WO2022229093A1 - Verfahren zum betreiben einer siebvorrichtung zur konstanthaltung der produktqualität bei schwankendem massestrom - Google Patents

Verfahren zum betreiben einer siebvorrichtung zur konstanthaltung der produktqualität bei schwankendem massestrom Download PDF

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    • B07B1/42—Drive mechanisms, regulating or controlling devices, or balancing devices, specially adapted for screens

Definitions

  • DE 102019 204 845 B3 discloses a method for setting and controlling at least one vibration mode of a screening device.
  • a method for controlling and regulating a screening device is known from DE 10 2019 214 864 B3.
  • the object of the invention is to provide a method for keeping the properties of the product (process result) constant, even if the amount of material applied fluctuates.
  • the method according to the invention serves to control a screening device.
  • the screening device used for the method has at least and preferably exactly four clusters of imbalance exciter units, with each cluster having at least two imbalance exciter units.
  • Each cluster is formed via a coupling point for subjecting the screening device to vibrations.
  • Two front clusters are located closer to material application and two rear clusters are located closer to coarse material discharge.
  • the material to be screened is applied to the screen of the screening device.
  • the coarse material that does not fall through the screen migrates over the screen and reaches the coarse material discharge.
  • the fine material falls through the sieve and thus reaches the fine material discharge.
  • the phase offset between the imbalance exciter units within a cluster is controlled. This enables a very variable adjustment of the screen properties and is easily possible by arranging the imbalance exciter units in clusters.
  • phase shift cp With a phase shift cp of 0°, the screening device only moves up and down. This results in a slower material transport over the screening device. With a phase shift cp of 90°, the resulting movement of the screening device occurs at a 45° angle in the direction of the coarse material discharge. This achieves the maximum conveyance of material over the screening device.
  • the dwell time of the material to be screened on the screening device can thus be controlled in a controlled manner by the targeted adjustment of the phase shift cp.
  • the mass flow applied to the screening device is measured as the input variable.
  • the mass flow is recorded by a weighing element arranged in the feeding conveyor belt.
  • the phase offset is reduced as the ground current increases. This seems unrealistic at first, since reducing the phase offset causes the material on the screen to be moved more vertically, which reduces the conveying capacity over the screen, causing the material loading to increase even further beyond the level that is already increasing due to the increasing material flow.
  • the quality of the screening can be kept constant with increasing loading, which with unchanged Screen parameters would decrease due to the increasing amount of material on the screen. Due to the slowing down of the material transport, the material load on the screen increases disproportionately, but the quality of the screening remains unchanged.
  • a plant which is to carry out the method according to the invention is therefore preferably designed with a comparatively large screening plant in order to be able to bear this additional increase. However, the product quality can be kept constant.
  • the mass flow of the coarse material discharge and the mass flow of the fine material discharge are recorded.
  • the phase shift is controlled in such a way that the ratio of the coarse material discharge to the mass flow of the fine material discharge remains constant.
  • the quality can be kept constant through an interactive control circuit. This is particularly advantageous because no exact prediction between ground current and phase shift has to be determined in advance, but rather it is regulated in each case and then measured to determine whether the adaptation goes too far.
  • the phase offset for the maximum permissible mass flow is set to 90°. In a further embodiment, as an alternative or in addition, the phase offset for the mass flow is set from zero to 0°. For the embodiment of the combination of these two embodiments, the phase offset between the maximum permissible mass flow and the mass flow is preferably changed linearly from zero from 90° to 0°.
  • FIGS. 2 and 3 Two modes of operation of a cluster of imbalance exciter units U are shown in FIGS. 2 and 3 .
  • the arrow inside of the unbalance exciter units U indicates the respective force vector, the arrows outside indicate the direction of rotation of the unbalance exciter units U.
  • 2 show both force vectors vertically upwards and those of unbalance exciter units U rotate in opposite directions to each other. A phase offset is not realized (0°), the cluster excitation is thus in the vertical direction, which leads to a very small movement of material over the screen.
  • 2 describes an operating state which can be set/controlled, for example, for a cleaning function, in particular in connection with a variation in the speed of the respective imbalance exciter unit. Another operating state is shown in FIG. In this case, one force vector (the one on the left in the illustration) points upwards, and the second force vector (the one on the right in the illustration) points to the left, in particular orthogonally to the first force vector.
  • the imbalance exciter units rotate in opposite directions to each other. In the operating state shown here, the phase shift is 90°.
  • the resulting cluster excitation acts at an angle of 45° to the florizontal and thus leads to a comparatively fast transport of material over the wire.
  • the method is shown as an example in terms of time and in a highly simplified manner.
  • the incoming mass flow M is shown above against the time t.
  • the mass flow M increases, stays at this level for a certain time and then returns to the original value.
  • the phase shift cp is reduced for this period of time, which means that the material is no longer transported over the screen as quickly as shown in the middle.
  • the effect is that the loading B of the sieve increases disproportionately.
  • the product quality remains almost unchanged.

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung einer Siebvorrichtung 10, wobei die Siebvorrichtung 10 wenigstens vier Cluster von Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten U aufweist, wobei jeder Cluster jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung 10 mit Schwingungen ausgebildet ist, wobei zwei vordere Cluster näher zum Materialauftrag 30 angeordnet sind, wobei zwei hintere Cluster näher zum Materialaustrag angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz zwischen den Unwuchterregereinheiten U innerhalb eines Clusters gesteuert wird, wobei als Eingangsmessgröße der auf die Siebvorrichtung 10 aufgetragene Massestrom gemessen wird, wobei der Phasenversatz bei steigendem Massestrom reduziert wird.

Description

Verfahren zum Betreiben einer Siebvorrichtung zur Konstanthaltung der Produktqualität bei schwankendem Massestrom
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, um die Trennungseigenschaften eines Siebes auch bei sich änderndem Materialauftrag konstant zu halten.
Aus der DE 10 2017 218 371 B3 und aus der DE 10 2018 205 997 A1 sind Siebsysteme mit gruppenweise angeordneten Schwingungsanregern bekannt. Diese gruppenweise Anordnung ermöglicht eine starke Anpassungsfähigkeit der Betriebsweise der Siebvorrichtung, welche bei den klassischen Linearschwingern, Ellipsenschwingern oder Kreisschwingern nicht möglich ist. Diese Gruppe von Siebvorrichtungen ermöglicht damit ganz neue Ansteuerschemata.
Aus der DE 102019 204 845 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen und Regeln wenigstens einer Schwingungsmode einer Siebvorrichtung bekannt.
Aus der DE 10 2019 214 864 B3 ist ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung bekannt.
Wünschenswert wäre es, eine Siebvorrichtung anhand von konkreten Messgrößen, die eine Korrelation zu Eigenschaften des auf die Siebvorrichtung aufgetragenen Materials oder der Eigenschaften der Grobfraktion und/oder der Feinfraktion aufweisen, so anpassen zu können, dass gezielt die Produkteigenschaften einstellbar sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, um die Eigenschaften des Produktes (Prozessergebnis) konstant zu halten, auch wenn die Menge des aufgetragenen Materials schwankt.
Gelöst wird diese Aufgabe durch das Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie den Zeichnungen. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung einer Siebvorrichtung. Die für das Verfahren verwendete Siebvorrichtung weist wenigstens und bevorzugt genau vier Cluster von Unwuchterregereinheiten auf, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten aufweist. Jeder Cluster ist jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung mit Schwingungen ausgebildet. Zwei vordere Cluster sind näher zum Materialauftrag angeordnet und zwei hintere Cluster sind näher zum Grobmaterialaustrag angeordnet. Am Materialauftrag wird das zu siebende Material auf das Sieb der Siebvorrichtung aufgetragen. Das grobe Material, welches nicht durch das Sieb fällt, wandert über das Sieb und gelangt zum Grobmaterialaustrag. Das feine Material fällt durch das Sieb und gelangt so zum Feinmaterialaustrag.
Erfindungsgemäß wird der Phasenversatz zwischen den Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters gesteuert. Dieses ermöglicht eine sehr variable Anpassung der Siebeigenschaften und ist durch die Anordnung von Unwuchterregereinheiten in Clustern einfach möglich.
Bei einem Phasenversatz cp von 0 ° erfolgt nur eine Auf- und Abwärtsbewegung der Siebvorrichtung. Damit erfolgt ein verlangsamter Materialtransport über die Siebvorrichtung. Bei einem Phasenversatz cp von 90 ° erfolgt die resultierende Bewegung der Siebvorrichtung in einem 45 ° Winkel in Richtung zum Grobmaterialaustrag. Dadurch wird die maximale Förderung von Material über die Siebvorrichtung erzielt. Durch die gezielte Einstellung des Phasenversatzes cp kann somit gezielt die Verweilzeit des zu siebenden Materials auf der Siebvorrichtung geregelt werden.
Als Eingangsmessgröße wird der auf die Siebvorrichtung aufgetragene Massestrom gemessen. Beispielsweise wird der Massestrom durch eine im zuführenden Förderband angeordneten Wägeelement erfasst. Der Phasenversatz wird bei steigendem Massestrom reduziert. Dieses erscheint zunächst widersinnig, da durch das Reduzieren des Phasenversatzes das auf dem Sieb befindliche Material stärker senkrecht bewegt wird, wodurch die Förderleistung über das Sieb reduziert wird, wodurch die Materialbeladung noch über das durch den steigenden Materialstrom ohnehin ansteigende Maß noch weiter ansteigt. Dadurch kann aber bei steigender Beladung die Qualität der Siebung konstant gehalten werden kann, welche bei unveränderten Siebparametern durch die steigende Materialmenge auf dem Sieb sinken würde. Durch die Verlangsamung des Materialtransports steigt die Materialbeladung des Siebes eben überproportional, aber die Qualität der Siebung bleibt dadurch unverändert. Eine Anlage, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführen soll wird daher bevorzugt mit einer vergleichsweise großen Siebanlage ausgelegt, um diese zusätzliche Steigerung tragen zu können. Dafür kann aber die Produktqualität konstant gehalten werden.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Massestrom des Grobmaterialaustrags und der Massestrom des Feinmaterialaustrags erfasst. Der Phasenversatz wird so gesteuert, dass das Verhältnis des Grobmaterialaustrags zu dem Massestrom des Feinmaterialaustrags konstant bleibt. Flierdurch kann die Qualität durch eine interaktive Regelschaltung konstant gehalten werden. Dieses ist besonders vorteilhaft, da keine genaue Vorhersage zwischen Massestrom und Phasenversatz vorher festgelegt werden muss, sondern es wird jeweils geregelt und anschließend gemessen, ob die Anpassung zu weit geht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Phasenversatz für den maximal zulässigen Massestrom auf 90 ° gesetzt. In einer weiteren Ausführungsform alternativ oder zusätzlich wird der Phasenversatz für den Massestrom von null auf 0 ° gesetzt. Bevorzugt wird für die Ausführungsform der Kombination dieser beiden Ausführungsformen der Phasenversatz zwischen dem maximal zulässigen Massestrom und dem Massestrom von null linear von 90 ° auf 0 ° verändert.
Nachfolgend ist die für das erfindungsgemäße Verfahren einzusetzende Vorrichtung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Fig. 1 Vorrichtung Fig. 2 erster Betriebszustand Fig. 3 zweiter Betriebszustand Fig. 4 Verfahren
In Fig. 1 ist eine Siebvorrichtung 10 gezeigt. Diese weist ein Sieb 20, beispielsweise ein Lochblech auf. Am Materialauftrag 30 wird Material aufgegeben und über das Sieb 20 gefördert. Theoretisch fallen dabei alle Bestandteile durch das Sieb 20 hindurch, deren Größe kleiner als die Größe der Sieblöcher ist, und so zum Feinmaterialausgang 50 gebracht wird. Alles was größer ist, wird überdas Sieb 20 und zum Grobmaterialausgang 40 gefördert.
Um die Siebvorrichtung 10 und damit das Sieb 20 zu bewegen, weist die Siebvorrichtung mindestens acht Unwuchterregereinheiten U auf, die in vier Clustern zu je mindestens zwei Unwuchterregereinheiten U angeordnet sind, wobei jeweils zwei Unwuchterregereinheiten U in einem Cluster jeweils über einen gemeinsamen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung 10 mit Schwingungen ausgebildet sind. Hierdurch wird effektiv eine Schwingung, die durch Überlagerung der durch die beiden Unwuchterregereinheiten U erzeugten Schwingungen erzeugt wird, auf die Siebvorrichtung 10 aufgeprägt.
Das gezeigte Beispiel ist die einfachste Ausführung mit je zwei Unwuchterregereinheiten U je Cluster und vier Clustern, einem vorderen linken Cluster 60, einen vorderen rechten Cluster 70, einen hinteren Cluster 80 und einen hinteren rechten Cluster 90. Selbstverständlich können die Cluster auch drei oder mehr Unwuchterregereinheiten U aufweisen und beispielsweise können noch zusätzlich in der Mitte zwei weitere Cluster von Unwuchterregereinheiten U angeordnet werden.
In Fig. 2 und Fig. 3 sind zwei Betriebsweisen eines Clusters von Unwuchterregereinheiten U gezeigt. Der Pfeil innerhalb der von Unwuchterregereinheiten U zeigt den jeweiligen Kraftvektor an, die Pfeile außerhalb die Drehrichtung der von Unwuchterregereinheiten U.
Fig. 2 zeigen beide Kraftvektoren vertikal nach oben und die von Unwuchterregereinheiten U rotieren entgegengesetzt zueinander. Ein Phasenversatz ist nicht realisiert (0 °), die Cluster-Anregung erfolgt somit in vertikaler Richtung, was zu einer sehr geringen Materialbewegung über das Sieb führt. Fig. 2 beschreibt einen Betriebszustand, welcher beispielsweise für eine Reinigungsfunktion einstellbar/regelbar ist, insbesondere in Verbindung mit einer Variation der Drehzahl der jeweiligen Unwuchterregereinheit. In Fig. 3 ist ein anderer Betriebszustand gezeigt. In diesem Fall weist der eine (der in der Darstellung linke) Kraftvektor nach oben, und der zweite (der in der Darstellung rechte) Kraftvektor weist nach links, insbesondere orthogonal zum ersten Kraftvektor. Die Unwuchterregereinheiten rotieren entgegengesetzt zueinander. Der Phasenversatz beträgt im hier gezeigten Betriebszustand 90 °. Die resultierende Cluster-Anregung wirkt in einem Winkel von 45 ° gegenüber der Florizontalen und führt somit zu einem vergleichsweise schnellen Materialtransport über das Sieb.
In Fig. 4 ist das Verfahren zeitlich beispielhaft und stark vereinfacht dargestellt. Oben ist der eintretende Massestrom M gegen die Zeit t gezeigt. Zu einem Zeitpunkt steigt der Massestrom M an, bleibt für eine gewisse Zeit auf diesem Niveau und geht dann auf den Ursprungswert zurück. Der Phasenversatz cp wird für diesen Zeitraum gesenkt, was dazu führt, dass das Material nicht mehr so schnell über das Sieb transportiert wird, wie in der Mitte gezeigt. Der Effekt ist, dass die Beladung B des Siebes überproportional steigt. Dafür bleibt die Produktqualität nahezu unverändert.
Bezugszeichen B Beladung
M Massestrom
U Unwuchterregereinheit cp Phasenversatz
10 Siebvorrichtung
20 Sieb
30 Materialauftrag
40 Grobmaterialaustrag
50 Feinmaterialaustrag
60 vorderer linker Cluster
70 vorderer rechter Cluster
80 hinterer linker Cluster
90 hinter rechter Cluster

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung einer Siebvorrichtung (10), wobei die Siebvorrichtung (10) wenigstens vier Cluster von Unwuchterregereinheiten (U) aufweist, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten (U) aufweist, wobei jeder Cluster jeweils über einen Kopplungspunkt zur Beaufschlagung der Siebvorrichtung (10) mit Schwingungen ausgebildet ist, wobei zwei vordere Cluster näher zum Materialauftrag (30) angeordnet sind, wobei zwei hintere Cluster näher zum Materialaustrag angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Phasenversatz cp zwischen den Unwuchterregereinheiten (U) innerhalb eines Clusters gesteuert wird, wobei als Eingangsmessgröße der auf die Siebvorrichtung (10) aufgetragene Massestrom gemessen wird, wobei bei einem Phasenversatz cp von 0 ° nur eine Auf- und Abwärtsbewegung der Siebvorrichtung (10) erfolgt, wobei bei einem Phasenversatz cp von 90 ° die resultierende Bewegung der Siebvorrichtung in einem 45 ° Winkel in Richtung zum Grobmaterialaustrag (40) erfolgt, wobei der Phasenversatz cp bei steigendem Massestrom reduziert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Massestrom des Grobmaterialaustrags und der Massestrom des Feinmaterialaustrags erfasst wird, wobei der Phasenversatz cp so gesteuert wird, dass das Verhältnis des Grobmaterialaustrags zu dem Massestrom des Feinmaterialaustrags konstant bleibt.
PCT/EP2022/060887 2021-04-30 2022-04-25 Verfahren zum betreiben einer siebvorrichtung zur konstanthaltung der produktqualität bei schwankendem massestrom Ceased WO2022229093A1 (de)

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