CN101678360A - 破碎设备和用于控制该破碎设备的方法 - Google Patents

Abstract

描述了一种破碎设备和一种用于控制该破碎设备的方法。所述破碎设备包括破碎机(1)和进给布置(3)，并且该破碎设备由柴油发动机(13)驱动。例如通过J1939接口，获取涉及柴油发动机的负载。如果获取值超过预定的阈值，则改变进给布置(3)的控制回路。由此，能够避免柴油发动机(13)熄火，从而可以确保破碎设备的连续运行。

Description

破碎设备和用于控制该破碎设备的方法

技术领域

本发明涉及一种破碎设备，该破碎设备包括破碎机、驱动破碎机的驱动单元以及向破碎机进给原料的进给布置，该进给布置包括用于调节与破碎机有关的原料水平面的装置。

背景技术

上述类型的破碎设备是众所周知的且用于例如将爆破岩石加工成碎石。期望提供一种移动的破碎设备，该破碎设备能容易移动，使得其可在不同的场所运行，例如在道路施工现场运行。破碎设备的移动运行的一个问题是：随着时间的过去，原料通常被不均匀地供给到破碎机，这可能会引起破碎机运行的中断。

发明内容

本发明的目的是提供一种适合于移动运行的破碎设备。

该目的通过权利要求1中限定的破碎设备或权利要求10中限定的用于控制破碎设备的方法来实现。

更准确地说，开始提到的破碎设备种类于是包括作为柴油发动机的驱动单元、用于获取与柴油发动机的负载相关的参数值的装置、用于比较获取值与阈值的装置以及用于在获取值超过阈值时降低进给布置速度的装置。

通过使用柴油发动机，破碎设备可独立于电网连接而被驱动。同时，可以很大程度上避免柴油发动机由于过载而熄火，从而意外地停止破碎机。

破碎设备还可包括用于在获取值超过阈值时临时停止进给布置的装置。这更进一步降低使柴油发动机熄火的危险。

另外，破碎设备还可包括用于在获取值超过阈值时产生警报的装置。这将破碎设备接近其最大值运行的情况告知破碎设备的用户，使得用户可以减小向进给布置提供新原料。

可通过减小来自控制进给布置的调节器的最大输出来降低进给布置的速度。

可替代地或另外，可通过减小控制进给布置的调节器的比例常数来降低进给布置的速度。

可经由J1939接口获取负载参数值。

可替代地，可在柴油发动机与破碎机之间的轴上布置液压联接器，破碎设备包括用于获取涉及液压联接器的输入轴和输出轴的第一速度值和第二速度值的装置，并且包括用于基于第一速度值和第二速度值的差值而提供负载值的装置。

破碎机可以是回转式破碎机，其包括料斗，该料斗关于破碎机安装，用于向破碎机提供原料，原料水平面为料斗的水平面，且进给布置为输送带。

可选择地，破碎机可为颚式破碎机，其包括振动料斗，该振动料斗关于破碎机安装，用于向破碎机提供原料，原料水平面为破碎机的颚之间的水平面，且进给布置包括连接到振动料斗的马达，以用于提供振动运动。

用于控制开始提到种类的破碎设备的方法包括：获取与驱动单元的负载有关的参数值，其中驱动单元为柴油发动机；比较获取值与阈值；并且如果获取值超过阈值，则降低进给布置速度。

从描述和权利要求可以清楚本发明的其它目的和特征。

附图说明

图1示意性示出具有进给布置的破碎设备。

图2示出图1的破碎设备的控制模块。

图3-5示出旋转速度控制方案的不同误差水平面。

图6示出用于控制破碎设备的方法。

图7示意性示出在颚式破碎机情况下的破碎设备。

具体实施方式

图1示意性示出具有破碎机1和进给布置3的破碎设备。在所示情形中，破碎机1为回转式破碎机，其具有带内壳体的锥形破碎头5和外壳体7，破碎机1以截面示出。内壳体与外壳体之间形成有环形破碎室9。破碎头5连接到轴11，轴11在驱动单元13的作用下回转并使破碎头5执行组合的旋转和摆动运动，该运动使原料、一般为爆破岩石在破碎室9内被破碎。

但是，本公开内容还同等地涉及其它类型的破碎设备，一般为颚式破碎机，如将结合图7讨论地那样。

以截面示出的料斗15设置在破碎机1顶部，以将原料进给到破碎机。进给布置3适于将原料进给到料斗15内并且其包括输送带17，进给布置3一般由液压马达19驱动，但是例如在本文中还可设想到电动马达。

为了获得有效的破碎功能，期望精确地调节料斗15和破碎室中原料的水平面。这可通过连续或重复地测量料斗15中的原料水平面并因此使用控制单元20调节输送带17的速度来进行。例如，可通过一个或多个超声波传感器来进行测量，这本身是已知的。在所示情形中，使用了两个传感器21、23来测量料斗15的两个位置的原料。这样做时要考虑以下事实，即：料斗15中的原料水平面不会总是均匀的。因此，两个或多个水平面传感器信号的平均值将提供总体原料水平面的更准确的测量值。

图2更详细示出图1的破碎设备的控制单元20。将第一水平面传感器信号25和第二水平面传感器信号27提供给控制单元20，且平均功能模块29计算它们的平均值，该平均值将是料斗15中实际原料水平面的估计值L_act。使用加法器31比较估计值与期望的原料水平面值L_req，L_req可由用户设定。如本身已知那样，L_req可以选择成提供具有关于所产生的碎石的尺寸分布、形状等的可接受质量的有效破碎。加法器31的输出为与L_req-L_act相对应的水平面误差信号。该误差信号被进给到调节器33，在所示情形中，调节器为P调节器(比例调节器)，即产生输出信号P_out，至少在某些范围内，P_out与输入误差信号成比例。然而，其它类型的调节器也是可能的，例如另外地具有积分和/或微分分量的调节器(即PD、PI或PID调节器)，或者例如模糊逻辑调节器。

转向图1，例如通过控制使输送带17运转的液压马达19的阀，调节器33的输出信号控制进给布置3的速度。至今描述的控制布置能够调节料斗15的原料水平面，使之接近期望水平面。但是，此处描述的控制布置具有提高破碎设备的整体效率的附加功能。

破碎设备的驱动单元13包括柴油发动机，该柴油发动机经由联接器单元(未示出)驱动破碎机轴11。使用柴油发动机使得破碎设备适于移动地构造，这是因为不需要连接到电网。因而，破碎机能容易地从一个位置移动到另一位置，并且因此可例如结合道路施工使用，以将爆破岩石加工成碎石。可通过分离的控制回路34控制柴油发动机，以按预定的期望旋转速度、例如1500rpm运转。

但是，如果运行破碎机所需的动力变得太高的话，则起到驱动单元13作用的柴油发动机可能熄火。这在即使将原料水平面调节到最佳值时也可能发生，因为料斗15中原料的密度可能比期望的要高，这是因为原料可能比期望的要硬，或者原料可能受到例如废旧物品等的污染。

因此，例如，通过感测线路14(图2)从柴油发动机获取负载参数值P_eng。该值与发动机的负载有关，并且可以使用J1939接口获取，J1939接口本身是众所周知的。一般，获取的参数可来源于涡轮增压压力，并且表示出最大负载的百分比0％-100％。

生成负载值的可替代方式是测量液压联接器18的输入轴和输出轴的旋转速度。输入轴的旋转速度可从J1939接口获取，或者可以例如通过感应传感器测量。输出轴的旋转速度可例如通过感应传感器测量。负载值可以基于第一速度值和第二速度值之间的差值、例如通过查询表来提供，并且可以经由感测线路16提供。

负载参数值被进给到控制单元20。如果负载参数值表示发动机接近熄火，则负载参数值可以影响进给布置的控制回路，使得材料向料斗的进给减慢。控制单元20具有比较器22，该比较器22比较获取的负载参数值与预定的阈值，例如最大负载的80％。如果负载参数值超过该阈值，则表示可能的过载条件。因此，比较器22调节调节器33的参数，这将进一步讨论。而且，调节器可以指示临时停止进给布置，例如几秒钟。

另外，如果超出阈值，控制单元20可通过声学装置和/或光学装置，一般为扬声器35和/或闪光灯37(参见图1)提供警报。可替代地，可以在超出过载阈值之前通过比较获取参数与较低的警报阈值(例如最大负载的70％)提供警报。

图3-5示出不同的误差水平面(输入)与旋转速度(输出)的控制方案。图3示出第一种情形，其中，如果表示出可能的过载条件，则调节最大输出水平面。因此，图线39示出没有发生这种条件时的P调节器的特性。输出信号在一定范围内与输入误差信号成比例。对于更高的误差信号，向输送带马达提供最大输出水平面。一旦发生过载条件，就降低最大水平面，如图线41示出那样，例如这可能对应于100rpm的较低的最大速度水平面。另一过载条件可能使调节器使用更低的最大值，如图线43表示的那样。

图4示出第一可替代方案。在此情形，P调节器的比例常数通过过载条件的发生而改变，使得具体的误差信号的增加导致相对较低的输出信号的增加，如图线39’表示的那样(没有过载条件)、41’(过载条件发生一次)和43’(过载条件发生两次)。最大输出不改变。

图5示出先前描述的两种方案的组合，即：其中最大输出和比例常数都通过过载条件减小，如图线39”、41”和43”所示的那样。

图6示出用于控制破碎设备的方法。从开始的启动状态45，破碎设备进入运行状态47，在运行状态47，原料被加工成碎石。当在运行状态时，从柴油发动机或者从速度监控获取负载参数值49，且比较负载参数值与阈值51。如果超过阈值，表示可能的过载条件，可选地例如通过提到的使灯闪光产生警报53，并且可选地在预定时间段期间停止进给布置55。然后改变进给布置的控制回路中的控制参数57，以提供较慢的进给，从而可避免柴油发动机熄火。随后，破碎设备在运行模式下继续且在预定时间内重复测量程序。因而，速度可进一步得到降低。如果比较51给出这样的结果，即负载参数值比阈值低，则简单地继续破碎设备的运行。如果参数已经改变并且在预定时间内没有新的过载条件出现，则参数可恢复到其先前的值。

图7示意性示出颚式破碎机情况下的破碎设备。控制方法也可用于这种设备，并且可使用任何的控制方案。颚式破碎机包括固定的破碎颚59和摆动的破碎颚61。由于飞轮63旋转，摆动的破碎颚61抵靠着固定的破碎颚59往复运动，以便破碎颚之间的原料。进给布置包括振动供给器/料斗65，振动供给器/料斗65通过振动马达67振动，以便使振动进给器激励，将原料进给到破碎机。在此情形中，如果驱动破碎机的驱动单元的负载变得过高，则振动马达67的速度降低。所测量的原料水平面可为破碎机颚之间的原料水平面。

总之，描述了一种破碎设备和一种用于控制该破碎设备的方法。破碎设备包括破碎机和进给布置，并且由柴油发动机驱动。例如通过J1939接口获取涉及柴油发动机的负载值。如果获取值超出预定阈值，则改变进给布置的控制回路。由此，可以避免柴油发动机熄火，从而可以确保破碎设备的连续运行。

本发明不限于所描述的实施例，并且可以在所附权利要求书的范围内改变。

瑞典专利申请No.0701459-0中的公开内容在此通过引用并入，本申请要求该瑞典专利申请的优先权。

Claims (12)

1.一种破碎设备，包括：

破碎机(1)；

驱动单元(13)，所述驱动单元驱动所述破碎机；以及

进给布置(3；65、67)，所述进给布置将原料进给到所述破碎机，所述进给布置包括用于调节与所述破碎机(1)有关的原料水平面的装置(20)，其特征在于，

所述驱动单元(13)为柴油发动机，并且所述破碎设备还包括：

用于获取与所述柴油发动机的负载相关的参数值的装置(14)，

用于比较获取值与阈值的装置(22)，以及

用于在获取值超过阈值时降低所述进给布置速度的装置(33)。

2.根据权利要求1所述的破碎设备，还包括用于在获取值超过阈值时临时停止所述进给布置(3)的装置(33)。

3.根据权利要求1或2所述的破碎设备，还包括用于在获取值超过阈值时产生警报的装置(35；37)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的破碎设备，其中通过降低来自控制所述进给布置的调节器的最大输出来降低所述进给布置速度。

5.根据前述权利要求中任一项所述的破碎设备，其中通过降低控制所述进给布置的调节器(33)的比例常数来降低所述进给布置速度。

6.根据前述权利要求中任一项所述的破碎设备，其中所述负载参数值经由J1939接口获取。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的破碎设备，其中在所述柴油发动机与所述破碎机之间的轴上布置有液压联接器，所述破碎设备包括用于获取涉及所述液压联接器的输入轴和输出轴的第一速度值和第二速度值的装置，并且包括用于基于第一速度值与第二速度值之间的差值来提供负载值的装置。

8.根据前述权利要求中任一项所述的破碎设备，其中所述破碎机为回转式破碎机，包括料斗(15)，所述料斗(15)关于所述破碎机安装，用于向所述破碎机提供原料，所述原料水平面为所述料斗中的水平面，并且所述进给布置为输送带(17)。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的破碎设备，其中所述破碎机为颚式破碎机(59、61、63)，包括振动料斗(65)，所述振动料斗(65)关于所述破碎机安装，用于向所述破碎机提供原料，所述原料水平面为所述破碎机的颚(59、61)之间的水平面，并且所述进给布置包括连接到所述振动料斗(65)的马达(67)，以用于提供振动运动。

10.一种用于控制破碎设备的方法，所述破碎设备包括破碎机(1)、驱动所述破碎机的驱动单元(13)和向所述破碎机进给原料的进给布置(3)，所述进给布置包括用于调节与所述破碎机有关的原料水平面的装置(20)，所述方法的特征在于，

获取与所述驱动单元的负载相关的参数值(49)，其中所述驱动单元为柴油发动机，

比较获取值与阈值(51)，并且

如果获取值超过阈值，则降低所述进给布置的速度(57)。

11.根据权利要求10所述的方法，其中如果获取值超过阈值，则进一步产生警报(53)。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中如果获取值超过阈值，则进一步临时停止所述进给布置(55)。

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