CZ296882B6

CZ296882B6 - Zpusob k automatickému sledování rozmelnovacích stroju, prednostne rotorových rezacek a zarízení k provádení tohoto zpusobu

Info

Publication number: CZ296882B6
Application number: CZ0124599A
Authority: CZ
Inventors: Der Beek@August Van; Spiesshofer@Thomas; Schneider@Willi; Kaldenbach@Erwin
Original assignee: Metso Lindemann Gmbh
Priority date: 1996-10-11
Filing date: 1997-10-09
Publication date: 2006-07-12
Also published as: DE19641975A1; DK0930941T3; WO1998016318A1; ES2146090T3; KR20000049017A; DE59701784D1; ATE193228T1; EP0930941A1; JP2000504995A; DE19641975C2; JP2004105969A; BR9712982A; EP0930941B1; KR100334419B1; CZ124599A3

Abstract

Zpusob spocívá v tom, ze se eviduje v závislosti na merených velicinách /M1, M2/ jako gradient hodnota rychlosti nárustu záteze stroje, na základe toho se odlisuje rozmelnitelná a nerozmenitelná vsázka, potom pri rozmenitelné vsázce pokracuje chod stroje a pri nahromadení rozmenitelné vsázky se nejprve zavádí reverzní pohyb pohonu a potom se zavede následující dalsí pohyb pro rozmelnení, pricemz pri nerozmenitelné vsázce se nejprve rozmelnovací proces prerusí. Zarízení spocívá v tom, ze má prostredky vytvorení informací pro prubeh rozmelnovacího procesu. Tyto prostredky evidují v závislosti na merených velicinách /M1, M2/ hodnotu rychlosti nárustu zatízení stroje jako gradient a odlisují rozmenitelnou a nerozmenitelnou vsázku a rovnez ovlivnují kinematický prubeh rotorové rezacky.

Description

Způsob k automatickému sledování rozmělňovacích strojů, přednostně rotorových řezaček a zařízení k provádění tohoto způsobu

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu a zařízení k automatickému sledování rozmělňovacích strojů, přednostně rotorových řezaček, k rozmělňování neskladných odpadů dvěma navzájem rovnoběžně v plášti uloženými, protiběžně poháněnými, navzájem zabírajícími řezacími rotory, které sestávají zvíce v odstupu na hřídeli za sebou zařazených rotorových kotoučů opatřených řeznými zuby.

Dosavadní stav techniky

Obecně jsou známá ovládací zařízení k ochraně pohonů, která při přetížení jednoho z hnacích prvků vytvoří signál, který působí pomocí ovládacího prostředku na pohon. Tato kontrolní ovládací zařízení zpravidla evidují hodnoty pohonu, jako proud, výkon, otáčky, točivý moment nebo podobně.

Rozmělňovací stroje shora popsaného druhu jsou vystaveny při svém chodu specificky vysokým a proměnným zatížením, jejichž vysoké extremní hodnoty se vyvolají částmi vsázky, blokujícími rozmělňovací proces. Tyto jsou z hlediska své velikosti, tvaru nebo materiálových vlastností velmi rozdílné, nechají se však nakonec rozdělí na rozmělnitelné a nerozmělnitelné části. K vytřídění materiálů blokujících u rotorové řezačky proces rozmělňování a zejména poškozujících řezné nástroje, jako j sou těžké části z oceli, se -po chodu vpřed pomocí tak zvaných reverzních pohybů z důvodu konstrukce řezných nožů a polohy rotorové řezačky nucené oddělí rušivé části.

Pro tak pracující rotorovou řezačku je podle WO-PCT/JP95/01538 známé chod vpřed a reverzní pohyb časově navzájem sladit, aniž se však čas pro chod vpřed a reverzní pohyb vztahují na data zatížení stroje.

Podle DE 34 12 306 C2 je také známé ovládací zařízení k ochraně elektromotorického pohonu, zejména zařízení na skartaci spisů, které kontroluje pohon a při přetížení vytváří signál, který prostřednictvím ovládacího prostředku působí na pohon. K co největšímu ušetření elektrických a mechanických součástí pohonu se problém řeší budicím indikačním prvkem s více světlenými diodami, které se nastaví stupňovitě za sebou v závislosti na hodnotách pohonu přiváděných budicím indikačním prvkem, přičemž v závislosti na nastavení jednoho nebo více stupňů se vytváří signál, který způsobí zpětný chod, tak zvanou reverzi, nebo rozpojení pohonu. Pro zařízení na skartaci spisů je to účinné a praktické řešení, které však není obecně přenosné na kontrolu strojů v závislosti na zatížení a speciálně není použitelné pro rozmělňování stroje shora popsaného druhu.

Také podle DE 29 37 846 je již známé, u stroje pro rozmělňování neskladného materiálů rozběhový čas pevně vázat na minimální otáčky, takže se kontrolují otáčky pohonu řezného nástroje a ten se odstaví z chodu vpřed, respektive z chodu vzad, když nepřešel uvnitř zadaných dob na příslušné minimální otáčky.

Tím se ale nemůže v závislosti na zatížení realizovat kontrola rozpoznání typu zatížení k odlišení rozmělnitelné a nerozmělnitelné vsázky.

Další analýza příslušného stavu techniky ukazuje následující výsledek, aniž se z něho mohou převzít řešení pro v následujícím uvedený vynález.

Podle US 4 560 110 má hydraulické hnací zařízení pro drtičku snímací zařízení, která jsou připojena na hnací zařízení proti proudu v tekutinovém okruhu a reagují na nárůst síly dodávané

- 1 CZ 296882 B6 čerpadlu přes stanovenou hodnotu tím, že se vytvoří opačný signál k obrácení směru rotace hřídele rotoru a tím k odstranění blokování.

U rovněž hydraulického hnacího zařízení podle US 4 793 561, stejného druhu jako vpředu popsaný typ, reaguje snímací zařízení blokování na stanovenou minimální rychlost, která odpovídá podmínkám blokování v drtiči.

Podle WO 80/00128 způsobuje spínací jednotka v proudovém vedení k motoru obrácení chodu motoru jako reakci na nárůst točivého momentu přes stanovenou hodnotu v důsledku vzniku zvýšeného odporu na řezacím zařízení.

Předmět vynálezu popsaného v NL 83 03 051 se reduje pouze na odpojení při přetížení, které nemůže přispět k řešení problému podle vynálezu.

Konečně ani ze spisu US 4 034 918 nevyplývá žádný podnět k řešení následujícího úkolu.

Podstata vynálezu

Vynález spočívá v úkolu jak z hledisek hospodárnosti chodu, tak i z konstrukčních hledisek u rozmělňovacích strojů vpředu uvedeného typu rozmělňujících při chodu vpřed a při chodu vzad, při tak zvaném reverzním pohybu, vybírajících rušivé části vsázky, prostřednictví částí vsázky rušících rozmělňovací proces, které vedou k rázovým, extrémně vysokým zatížením, oznamovat pro vedení chodu stroje bez poruch typ zatížení a přitom odlišit rozmělnitelnou a nerozmělnitelnou vsázku, přičemž se snímají a vyhodnocují měřené veličiny vztahující se ke stroji.

Úkol se podle vynálezu vyřeší znaky nároků 1 až 22.

Vynález ukazuje překvapivě ve zkouškách výhodný efekt, že

- je pro účinný, vysoce efektivní chod rozmělňovacího stroje realizovatelná automatická kontrola a

- funkční části stroje jsou optimálně dimenzovatelné, to znamená může se minimalizovat konstrukcí podmíněné použití materiálu.

Při použití vynálezu pro rotorové řezačky je zvláště výhodné, že se vynálezem zajišťuje kontrola složení rozmělňovaného materiálu k ochraně a zabezpečení následujících procesů, jako například zpracování a použití rozmělněného papíru, rozmělněné plastické hmoty a jiných materiálů, které potom jsou zbaveny rušivých materiálů jako těžkých částí ze železných kovů.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených výkresech znázorňuje: , obr. 1 schéma varianty způsobu podle vynálezu pro rotorovou řezačku, zobrazené pomocí křivek podle zatížení stroje, směru otáčení a se schématickým znázorněním oddělení nerozmělnitelné části, obr. 2 schéma další varianty způsobu podle vynálezu pro rotorovou řezačku, zobrazené pomocí analogických podmínek podle obr. 1, obr. 3 zařízení k provedení způsobu pro rotorovou řezačku ve schematickém zobrazení,

-2CZ 296882 B6 obr. 4 další zařízení k provedení způsobu pro rotorovou řezačku ve schematickém zobrazení a obr. 5 třetí zařízení k provedení způsobu pro rotorovou řezačku ve schematickém zobrazení.

Příklady provedení vynálezu

Vynález je znázorněn na příkladech provedení principiálního typu.

Obr. 1 a 2 ukazují způsob podle vynálezu pomocí průběhu křivek v souřadnicovém systému se souřadnicí tlaku p a souřadnicí času t a z toho vyplývajících kinematických průběhů se zřetelem na směr otáčení řezných rotorů 8 rotorové řezačky, patrných na obr. 3, 4 a 5, a oddělování těžkých částí.

Z obr. 1 je patrné, že v závislosti na nastavitelné, časově diferencované kombinaci měřených veličin Ml, M2 se eviduje jako gradient hodnota nárůstu rychlosti zatížení stroje prostřednictvím nárůstu tlaku. Při rozmělnitelné vsázce je chod stroje v rozmělňujícím směru otáčení rotorové řezačky. Při nahromadění rozmělnitelné vsázky a z toho vyplývající hodnoty relativně malého nárůstu rychlosti, gradientu, zatížení až na nastavenou hodnotu Ρ^_χ zatížení nastane nejprve reverzní pohyb pohonu, čímž se řezné rotory 8 otáčí opačně ke směru znázorněnému šipkou na obr. 3, 4 a 5, a potom opět převezmou původní směr pro rozmělňující pohyb. Při nerozmělnitelné vsázce se na základě hodnoty relativně vysokého nárůstu rychlosti zatížení, gradientu, po případné reverzaci, nejprve přeruší rozmělňovací proces, vytřídí se nerozmělnitelná vsázka a potom pokračuje normální průběh rozmělňovacího pohybu. Přitom je průběh také variabilní, takže není bezpodmínečně potřebná reverzace, nýbrž u pohonu hydromotorem se z klidového stavu a na počátku staticky bez tlaku opět vytvoří tlak a rozmělňování pomalu, respektiveneustále stoupá až se vsázka buď rozmělní, nebo znovu stanoví, že není rozmělnitelná. Přitom je podstatné, že evidence gradientů leží pod nastavenou hodnotou P_nMX zatížení. Při praktických pokusech se ukázalo, že špičková hodnota zatížení stroje, zde znázorněná na obr. 1 druhou měřenou hodnotou M2, může také ležet nad nastavenou hodnotou Pn,_av zatížení.

Podle obr. 3 je v dalším vytvoření způsobu řízen průběh tak, že při dosažení první měřené hodnoty Ml u nastavené hodnoty P_may zatížení a nahromadění rozmělnitelné vsázky se zavede nejprve reverzní pohyb pohonu, potom následující další pohyb pro rozmělňování, při překročení nastavitelné druhé měřené veličiny se na základě existence nerozmělnitelné vsázky, po případné reverzaci, rozmělňovací proces nejprve přeruší, odstraní se nerozmělnitelná vsázka a potom se dále pokračuje v běžném rozmělňování.

Obr. 3,4 a 5 ukazují tři principiální varianty řešení zařízení k provádění způsobu.

V těchto variantách se jeví řezné kotouče 8 neznázoměné rotorové řezačky s hydraulickým pohonem jako hydromotor 7 a opěra 1 jako pro princip vynálezu podstatné činné prvky pro snímání dat zatížení.

Podle obr. 3 se odvedou, dílem měří a vyhodnotí, případně vytvoří, síly Fl, F2, F3, F4 odpovídající jedné podle způsobu popsaných forem zatížení rotorové řezačky. Proto je opěra 1 připevněna k zachycení akční síly Fl z otočného pohybu rotorové řezačky na pístní tyči 2 hydraulického válce 3 kloubem. Mezi opěrou 1 a hydraulickým válcem 3 je umístěna pružina 4 k vytvoření reakční síly F2, která působí proti akční síle Fl. Za prostor pístu hydraulického válce 3 je zařazeno hydraulické vedení 5 k akumulační nádrži 6. Tato se plní k zabezpečení potřebného předpětí jako základním tlakem pro zajištění předpětí a vytvoření předpínací síly F3, která překrývá reakční sílu F2 a působí proti akční síle F1. V hydraulickém vedení 5 jsou umístěny neznázoměné senzory pro vytvoření měřených veličin Ml, M2 k řízení časovým diferencováním těchto měřicích veličin Ml, M2 z hlediska vynálezu pro způsob typického průběhu rozmělňovacího procesu rotorové řezačky.

U tohoto zařízení tvoří popsané prostředky pro síly F1, F2 a F3 tlumicí systém s tlumicími silami F4 k vytvoření tlumícího dekremetu.

Jiná varianta zařízení podle obr. 4 má v opěře 1_, působící jako nosník namáhaný na ohyb, měřicí prvek 1.1 k měření průhybu opery f, který je připojen k prvnímu zesilovači 1.2 měření. Alternativně k tomu se může podpěra 1 podepřít také za mezizařazení piezoelektrického prvku jako dalšího měřicího prvku 1.3, přičemž tyto měřicí prvky 1.1, 1.3 měří akční sílu Fl, odpovídající zatížení rotorové řezačky.

První zesilovač 1.2 měření nebo druhý zesilovač 1.4 měření vyhodnocují zatížení stroje podle obr. 1 a 2 k vytvoření měřených veličin Ml, M2 a/nebo hodnoty rychlosti nárůstku zatížení jako gradientu k řízení kinematického průběhu chodu rotorové řezačky podle shora popsaného způsobu.

Konečně může podle obr. 5 vést zařízení podle vynálezu k realizaci způsobu také, když je mezi hydromotorem 7 a hydraulickým čerpadlem 9 umístěn tlakový senzor 7.1 k snímání nárůstu rychlosti, gradientu zatížení a pomocí řízení 7.2 je ovlivňován průběh způsobu podle vynálezu.

Průmyslová využitelnost

Zvláště účinně se mohou v praxi používat způsob podle vynálezu a odpovídající zařízení s instalovaným software k provozování rozmělňovacího stroje, jako zde rotorové řezačky, při jednak optimalizovaném rozmělňování neskladného zboží a jednak k vytřídění nerozmělnitelné vsázky jak vysoce efektivně, tak také šetrně.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob automatického sledování rozmělňovacích strojů, přednostně rotorových řezaček, rozmělňujících v chodu dopředu a vytřiďujících rušivé části vsázky při chodu zpět při reverzním pohybu, k odlišení na rozmělnitelnou a nerozmělnitelnou vsázku a k vytvoření informací pro průběh rozmělňovacího procesu, kteréžto sledování je závislé na zátěži, vyznačující se t í m , že se eviduje v závislosti na měřených veličinách (Ml, M2) jako gradient hodnota rychlosti nárůstu zátěže stroje, na základě toho se odlišuje rozmělnitelná a nerozmělnitelná vsázka, potom při rozmělnitelné vsázce pokračuje chod stroje a při nahromadění rozmělnitelné vsázky se nejprve zavádí reverzní pohyb pohonu a potom se zavede následující další pohyb pro rozmělnění, přičemž při nerozmělnitelné vsázce se nejprve rozmělňovací proces přeruší.

2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se stroj nepřetržitě provozuje v chodu dopředu bez reverzace s rostoucím stavem zatížení k rozmělnění vsázky nebo ke stanovení, že vsázka je nerozmělnitelná a je vytříditelná.

3. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se při dosažení první měřenou veličinou (Ml) nastavené hodnoty (P_max) zatížení a hromadění rozmělnitelné vsázky nejprve zavede reverzní pohyb pohonu, potom se zavede následný další pohyb pro rozmělňování, při překročení druhé měřené hodnoty (M2) na základě existence nerozmělnitelné vsázky se nejprve rozmělňovací proces přeruší, odstraní se nerozmělnitelná vsázka a potom se pokračuje v rozmělňovacím chodu.

-4CZ 296882 B6

4. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že

a) se ze stroje snímá, měří a vyhodnocuje alespoň jedna síla (Fl, F2, F3, F4), odpovídající zatížení stroje,

b) při dosažení a/nebo překročení nastavitelné měřené veličiny (Ml, M2) se změní kinematický průběh systému prvků stroje, přičemž

c) se eviduje namáhání alespoň jednoho prvku stroje.

5 během reverzace je tlakové a/nebo sací vedení uzavřeno neboje opěra (1) spojena silovým nebo tvarovým spojením s hřídelí rotorové řezačky.

21. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že u rotorové řezačky spohonem hydromotorem (7) je opatřeno pro měření rychlosti nárůstu zatížení stroje tlakovým senzorem

5 15. Způsob podle nároku 10, vyznačující se tím, že se po několikeré reverzaci pohonu při neúspěšném rozmělňování vsázky v závislosti na nastaveném počtu rozmělňovacích pokusů oddělí vsázka z rozmělňovacího procesu.

16. Způsob podle jednoho z nároků 1 až 15, vyznačující se tím, že se používá ío počítačový program k vykonávání způsobových znaků v závislosti na měřených veličinách zatížení stroje k řízení kinematického průběhu procesu stroje, jako rozmělňovacího procesu.

17. Způsob k provádění způsobu podle nároku 1 k automatické, na zátěži závislé kontrole rotorové řezačky rozmělňující v chodu dopředu a při chodu zpět při reverzním pohybu vytřiďující

15 rušivé části vsázky, k odlišení na rozmělnitelnou a nerozmělnitelnou vsázku, s prostředky vytvoření informací pro průběh rozmělňovacího procesu, vyznačující setím, že prostředky evidují v závislosti na měřených veličinách (Ml, M2) hodnotu rychlosti nárůstu zatížení stroje jako gradient a prostředky odlišují rozmělnitelnou a nerozmělnitelnou vsázku a rovněž ovlivňují kinematický průběh chodu rotorové řezačky.

18. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že je opatřeno

a) prvním prostředkem kpřenosu síly (Fl), snímané ze stroje a odpovídající zatížení stroje,

25 b) druhým prostředkem k vytvoření síly (F2), která působí proti akční síle (Fl),

c) třetím prostředkem k přenosu předpínací síly (F3), způsobené předpínáním, která se superponuje se sílou (F2) a působí proti síle (Fl), přičemž

30 d) tyto prostředky představují tlumicí systém s tlumicími silami (F4) k vytvoření tlumicího dekrementu a

e) čtvrtým prostředkem k vytvoření měřených veličin (Ml, M2) pro ovlivnění kinematického průběhu chodu stroje.

19. Zařízení podle nároku 18 ke kontrole chodu zejména hydraulicky poháněného rozmělňovacího stroje, zejména rotorové řezačky, vyznačující se tím, že je opatřeno

a) opěrou (1) k převzetí akčních sil (Fl) z otočných pohybů rozmělňovacího stroje, která je

40 umístěna na pístní tyči (2) hydraulického válce (3) pomocí kloubu,

b) pružinou (4) k vytvoření reakční síly (F2),

c) alespoň jedním hydraulickým vedením (5) mezi pístním prostorem hydraulického válce (3)

45 a zásobní nádrží (6), která je naplněna k zabezpečení potřebného předpnutí při zajištění přepínání,

d) hydraulickým spojením mezi pístním prostorem hydraulického válce (3) a zásobovacím systémem pro nastavení předepnutí,

e) alespoň jedním senzorem pro vytvoření signálů k převedení do vyhodnocovacího zařízení pro alespoň jednu měřenou veličinu (Ml), ze které se vytvoří alespoň jedna hodnota ke změně kinematického průběhu rozmělňovacího stroje, a pro alespoň jednu další měřenou veličinu (M2), která je na první měřené veličině (Ml) nezávislá, neboje ve sledu časově diferen-

55 cována, a která rozmělňovací proces nejprve s oznámením přeruší.

-6CZ 296882 B6

20. Zařízení podle nároku 19, vyznačující se tím, že hydraulický válec (3) je pro provedení reverzního pohybu připojen k opěře (1), zdvih hydraulického válce (3) je nastavitelný v závislosti na velikosti úhlu reverzace, například 30° až 60°, rotoru rotorové řezačky, přičemž

5. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že

a) se snímá síla (Fl), odpovídající zatížení rotorové řezačky, proti které působí síla (F2), která se superponuje s předpínací silou (F3) a tvoří tlumicí sílu (F4),

b) v závislosti na měřených veličinách (Ml, M2) se eviduje nárůst rychlosti zatížení stroje, z toho se odliší rozmělnitelná a nerozmělnitelná vsázka a potom při rozmělnitelné vsázce pokračuje chod stroje a při nahromadění rozmělnitelné vsázky se nejprve zavede reverzní pohyb pohonu a potom se zavede následující další pohyb pro rozmělňování, přičemž při nerozmělnitelné vsázky se nejprve rozmělňovací proces přeruší,

c) namáhání alespoň jednoho prvku rozmělňovacího stroje tlumením trhavého/rázového nebo kmity podmiňujícího zatížení způsobeného v rozmělňovacím procesu nerozmělnitelnou vsázkou se použije při zajišťování předpětí nastavitelného v tlumicím systému a

d) nastavitelné na tlaku závislé měřené veličiny se ovlivňují tlumením.

6. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se při nerozmělnitelné vsázce nejprve před překročením jmenovitého zatížení přeruší rozmělňovací proces.

7. Způsob podle nároku 5, vyznačující se tím, že se nastavení předpětí provádí v závislosti na tvaru, velikosti nebo materiálových vlastnostech rozmělňované vsázky.

8. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se po zastavení chodu k uvolnění nerozmělnitelné vsázky provádí reverzní pohyb v závislosti na definované hodnotě třetí měřené veličiny.

9. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že se po reverzním pohybu zavede alespoň jeden obnovený pohyb pro rozmělňování a uvolněná vsázka se znovu zavádí do rozmělňovacího procesu.

10 (7.1) evidujícím nárůst tlaku a vytvářejícím časově diferencované měřené veličiny (Ml, M2), který je připojen k ovlivnění kinematického průběhu chodu rotorové řezačky křížení (7.2).

22. Zařízení podle nároku 17, vyznačující se tím, že u rotorové řezačky je na opěře (1) umístěn alespoň jeden měřicí prvek (1.1, 1.3) k měření zatížení stroje, který je připojen k zesi-

10. Způsob podle nároku 5, vyznač ují c í š e t í’m , že se provádí alespoň jedná reverzace pohonu s následujícím dalším rozmělňovacím procesem.

11. Způsob podle nároku 8 nebo 10, vyznačující se tím, že se třetí měřená veličina vytvoří v závislosti na úhlu otočení hlavního hřídele rotorové řezačky.

12. Způsob podle nároku 8 nebo 10, vyznačující se tím, že se třetí měřená veličina tvoří v závislosti na dráze.

13. Způsob podle nároku 8 nebo 10, vyznačující se tím, že se třetí měřená veličina tvoří v závislosti na čase.

14. Způsob podle nároku 1 nebo 8, vyznačující se tím, že se po uvolnění nerozmělnitelné vsázky v závislosti na definované hodnotě čtvrté měřené veličiny odstraní nerozmělnitelná vsázka z rozmělňovacího procesu.

15 lovači (1.2, 1.4) měření.