具有用于测量破碎壳体位置的布置的圆锥破碎机

摘要

一种圆锥破碎机(10)，包括：外破碎壳体和内破碎壳体，在它们之间形成破碎间隙，所述外破碎壳体被支撑在上框架构件(14)上，所述上框架构件竖直可调地接合下框架构件(16)。提供具有传感器元件的传感器布置(64)，以测量所述外破碎壳体的竖直位置。所述圆锥破碎机(10)还包括目标装置，所述目标装置被布置成可被所述传感器元件检测，其中目标装置和传感器元件其中之一被布置用以跟随所述上框架构件(14)的竖直运动，并且相对于目标装置和传感器元件中的另一个运动。所述传感器元件包括竖向感测阵列，所述竖向感测阵列在竖向方向上沿如下范围的至少一部分延伸，在该范围内，目标装置可以在调节上框架构件(14)的竖直位置时移动。

说明书

技术领域

本发明涉及一种圆锥破碎机，包括外破碎壳体和内破碎壳体，在 它们之间形成破碎间隙，外破碎壳体被支撑在上框架构件上，上框架 构件竖直可调地接合下框架构件，所述竖直可调的接合被配置用于调 节外破碎壳体相对于下框架构件的竖直位置，以便允许调节破碎间隙 的宽度。该圆锥破碎机还包括传感器布置，该传感器布置具有被安装 至下框架构件和上框架构件其中之一的传感器元件。

背景技术

圆锥破碎机可用于将材料，诸如石头、矿石等等高效地破碎为较 小尺寸。US 2010/0102152 A1描述了一种例证性圆锥破碎机。在这种 圆锥破碎机中，在外破碎壳体和内破碎壳体之间破碎材料，外破碎壳 体被安装在框架中，内破碎壳体被安装在破碎头部上。通过使破碎头 部回转以便破碎头部在外破碎壳体上滚动经过所要破碎的材料，从而 破碎材料。

US 2010/0102152 A1的破碎机具有接近传感器，以测量外破碎壳 体的位置。应高精确性地测量外破碎壳体的位置，从而使得破碎机能 够高效运行，并且使得被破碎的材料能够具有期望的特性。

发明内容

本发明的目标在于提供一种破碎机，关于可调破碎壳体的竖直位 置的测量，该破碎机具有更高的精确度水平。

通过如下一种圆锥破碎机实现该目标，该圆锥破碎机包括：外破 碎壳体和内破碎壳体，在它们之间形成破碎间隙，外破碎壳体被支撑 在上框架构件上，上框架构件竖直可调地接合下框架构件，所述竖直 可调的接合被配置用于调节外破碎壳体相对于下框架构件的竖直位 置，以便允许调节破碎间隙的宽度；和传感器布置，该传感器布置具 有被安装至下框架构件和上框架构件其中之一的传感器元件，以测量 外破碎壳体的竖直位置，其中该破碎机还包括目标装置，其被布置成 可被所述传感器元件检测，其中目标装置和传感器元件其中之一被布 置成跟随上框架构件的竖直运动，并且相对于目标装置和传感器元件 其中的另一个运动，且所述传感器元件包括竖向感测阵列，该竖向感 测阵列在竖向方向上沿如下范围的一部分延伸，在该范围中，目标装 置可以在调节上框架构件的竖直位置时被移动，并且可在沿竖向感测 阵列的不同竖直位置处检测目标装置。

该破碎机具有下列优点，即：能够高精确性地测量外破碎壳体的 竖直位置。这是可能的，因为传感器元件和目标装置之间的距离可以 是较短的，并且被沿该目标的整个运动范围被适当地限定。因此，传 感器被布置用以例如寻找水平方向中的电磁感测场上的变化。通过在 水平方向中寻找，可保持目标装置和传感器之间的恒定的距离。

目标装置可包括周向法兰，以便在测量外破碎壳体的竖直位置时， 进一步提高精确性水平，和/或使得能够降低损伤传感器布置的敏感组 件的风险。

根据实施例，周向法兰被外部布置在上框架构件上，并且传感器 布置被安装至下框架构件，从而确保以稳健并且可靠的方式测量竖直 位置。

优选地，传感器元件包括如下传感器，该传感器能够在不与目标 装置进行任何物理接触的情况下检测目标装置的存在。优选地，传感 器元件和目标装置的目标之间布置有空隙，从而防止损伤传感器元件。

根据一个实施例，传感器元件包括感应传感器。然后，竖向感测 阵列可包括被布置成线圈阵列的线圈。感应传感器的优点在于，这种 传感器在高冲击和高振动环境中，具有精确测量目标装置的位置的良 好能力。该实施例具有下列优点，即：实现了对竖直位置的非常稳健 和可靠的测量。

所述感测阵列的外表面和所述目标装置的目标之间的距离可以是 基本恒定的。

根据实施例，目标装置包括滑动构件，其被布置成抵靠所述法兰 的至少一部分。该实施例具有下列优点，即：目标装置的目标的运动 可以被限于竖直运动，其中该目标可能是滑动构件本身，或者是被安 装在滑动构件上的元件，这可提高传感器布置的稳健性和可靠性，因 为防止了对传感器布置的敏感组件的可能的损伤。

优选地，目标装置包括弹性构件，该弹性构件被布置用以将滑动 构件压靠在所述法兰的至少一部分上，以便确保滑动构件跟随法兰的 竖直运动，并且由此跟随上框架构件的运动。

优选地，该弹性构件为弹簧，诸如压缩弹簧。

优选地，该滑动构件具有如下目标，该目标由磁性金属材料，诸 如钢形成，其可被传感器元件检测。该实施例的优点在于，滑动构件 本身不需要可被传感器元件检测，且因而可由主要关于适合抵靠法兰 滑动的特性来选择的材料形成。

根据实施例，目标装置的目标具有处于2至25mm范围内的竖直 高度。

附图说明

下文将更详细地并且参考附图描述本发明。

图1是横截面图，并且示意性例示了根据一个实施例的圆锥破碎机。

图2是图1的圆锥破碎机的示意性透视图，并且例示了根据第一 实施例的传感器布置。

图3a是例示处于第一位置的图2中例示的传感器布置的放大图。

图3b是例示处于第二位置的传感器布置的放大图。

图4a是示意性、部分截面的透视图，并且例示了根据第二实施例 的传感器布置。

图4b是示意性、部分截面的侧视图，并且例示了图4a的传感器 布置。

具体实施方式

图1和2例示了惯性圆锥破碎机式圆锥破碎机10。圆锥破碎机10 包括破碎机框架12，其中安装破碎机10的各种零件。框架12被悬置 在衬垫11上，从而缓冲破碎动作期间发生的振动。

破碎机框架12包括：上框架构件14，上框架构件14具有碗状形 状；和下框架构件16。上框架构件14具有外螺纹18，外螺纹18与下 框架构件16的内螺纹20以下列方式协作，即：外和内螺纹18、20一 起以螺纹接合19的形式形成上框架构件14与下框架构件16的竖直可 调的接合。

上框架构件14在其内侧上支撑有外破碎壳体22。下框架构件16 支撑内破碎壳体布置24。内破碎壳体布置24包括破碎头部26，破碎 头部26具有圆锥形状，并且支撑内破碎壳体28。外和内破碎壳体22、 28在两者之间形成破碎间隙30，向该破碎间隙30供应将被破碎的材 料。

破碎头部26坐落在球形轴承32上，球形轴承32由下框架构件16 支撑。因此，在其上支撑有内破碎壳体28的破碎头部26被下框架构 件16支撑。破碎头部26被可旋转地连接至不平衡轴衬34，不平衡轴 衬34为圆柱形套筒形状。不平衡配重36被安装在不平衡轴衬34的一 侧上。在其下端处，不平衡轴衬34通过传动轴40连接至驱动轴38。 传动轴40的万向接头42允许在破碎机10运行期间，不平衡轴衬34 的下端从竖直轴线A位移。

当破碎机10运行时，驱动轴38被马达以未例示的方式，例如通 过皮带和滑轮传动装置43旋转。驱动轴38的旋转导致不平衡轴衬34 旋转，并且作为该旋转的结果，不平衡轴衬34响应不平衡配重36受 到的离心力而向外摆动。不平衡轴衬34的组合的旋转和摆动使得破碎 头部26绕竖直轴线回转，以便在外和内破碎壳体22、28之间形成的 破碎间隙30中破碎材料。

能够通过借助螺纹18、20旋转上框架构件14，调节破碎间隙30 的宽度，以便调节壳体22、28之间的竖直距离。为了该目的，上框架 构件14具有周向齿圈44。齿圈44啮合小齿轮46，小齿轮46被布置 成通过破碎间隙调节马达(未示出)旋转，破碎间隙调节马达被安装 在被装配至下框架构件16的马达支架62上。通过使破碎间隙调节马 达运行，小齿轮46使齿圈44旋转，由此也使上框架构件14旋转，以 便上框架构件14通过螺纹接合19而竖直平移。由此，外破碎壳体22 也竖直平移，以便调节破碎间隙30的宽度。

如图2中最佳例示的，齿圈44通过键合的滑动接合57连接至上 框架构件14，该键合的滑动接合57允许在上框架构件14竖直平移时， 齿圈44保持接合小齿轮46。键合的滑动接合57通过被附接至上框架 构件14的竖直杆56形成，竖直杆56与齿圈44的内周的配合槽口58 键合。由此，齿圈44被旋转锁定至上框架构件14，并且可沿竖直杆 56竖直地滑动。当被旋转时，齿圈44坐落在马达支撑支架62的上部 部分上，并且在该部分上滑动。

继续描述图2，圆锥破碎机10包括传感器布置64，以测量上框架 构件14和由其支撑的外破碎壳体22的竖直位置。传感器布置64包括 传感器外壳66，传感器外壳66被安装于被安装至下框架构件16的传 感器外壳支架68上。

如参考图3a和3b更详细描述的，上框架构件14具有周向法兰70。 向外突出的法兰70通过螺栓(未示出)固定地安装至上框架构件14。

图3a和3b更详细地例示了传感器布置64。传感器布置64包括传 感器元件72，传感器元件72被安装在传感器外壳66中的其侧壁上。 传感器元件72包括在竖向方向中延伸的伸长竖向感测阵列74。竖向感 测阵列74通常可具有处于50至2000mm范围内的竖直高度。竖向感 测阵列74通常可具有处于0.1至200mm范围内的水平宽度。在该实施 例中，传感器元件72包括感应位置传感器。该感应位置传感器产生感 应场，该感应场沿敏感表面移动，并且在感应场的检测范围内检测金 属目标。感应传感器包括被布置成线圈阵列的几个线圈。因此，在该 实施例中，竖向感测阵列74包括线圈阵列。感应传感器计算目标的当 前位置，并且提供作为位置比例模拟信号的或者作为可定义切换位置 的输出。感应感测场沿竖向感测阵列74的竖直高度延伸。因而，传感 器元件72能够在不与金属目标进行任何物理接触的情况下检测金属目 标沿竖向感测阵列74的竖直位置。传感器输出由连接至传感器元件72 的控制单元72(未示出)接收。

破碎机10包括目标装置76，该目标装置76被布置成跟随上框架 构件14的竖直运动。在该实施例中，目标装置76包括：滑动构件78； 附接至滑动构件78的金属目标80；和周向法兰70。

滑动构件78具有在其中接收引导棒84的孔82。引导棒84被安装 在传感器外壳66中，以引导滑动构件78的运动。滑动构件78被绕引 导棒84布置，且因而在引导棒84的引导下，在竖向方向中自由运动。 压缩弹簧86被绕引导棒84布置在滑动构件78和传感器外壳66的底 板之间，从而在滑动构件78上施加竖直压紧力。滑动构件78被竖直 向上地并且抵靠法兰70地压紧，且因而抵靠向外突出的法兰70的下 部部分。

如上文参考图2所述的，通过借助小齿轮46和调节马达来旋转齿 圈44，实现框架构件14的竖直调节。在一个实例中，从图3a中例示 的情况开始，上框架构件14向下竖直运动。然后，如图3b中以箭头A 例示的，刚性附接至上框架构件14的法兰70被向下移位。然后，如 图3b中以箭头B例示的，抵靠法兰70的下部部分的滑动构件78跟随 法兰70的竖直运动。因此，在该情况下，经由法兰70，通过上框架构 件14的竖直运动，导致滑动构件78的运动。

在沿向上方向调节上框架构件14时，法兰70被向上移位。然后， 由于弹簧86的弹簧力，被压缩弹簧86压靠在法兰70的下部部分上的 滑动构件78跟随法兰70的竖直运动。因而，在调节上部构件14时， 由压缩弹簧86施加在滑动构件78上的力导致滑动构件78向上以跟随 法兰70的运动的运动。因此，包括滑动构件78的目标装置76被布置 成跟随上框架14向上以及向下的竖直运动。

为了产生传感器输出，目标装置76可被传感器元件72的沿竖向 感测阵列74的感应传感器检测。为了该目的，目标装置76包括金属 目标80，该金属目标80以下列方式附接至滑动构件78，即：金属目 标80随滑动构件78移动。竖向感测阵列74在竖向方向上沿如下竖向 范围的至少一部分延伸，在该范围内，目标80在调节上框架构件14 的竖直位置时可被移动。金属目标80可具有例如处于2至25mm范围 内的竖直高度。金属目标80的竖直高度适合所采用的传感器元件72 类型。根据一个实例，金属目标80的竖直高度可为13mm。传感器元 件72的竖向感测阵列74可高精确性地检测目标80的竖直位置。根据 一个实施例，滑动构件78由绝缘材料制成，诸如塑料材料，以便不干 扰目标80和传感器元件72的竖向感测阵列74之间的期望的电干扰。

这样布置引导棒84，即：在金属目标80和感测阵列74的外表面 之间形成通常约为0至20mm的恒定空隙，例如5mm空隙。因此，与 上框架构件14的实际竖直位置无关地，目标80和感测阵列74之间的 水平距离基本恒定，这提供了对上框架构件14的位置的高精确性水平 的测量。

在传感器布置64运行期间，传感器元件72沿感测阵列74发出交 变电磁感测场。当金属目标80进入该感测场时，在目标80中感应出 涡电流，这降低传感器元件72的信号幅度，并且触发由控制单元接收 的传感器元件72输出的状态变化。在该实施例中，使用的是德国倍加 福(Pepperl+Fuchs)公司市售的名为PMI-F110的感应传感器。

下文中，将参考图4a和4b描述根据第二实施例的破碎机。在第 一实施例中公开的许多特征也存在于第二实施例中，其中类似附图标 记标示类似或相同特征。如上所述，说明书将集中解释第二实施例的 不同特征。

在第二实施例中，通过周向法兰70本身来形成目标装置的目标。 传感器布置包括具有竖向感测阵列74的感应传感器元件72，该竖向感 测阵列74在竖向方向上沿下列竖直范围的至少一部分延伸，在该竖直 范围内，当调节上框架构件14的竖直位置时，目标装置、即法兰70 可被移动。这样布置传感器元件72，即：感测阵列74面对法兰70的 前边缘。因而，可在沿竖向感测阵列74的不同竖直位置处检测法兰70。 这样布置传感器元件72，即：如图4b中最佳例示的，在法兰70的前 边缘和感测阵列74之间形成间隙。在该实施例中，不需要第一实施例 中公开的滑动构件，因为法兰70本身可被感测阵列74检测。

上文已经主要参考几个实施例描述了本发明。然而，本领域技术 人员应易于明白，在所附权利要求书限定的本发明的范围内，同样可 能有不同于上述实施例的其它实施例。

例如，本发明不限于任何特定类型的圆锥破碎机；相反，本发明 适合用于本领域技术人员已知的许多不同类型的圆锥破碎机，诸如使 头部轴的顶部轴颈支承于辐射式组件(spider assembly)中的破碎机类 型，以及美国专利No.1,894,601中描述的破碎机类型，该类型有时也 称为Symons型，以及本文中公开的惯性圆锥破碎机，该类型具有不平 衡配重，以获得破碎头部的回转运动。

传感器元件可包括不同于本文所述的另一类型的传感器。例如， 传感器元件可包括电容式或光电传感器。在传感器元件包括光电传感 器的情况下，优选地，目标装置包括塑料目标。

上文已经描述了，传感器元件72附接至下框架构件16，并且目标 装置被布置成跟随上框架构件14的竖直运动。在可替换实施例中，作 为替换，传感器元件可被布置成，例如通过抵靠法兰70而跟随上框架 构件14的竖直运动。然后，固定目标，例如周向边缘形式的固定目标 可被固定地布置至下框架构件16。

代替第一实施例中公开的压缩弹簧86，可使用另一布置，以将滑 动构件78压靠在至少一部分的法兰70上。例如，出于该目的，可使 用张力弹簧。然后，滑动构件78被布置成抵靠法兰的至少上部部分。

上文已经描述了，周向法兰70被固定地紧固至上框架构件14。应 明白，作为替换方式，周向法兰可与上框架构件14一体形成。

通过下文详细说明书和权利要求书，将明白本发明的进一步目标 和特征。