Verfahren, Steuervorrichtung und Antriebsvorrichtung zum Lö¬ sen einer festgeklebten Ladung von der Innenwand eines Mahl- rohrs

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen einer festge¬ klebten Ladung von der Innenwand eines Mahlrohrs, insbesonde¬ re einer Rohrmühle, eine Steuervorrichtung für die Antriebs- Vorrichtung eines Mahlrohrs sowie eine Antriebsvorrichtung eines Mahlrohrs.

Rohrmühlen werden vorzugsweise zum Mahlen von Materialien wie Erz eingesetzt. Es ist nicht unüblich, dass der Betrieb einer Rohrmühle für eine längere Zeitdauer unterbrochen wird und die Rohrmühle stillsteht. Dies geschieht beispielsweise aus Wartungsgründen. Während des Stillstands der Rohrmühle kann sich das im Mahlrohr der Rohrmühle befindliche Material fes¬ tigen und an der Innenwand des Mahlrohrs festkleben. Derartig festgeklebtes, verfestigtes, an der Innenwand des Mahlrohrs haftendes Material wird als festgeklebte Ladung oder auch als "frozen Charge" bezeichnet. Wird die Rohrmühle nach längerem Stillstand wieder in Betrieb genommen besteht die Gefahr, dass sich die festgeklebte Ladung in großer Höhe vom Mahlrohr ablöst, abstürzt und beim anschließenden Aufschlagen auf das Mahlrohr erhebliche Schäden an der Rohrmühle bewirkt.

Deshalb existieren Einrichtungen, die das Vorhandensein fest¬ geklebter Ladungen erkennen und die, wenn das Vorhandensein einer festgeklebten Ladung erkannt wird, die Rohrmühle ab¬ schalten. Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise in der deutschen Offenlegungsschrift DE 35 28 409 Al beschrie¬ ben.

Wird eine festgeklebte Ladung erkannt und die Rohrmühle abge¬ schaltet, muss anschließend die festgeklebte Ladung in auf¬ wendiger Weise entfernt werden. Dies geschieht z.B. durch Aufweichen indem Wasser auf die festgeklebte Ladung gesprüht wird und/oder unter Einsatz von Presslufthämmern. Das Entfer¬ nen einer festgeklebten Ladung bedingt einen äußerst hohen größtenteils manuellen Arbeitsaufwand und ist sehr zeitinten- siv.

Aufgabe der Erfindung ist es, das Entfernen einer festgekleb¬ ten Ladung auf einfache und effiziente Weise zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentan- Spruch 1, durch eine Steuervorrichtung gemäß Patentanspruch 13 und durch eine Antriebsvorrichtung gemäß Patentanspruch 16.

Gemäß der Erfindung wird die Antriebsvorrichtung des Mahl- rohrs zum Lockern und Lösen der festgeklebten Ladung benutzt. Durch Ansteuerung bzw. Regelung der Antriebsvorrichtung des Mahlrohrs zum gezielten Lösen der festgeklebten Ladung wird das Mahlrohr in einem Winkelbereich gedreht, indem fallendes Material keine Schäden am Mahlrohr oder anderen Bestandteilen der Rohrmühle hervorruft. Zeitaufwendige manuelle Eingriffe können so in den meisten Fällen unterbleiben.

Mit Vorteil werden Drehwinkel und Drehgeschwindigkeit des Mahlrohrs durch die Antriebsvorrichtung geändert. Durch ge- zielte Änderung der Drehbewegung, d.h. Änderung von Beschleu¬ nigung und Drehrichtung des Mahlrohrs, wird die festgeklebte Ladung gelockert und von der Innenwand des Mahlrohrs gelöst, ohne Beschädigungen an der Rohrmühle zu verursachen.

Mit Vorteil wird ein maximaler Betrag des Drehwinkels kleiner 180° nicht überschritten. Es wird ausgeschlossen, dass das Mahlrohr eine vollständige Umdrehung durchführt.

Mit Vorteil wird ein maximaler Betrag des Drehwinkels kleiner gleich 90° nicht überschritten. Ist der Betrag des Drehwin¬ kels nicht größer als 90°, ist ein Absturz der festgeklebter Ladung deutlich weniger wahrscheinlich als bei größeren Be¬ trägen des Drehwinkels.

Mit Vorteil ist der maximale Betrag des Drehwinkels von der Materialbeschaffenheit der festgeklebten Ladung abhängig. Oft liegt der maximale Betrag des Drehwinkels, bis zu dem Abstür¬ ze der festgeklebten Ladung mit hoher Wahrscheinlichkeit kei¬ ne beschädigende Auswirkungen auf die Rohrmühle haben oder sogar ausgeschlossen sind, deutlich unter 90°. Teilweise wird der maximale Betrag des Drehwinkels sogar auf verhältnismäßig nahe 0° eingeschränkt werden müssen. Um das gezielte Lösen der festgeklebten Ladung zum einen in möglichst kurzer Zeit und zum anderen bei möglichst geringem Risiko zu ermöglichen, wird der maximale Betrag des Drehwinkels in Abhängigkeit von der Materialbeschaffenheit der festgeklebten Ladung bestimmt.

Mit Vorteil wird der Drehwinkel um mindestens einen vorgege¬ benen Drehwinkel schwingend eingestellt.

Mit Vorteil wird der Drehwinkel nacheinander um mehrere vor¬ gegebene Drehwinkel mit gleichem Vorzeichen schwingend einge¬ stellt wird.

Mit Vorteil wird der Drehwinkel nacheinander um mehrere vor- gegebene Drehwinkel mit unterschiedlichem Vorzeichen schwin¬ gend eingestellt.

Durch die Hin- und Herbewegung des Mahlrohrs gemäß den voran¬ gehenden Ausprägungen der Erfindung löst sich die festgekleb- te Ladung verhältnismäßig rasch von der Innenwand des Mahl¬ rohrs, wobei gleichzeitig ein Schäden verursachender Absturz vermieden wird.

Mit Vorteil wird das Mahlrohr mindestens einmal bei einem vorgegebenen Drehwinkel abrupt gebremst. Durch das plötzliche Verringern der Drehgeschwindigkeit des Mahlrohrs wirken durch die Trägheit bedingte, stark lösende Kräfte auf die festge- klebte Ladung. Nach ein- oder mehrmaligem Abbremsen des Mahl¬ rohrs, insbesondere während einer durch die Drehung des Mahl¬ rohrs bedingten abwärts gerichteten Bewegungsphase der fest¬ geklebten Ladung, werden sich die festgeklebte Ladung und/oder Teile der festgeklebten Ladung vom Mahlrohr lösen und idealerweise rutschend nach unten weiterbewegen.

Mit Vorteil wird das Mahlrohr abrupt bis zum Stillstand ge¬ bremst. Bei plötzlicher, diskontinuierlicher Änderung der Ge- schwindigkeit des Mahlrohrs auf Null, wirken besonders starke durch die Trägheit bedingte, lösende Kräfte auf die festge¬ klebte Ladung.

Mit Vorteil wird zum Lösen der festgeklebten Ladung derselbe Motor verwendet wie zur Drehung des Mahlrohrs im Mahlbetrieb. Dadurch dass derselbe Motor zum Antrieb des Mahlrohr sowohl im Mahlbetrieb als auch zum Lösen der festgeklebten Ladung verwendet wird entfallen aufwendige Umrüst- bzw. Umschaltvor¬ gänge.

Mit Vorteil wird die festgeklebte Ladung befeuchtet. Das Lö¬ sen der festgeklebten Ladung wird beispielsweise durch Be¬ sprühen mit Wasser erleichtert. Die Konsistenz und die Haft¬ fähigkeit der festgeklebten Ladung wird durch Befeuchten zweckdienlich beeinflusst.

Mit Vorteil weist die erfindungsgemäße Steuervorrichtung Mit¬ tel zur Vorgabe eines Fahrzyklus für das Mahlrohr auf. Derart wird ein gezieltes Lösen der festgeklebten Ladung im wesent- liehen weitestgehend automatisch und ohne Beschädigung des Mahlrohrs ermöglicht.

Mit Vorteil weist die Steuervorrichtung eine feldorientierte Regeleinrichtung auf. Die Ansteuerung bzw. Regelung der An- triebsvorrichtung zum gezielten Lösen der festgeklebten La¬ dung wird so wesentlich vereinfacht. Mit Vorteil weist die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung einen Motor auf, der das Mahlrohr sowohl im Mahlbetrieb als auch zum Lösen der festgeklebten Ladung antreibt. Der Aufbau der Antriebsvorrichtung und der Rohrmühle insgesamt wird so einfacher, robuster, kompakter und kostengünstiger

Mit Vorteil ist der Motor der Antriebsvorrichtung mit einem Umrichter gekoppelt.

Mit Vorteil ist der Motor ein Ringmotor. Durch die Verwendung eines getriebelosen als Ringmotor ausgebildeten Antriebs wird die Rohrmühle robuster und wartungsärmer, und das beschriebe¬ ne System zum gezielten Lösen der festgeklebten Ladung ist leicht implementierbar.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es zeigen:

FIG 1 den schematischen Aufbau einer Rohrmühle, FIG 2 und FIG 3 einen Schnitt durch das Mahlrohr einer Rohrmühle, FIG 4 bis FIG 6 mögliche Drehbewegungen des Mahlrohrs zum gezielten Lösen einer festgeklebten Ladung.

FIG 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Rohrmühle wie sie beispielsweise zum Mahlen von Erzen verwendet wird. Die Rohr¬ mühle weist ein Mahlrohr 1 auf, das mit einer Antriebsvor¬ richtung 2 gekoppelt ist. Des weiteren ist eine Steuervor- richtung 3 vorgesehen, die Steuer- bzw. Regelsignale an die Antriebsvorrichtung 2 gibt. Die Steuervorrichtung 3 kann auch Signale, beispielsweise Messsignale von der Antriebsvorrich¬ tung 2 oder anderen Bestandteilen der Rohrmühle entgegenneh¬ men und verarbeiten. Das Mahlrohr 1 ist vorzugsweise trommel- förmig ausgebildet. Die Rohrmühle weist Lagervorrichtungen für das Mahlrohr 1 auf, die in der Zeichnung nicht näher dar¬ gestellt sind. Die Antriebsvorrichtung 2 der Rohrmühle weist zumindest einen Motor auf, der beispielsweise als Ringmotor ausgebildet ist. Der Motor ist mit einem nicht näher dargestellten Umrichter gekoppelt. Die Ausprägung des Motors als Ringmotor ermöglicht einen getriebelosen Antrieb des Mahlrohrs 1 und somit einen besonders robusten Betrieb der Rohrmühle.

Die Antriebsvorrichtung 2 ist vorzugsweise als feldorientier¬ te Drehfeldmaschine ausgebildet, wobei in der Steuervorrich- tung 3 eine feldorientierte Regeleinrichtung vorgesehen ist. Die feldorientierte Regeleinrichtung ist beispielsweise als Flussrechner ausgebildet.

Die Rohrmühle arbeitet normalerweise im Mahlbetrieb, d.h., die Antriebsvorrichtung 2 treibt das Mahlrohr derart an, dass das im Mahlrohr 1 befindliche Material durch die Bewegung des Mahlrohrs 1 zerkleinert wird. Das Material ist im Mahlbetrieb locker und nicht mit dem Mahlrohr 1 verklebt. Wird der Mahl¬ betrieb für längere Zeit unterbrochen, kann es wie eingangs beschrieben, zu dem Problem des Auftretens von festgeklebten Ladungen sogenannten "frozen charges" kommen.

FIG 2 zeigt einen Schnitt durch das Mahlrohr 1 einer Rohrmüh¬ le, wobei das Mahlrohr 1 von einer Antriebsvorrichtung 2 hier einem schematisch dargestellten Ringmotor mit einer Lagervor¬ richtung umgeben ist. Das Mahlrohr 1 ist um die Drehachse 4 mittels der Antriebsvorrichtung 2 drehbar gelagert. Der schraffiert dargestellte Bereich im Inneren des Mahlrohrs 1 stellt schematisch eine festgeklebte Ladung 5 dar. Die fest- geklebte Ladung 5 entsteht aus Material, das während längeren Stillstands der Rohrmühle praktisch zu einem starren Körper verfestigt, zusammengebacken, zusammengefroren, verklebt, verpresst oder versintert ist. In FIG 2 wurde der Schwerpunkt der festgeklebten Ladung 5 gegenüber einer durch φ0 = 0° ge- kennzeichneten Anfangslage um den Drehwinkel φ bis zu einem durch φi gekennzeichneten Drehwinkel ausgelenkt. FIG 3 zeigt eine festgeklebte Ladung 5, deren Schwerpunkt um den durch q>2 gekennzeichneten Drehwinkel ausgelenkt wurde. Die in FIG 3 dargestellte Drehrichtung ist der Drehrichtung aus FIG 2 entgegengesetzt.

Im folgenden werden Auslenkungen in einem positiven Drehwin¬ kelbereich <po < φ <= 180° und Auslenkungen in einem negativen Drehwinkelbereich -180° < φ < φ0 betrachtet. Dementsprechend ist <pi in FIG 2 ein positiver, φ2 in FIG 3 ein negativer Drehwinkel φ.

Die in FIG 1 gezeigte Steuervorrichtung 3 der Antriebsvor¬ richtung 2 der Rohrmühle ist wie eingangs beschrieben vor¬ zugsweise derart ausgestaltet, dass festgeklebte Ladungen 5 derart früh erkannt werden, dass ihr Abstürzen durch Anhalten der Rohrmühle vermieden wird. Festgeklebte Ladungen können auch visuell, z.B. durch einen Bediener der Rohrmühle ent¬ deckt werden.

Wir eine festgeklebte Ladung 5 entdeckt, so wird die festge¬ klebte Ladung 5 vor Wiederaufnahme des Mahlbetriebs erfin- dungsgemäßdadurch gelöst, dass die Antriebsvorrichtung 2 des Mahlrohrs derart angesteuert wird, dass durch Änderung des Drehwinkels φ und der Drehgeschwindigkeit des Mahlrohrs 1 die festgeklebte Ladung gezielt abgelöst wird. Dabei wird vor¬ zugsweise der selbe Motor verwendet der auch im Mahlbetrieb das Mahlrohr 1 antreibt.

Beim Lösen der festgeklebten Ladung stellt die Steuervorrich- tung 3 sicher, dass der Betrag des Drehwinkels φ einen be¬ stimmten Maximalbetrag nicht überschreitet. Derart wird ver¬ mieden, dass die festgeklebte Ladung 5 aus zu großer Höhe ab¬ stürzt und Schäden an der Rohrmühle verursacht. Der maximale Betrag des Drehwinkels φ liegt im Intervall 0°< |φ| < 180° und wird mit Vorteil in Abhängigkeit der Zusammensetzung und der Beschaffenheit des Materials der festgeklebten Ladung 5 bestimmt. Der maximale Betrag des Drehwinkels φ kann auch im Intervall 0°< |φ| <= 90° bestimmt werden.

FIG 4 und FIG 5 zeigen schematisch die Auslenkung des Mahl- rohrs 1 um den Drehwinkel φ zum gezielten Lösen einer festge¬ klebten Ladung über die Zeit t aufgetragen. Um die festge¬ klebte Ladung 5 von der Innenwand des Mahlrohrs 1 abzulösen, wird das Mahlrohr 1 gezielt von einer Ausgangsposition ausge¬ lenkt und schwingt dann sinusförmig um die Drehwinkel φi bzw. q>2• Die Ausgangsposition im gezeigten Beispiel liegt bei (po =0°, kann aber auch anders vorgegeben sein.

In FIG 5 sind mehrere Zeitabschnitte Ti bis T4 gekennzeich¬ net. In jedem dieser Zeitabschnitte Ti bis T4 schwingt das Mahlrohr um einen bestimmten Drehwinkel ψi bzw. φ2. Anders als beispielhaft in den Figuren 4 und 5 dargestellt, kann sich die Amplitude der Schwingung des Drehwinkels φ um die Drehwinkel (pi bzw. 92 auch ändern bzw. geändert werden. Die Amplitude kann dabei innerhalb der Zeitabschnitte Ti bis T4 und/oder im Vergleich der Zeitabschnitte Ti bis T4 zueinander veränderlich sein.

Es ist möglich, dass das Mahlrohr 1 um einen oder mehrere po¬ sitive Drehwinkel ψi schwingt. Es ist auch möglich, dass das Mahlrohr 1 um einen oder mehrere negative Drehwinkel ς>2 schwingt. Das Mahlrohr 1 kann auch um einen oder mehrere po¬ sitive und um einen oder mehrere negative Drehwinkel φi bzw. φ2 schwingend eingestellt werden.

Die in FIG 1 gezeigte Steuervorrichtung 3 für die Antriebs¬ vorrichtung 2 weist vorzugsweise Mittel zur Vorgabe eines Fahrzyklus für das Mahlrohr 1 auf, um die Bewegung des Mahl¬ rohrs 1 wie vorangehend beschrieben zu steuern bzw. zu re¬ geln.

Das Lösen der festgeklebten Ladung 5 kann durch Zufuhr von Wasser unterstützt werden. Wird die festgeklebte Ladung 5 be- feuchtet, so löst sie sich leichter von der Innenwand des Mahlrohrs 1.

FIG 6 zeigt schematisch wie das Mahlrohr 1 zunächst in Bewe- gung versetzt wird und dann mehrmals aus der Bewegung abrupt abgebremst wird. Das Abbremsen kann, wie in der Figur ge¬ zeigt, derart erfolgen, dass das Mahlrohr 1 für begrenzte Zeit zum Stillstand kommt, oder auch derart dass es seine Drehgeschwindigkeit abrupt deutlich verlangsamt. Es kann auch ein Wechsel der Drehrichtung erfolgen. Beim abrupte Abbremsen des Mahlrohrs 1 wirkt die Trägheit der festgeklebten Ladung 5 lösend auf diese ein.

Der Grundgedanke der Erfindung lässt sich im wesentlichen wie folgt zusammenfassen:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Lösen einer festge¬ klebten Ladung 5 von der Innenwand eines Mahlrohrs 1, wobei die Antriebsvorrichtung 2 des Mahlrohrs 1 zum gezielten Lösen der festgeklebten Ladung 5 von einer Steuervorrichtung 3 an¬ gesteuert wird. Das Mahlrohr 1 wird dabei derart gezielt ge¬ dreht, dass sich durch die mehrmalige Änderung der Drehge¬ schwindigkeit des Mahlrohrs 1 und gegebenenfalls durch das abrupte Abbremsen des Mahlrohrs 1 die festgeklebte Ladung 5 von der Innenwand des Mahlrohrs 1 löst. Dabei wird ein in der Regel materialabhängig bestimmter maximaler Drehwinkel φ des Mahlrohrs 1 nicht überschritten um ein unkontrolliertes Ab¬ stürzen der festgeklebten Ladung 5 zu vermeiden. Durch die Erfindung werden arbeitsintensive und zeitaufwendige Verfah- ren zum Lösen der festgeklebten Ladung 5 überflüssig, da die¬ se durch den selben Motor der Antriebsvorrichtung 2 gelöst werden kann, der auch während des Mahlbetriebs zum Antrieb des Mahlrohrs 1 verwendet wird.

Die Erfindung betrifft auch eine Antriebsvorrichtung 2 für ein Mahlrohr 1 und eine Steuervorrichtung 3 für eine derarti¬ ge Antriebsvorrichtung 2.