用于监视和控制破碎机的系统及方法、破碎机以及调整破碎机的方法

摘要

一种用于监视回转式或圆锥式破碎机(200)的方法和系统，包括适合测量破碎机的负载的测量设备(215)；放置在破碎机的主轴上的第一元件(212)和适合检测第一元件的第一检测器(213)，第一检测器提供开始测量旋转的触发；以及放置在破碎机的驱动轴上的至少一个第二元件(208、209、210)和适合检测第二元件的第二检测器(211)，第二检测器提供与破碎机的内刀片(201)的一定旋转位置对应的触发。该系统包括向屏幕的输出，用于呈现与破碎机的内刀片的旋转位置对应的负载或负载的平均值。监视系统的检测可用于控制和监视破碎事件，例如通过改变破碎机(200)的进料口的面积或位置。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于监视和控制破碎机的设备和方法、破碎机以及用于 调整破碎机的方法。尽管非排外地，本发明具体涉及保护回转式或圆锥式破 碎机免于不可破碎材料的损坏。

背景技术

岩石是从大地获得并通过爆炸或挖掘来破碎。岩石可为天然岩石及碎石 或建筑废料。移动破碎机和固定式破碎应用装置被用于破碎。挖掘机或轮式 装载机将待破碎的材料载入破碎机的进料斗，待破碎的材料从进料斗可落入 破碎机中，或进料器使岩石材料向破碎机移动。

在回转式和圆锥式破碎机中，通过使内刀片(破碎锥)相对外刀片移动 来破碎矿物材料。内刀片和外刀片之间限定破碎室。为了不同类型的生产需 求，回转式和圆锥式破碎机通常通过改变破碎室的轮廓、破碎锥的偏心运动 量、或破碎锥的冲程、转速以及破碎机的设置来进行调整。

回转式和圆锥式破碎机的破碎能力的目标是使使用完全经济，使得破碎 机在高破碎功率的情况下连续地加载，且同时将使用的破碎功率导向用于生 产计划的产品分配。破碎事件中的中断(由过载等引起)会降低效率。

不可破碎材料或非常坚硬的材料终止于破碎室是不利的。在这样的情况 下，破碎室中会出现过载情况，且破碎刀片会被损坏。为了解决该问题，必 须打开破碎机的设置，且可移动的破碎刀片不得不从固定的破碎刀片上移开 更远。混凝土加强筋是一个不利材料的示例，当破碎前的材料分离进行的不 完全时，混凝土加强筋会终止在破碎室。材料分布不均且包含大块也是不利 的。此外，破碎室中的材料的量和位置也影响破碎机的功率输入。

WO2009008796A1示出了一种指示回转式破碎机中的负载的测量设备。

本发明的目的是提供一种在破碎期间指示回转式或圆锥式破碎机的负载 的替代方式。本发明的目的是提供一种指示破碎室中的负载情况的简单方式。 本发明的目的是改进破碎事件中的调整机会。本发明的目的是改进破碎机的 使用性和效率。

发明内容

根据本发明的第一方案，提供一种监视回转式或圆锥式破碎机的方法， 包括；

使破碎机的主轴和设置在主轴上的内刀片旋转，以产生多个重复的测量 旋转；

通过来自破碎机的主轴的触发来确定测量旋转的起点；

通过来自破碎机的驱动轴的触发来确定破碎机的内刀片的至少一个旋 转位置；以及

在来自驱动轴的每次触发的时刻测量破碎机的负载。

优选地，破碎机的负载通过压力测量确定。

优选地，破碎机的负载通过功率测量确定。

优选地，与破碎机的内刀片的每个确定的旋转位置对应的破碎机的负载 的平均值由一段时间的若干测量旋转确定。

优选地，由破碎机的主轴的触发通过磁性检测器或开关实施。由破碎机 的主轴的触发可由检测器或开关实施，该检测器或开关可为感应式、电容式、 光学式、基于超声波或基于电磁辐射。

优选地，由破碎机的驱动轴的触发通过磁性检测器或开关实施。由破碎 机的驱动轴的触发可由检测器或开关实施，该检测器或开关可为感应式、电 容式、光学式、基于超声波或基于电磁辐射。

优选地，与内刀片的每个旋转位置对应的破碎机的负载呈现在屏幕，以 供操作员观察。

根据本发明的第二方案，提供一种用于监视破碎机的系统，包括；

适合测量破碎机的负载的测量设备；

放置在破碎机的主轴上的元件和适合检测元件的检测器，该检测器构造 为提供开始测量旋转的触发；以及

放置在破碎机的驱动轴上的至少一个元件和适合检测元件的检测器，该 检测器构造为提供与破碎机的内刀片的一定旋转位置对应的触发。

优选地，该系统包括向屏幕的输出，用于呈现：

与破碎机的内刀片的每个旋转位置对应的触发时刻测量的负载；或者

从一段时间的若干测量旋转计算的与破碎机的内刀片的所述旋转位置 对应的负载的平均值；以及

所述旋转位置。

优选地，该系统包括屏幕，屏幕上呈现：

从一段时间的若干测量旋转计算的与破碎机的内刀片的旋转位置对应 的负载的平均值；以及

旋转位置。

优选地，破碎机的内刀片的所述旋转位置及所述旋转位置对应的负载或 负载的平均值呈现在极坐标系统上。

优选地，破碎机的内刀片的旋转位置呈现为旋转角度。

优选地，适合测量负载的测量设备是进行压力测量。

优选地，适合测量负载的测量设备是进行功率测量。

优选地，适合检测放置在主轴上的元件的检测器是磁性检测器。该检测 器可为感应式、电容式、光学式、基于超声波或基于电磁辐射。

优选地，适合检测放置在驱动轴上的元件的检测器是磁性检测器。该检 测器可为感应式、电容式、光学式、基于超声波或基于电磁辐射。

根据本发明的第三方案，提供一种用于监视回转式或圆锥式破碎机的方 法，该回转式或圆锥式破碎机包括破碎室、破碎室的进料口、以及调整设备， 其中，调整设备包括一个或多个能移动的调整部件，所述调整部件被设置成 与进料口连接，且在该方法中，待破碎的以及通过进料口向破碎室流动的材 料的流动面积在破碎期间通过移动调整部件进行调整，使得流动面积响应于 通过根据本发明的一方案的方法或系统检测的平均负载的增大而减少，以及 流动面积响应于根据本发明的一方案的方法或系统检测的平均负载的减少而 增大。

优选地，按照该方法在破碎期间调整材料的供给，使得在对应于低负载 且由根据本发明的一方案的方法或系统检测的内刀片的旋转位置处的材料的 量增大。

根据本发明的第四方案，提供一种用于监视和控制回转式或圆锥式破碎 机的系统，该回转式或圆锥式破碎机包括破碎室、破碎室的进料口、根据本 发明的一方案的负载监视系统以及调整设备，其中，调整设备包括一个或多 个能移动的调整部件，调整部件被设置成与进料口连接，且调整设备构造为， 在破碎期间通过移动调整部件来调整待破碎的以及通过进料口向破碎室流动 的材料的流动面积，使得流动面积响应于监视系统检测的平均负载的增大而 减小，以及流动面积响应于监视系统检测的平均负载的减小而增大。

优选地，调整设备构造为，在破碎期间调整材料的供给，使得在对应于 低负载且由根据本发明的一方案的方法或系统检测的内刀片的旋转位置处的 材料的量增大。

根据本发明的第五方案，提供一种适合破碎矿物材料的挤压式破碎机， 例如包括破碎室和破碎室的进料口的回转式或圆锥式破碎机，该破碎机还包 括根据本发明的一方案的用于监视破碎机的系统，以及根据本发明的一方案 的包括一个或多个能移动的调整部件的调整设备，调整部件被设置成与进料 口连接，一个或多个能移动的调整部件在破碎期间移动，以调整待破碎的以 及通过进料口向破碎室流动的材料的流动面积，且一个或多个调整部件被构 造为移动成使得流动面积响应于系统检测的负载的增大而减小，以及流动面 积响应于系统检测的负载的减小而增大。

优选地，调整设备构造为在破碎期间调整材料的供给，使得在对应于低 负载且根据本发明的一方案的方法或系统检测的内刀片的旋转位置处的材料 的量增大。

优选地，破碎机包括破碎机驱动器和反馈控制系统，反馈控制系统包括 监视系统和基于监视系统的检测来调整该调整部件的调整部件的移动装置。

优选地，破碎机是回转式或圆锥式破碎机。

根据本发明的第六方案，提供一种破碎站，包括根据本发明的实施例的 破碎机。

根据本发明的第七方案，提供一种用于调整适合破碎矿物材料的挤压式 破碎机(例如回转式或圆锥式破碎机)或破碎站的方法，该回转式或圆锥式 破碎机或破碎站包括破碎室、破碎室的进料口、以及包括一个或多个能移动 的调整部件的调整设备，调整部件与进料口连接设置，且该回转式或圆锥式 破碎机或破碎站包括根据本发明的一方案的用于监视破碎机的系统，以及在 该方法中，待破碎的以及通过进料口向破碎室流动的材料的流动面积通过移 动调整部件进行调整，使得流动面积响应于监视系统检测的平均负载的增大 而减小，流动面积响应于监视系统检测的平均负载的减小而增大。

优选地，回转式或圆锥式破碎机包括破碎机驱动器和反馈控制系统，反 馈控制系统包括根据本发明的一方案的监视系统以及调整部件的移动装置， 使得在该方法中，回转式或圆锥式破碎机的负载由根据本发明的一方案的监 视系统来监视，以及调整部件基于检测的负载进行移动。

优选地，在破碎期间调整材料的供给，使得在对应于低负载且根据本发 明的一方案的方法或系统检测的内刀片的旋转位置处的材料的量增大。

本发明的不同实施例将仅关联或已经关联与本发明的一些方案说明。本 领域技术人员应认识到，本发明的方案的任何实施例可单独或与其他实施例 组合应用于本发明的相同方案及其它方案。

附图说明

以下将参照附图经由示例描述本发明，在附图中；

图1示出了包括破碎机的破碎站，破碎机具有在破碎中可调整的破碎 室；

图2示出了根据本发明的优选实施例的监视系统或方法进行的检测的 表示；

图3示出了根据本发明的优选实施例的破碎机和该破碎机包括的监视 系统的侧视图；

图4示出了图3的破碎机的驱动轴和附接到驱动轴的监视系统的多个部 件；

图5示出了根据优选实施例的方法的流程图；和

图6示出了根据本发明的优选实施例的监视系统或方法进行的检测的 展示。

具体实施方式

在下文的描述中，相同的附图标记表示相同的元件。应认识到，所示 的附图并非是完全依比例的，且这些附图这要用于示出本发明的多个实施 例的目的。

图1示出了履带式移动破碎站100，包括本体101、履带基部102、进 料器103以及例如为圆锥式或回转式破碎机的破碎机200。破碎站100还包 括用于驱动破碎机200的电机单元104以及用于将破碎后的材料例如输送到 一堆的输送机105。破碎机可例如被用作中间破碎机或后破碎机。具体 地，破碎机可用于精细破碎。移动破碎站也可被例如轮子、转轮(runner) 或支腿的其它装置移动。破碎站也可为固定式的。

优选地，破碎站包括在破碎机200(图中未示出)的破碎室的进料口上 方的进料斗。随着破碎过程的运行，待破碎的材料被供给(例如由装载机) 到进料器103，再从进料器被进一步供给到破碎机200。进料器103也可以 是所谓的筛选机(scalper)，或者输送机可与进料器(图中未示出)连接。 来自进料器/输送机的待破碎的材料被进料斗引导至破碎室的进料口。待破 碎的材料也可例如由装载机直接供给到进料斗。

破碎站100还包括监视系统214。

优选地，破碎站还包括破碎机(图中未示出)的进料口的调整设备。该 调整设备位于进料口的上方，从而使待破碎的材料向下方的破碎室225的 流动可调。调整设备包括可调进料口，这通过设置与进料口连接的可动调 整部件来实施。流动开口可以增大或减小，或其中心点可以移动。调整设 备可由操作员手动操作，或者可以连接到自动调整系统。调整设备可连接 到监视系统214，经此能够基于监视系统214检测到的负载来调整破碎机。 例如，当监视系统检测到的负载增大时，进料口的流动面积减小，而当监 视系统214检测到的负载减小时，进料口的流动面积增大。在破碎期间也 能改变进料口的位置，使得进料口沿对应于监视系统检测到的低负载的主 轴203的旋转位置相对应的方向移动。根据一实施例，将材料供给到破碎 机(图中未示出)的输送机可移动，使得从输送机落入破碎机的材料沿对应 于监视系统检测到的低负载的主轴203的旋转位置相对应的方向被引导至 破碎室225中。可选地，将材料供给到对应于监视系统检测到的低负载的 主轴203的旋转位置相对应的方向可通过另一种已知方法设置，通过该方 法增大供给到破碎室225中的材料，使得在检测到的内刀片的对应低负载 的旋转位置的材料的量增大。

图3示出了破碎机200的部分侧截面视图。破碎机的破碎室位于固定的 外耐磨件(即外刀片)202与旋转的内耐磨件(即内刀片)201之间。主轴 203转动内刀片201，而驱动轴206经由齿轮204、205转动主轴203。主轴 203的旋转位置对应于内刀片201的旋转位置。驱动轴206由电机单元104 中的电机例如通过经由带轮207的带传输而转动。

测量设备位于主轴上，且由固定放置在该轴上的第一元件212和第一 检测器213组成。第一检测器213连接到监视系统214。测量设备位于驱动 轴上，且由固定放置在该轴上的至少一个第二元件208、209、210和第二 检测器211组成。第二检测器211连接到监视系统。

第一检测器213和第二检测器211可相同或可不同。这些检测器可为检 测由合适材料制成且放置在轴上的元件208、209、210、212的附近的感应 开关。

检测器211、213可为检测由合适材料制成且放置在轴上的元件208、 209、210、212的附近的电容开关。

检测器211、213可为检测由合适材料制成且放置在轴上的元件208、 209、210、212的附近的光学开关。

检测器211、213可为检测例如放置在轴上的元件208、209、210、212 的附近且反射超声波的基于超声波的开关。

检测器211、213可为检测例如放置在轴上的元件208、209、210、212 的附近且反射电磁辐射的基于电磁辐射的开关。

破碎机的负载由测量设备215来测量，测量设备215测量破碎机的功 率、或破碎室225的压力、或对二者均进行测量。测量负载的测量设备由 常规方法实施。例如，破碎室225的压力可由从下方加载主轴203的液压流 体测量。破碎机的功率的测量可例如通过优选电机单元104所包括的电动 机的电流设置。测量设备215连接到监视系统214。

图4示出了驱动轴206的部分截面图。由检测器211来检测的元件 208、209、210位于驱动轴上。应注意，出现在图中的三个元件208、 209、210是为了说明，元件的数量并不限制于三个。当驱动轴206旋转 时，每个元件208、209、210依次到达检测器211的位置。当元件208、 209、210在检测器的位置时，检测器向监视系统214发出脉冲。

这里，脉冲指的是从检测器或相应的测量设备或开关发送到监视系统 214等的任何公用信号。当元件208、209、210不在检测器211的位置时， 检测器211可向监视系统214发送例如-5V的电压，而当元件208、209、 210在检测器的位置时，可发送例如+5V的电压。该信号可为常规标准信息 等，实现监视系统的简单设计及与常规自动系统等的兼容性。

元件208、209、210可固定位于驱动轴上的预定位置。本文中“固 定”指的是元件208、209、210的位置可根据需要进行改变，但在设备运 行中该位置不会改变。元件208、209、210的固定安装使得这些元件的预 定位置，即驱动轴的旋转位置对应于这些元件的位置，能够事先储存在监 视系统214中，因而在设备的运行中不需要为了确定旋转位置而进行单独 计算。位于主轴203上的多个元件212以相应的方式固定定位。

破碎机的主轴203和驱动轴206的传输被实施为，例如使得驱动轴206 大致旋转四次方对应于主轴203的一个完整旋转。因此，在一个测量旋转 中，即主轴203的一个完整旋转中，位于驱动轴上的每个元件208、209、 210基本上被检测器211检测4次。在驱动轴上设有三个元件208、209、 210的情况下的示例中，在测量旋转中，自检测器211接收到与内刀片的旋 转位置对应的12次触发，即可沿12个方向确定破碎机200的负载。主轴 203和驱动轴的传输并非整体地精确，使得在多个连续测量旋转期间的多 次触发并非精确地对应于内刀片的相同的旋转位置。

图5用监视方法的流程图示出了破碎机的监视系统214的作用。在系统 开始时，表示破碎机的驱动轴206的旋转位置的指针N被设定为0(步骤 301)，此后系统等待破碎机的主轴203的旋转位置随主轴的旋转而改变， 使得元件212到达检测器213的位置，此时检测器213向监视系统发出主轴 的脉冲MS(步骤302)。当主轴的脉冲MS被读取后，监视系统等待第一 元件208、209、201随驱动轴206的旋转到达检测器211的位置，此时检测 器211向监视系统发出驱动轴的脉冲DS_N(步骤303)。接下来，监视系统 214从测量负载的测量设备215读取驱动轴206的预定旋转位置，以及与旋 转位置对应的脉冲DS_N所对应的负载F(步骤304)。如果在该阶段不能从 主轴203的检测器213读取脉冲MS，这意味着主轴203在前一个脉冲MS 之后还未旋转完一个完整旋转，主轴203的旋转位置和破碎机对应的负载 会在屏幕上呈现给操作员(步骤306)，且表示主轴203的旋转位置的指针 N加1(步骤307)。如果主轴203和驱动轴206的传输并非整体地精确， 主轴在连续的测量旋转期间的脉冲DS_N就不会精确地对应于主轴203或内 刀片的相同旋转位置。在这样的情况下，一定扇区对应表示主轴的旋转位 置的每个指针N，不管测量旋转如何，表示内刀片的旋转位置的主轴的脉冲 DS_N落在该扇区上。扇区的以度数计的宽度是用测量旋转期间的触发量分 隔360°而得到的。

呈现主轴203的旋转位置及破碎机的对应负载的屏幕可定位为监视系 统214的一部分，或者定位为整个破碎机或破碎站等的自动化系统的一部 分。监视系统214可包括向屏幕的输出，用于呈现检测结果。

由于表示主轴203的旋转位置的指针加1，重复该方法的步骤303、 304、305、306和307，直到在步骤305中可读取主轴的脉冲MS，此时表 示驱动轴203的旋转位置的指针N被设定为0(步骤308)，此后再次重复 该方法的步骤303、304、305、306和307。

在该监视方法中，因为由检测器211、213检测的破碎机的主轴203和 驱动轴206的元件208、209、210、212被固定安装到预定位置，所以不必 测量破碎机的轴的时间或转速。在该监视方法中，破碎机的负载是由破碎 机的内刀片201的旋转位置确定。旋转位置或某些旋转位置是由固定安装 在主轴203和驱动轴206上的元件208、209、210，212和用于检测这些元 件的检测器211、213发出的脉冲得出的。该监视方法不需要复杂的计算或 特定的计算设置，例如需要通过测量时间和转速来确定旋转位置。

图2和图6示出了破碎机的监视系统的屏幕，监视系统检测到的且对应 主轴203的每个旋转位置的负载在该屏幕上呈现给操作员，这些旋转位置 是用按照上文描述的方式从主轴的检测器211、213接收的脉冲确定的。

主轴203的旋转位置112、114及与这些旋转位置对应的破碎机的负载 113，115以极坐标系的形式呈现在图2的屏幕上。与每个旋转位置的对应 的负载113、115呈现为从极坐标系的中心开始的向量，向量的长度示出了 负载的水平。该负载也可按照另一种方式呈现在相应的坐标系中，例如为 一个点或彼此圆形连接的多个点。

在每个旋转位置，所呈现的负载可为最新的瞬时值，或检测到的讨论 的旋转位置的多个负载的平均值，这些负载是从主轴203的若干旋转中测 量的。在屏幕上还可呈现，例如负载的最高水平和最低水平，或例如同时 呈现平均值和瞬时值，或者同时呈现所有之前提到的。

破碎机的最大负载极限110和表示破碎机的期望负载等的极限111也呈 现在屏幕上。

在图2的屏幕的情况中，旋转位置114处检测到的负载115明显高于在 其它旋转位置检测到的负载。这可能是指例如破碎机的供给不均匀，或者 在旋转位置114在破碎室225中有不可破碎的或非常坚硬的材料，该材料会 导致破碎机的刀片201、202的损坏。在图2的屏幕的情况中，材料供给到 破碎机中可通过调整系统来调整，使得旋转位置处的负载115减小。当负 载115稳定后，破碎机的进料口的流动面积可用调整系统增大，使得在所 有旋转位置检测到的负载将升高更接近最大负载的极限110。

检测到的较高负载可能是由终止于破碎室的不可破碎材料导致。在若 干测量旋转期间与内刀片的旋转位置对应的一定扇区上检测到的较高负 载，能够在负载峰值超过安全极限引起问题之前就对不可破碎材料终止于 破碎室中做出反应。优选地，该反应可从第一负载峰值就已经开始，第一负 载峰值能够由功率和压力二者测出。

图5示出了监视系统214的屏幕，从而呈现了对应于主轴203的每个旋 转位置312、314、316、318、320、322、324、326、328、330、332、335 的负载313、315、317、319、321、323、325、327、329、331、333、 334。图5中的破碎机的负载情况对应于前面的图2示出的情况。破碎机的 最大负载极限310和表示破碎机的期望负载等的极限311也呈现在屏幕上。

在主轴203的多个旋转位置，由监视系统214监视破碎机的负载。来自 监视系统214的关于破碎机的负载的信息用于调整破碎事件。该调整可由 操作员的动作进行，或者可由合适的调整方案自动进行。对破碎事件调整 的对象包括，在主轴203的所有旋转位置处的均匀加载，足够高的负载以确 保有效的破碎事件并在破碎机损坏之前检测不可破碎或非常坚硬的材料。

以上的描述提供了本发明的多个实施例的非限制性示例。本领域技术 人员应明确，本发明不限于所表现的细节，而是本发明可由其它等效方式实 施。以上公开的多个实施例中的一些特征可脱离其它特征而有益地使用。

同样，应认为以上的描述仅为说明本发明的原理而非对其限制。因 此，本发明的范围仅受到所附权利要求书的限制。