit 16 führt. In der dritten Fördereinrichtung 15 befindet sich eine erste Mengenmesseinheit 14 in Form einer Bandwaage. Hier wird die Menge des zerkleinerten Materials M gewichtsmäßig erfasst. Die Siebeinheit 16 besitzt zumindest ein Siebdeck 17. Die durch das Siebdeck fallende Körnung bildet den Wertkornanteil, der auf eine vierte Fördereinrichtung 18 fällt und dort über eine zweite Mengenmesseinrichtung 19 in Form einer Bandwaage mengenmäßig erfasst wird. Das Wertkorn W wird anschließend verhaldet oder über Förderbänder weitertransportiert. Das Siebdeck 17 hält ein Überkorn U zurück, das über ein Querförderband 20 auf ein Rückführförderband 21 aufgegeben wird und zurück in die Aufgabeeinheit 2 gegeben wird, um dort wieder in den Prozesskreislauf zurückgeführt zu werden.
  • Die Darstellung der Figur 1 zeigt ferner, dass das erste Förderband 3 an seinem in der Bildebene linken Ende oberhalb eines angedeuteten Trichters angeordnet ist. Der Trichter ist Bestandteil einer Ausschleuseeinheit 22, die eine Separiereinheit 23 aufweist. Die Erfindung sieht vor, dass in dem ersten Förderband 3 eine Detektionseinheit 24 für Fremdkörper F angeordnet ist, die nicht in den Zerkleinerer 4 gelangen sollen, z.B. abgebrochene Baggerzähne oder andere metallische Bauteile, die nicht von dem Zerkleinerer zerkleinert werden können. Wird ein solcher Fremdkörper F detektiert, wird das erste Förderband 3 reversiert und einschließlich des Materials M, das sich zu diesem Zeitpunkt zusammen mit dem Fremdkörper F auf dem ersten Förderband 3 befindet, in die Ausschleuseeinheit 22 übergeben. Dort wird mittels der Separiervorrichtung 23 der Fremdkörper F von dem so gereinigten Material M getrennt. Das gereinigte Material M kann wieder zurück in die Aufgabeeinheit 2 übergeben werden.
  • Eine wesentliche Komponente der erfindungsgemäßen Zerkleinerungsanlage 1 ist eine Steuereinheit 25. Die Steuereinheit 25 erhält Messwerte von der ersten Mengenmesseinheit 14 und der zweiten Mengenmesseinheit 19. Aus der Differenz der Mengen lässt sich der Anteil des Wertkorns W aus dem zerkleinerten und zu siebenden Material M bestimmen. Sinkt der Wertkornanteil, kann dies ein Indiz dafür sein, dass die Umfangsgeschwindigkeit des Rotors 7 zu gering ist. Das kann auf fortschreitenden Verschleiß der Schlagleisten 8 zurückzuführen sein. In diesem Fall kann die Steuereinheit 25 anzeigen oder selbstständig in den Produktionsprozess eingreifen, dass die Drehzahl des Rotors 7 erhöht werden muss, um den Anteil des Wertkorns W zu steigern entsprechend einem vorgegebenen Soll-Wertkornanteil. Das Ziel der automatisierten Prozessführung mit Hilfe der Steuereinheit 25 ist eine möglichst gleichbleibende Korngrößenverteilung im Wertkornanteil. Zudem soll über die Steuereinheit 25 gewährleistet werden, dass die Wertkornmenge möglichst konstant bleibt, und zwar unabhängig von der Menge des Überkorns U. Daher steuert die Steuereinheit 25 über den Frequenzumformer 12 auch den Antrieb 11 der dosierbaren Aufgabeeinheit 2. Wird ein höherer Wertkornanteil im Produktionsprozess benötigt, kann der Antrieb 11 die Fördergeschwindigkeit in der Aufgabeeinheit 2 erhöhen. In gleicher Weise kann auch der Materialfluss reduziert werden, indem die Geschwindigkeit des Antriebs 11 der Aufgabeeinheit 2 reduziert wird.
  • Die Figur 2 zeigt eine Zerkleinerungsanlage 1 gemäß Figur 1, wobei eine Reihe weiterer Komponenten dargestellt sind. Insbesondere ist zu erkennen, dass es sich um eine raupenmobile Zerkleinerungsanlage 1 handelt, die ein Raupenfahrwerk 26 aufweist, das einen Rahmen 27 trägt, an dem alle zuvor genannten Komponenten der Zerkleinerungsanlage 1 befestigt sind. Anders als in Figur 1 dargestellt, befindet sich die Steuereinheit 25 ebenfalls auf dem Rahmen 27. Alle weiteren Komponenten entsprechen hinsichtlich ihres Wirkprinzips den Erläuterungen der Figur 1.
  • Die Figur 3 zeigt ferner, dass die Ausschleuseeinheit 22 ein weiteres Förderband 28 aufweist, um das von Fremdkörpern F gereinigte Material M seitlich neben der Zerkleinerungsanlage 1 zu verhalden. Im Übrigen wird auf die vorstehenden Erläuterungen verwiesen.
    • Bezugszeichen:
    • 1 -
    mobile Zerkleinerungsanlage
    2 -
    Aufgabeeinheit
    3 -
    erstes Förderband
    4 -
    Zerkleinerer
    5 -
    Gehäuse von 4
    6 -
    Prallwerk von 4
    7 -
    Rotor von 4
    8 -
    Schlagleiste an 7
    9 -
    elektrischer Antrieb für 4
    10 -
    Frequenzumformer für 9
    11 -
    Antrieb für 2
    12 -
    Frequenzumformer für 11
    13 -
    zweites Fördereinrichtung
    14 -
    erste Mengenmesseinheit (Bandwaage)
    15 -
    dritte Fördereinrichtung
    16 -
    Siebeinheit
    17 -
    Siebdeck
    18 -
    vierte Fördereinrichtung
    19 -
    zweite Mengenmesseinheit (Bandwaage)
    20 -
    Querförderband
    21 -
    Rückführförderband
    22 -
    Ausschleuseeinheit
    23 -
    Separiervorrichtung von 22
    24 -
    Detektionseinheit
    25 -
    Steuereinheit
    26 -
    Raupenfahrwerk
    27 -
    Rahmen
    28 -
    Förderband
    F -
    Fremdkörper
    M -
    Material
    U -
    Überkorn
    W -
    Wertkorn

Claims (11)

  1. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) mit einer dosierbaren Aufgabeeinheit (2) für zu zerkleinerndes Material (M), einem nachgelagerten reversiblen Prallbrecher als Zerkleinerer (4) und mit einer dem Zerkleinerer (4) in Produktionsrichtung nachgelagerten Siebeinheit (16) zur Trennung eines Wertkorns (W) von einem Überkorn (U), sowie mit einer die Produktion steuernden Steuereinheit (25), wobei eine erste Mengenmesseinheit (14) für das zu zerkleinerte und zu siebende Material (M) vor der Siebeinheit (16) angeordnet ist und eine zweite Mengenmesseinheit (19) zum Messen der Menge des produzierten Wertkorns (W) nach der Siebeinheit (16) angeordnet ist, wobei die Steuereinheit (25) dazu ausgebildet ist, einen Wertkornanteil und Abweichungen von einem Soll-Wertkornanteil und/oder einen Überkornanteil und Abweichungen von einem Soll-Überkornanteil festzustellen, wobei der Wertkornanteil als das Verhältnis der Menge des Wertkorns (W) zur Menge des zu siebenden Materials (M) definiert ist, und wobei ein Überkornanteil das Verhältnis der Differenz der Mengen von zu siebenden Material (M) und Wertkorn (W) zur Menge des zu siebenden Materials (M) ist.
  2. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Mengenmesseinrichtungen (14, 19) dazu ausgebildet sind, die jeweiligen Mengen (M, W) volumetrisch oder gewichtsbelastet zu bestimmen.
  3. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und/oder zweite Mengenmesseinrichtung (14, 19) eine Bandwaage ist.
  4. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Zerkleinerer (4) einen Rotor (7) mit Schlagleisten (8) aufweist, wobei zur Kompensation des Verschleißes der Schlagleisten (8), die Drehzahl des Rotors (7) auf höhere Werte einstellbar ist, wobei der Wertkornanteil und/oder der Überkornanteil Eingangsparameter für die Drehzahl sind, wobei die Steuereinheit (25) so programmiert ist, dass bei fallendem Wertkornanteil und/oder steigendem Überkornanteil die Drehzahl erhöht wird.
  5. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (7) mit einem elektrischen Antrieb (9) gekoppelt ist, dessen Drehzahl mittels eines Frequenzumformers (10) einstellbar ist, der mit der Steuereinheit (25) verbunden ist, um die Drehzahl bei fallendem Wertkornanteil und/oder bei steigendem Überkornanteil zu erhöhen.
  6. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufgabemenge mittels eines von einem Frequenzumformers (12) angetriebenen Antriebs (11) der Aufgabeeinheit (2) einstellbar ist.
  7. Mobile Zerkleinerungsanlage (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rückführförderband (21) dazu ausgebildet ist, Überkorn (U) zurück in die Aufgabeeinheit (2) zu transportieren.
  8. Verfahren zum Herstellen eines gebrochenen mineralischen Endkornproduktes mittels einer mobilen Zerkleinerungsanlage (1) mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (25) bei Unterschreiten des Soll-Wertkornanteils und/oder beim Überschreiten des Soll-Überkornanteils die Drehzahl des Rotors (7) erhöht.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (25) die Aufgabemenge des Materials (M) in Abhängigkeit von der Menge des Wertkorns (W) steuert, wobei die Aufgabemenge erhöht wird, wenn die Menge des Wertkorns (W) unter einen vorgebbaren Sollwert fällt und umgekehrt.
  10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (25) ein Förderband (3) zwischen der Aufgabeeinheit (2) und dem Zerkleinerer (4) stoppt und reversiert, um einen auf dem Förderband (3) detektierten Fremdkörper (F) einschließlich des Materials (M) auf dem Förderband (3) aus dem Produktionsprozess auszuschleusen und an eine Ausschleuseeinheit (22) zu übergeben.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Fremdkörper (F) mittels einer Separiervorrichtung (23) der Ausschleuseeinheit (22) von dem ausgeschleusten Material (M) getrennt wird, wobei das gereinigte Material (M) zurück in die Aufgabeeinheit (2) gegeben wird.
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