BE1029359A1 - Process for operating a screening device to keep the product quality constant with a fluctuating mass flow - Google Patents
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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.The present invention relates to a method for controlling a screening device 10, the screening device 10 having at least four clusters of imbalance exciter units U, each cluster having at least two imbalance exciter units U, each cluster being configured via a coupling point for impinging the screening device 10 with vibrations, two front clusters being arranged closer to the material application 30, two rear clusters being arranged closer to the material discharge, characterized in that the phase offset between the imbalance exciter units U is controlled within a cluster, the mass flow applied to the screening device 10 being measured as the input measurement variable, where the phase shift is reduced as the mass current increases.
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.The invention relates to a method for keeping the separation properties of a screen constant even when the material application changes. Screen systems with vibration exciters arranged in groups are known from DE 10 2017 218 371 B3 and from DE 10 2018 205 997 A1. This arrangement in groups enables the operation of the screening device to be highly adaptable, which is not possible with the classic linear, elliptical or circular vibrators. This group of screening devices thus enables completely new control schemes.
Aus der DE 10 2019 204 845 B3 ist ein Verfahren zum Einstellen und Regeln wenigstens einer Schwingungsmode einer Siebvorrichtung bekannt.DE 10 2019 204 845 B3 discloses a method for setting and controlling at least one vibration mode of a screening device.
Aus der DE 10 2019 214 864 B3 ist ein Verfahren zum Ansteuern und Regeln einer Siebvorrichtung bekannt.A method for controlling and regulating a screening device is known from DE 10 2019 214 864 B3.
Wünschenswert wäre es, eine Siebvorrichtung anhand von konkreten MessgrôBen, die eine Korrelation zu Edukteigenschaften aufweisen, so anpassen zu können, dass gezielt die Produkteigenschaften einstellbar sind.It would be desirable to be able to adjust a screening device based on specific measured variables that have a correlation to the starting material properties in such a way that the product properties can be adjusted in a targeted manner.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereit zu stellen, um die Trennung eines Siebes 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.The object of the invention is to provide a method for keeping the separation of a screen constant even if the amount of material applied varies. This problem is solved by the method with the features specified in claim 1 . Advantageous developments result from the dependent claims, the following description and the drawings.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur Steuerung einer Siebvorrichtung. Die für das Verfahren verwendete Siebvorrichtung weist wenigstens und bevorzugt genau vier Cluster von Unwuchterregereinheiten aufweist, wobei jeder Cluster wenigstens zwei Unwuchterregereinheiten auf. Jeder Cluster ist jeweils über einen Kopplungspunkt zurThe 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 connected via a coupling point
? BE2021/5338 Beaufschlagung der Siebvorrichtung mit Schwingungen ausgebildet.? BE2021/5338 impingement of the screening device with vibrations.
Zwei vordere Cluster sind näher zum Materialauftrag angeordnet und zwei hintere Cluster sind näher zum Grobmaterialaustrag angeordnet.Two front clusters are located closer to material application and two rear clusters are located closer to coarse material discharge.
Am Materialauftrag wird das zu siebende Material auf das Sieb der Siebvorrichtung aufgetragen.At the material application, the material to be screened is applied to the screen of the screening device.
Das grobe Material, welches nicht durch das Sieb fällt, wandert über das Sieb und gelangt zum Grobmaterialaustrag.The coarse material that does not fall through the screen migrates over the screen and reaches the coarse material discharge.
Das feine Material fällt durch das Sieb und gelangt so zum Feinmaterialaustrag.The fine material falls through the sieve and thus reaches the fine material discharge.
Erfindungsgemäß wird der Phasenversatz zwischen den Unwuchterregereinheiten innerhalb eines Clusters gesteuert.According to the invention, the phase offset between the imbalance exciter units within a cluster is controlled.
Dieses ermöglicht eine sehr variable Anpassung der Siebeigenschaften und ist durch die Anordnung von Unwuchterregereinheiten in Clustern einfach môglich.This enables a very variable adjustment of the screen properties and is easily possible by arranging the imbalance exciter units in clusters.
Als EingangsmessgröBe wird der auf die Siebvorrichtung aufgetragene Massestrom gemessen.The mass flow applied to the screening device is measured as the input variable.
Beispielsweise wird der Massestrom durch eine im zuführenden Fôrderband angeordneten Wâägeelement erfasst.For example, the mass flow is recorded by a weighing element arranged in the feeding conveyor belt.
Der Phasenversatz wird bei steigendem Massestrom reduziert.The phase offset is reduced as the ground current increases.
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.This seems absurd 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.
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.As a result, the quality of the screening can be kept constant with increasing loading, which would decrease with unchanged screening parameters due to the increasing amount of material on the screen.
Durch die Verlangsamung des Materialtransports sinkt die Materialbeladung des Siebes eben überproportional, aber die Qualität der Siebung bleibt dadurch unverändert.Due to the slowing down of the material transport, the material load on the screen falls disproportionately, but the quality of the screening remains unchanged.
Eine Anlage, die das erfindungsgemäße Verfahren ausführen soll wird daher bevorzugt mit einer vergleichsweise großen Siebanlage ausgelegt, um diese zusätzliche Steigerung tragen zu können.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.
Dafür kann aber die Produktqualität konstant gehalten werden.However, the product quality can be kept constant.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Massestrom des Grobmaterialaustrags und der Massestrom des Feinmaterialaustrags erfasst.In a further embodiment of the invention, the mass flow of the coarse material discharge and the mass flow of the fine material discharge are recorded.
Der Phasenversatz wird so gesteuert, dass das Verhältnis des Grobmaterialaustrags zu dem Massestrom des Feinmaterialaustrags konstant bleibt.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.
Hierdurch kann die Qualität durch eine interaktive Regelschaltung die Qualität konstant gehalten werden.As a result, the quality can be kept constant by an interactive control circuit.
Dieses ist besonders vorteilhaft, da keine genaue Vorhersage zwischen Massestrom undThis is particularly advantageous since there is no precise prediction between mass flow and
) BE2021/5338 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.) BE2021/5338 phase offset has to be determined beforehand, but instead it is controlled and then measured to determine whether the adjustment goes too far. In a further embodiment of the invention, 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°.
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. Alles was größer ist wird über das Sieb 20 und zum Grobmaterialausgang 40 gefördert.The device to be used for the method according to the invention is explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment illustrated in the drawings. 1 device FIG. 2 first operating state FIG. 3 second operating state FIG. 4 method FIG. 1 shows a screening device 10 . This has a screen 20, for example a perforated plate. Material is applied to the material order 30 and conveyed over the screen 20 . Theoretically, all components that are smaller than the size of the screen holes fall through the screen 20 and are thus brought to the fine material outlet 50 . Anything larger is conveyed over the screen 20 and to the coarse material outlet 40.
Um die Siebvorrichtung 10 und damit das Sieb 20 zu bewegen weist die Siebvorrichtung acht Unwuchterregereinheiten U auf, die in vier Clustern zu je 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.In order to move the screening device 10 and thus the screen 20, the screening device has eight imbalance exciter units U, which are arranged in four clusters of two imbalance exciter units U each, with two imbalance exciter units U in a cluster each having a common coupling point for acting on the screening device 10 with Vibrations are formed. As a result, an oscillation that is generated by superimposition of the oscillations generated by the two unbalance exciter units U is effectively impressed on the screening device 10 .
* BE2021/5338 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.* BE2021/5338 The example shown is the simplest version with two unbalance exciter units U per cluster and four clusters, a front left cluster 60, a front right cluster 70, a rear cluster 80 and a rear right cluster 90. The clusters can of course also be used have three or more unbalance exciter units U _ and, for example, two further clusters of unbalance exciter units U can also be arranged in the middle. Two modes of operation of a cluster of imbalance exciter units U are shown in FIGS. 2 and 3 . The arrow inside the unbalance exciter units U shows the respective force vector, the arrows outside the direction of rotation of the unbalance exciter units U. Fig. 2 show both force vectors vertically upwards and the unbalance exciter units U rotate in opposite directions. A phase offset is not realized (0°), the cluster excitation thus occurs in the vertical direction, which leads to a very small movement of material across 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.
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 Horizontalen 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 wird für diesen Zeitraum gesenkt, was dazu führt, dass das Material nicht mehr so schnell über das Sieb transportiert wird, wie in derAnother 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 horizontal and thus leads to a comparatively fast material transport over the wire. In FIG. 4, 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. At some point the mass flow M increases, stays at this level for a certain time and then returns to the original value. The phase shift is reduced for this period of time, which means that the material is no longer transported over the screen as quickly as in the
> BE2021/5338 Mitte gezeigt.> BE2021/5338 center shown.
Der Effekt ist, dass die Beladung B des Siebes überproportional steigt.The effect is that the loading B of the sieve increases disproportionately.
Dafür bleibt die Produktqualität nahezu unverändert.The product quality remains almost unchanged.
Bezugszeichen B BeladungReference B loading
M Massestrom U Unwuchterregereinheit 9 Phasenversatz SiebvorrichtungM mass flow U imbalance exciter unit 9 phase shift screening device
10 20 Sieb 30 Materialauftrag 40 — Grobmaterialaustrag 50 Feinmaterialaustrag 60 _ vorderer linker Cluster10 20 Screen 30 Material Application 40 — Coarse Material Discharge 50 Fine Material Discharge 60 _ front left cluster
70 vorderer rechter Cluster 80 hinterer linker Cluster 90 hinter rechter Cluster70 front right cluster 80 rear left cluster 90 rear right cluster
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