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Einrichtung zur selbsttätigen Regelung der Beschickung von Mahlwerken
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur selbsttätigen lZegelung <leg
Beschickung eines Mahlwerkes o. dgl.
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Es ist bekannt, .daß 1lahl@@@erl:e. Tellerbrecher, Trocken.inaschinen.
Mischer und andere Vorrichtungen durch .den die Maschine Bedienenden häufig in Abhängigkeit
von den heim Betriebe solcher Vorrichtungen auftretenden Geräuschen gesteuert werden.
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So werden z. B. Kugelmühlen häufig nach (leg von den Kugeln herrührenden
Geräuscherz geregelt, d. h. es wird solchen in der üblichen Weise betriebenen Kugelmühlen
meistens eine uni SO kleinere illenge an frischem Material zugeführt, 1e
leiser sie arbeiten. Dabei gibt es einen günstigsten Geräuschsliiehel, bei dein
die Mühle ihre beste Mahlwirkung hat. Arbeitet die hliili.le dagegen zu ruhig, so
sind die Kugeln entweder in das zu zerkleinernde Material eingeschlossen, oder sie
werden durch (las Material ini Abstand voneinander gehalten. Beides wirkt sich in
einer erheblichen Verminderung des Wirkungsgrades cler Mühle aus. Umgekehrt ist
die hliilile bei einem übernz - n 1.;irm zu wenig belastet, da in diesem
i äßi,e Falle die einzelnen Kugeln aufeinander und ;regen (las Futter der Mühle
schlagen und auf diese Weise einen iib:rniiißig:#n Lärm verursachen.
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Es ist auch. eine Einrichtung bekanntgeworden. bei der zur Steuerung
der Beschickungsvorrichtuzy; zwischen einem Aufnahmegerät für die vom Mahlwerk erzeugten
Sch"vingungen und dem Motor ein von dem Auf -nahmege r:it gesteuertes Relais eingeschaltet
ist.
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Diese bekannte Ehirichtung hat den 'Nachteil, daß sie wohl einen unerwünschten
Überfüllungszustand verbessert, nachdem derselbe
bereit> Viligutrutun
ist. -1<t1.1 sie aber nicht das Auftreten eines solchen Zustandes überhaupt verhindert.
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Das wesentliche Kennzeichen der h:inrichwitg -e1":'1.1 der 1.t-linclung
bestellt darin, d;11.1 in den `troinkreis des KelaisAbstiminittel zur Anl::issting
der Empfindlichkeit des Relais :in die Jeweils normalen Betriebsbedin-;#un@rcn eingrsrhaltct
sind. -Hierdurch wird erreicht. (111.i (las Relais nur lief einer fest-e:ctzten
Stronlhühe arbeitet und die Steuerung der Eilii)fn (Iliclilceit der Einrichtun ;
durch Änderung der Energie im Stetierstronil:reis gewährleistet wirr', bis -diesel.be
der für (las Relais erforderlichen Energie entspricht. Damit wird (las Eintreten
eines Vberfüllungszustandes überhaupt verinieden und zu diesem Zweck (las Arbeiten
der Vorrichtung unterhalb dieses Punktes -ewährleistet. Die Vorrichtung kann daher
daticrnd ohne f'herlastung mit hiichster Leistung betrieben werden und ergibt den
h; cten#\\Tir_ kung s- rad.
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1)1c 7_eichntiiiä zeigt ztt ei .ltisfiilirtui"sbeispiele der Einrichtung
gemäß der Erfindung. 1#1g. i zeigt (las Schaltschetn<i einer Einrichtung in Anweu(lun@T
auf eine Kugelmühle üblicher Bauart.
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I# ih. :2 zeigt das Schaltschenm einer al>ge:inderten Ausführlingsforin.
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Gemäß hig. r weist die Kti",clniiihle t i an ihrem einen Ende einen
Ilrsrliickungstricliecr 12 auf, dein (las in der Mühle zu malelende laut durch einen
Förderer 13 bekannter Bauart zugeführt wird.
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Der Förderer 13 besteht aus eine:"' endlosetl Band 14, welches (las
:itis dem Trichter 15 ausfließende Gut dein Trichter 1 2 zuführt. Das Band 1-4 wird
von cinucn Eluktroniotor t< angetrieben.
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1)1e 3Ienge de; !leih 13;111c11-1 voll dein Trichter 15 ztifließcrnclcn
Crtitvs wird (furch einen Schwenkschieber 17 zttin Regeln der Öflntiit-sweite @cler
@usfliilüiftnung des Trichters 1,5 bestimmt.
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Die Kugelmühle i t läuft während ihres Betriebes mit einer vorher
festgesetzten Geschwindigkeit tirn. Dabei soll ihr durch den F<irderer 13 immer
eine dein sie vorlassenden, gemahlenen cxler pulverisierten Gut e»tspi-cchende Menge
an frischem Gut zugeführt werden, 1n11 auf diese \Vcise die 'Mühle voll ausnutzen
zu k()lnlen.
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Da beim Betrieb von Ktigelmiihlen o. clgl. Ger:itische auftreten,
die sich je nach eiern jc:-\vciligen Betriebszustan'cl der Mühle iimdern, 1?rfindu»g
werden diese Geriitische nach der zur Steuerung de: Betriebes der 1-Zugelmiihle
ausge#mitzt. In gleicher Weise: können bei Kugelmühlen o. dril. von den jeweiligen
Betr@el)sl>e(hugungcn @ihh:ingige Erschütterungen :ttiftrrten. ilie Vbciifall# Zum
Regeln der \liilil(-atlS-etllit'/.t werden k'innten.
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In der Nähe der @u";rlmühle t i ist rin Mikrophon 2o a11.cordnet.
Das 11@1:roi(hcin-2o si) -icht auf l.-.r:ciiiittc-i-itil1-#et1, @clialltt-ellrn
wler beides an.
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Be-i einer einfachen Ausführtingsforin setzt sich der \Iil:rcll)hnnstrotnl:rcis
aus c irrer Stromcl tic11v, z. B. einer Batterie =t. clrr 1'riniärwindung eines
Vinfornier: 22 lind einem ver-.tellbaren Widerstand 23 zusatlitllc11.
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I)ie Sekundärseite des Uniformers 2= bildet zusa1lltilen mit einen'
Relais 24 1111.c1 einer Anwie z. 1.3. einem Strotiitllesser 2j5. eilten Stromkreis.
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In cleni Sel:tui(l;irctromkreis des Umformers ist ferner ein Gleichrichter
=6 zum Gleichrichten des (las Relais 24 und den Strommesser 25 durchfließenden Stroni;@s
eingeschaltet. Auf diese: Weise Jassen sich für (las Relais und clen Stroniniesser
becccre 13e#-triebsbedingungen erzielet'.
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1)1e Arbeitskontakte des Relais 2..1 liegen 111 cinein weiteren Stromkreis.
in dem ein Verz@igerungsrelais 2; lind eine Stromquelle, wie z. 11. eine Batterie
28 oder cler Netzstrom eine Krafttletzes, eingeschaltet ist.
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1)1c K()ntaktpiinkte 20- 30 deä Verzügerungsrclais
2; schließen unter Vermittlung einer Kraftduelle, wie z- E. einer Batterie
3i. den Stromkreis der Regelvorrichtun- nclor de> l#'iii-(lcrtiiotorc 16.
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Ini praktischen Betriebe ist an clem Stromniesser oder der Anzeigevorrichtung
2; cü' Merkzeichen in solcher Lage vorgesehen (Maß die Nadel, bezogen auf ihre mittlere
Schwingungsweite, bei zum Schließen der Kontakte des Relais 24 ausreichender Stromstarke
mit ihtn in 1)t#cl:tinr kommt. Mit anderen Wort(-ti. der Strommesser 23 dient als
Anzeigevorrichtung, tim anzuzeigen. ob die Kontakte des Relais 24 geöffnet oller
geschlossen sind. Ist der \.t,delausschlag dabei schwiicher als dein Merkzeichen
des Strommessers entspricht, so sind die Kontakte des Relais 24 geöffnet. Geht der
Nadelausschlag dagegen über das 'Merkzeichen des Strommessers hinaus, so sind die
Kontakte des Relais 24 geschlossen.
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Die Mühle i i wird zun:ichst so langt: ini gehalten, bis die gewünschten
Betriebsverhältnisse. wie: z. ß. giiii:tigste 'Mahlbedingungen usw., erreicht sind.
Darauf wird der Stetierstronikreis mit dem Mikrophon 2o eingese-haltet und der einstellbare
Widerstaild 23
so lange verstellt, bis der \adclausschla- finit den'
Merkzeichen des @trommcsser@ in Deckung kommt. Wie bereits weiter.oben erwähnt,
tritt (las IZ('laiS 2.1 in dic:em 1'unI:te in Wirkung.
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\inmit nun der Geräuschspiegel ab bzw. wir(' der Gang der Mühle infolge
einer zu
großen Beschickung ruhiger, so nimmt auch der durch das
'Mikrophon 2o aufgefangene Lärm ab. Dies hat einen geringeren Stromfluß in dem Sekundärstromkreis,
bestehend aus der Sekundärseite des Umformers 22, dein .. Gleichrichter 26, dem
Releais 24 und dem Strommesser 25, zur Folge. Sinkt- dabei die Nadel unter .das
Merkzeichen des Strommessers 25 ab, so kommt .das Relais 24 außer Wirkung, indem
sich seine Kontakte öffnen. Hierdurch wird auch der Stromkreis- des Relais 27 unterbrochen,
was seinerseits eine Öffnung der Kontakte 29, 30 und- damit eine Unterbrechung
des Kraftstromkreises mit dem Fördermotor 16 zur Folge .hat. Es wird daher in diesem
Falle durch,den Förderer 13 der Mühle i i kein frisches Material mehr zugeführt.
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Wird der Betrieb der Mühle ii zu lärmig bzw: steigt der Geräuschspiegel
über den Punkt an, in .dem .das Relais 24 in Wirkung tritt, wobei gleichzeitig :die
Nadel .des Strommessers 25 über das Merkzeichen desselben hinausschwingt, so schließt
sich das Relais 24, was eine allmähliche Aufheizung des Thermoeleinents des Relais
27 zur Folge' hat. Nach einer durch eine entsprechende vorherige Einstellung des
Thermoelements des Relais 27 vorher einstellbaren Zeit schließen: sich .die Kontakte
29, 3o zum Antriebe des Förderers 13 unter gleichzeitiger Schließung des Kraftstromkreises.
Der Förderer 13 wird dabei so lange in Betrieb gehalten, bis der Geräuschspiegel
wieder absinkt und der Strom des Stromkreises damit zur Auslösung des Relais a4
wieder schwächer wird.
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Da der Lärm solcher Kugelmühlen oder ähnlicher Vorrichtungen ziemlich
unregelmäßig ist, wird ,die Momentanleistung in dem Stromkreis des Relais 24 stark
schwanken. Um dabei eine Beschädigung des Fördermotors 16 und anderer Teile des
Kraftstromkreises durch eine zu rasche Aufeinanderfolge von Ein- und Ausschaltvorgängen
bis zu einer endgültigen Festlegung des Systems nach der einen oder anderen Seite
hin zu vermeiden, ist das ein Thermoelement .aufweisende Verzögerungsrelais 27 eingeschaltet
worden. Während also das Relais 24: ständig hin und her ,pendelt, werden -die Kontakte
29, 3o des Relais 27 erst geschlossen, wenn die Kontakte des Relais 24 länger geschlossen
als geöffnet sind. Auf diese Weise wird das Thermoeleinent des Relais 27 allmählich
aufgeheizt werden, worauf die Kontakte 29,30 gegebenenfalls geschlossen werden.
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Der Kraftstromkreis des Fördermotors 16 wird daher nicht in unmittelbarer
Abhängigkeit von dem das Relais 24 durchfließenden , Strom mehrere Male je Minute
ein- und ausgeschaltet. Die Pendelurigen des Relais 24 werden vielmehr durch das
Verzögerungsrelais 27 auf das gewünschte Maß gedämpft, so .saß der Förderer 13 je
nach der besonderen Einstellung .des Thermoeleinents des Verzögerungsrelais 27 für
erheblich längere Zeitabschnitte ein- und ausgeschaltet bleibt.
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Ein befriedigender Betrieb läßt sich z. B. dann erreichen, wenn .das
Thermoelement des Verzögerungsrelais 27 so eingestellt worden ist, daß es erst in
Wirkung tritt, nachdem sein Stromkreis bereits über eine Zeitdauer von einigen Sekunden
bis zu einer halben Minute geschlossen war. Diese Zeiten sind jedoch nur beispielsweise
angegeben. Wichtig ist nur, daß der Kraftstromkreis vor einem zu raschen Ein- und
Ausschalten der Kontakte geschützt ist.
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Falls zur Steuerung des Relais 24 und des Strommessers 25 mehr Kraft
erforderlich ist, als der dargestellte Stromkreis herzugeben vermag bz«-. falls
ein weniger empfindliches Relais Anwendung findet, wird zwischen Mikrophon und Relais
zweckmäßig ein Verstärker, z. B. ein Röhrenverstärker, eingeschaltet.
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In Fig. 2 ist eine etwas verwickeltere Ausführungsform der Einrichtung
-dargestellt, mit der außer einer bloßen Regelung der Ein-und Ausschaltvorgänge
des Förderers noch eine Zwischenregelung des Förderantriebes möglich ist. Die Kugelmühle
i i i und der Förderer 113 sind von der gleichen Art, wie die in der Fig. i dargestellten.
Der Förderer 113 wird dabei ebenfalls wieder durch einen Elektromotor i 16 angetrieben.
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Nahe der Mühle iii ist ein Mikrophon i 2o angeordnet, das die von
der Mühle herrührenden Geräusche auffängt und sie zur ihrer Verstärkung einem Röhrenverstärker
121 zuführt. Die Leistung des Verstärkers 121 ist, wie bei 122 angedeutet, regelbar.
Der Verstärker 121 ist durch Leitungen 124 und 125 mit einem Relais i23 verbunden.
Falls das Relais 123 für Gleichstrom gebaut ist, kann zwischen den Verstärker 121
und das Relais 123 ein Gleichrichter 126 in den Stromkreis eingeschaltet werden:
Das Relais 123 steuert.den Betrieb eines Galvanometers 128.
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Da die Stärke der Geräusche bezogen auf einen gegebenen Mittelwert
stark schwankt, ist ein Stoßdämpfer 129 oder irgendeine andere Dämpfeinrichtung
vorgesehen, um die in dem Stromkreis auftretenden Stromspitzen. oder starken Schwankungen.
wie vorstehend beschrieben, auszuglätten.
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Nimmt .die mittlere Geräuschstärke zu, so schwingt die Galvanometernadel
aufwärts, bis sie den oberen Kontakt 13o erreicht. Hierdurch wird der Stromkreis
eines Relais 131 geschlossen, dessen Magnetkern einen in labilem Gleichgewicht gehaltenen
Hebel l32
nach rechts nach (lein Kontakt 133 hinzieht, der seinerseits
den Stromkreis 134 lies Fördermotors schließt, und zwar wird der Förderer in diesem
Falle mit der höchst möglichen Geschwindigkeit angetrieben, da in diesen( Falle
zur Erzielung des höchsten Kraftstromes alle drei zur Verfügung stehenden Batterien
1.1o, Isr und 1.12 b7 -w. andersartigen Stromquellen in den Stromkreis eingeschaltet
sind.
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Da der Hebel 132 eine labile Gleichgewichtslage aufweist, bleibt er
mit seinem Kontakt 135 auch noch nach dem Öffnen des Galvanonieterstromkreises durch
ein \ achuntensinken cler Galvanometernadel 128 von dem Kontakt 130 weg mit Bein
Kontakt 133 in Berührung. Der Förderstromkreis 134 bleibt daher trotz Üffnens des
Kontaktes 130 weiterhin geschlossen.
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Im Bedarfsfalle könnte der Förderstromkreis jedoch auch unmittelbar
nach dem Öffnen des Relaisstromkreises unterbrochen werden. In diesem Falle ist
ein Hebel 132 anzuordnen, der unmittelbar nach dem Verschwinden des Stromflusses
in dein Magneten des Relais 131 in seine aus der Fig. 2 ersichtliche ilormale Stellung
zurückschwingt. Ein solcher Hebel darf (:ein labiles Gleichgewicht aufweisen, er
muß vielmehr stabil oder pendelnd sein.
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Sinkt der Lärin und damit der Galvanoineterstroln ab, so schwingt
die Galvanometernadel nach unten in Berührung mit (lern Kontakt 136. In diesem Falle
wird der Hebel 132 durch das Relais 137 nach links gezogen, so daß der Kontakt 138
in Berührung mit dein Kontakt 139 kommt. Hierbei wird der Stromkreis des Fördermotors
geschlossen, jedoch nur unter 13inschaltung der Batterie 1.12. Der Förderer wird
daher in diesem Falle nur mit einer sehr geringen Geschwindigkeit angetrieben. Dieser
Stromkreis bleibt so lange eingeschaltet, bis die Nadel des Galvanometers 128 nach
oben von (lein Kontakt 136 weg -schwingt.
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Gegebenenfalls kann bei solchen Änderungen der Betriebsbedingungen
der 'Mühle 1 i i durch den Relaisstromkreis auch ein Warn-Signal ausgelöst oder
irgendeine andere Einrichtung beeinflußt werden.
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Wie in der Fig. 2 gezeigt, befindet sich die Galvanorneternadel mit
einem federnden Fingerkontakt 143 in Berührung, der seinerseits an eine Kraftquelle.
wie z. B. eine Batterie 1:1..1., angeschlossen ist. Der andere Pol der Batterie
ist an den einen Kontakt eines Relais 1.15 angeschlossen, dessen anderer Kontakt
mit einer Leitung 146 in Verbindung steht, die das Galvanometer 12` finit je einem
der Kontakte der Relais 131 111111 137 verbindet. Der Kontakt 1-7 des Relais 145
steht über die Leituni 1.18 finit drin eilten Anschluß des l%ördermotors 116 in
Verbindung.
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Befindet sich der Kontaktfinger 14.3 mit der Galvanoineternadel in
Berührung, so wird der Kontakt 149 durch den Kontakt 1.17 lies Relais 1.15 angezogen.
Da der Kontakt 149 über eine Leitung 150 mit dein einen Pol der Batterie
1.11 in Verbindung steht, wird der Stromkreis 134 des Fördermotors unter Zwischenschaltung
der Batterien 1.11 und 142 geschlossen. Der Förderer 113 wird daher in diesem Falle
mit einer mittleren oder normalen Geschwindigkeit umlaufen.
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Der Antrieb des Förderers 113 kann also hier in der Weise geregelt
werden, daß der Förderer je nach der Stärke des von der Mühle herrührenden und durch
das Mikrophon. i2o aufgefangenen Lärms mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben
wird. Sollte die Mühle z. B. überlastet sein, so wird die Geschwindigkeit des Förderers
sehr klein sein. Tritt dagegen eine Unterbelastung der Mühle ein, so wird die Fördergeschwindigkeit
zur Vergrößerung der der Mühle zugeführten Fördermenge erhöht. Der Stoßdämpfer 1-a9
nimmt hier die Stelle des weiter oben beschriebenen Verzögerungsrelais 27 ein. Der
Kraftstromkreis ist daher auch in diesem Falle vor einem zti raschen Öffnen und
Schließen der Kontakte geschützt.
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Vorstehend ist die Erfindung zur Erläuterung ihrer Wirkungsweise in
Anwendung auf eines ihrer vielen Anwendgungsgebiete, nämlich in ihrer Anwendung
auf eine Kugelmühle, gezeigt. Bei Kugelmühlen dieser Art ist ein Anwachsen des Lärms
als ein _@uzeichen für eine ungenügend beschickte oder unterbelastete Maschine anzusehen.
Dies könnte bei Anwendung der Erfindung auf andere Maschinen. wie z. B. Tellerbrecher,
auch umgekehrt sein, da in diesem Falle die von dein Tellerbrecher herrührenden
Schwingungen oder Geräusche mit wachsender Fördermenge in gewissen Grenzen ansteigen.
Durch eine Umkehrung der Wirkungsweise der Steuereinrichtung könnten jedoch auch
hier die gewünschten Ergebnisse erzielt werden, d. h. in diesem Falle ist der Förderer
durch die-hierzu vorgesehene Steuereinrichtung stillzusetzen bzw. mit verminderter
Geschwindigkeit anzutreiben, wenn die Geräuschschwingungen einen vorher festgesetzten
Wert überschreiten, wogegen umgekehrt bei eineip Absinkeil der Gerätischschwillgungen
unter einen vorher festgLsetzten Wcl-t die Fördergeschwindigkeit durch die hierzu
vorgesehene Steuerung erhöht wird. Dies läßt sich r.. B. durch rlie Anwendung von
clen Kraftstromkreis öffnenden Relais erreichen. d. Il. durch Relais, die gerade
umgekehrt wirken, wie die zur Steuerung des Förderstromkreises von Kugelmühlen dienenden
Relais.