觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明的目的是觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化，所述研磨單元作為具有儲(chǔ)存單元的研磨過(guò)程的一部分。質(zhì)量變化得自研磨單元的質(zhì)量衡算和儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算。
【專(zhuān)利說(shuō)明】觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及研磨過(guò)程領(lǐng)域，特別是涉及一種觀察研磨單元如球磨機(jī)或半自磨(SAG)磨機(jī)內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法。
[0002]發(fā)明背景
研磨過(guò)程常用于工業(yè)過(guò)程，特別是用于水泥和礦物質(zhì)生產(chǎn)和食品加工。目的是將原料研磨至足夠的粒度。由此增大表面使得隨后的化學(xué)反應(yīng)或機(jī)械分離過(guò)程更有效地發(fā)生。
[0003]在研磨過(guò)程中消耗大量的電能。例如在水泥生產(chǎn)過(guò)程中，電能成本處于第二大成本位置。出于該原因，研磨優(yōu)化系統(tǒng)廣泛用于工業(yè)。這些優(yōu)化系統(tǒng)依賴(lài)于與填充水平或填充程度相關(guān)的研磨單元內(nèi)部質(zhì)量的量。該量連續(xù)變化，例如歸因于待研磨材料的可變硬度。由于研磨工作和所得到的灰塵，在操作期間不可能在研磨單元內(nèi)部測(cè)量。另外的問(wèn)題在于，由于通過(guò)與水或與空氣對(duì)流而進(jìn)行質(zhì)量輸送，來(lái)自研磨單元的輸出不能直接測(cè)量。
[0004]在研磨單元外部的測(cè)量原理，其也稱(chēng)為〃電子耳〃并且尤其廣泛用于球磨機(jī)，用麥克風(fēng)檢測(cè)磨機(jī)外殼的噪聲或振動(dòng)。理念是，當(dāng)磨機(jī)變空時(shí)，噪聲或振動(dòng)水平比當(dāng)磨機(jī)裝滿(mǎn)時(shí)更高。然而，由于測(cè)量精度差，結(jié)果不可靠并且通常沒(méi)用。進(jìn)行噪聲的頻譜分析和確定所選頻率的相對(duì)份額稍微提高精度。但是磨機(jī)外殼和麥克風(fēng)之間的空氣間隙(其使得所述方法很容易受附近噪聲來(lái)源的影響)和外殼的厚壁(其不可預(yù)見(jiàn)地影響不同的頻率)仍導(dǎo)致不足夠的精度。
[0005]DE 19933995公開(kāi)了一種使用直接附著于磨機(jī)外殼的壁的麥克風(fēng)，用于觀察球磨機(jī)內(nèi)部的質(zhì)量的測(cè)量系統(tǒng)。該系統(tǒng)分析噪聲的強(qiáng)度和頻譜并且將其與磨機(jī)的相位角測(cè)量組合，以增加關(guān)于磨機(jī)內(nèi)部球的運(yùn)動(dòng)的另外的信息。但是提出的解決方案仍遭受不可預(yù)見(jiàn)的影響和不足夠的精度。
[0006]發(fā)明概述
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于觀察研磨單元(其作為具有儲(chǔ)存單元的研磨過(guò)程的一部分)內(nèi)部的質(zhì)量變化的更可靠和精確的方法。
[0007]通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1的用于觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法實(shí)現(xiàn)該目的。由從屬的專(zhuān)利權(quán)利要求，優(yōu)選的實(shí)施方案是顯然的。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，對(duì)照所述量的測(cè)量，在狀態(tài)觀測(cè)器的意義上觀察到研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。儲(chǔ)存單元如筒倉(cāng)經(jīng)由磨機(jī)輸出路徑與研磨單元連接，并且按材料的流動(dòng)方向位于研磨單元的下游。在研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化得自預(yù)先建立的研磨單元的質(zhì)量衡算和預(yù)先建立的儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算。重復(fù)測(cè)定過(guò)程輸入路徑的質(zhì)量流量、過(guò)程輸出路徑的質(zhì)量流量和儲(chǔ)存單元內(nèi)部經(jīng)研磨材料的質(zhì)量變化作為質(zhì)量衡算的部分。測(cè)定包括測(cè)量和導(dǎo)出，其中導(dǎo)出涉及建模。
[0009]在第一優(yōu)選實(shí)施方案中，使用研磨單元內(nèi)部估測(cè)的質(zhì)量變化作為控制器的輸入來(lái)控制研磨過(guò)程。因此，可降低或優(yōu)化研磨過(guò)程的能耗。
[0010]在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，使用狀態(tài)估測(cè)技術(shù)如Kalman過(guò)濾器或移動(dòng)水平估測(cè)導(dǎo)出研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。因此，也可觀察到具有不確定的過(guò)程模型的復(fù)雜研磨過(guò)程，所述不確定的過(guò)程模型例如由于存在未知的過(guò)程變量而不像具有確定的過(guò)程模型的研磨過(guò)程那樣服從于直接的解析解。
[0011]在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，研磨過(guò)程包含具有篩分單元的封閉回路，該篩分單元也可稱(chēng)為分離單元或篩選單元，如篩、濾網(wǎng)、旋風(fēng)分離器或過(guò)濾器。篩分單元按材料的流動(dòng)方向位于儲(chǔ)存單元上游，使用截止尺寸分離粗材料和細(xì)材料。返回路徑將粗材料從篩分單元返回至研磨單元。在研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化得自預(yù)先建立的研磨單元的質(zhì)量衡算、預(yù)先建立的儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算、預(yù)先建立的篩分單元的質(zhì)量衡算和預(yù)先建立的返回路徑的質(zhì)量衡算。因此，用于觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法可適用于具有封閉回路研磨過(guò)程的系統(tǒng)。
[0012]在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，導(dǎo)出研磨單元返回路徑內(nèi)部的質(zhì)量變化。該值用于取得在研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。因此，可對(duì)更詳細(xì)的方面(如返回路徑中的輸送延遲)建模，并且得到較高的觀察精度。
[0013]在另一優(yōu)選實(shí)施方案中，通過(guò)光學(xué)或聲學(xué)感應(yīng)儲(chǔ)存單元內(nèi)部的物質(zhì)表面，測(cè)定儲(chǔ)存單元內(nèi)部經(jīng)研磨材料的質(zhì)量變化。因此，可提供儲(chǔ)存單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的精確測(cè)定。
[0014]附圖簡(jiǎn)述
參考在附圖中說(shuō)明的優(yōu)選的示例性實(shí)施方案，在以下段落中更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的主題，附圖示意性顯示:
圖1:具有磨機(jī)和筒倉(cāng)的敞開(kāi)回路研磨過(guò)程；和 圖2:具有磨機(jī)、旋風(fēng)分離器和筒倉(cāng)的封閉回路研磨過(guò)程。
[0015]在附圖中使用的附圖標(biāo)記以及它們的含義在名稱(chēng)列表中以概要形式列舉。原則上，在附圖中，相同的部件提供有相同的附圖標(biāo)記。
[0016]附圖標(biāo)記列表。
【權(quán)利要求】
1.觀察作為研磨過(guò)程的一部分的研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的方法，所述研磨過(guò)程具有將待研磨的輸入材料進(jìn)料到所述研磨單元的過(guò)程輸入路徑、用于儲(chǔ)存來(lái)自所述研磨單元的經(jīng)研磨材料的儲(chǔ)存單元和用于從所述儲(chǔ)存單元除去經(jīng)研磨材料的過(guò)程輸出路徑，所述方法包含以下步驟: a)測(cè)定所述過(guò)程輸入路徑的質(zhì)量流量(Hi1)和所述過(guò)程輸出路徑的質(zhì)量流量(m5)； b)測(cè)定所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部的經(jīng)研磨材料的質(zhì)量變化；和 c)從所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部測(cè)定的質(zhì)量變化和測(cè)定的質(zhì)量流量，并且基于預(yù)先建立的所述研磨單元的質(zhì)量衡算和預(yù)先建立的所述儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算，導(dǎo)出所述研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。
2.權(quán)利要求1的方法，所述方法還包括以下步驟: d)相應(yīng)于所述研磨單元內(nèi)部觀察到的質(zhì)量變化，控制所述研磨過(guò)程。
3.權(quán)利要求1或2的方法，所述方法包括以下步驟: c’)從所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部測(cè)定的質(zhì)量變化和測(cè)定的質(zhì)量流量，并且使用狀態(tài)估測(cè)技術(shù)如Kalman過(guò)濾器或移動(dòng)水平估測(cè)，基于預(yù)先建立的所述研磨單元的質(zhì)量衡算和預(yù)先建立的所述儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算，導(dǎo)出所述研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。
4.權(quán)利要求1-3中的一項(xiàng)的方法，其中所述研磨過(guò)程包含封閉回路，所述封閉回路具有位于所述儲(chǔ)存單元上游的分離粗材料和細(xì)材料的篩分單元和將粗材料從所述篩分單元返回至所述研磨單元的返回路徑，所述方法包含以下步驟: C，’)從所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部測(cè)定的質(zhì)量變化和測(cè)定的質(zhì)量流量，并且基于預(yù)先建立的所述研磨單元的質(zhì)量衡算、預(yù)先建立的所述儲(chǔ)存單元的質(zhì)量衡算、預(yù)先建立的所述篩分單元的質(zhì)量衡算和預(yù)先建立的所述返回路徑的質(zhì)量衡算，導(dǎo)出所述研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。
5.權(quán)利要求4的方法，所述方法還包括以下步驟: e)導(dǎo)出所述返回路徑中的質(zhì)量變化和使用該值來(lái)導(dǎo)出所述研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化。
6.用于觀察研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的系統(tǒng)，所述研磨單元作為研磨過(guò)程的一部分，該研磨過(guò)程具有用于儲(chǔ)存所述研磨單元的輸出的儲(chǔ)存單元，其特征在于:所述系統(tǒng)還包含用于測(cè)定進(jìn)入所述研磨單元中的質(zhì)量流量的測(cè)量裝置、用于測(cè)定離開(kāi)所述儲(chǔ)存單元的質(zhì)量流量的測(cè)量裝置、用于測(cè)定所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的測(cè)量裝置和導(dǎo)出所述研磨單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的處理單元。
7.權(quán)利要求5的系統(tǒng)，其特征在于:所述用于測(cè)定儲(chǔ)存單元內(nèi)部的質(zhì)量變化的測(cè)量裝置使用光學(xué)或聲學(xué)感應(yīng)所述儲(chǔ)存單元內(nèi)部的物質(zhì)表面。
【文檔編號(hào)】B02C25/00GK103534033SQ201280023585
【公開(kāi)日】2014年1月22日 申請(qǐng)日期:2012年5月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年5月13日
【發(fā)明者】E.加勒斯特阿瓦雷茲, K.斯塔德勒 申請(qǐng)人:Abb研究有限公司