WO2009030609A1 - Verfahren und rollenmühle zur zerkleinerung von mahlgut - Google Patents

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WO2009030609A1
WO2009030609A1 PCT/EP2008/061151 EP2008061151W WO2009030609A1 WO 2009030609 A1 WO2009030609 A1 WO 2009030609A1 EP 2008061151 W EP2008061151 W EP 2008061151W WO 2009030609 A1 WO2009030609 A1 WO 2009030609A1
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grinding
roller
drives
rollers
driven
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Markus Berger
Franz-Josef Zurhove
Ludwig KÖNNING
Marco VÖLLINK
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Polysius Ag
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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
    • B02C15/00—Disintegrating by milling members in the form of rollers or balls co-operating with rings or discs
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a roller mill for the comminution of regrind.
  • the grinding table In roller mills in industrial applications, the grinding table is driven, which in turn drives the grinding rollers via the grinding bed. In this case, it is generally necessary to arrange a gear below the grinding plate. Especially with roller mills with high throughputs, this leads to a large necessary installation space, which causes relatively high costs. In addition, the customer's request for mills with ever higher throughput rates is limited by the conventionally available gearboxes.
  • the invention has for its object to provide a method and a roller mill for crushing regrind, which allows an effective compensation control for the drives.
  • the required for the inventive method for the comminution of material to be ground roller mill consists essentially of a grinding table, at least two grinding rollers, at least two drives for driving the grinding rollers wherein a drive of a grinding roller and the other drive of the other grinding roller is to order, at least one Anpresssystem for individually adjusting the grinding pressure of each grinding roller and a compensation control device for the drives.
  • the equalization control is formed by a power compensation control, wherein the power of the drives are regulated in a predetermined ratio to each other by controlling the grinding pressure of at least one of the grinding rollers.
  • the grinding table is preferably driven only via the grinding rollers and the material to be ground. But it is also conceivable that in addition, the grinding table is driven.
  • the grinding pressure is varied via the contact pressure system to influence the power consumption of the grinding rollers, as a control variable for this at least one operating parameter of the driven mill shaft, for example, the torque and / or the rotational speed of the driven shaft, forces occurring on a driven shaft and / or accelerations used.
  • the measured controlled variables are adjusted in a control with a setpoint range.
  • the pressing system has at least one hydraulic circuit, wherein preferably each grinding roller is assigned an independent, controllable hydraulic circuit.
  • the drawing shows a schematic representation of a roller mill with a power compensation control.
  • the roller mill shown in the drawing has a grinding table 1 which is rotatably mounted about a vertical axis 2. Furthermore, at least two, preferably four grinding rollers 3, 4 are provided, which are driven by two drives 5, 6, wherein one drive 5 of a grinding roller 3 and the drive 6 of the other grinding roller 4 is assigned. Furthermore, each of a grinding roller 3, 4 a Anpresssystem 7, 8 is provided for individually setting the grinding pressure, each grinding roller 3, 4 is assigned a confined, controllable hydraulic circuit.
  • the grinding table 1 is driven only on the grinding rollers and the material to be ground. But it is also conceivable that the grinding table 1 has an additional drive.
  • the roller mill further comprises a compensation control device 9, which effects a power compensation control, wherein the power of the drives are regulated in a predetermined ratio to one another by regulating the grinding pressure of at least one of the grinding rollers.
  • a compensation control device 9 which effects a power compensation control, wherein the power of the drives are regulated in a predetermined ratio to one another by regulating the grinding pressure of at least one of the grinding rollers.
  • Each work string consisting of a grinding roller, drive and pressure system has its own control circuit 10, 11. If further grinding rollers are provided, further control loops 12, 13 can be provided accordingly.
  • Each control loop 10, 11 can work independently, decoupled from the other work strands and is additionally integrated into a higher-level logic circuit 14.
  • the manipulated variable is formed by the grinding pressure which can be varied by the associated pressing system 7, 8.
  • a controlled variable in each case at least one operating parameter of the associated grinding roller 3, 4 or the associated, driven grinding shaft 3 a, 4 a is used.
  • the torque and / or the rotational speed of the driven grinding shaft 3 a, 4 a of the respective grinding roller 3, 4 or occurring at the grinding shaft forces and / or Accelerations are determined.
  • the determined operating parameter is then adjusted in the control loop or in cooperation with the logic circuit 14 with a predetermined or calculated setpoint. If the measured controlled variable deviates from the nominal value, an adaptation of the manipulated variable, ie an adjustment of the grinding pressure of the corresponding grinding roller, takes into account the nominal torque range of the grinding roller.
  • the powers of the drives 5, 6 can be regulated in a predetermined relationship to each other.
  • Each grinding roller should therefore have a separate, decoupled and controllable hydraulic circuit for applying the grinding force in order to be able to address each grinding roller individually hydraulically during operation.
  • the drives of the grinding rollers can additionally be equipped with frequency converters if other grinding rollers with different powers are to be connected.
  • the rotational speed of the grinding table is determined and also flows into the control (see arrow 15).
  • the grinding rollers 3, 4 rotate due to their different rolling diameter with different speeds, which should minimize the slip. A speed equality of all roles is not desirable, since the force application point of the grinding force (Momentanpol) varies.
  • the above-described concept can be run with two, three or four or six grinding rollers.

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  • Crushing And Grinding (AREA)

Abstract

Die für das erfindungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut erforderliche Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem Mahlteller (1), wenigstens zwei Mahlrollen (3,4), wenigstens zwei Antrieben (5,6) zum Antreiben der Mahlrollen (3,4) wobei der eine Antrieb (5) der einen Mahlrolle (3) und der andere Antrieb (6) der anderen Mahlrolle (4) zu geordnet ist, wenigstens einem Anpresssystem (7) zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle (3,4) sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung für die Antriebe (5,6). Die Ausgleichsregelung wird durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen (3,4) die Leistung der Antriebe (5,6) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.

Description

Verfahren und Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut.
Bei Rollenmühlen in der industriellen Anwendung wird der Mahlteller angetrieben, welcher wiederum über das Mahlbett die Mahlrollen antreibt. Hierbei ist es im Allgemeinen erforderlich, ein Getriebe unterhalb des Mahltellers anzuordnen. Gerade bei Rollenmühlen mit großen Durchsatzleistungen führt das zu einem großen notwendigen Einbauraum, was relativ hohe Kosten verursacht. Zu dem wird der Kundenwunsch nach Mühlen mit immer größeren Durchsatzleistungen durch die konventionell zu erwerbenden Getriebe limitiert.
Man hat daher in der DE 197 02 854 Al bereits vorgeschlagen, die Rollen anzutreiben. Dort wurde auch darauf hingewiesen, dass die einzelnen Mahlrollen einerseits über die Mahlteller und das darauf befindliche Mahlgut bzw. Mahlgutbett drehantriebsmäßig miteinander gekoppelt sind und andererseits aber stark unterschiedliche Leistungsaufnahmen haben, die auf beispielsweise unterschiedliche Abrolldurchmesser auf dem Mahlteller (Frequenzpunkt/Durchmesser), unterschiedliche Wirkdurchmesser der einzelnen Mahlrollen (z.B. durch Verschleiß) und auf ein unterschiedliches Einzugsverhalten des Mahlgutes im Zusammenwirken dem Mahlteller zurückzuführen sind.
Bereits geringe Drehzahländerungen zwischen einzelnen Mahlrollen bewirken bei den einzelnen Antrieben relativ hohe Leistungsschwankungen. Dies kann dazu führen, dass die Mahlrollen dauernd beschleunigt oder verzögert werden, d.h. die einzeln angetriebenen Mahlrollen arbeiten gegeneinander, was während der Zerkleinerung zu einem deutlich erhöhten Kraft- bzw. Energiebedarf führt.
In der DE 197 02 854 Al wird daher vorgeschlagen, dass die Betriebsschwankungen zwischen de einzelnen Drehantrieben aller angetriebenen Mahlrollen durch eine gemeinsame Lastausgleichsregelung ausgeglichen werden. Die dort vorgeschlagene gemeinsame Lastausgleichsregelung kann die Betriebsschwankungen aber nicht verhindern, da sie nur die Drehmomente und nicht die Leistungen berücksichtigt.
Daher kommen in der Praxis vertikale Rollenmühle mit angetriebenen Mahlrollen bisher nicht zum Einsatz.
Aus der DE 201 06 177 Ul ist ein Kollergang mit wenigstens einem Läufer bekannt, der über einen Hauptantrieb und einen Zusatzantrieb angetrieben wird. Dabei ist eine Regelung der Leistungsabgabe und des Drehmoments des Zusatzantriebs vorgesehen, so dass der Zusatzantrieb stets gerade soviel Leistung abgibt, wie erforderlich ist, um ein Rollen des Läufers zu gewährleisten und ein Gleiten zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Rollenmühle zur Zerkleinerung von Mahlgut anzugeben, welche eine wirksame Ausgleichsregelung für die Antriebe ermöglicht.
Erfmdungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 9 gelöst.
Die für das erfmdungsgemäße Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut erforderliche Rollenmühle besteht im Wesentlichen aus einem Mahlteller, wenigstens zwei Mahlrollen, wenigstens zwei Antrieben zum Antreiben der Mahlrollen wobei der eine Antrieb der einen Mahlrolle und der andere Antrieb der anderen Mahlrolle zu geordnet ist, wenigstens einem Anpresssystem zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung für die Antriebe. Die Ausgleichsregelung wird durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen die Leistung der Antriebe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Der Mahlteller wird vorzugsweise lediglich über die Mahlrollen und das Mahlgut angetrieben. Es ist aber auch denkbar, dass zusätzlich auch der Mahlteller angetrieben wird.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird der Mahldruck über das Anpresssystem variiert, um Einfluss auf die Leistungsaufnahme der Mahlrollen zu nehmen, als Regelgröße wird hierfür wenigstens ein Betriebsparameter der angetriebenen Mahlwelle, beispielsweise das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Welle, an einer angetriebenen Welle auftretende Kräfte und/oder Beschleunigungen herangezogen. Die gemessenen Regelgrößen werden in einer Regelung mit einen Sollwertbereich abgeglichen.
Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, das zusätzlich wenigstens ein Betriebsparameter des Mahltellers, insbesondere dessen Drehzahl, bei der Regelung berücksichtigt wird.
Das Anpresssystem weist wenigstens einen Hydraulikkreislauf auf, wobei vorzugsweise jeder Mahlrolle ein eigenständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.
Mit der oben dargestellten Rollenmühle bzw. dem Verfahren zu Betreiben dieser Rollenmühle wird eine sehr effektive Leistungsausgleichsregelung gebildet, die schnell und effektiv dynamische Leistungsverteilungen zwischen den Antrieben ausgleichen kann.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung einer Rollenmühle mit einer Leistungsausgleichsregelung.
Die in der Zeichnung dargestellte Rollenmühle weist einen Mahlteller 1 auf, der um eine vertikale Achse 2 drehbar gelagert ist. Weiterhin sind wenigstens zwei, vorzugsweise vier Mahlrollen 3, 4 vorgesehen, die über zwei Antriebe 5, 6 angetrieben werden, wobei der eine Antrieb 5 der einen Mahlrolle 3 und der Antrieb 6 der anderen Mahlrolle 4 zugeordnet ist. Weiterhin ist jeder ein Mahlrolle 3, 4 ein Anpresssystem 7, 8 zum individuellen Einstellen des Mahldrucks vorgesehen, wobei jeder Mahlrolle 3, 4 ein eingeständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Mahlteller 1 lediglich über die Mahlrollen und das Mahlgut angetrieben. Es ist aber auch denkbar, dass der Mahlteller 1 einen zusätzlichen Antrieb aufweist.
Die Rollenmühle umfasst ferner eine Ausgleichsregelungseinrichtung 9, die eine Leistungsausgleichsregelung bewirkt, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen die Leistung der Antriebe in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden. Dabei weist jeder Arbeitsstrang bestehend aus Mahlrolle, Antrieb und Anpresssystem einen eigenen Regelkreis 10, 11 auf. Sofern weitere Mahlrollen vorgesehen sind, können entsprechend weitere Regelkreise 12, 13 vorgesehen werden. Jeder Regelkreis 10, 11 kann für sich, entkoppelt von den anderen Arbeitssträngen arbeiten und ist zusätzlich in eine übergeordnete Logikschaltung 14 eingebunden.
In jedem Regelkreis 10, 11 wird die Stellgröße durch den vom zugeordneten Anpresssystem 7, 8 veränderbaren Mahldruck gebildet. Als Regelgröße wird jeweils wenigstens ein Betriebsparameter der zugehörigen Mahlrolle 3, 4 bzw. der zugehörigen, angetriebenen Mahlwelle 3 a, 4a verwendet. Dabei kann beispielsweise das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Mahlwelle 3 a, 4a der jeweiligen Mahlrolle 3, 4 oder an der Mahlwelle auftretende Kräfte und/oder Beschleunigungen ermittelt werden. Der ermittelte Betriebsparameter wird dann im Regelkreis bzw. im Zusammenwirken mit der Logikschaltung 14 mit einem vorgegebenen oder berechneten Sollwert abgeglichen. Weicht die gemessene Regelgröße vom Sollwert ab, so erfolgt eine Anpassung der Stellgröße, d.h. eine Anpassung des Mahldrucks der entsprechenden Mahlrolle, wobei der Nenndrehmomentbereich der Mahlrolle berücksichtigt wird.
Durch diese Leistungsausgleichsregelung können die Leistungen der Antriebe 5, 6 in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
Jede Mahlrolle sollte daher über einen eigenständigen, entkoppelten und regelbaren Hydraulikkreislauf zum Aufbringen der Mahlkraft verfügen, um jede Mahlrolle im Betrieb einzeln hydraulisch ansprechen zu können. Die Antriebe der Mahlrollen können zusätzlich mit Frequenzumrichtern ausgestattet werden, wenn andere Mahlrollen mit unterschiedlichen Leistungen dazugeschaltet werden sollen.
Weiterhin kann vorgesehen werden, dass die Drehzahl des Mahltellers ermittelt wird und ebenfalls in die Regelung einfließt (siehe Pfeil 15). Die Mahlrollen 3, 4 drehen aufgrund Ihrer unterschiedlichen Abrolldurchmesser mit unterschiedlichen Drehzahlen, was den Schlupf minimieren sollte. Eine Drehzahlgleichheit aller Rollen ist nicht anzustreben, da der Kraftangriffspunkt der Mahlkraft (Momentanpol) variiert.
Das obenbeschrieben Konzept kann mit zwei, drei oder vier bzw. sechs Mahlrollen gefahren werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Zerkleinerung von Mahlgut mit einer Rollenmühle mit a. einem Mahlteller (1), b. wenigstens zwei Mahlrollen (3, 4), c. wenigstens zwei Antrieben (5, 6) zum Antreiben der Mahlrollen, wobei der eine Antrieb (5) der einen Mahlrolle (3) und der andere Antrieb (6) der anderen Mahlrolle (4) zugeordnet ist, d. wenigstens einem Anpresssystem (7) zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle, wobei eine Ausgleichsregelung für die Antriebe durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsregelung durch eine Leistungsausgleichsregelung gebildet wird, wobei durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen (3, 4) die Leistung der Antriebe(5, 6) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Mahlteller (1) lediglich über die Mahlrollen (3, 4) und das Mahlgut angetrieben wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Mahlteller (1) angetrieben wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Mahlrolle (3, 4) eine über den zugehörigen Antrieb (5, 6) angetriebene Mahlwelle aufweist und als Regelgröße wenigstens ein Betriebsparameter der angetriebenen Mahlwelle (3a, 4a) verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter das Drehmoment und/oder die Drehzahl der angetriebenen Mahlwelle (3 a, 4a) verwendet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass als Betriebsparameter die an einer angetriebenen Mahlwelle (3 a, 4a) auftretenden Kräfte und/oder Beschleunigungen verwendet werden.
7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelgröße bzw. der Betriebsparameter mit einem Sollwert/Sollwertbereich verglichen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich wenigstens eine Betriebsparmeter des Mahltellers (1), insbesondere dessen Drehzahl, bei der Regelung berücksichtig wird.
9. Rollenmühle mit a. einem Mahlteller (1), b. wenigstens zwei Mahlrollen (3, 4) c. wenigstens zwei Antrieben (5, 6) zum Antreiben der Mahlrollen, wobei der eine Antrieb der einen Mahlrolle und der andere Antrieb der anderen Mahlrolle zugeordnet ist, d. wenigstens einem Anpresssystem (7) zum individuellen Einstellen des Mahldruckes jeder Mahlrolle e. sowie einer Ausgleichsregelungseinrichtung (9) für die Antriebe,
dadurch gekennzeichnet, dass die Ausgleichsregelungseinrichtung (9) durch eine Leistungsausgleichsregelungseinrichtung gebildet wird, die mit dem Anpresssystem derart in Verbindung steht, dass durch Regelung des Mahldrucks wenigstens einer der Mahlrollen (3, 4) die Leistung der Antriebe (5, 6) in einem vorgegebenen Verhältnis zueinander geregelt werden.
10. Rollenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Anpresssystem (7) durch wenigstens einen Hydraulikkreislauf gebildet wird.
11. Rollenmühle nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Mahlrolle (3, 4) ein eigenständiger, regelbarer Hydraulikkreislauf zugeordnet ist.
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