CN117042883A - 破碎设备及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于控制破碎设备(100)的方法(400)，其中，破碎设备(100)包括破碎机(102)、用于将材料供给到破碎机(102)的供给装置(104)、布置在破碎机(102)下游用于分选离开破碎机(102)的尺寸过大的材料的次级设备(106)、以及用于将所述尺寸过大的材料再循环到破碎机(102)的再循环回路(108)。所述方法(400)包括以下步骤：停止(S402)通过所述供给装置(104)将新材料供给到破碎设备(100)；将尺寸过大的材料从次级设备(106)再循环(S404)到破碎机(102)；以及减小(S406)破碎机(102)的破碎机设置。

Description

破碎设备及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种用于破碎材料的破碎设备。本发明还涉及一种用于控制破碎设备的方法。

背景技术

破碎机在本领域中是已知的。它们用于将例如骨料、回收和采矿应用中的岩石和石头的尺寸减小到期望的尺寸。这可以通过在内部破碎壳体与外部破碎壳体之间具有期望的间隙宽度、破碎机的破碎机设置(crusher setting)来执行。通常，破碎机设置大于最大允许的离开材料尺寸。为了减小材料尺寸，材料抵靠材料成形，以便获得更好的形状和磨损部件上的更少磨损。然而，通过使破碎机设置大于最大允许的离开材料尺寸，发生的问题是破碎机中存在由于其材料尺寸而不能离开破碎过程的材料。因此，破碎机中的供给材料的量和离开材料的量可能彼此不相关，进入破碎机的材料可能多于离开破碎机的材料。出现的另一个问题是，由于材料没有离开破碎机，在破碎过程中可能出现无限的再循环回路。

为了解决该问题，现有技术的解决方案建议通过调节驱动轴的速度和/或间隙宽度来保持供给斗中的均匀水平。其他现有技术的解决方案建议当检测到破碎室中的供给材料减少时调节破碎机的间隙宽度。现有解决方案的难点是以容易且有效的方式降低料位(material level)。因此，本领域需要一种克服这些问题的简化且有效的方法。

发明内容

目的是单独地或以任何组合缓解、减轻或消除本领域中的上述缺陷和缺点中的一个或多个，并且至少解决上述问题。

根据第一方面，通过一种用于控制破碎设备的方法完全或至少部分地解决了这些和其他问题，其中，破碎设备包括破碎机、用于将材料供给到破碎机的供给装置、布置在破碎机下游用于分选离开破碎机的尺寸过大的材料的次级设备、以及用于将所述尺寸过大的材料再循环到破碎机的再循环回路，该方法包括以下步骤：

停止通过所述供给装置将新材料供给到破碎设备；

将尺寸过大的材料从次级设备再循环到破碎机；以及

减小破碎机的破碎机设置。

破碎机设置的减小可以逐步执行，诸如执行逐步减小。

可以远程控制破碎机的破碎机设置的减小，因此，破碎机设置可以例如通过控制系统自动减小。自动减小破碎机设置可以是有利的，因为它允许以更容易和更有效的方式排空破碎设备。此外，通过停止向破碎设备供给新材料并且同时降低破碎机设置，再循环材料的颗粒尺寸减小，并且因此，破碎机中的料位降低。这提供了当颗粒尺寸已经达到期望的颗粒尺寸时，允许破碎设备中的所有材料离开破碎设备，而无需来自操作者的任何动作。

根据一些实施例，执行将尺寸过大的材料再循环的步骤，直到破碎设备中的材料的参数已经达到预定义值。

根据一些实施例，减小破碎机设置，直到没有材料返回到再循环回路中。

破碎机设置可以逐步减小，直到没有材料返回到再循环回路中。

根据一些实施例，通过使用检测装置来确定材料参数。

检测装置可以被配置为检测输送机的料位、材料重量、材料流量、材料负载和/或破碎机的破碎机负载。

根据一些实施例，执行减小破碎机设置的步骤，直到破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置。

根据一些实施例，第一预定义破碎机设置被设置为最小破碎机设置。

根据一些实施例，其中，减小破碎机设置的步骤包括：

监测破碎设备中的破碎机负载；以及

如果破碎机负载小于预定义的破碎机负载值，则将破碎机设置减小预定义的步长(step)。

根据一些实施例，破碎机负载由破碎机功率消耗和/或负载指示测量值限定。

根据一些实施例，该方法还包括：如果破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数高于预定义材料值，则：

重新校准破碎设备，使得当破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置时，材料参数应该已经达到预定义值。

根据一些实施例，该方法还包括，其中，破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数已经达到预定义值：

将破碎机设置增加到第二预定义破碎机设置。

任选地，当破碎机设置已经达到所述第二预定义破碎机设置时，可以将新材料供给到破碎设备。

根据第二方面，通过一种用于破碎材料的破碎设备完全或至少部分地解决了这些和其他问题。该破碎设备包括：

破碎机；

供给装置，用于将材料供给到破碎机；

次级设备，被布置在破碎机下游，用于分选离开破碎机的尺寸过大的材料；

再循环回路，用于将所述尺寸过大的材料再循环到破碎机；以及

控制系统，用于减小破碎机的破碎机设置。

替代地，控制系统可以被配置为增加破碎机的破碎机设置。替代地，控制系统可以被配置为调节破碎机的破碎机设置。替代地，控制系统可以被配置为控制破碎设备。

根据一些实施例，再循环回路包括用于确定再循环回路中存在的材料的一个或多个参数的检测装置。

根据一些实施例，该破碎设备还包括用于监测破碎设备中的破碎机功率和/或负载的监测装置。这可以指电气或液压负载。此外，在一些实施例中，监测输送机和/或再循环回路的这样的功率和/或负载。

第二方面的效果和特征很大程度上类似于上面结合第一方面描述的效果和特征。关于第一方面提到的实施例在很大程度上与第二方面兼容。

还应注意，除非另有明确说明，否则本发明构思涉及特征的所有可能组合。

根据下面给出的详细描述，本发明的进一步适用范围将变得显而易见。然而，应当理解，详细描述和具体示例虽然指示了本发明的优选实施例，但仅以说明的方式给出，因为根据该详细描述，本发明范围内的各种改变和修改对于本领域技术人员而言将变得显而易见。

因此，应当理解，本发明不限于所描述的装置的特定组成部件或所描述的方法的步骤，因为这样的装置和方法可以变化。还应理解，本文使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不旨在是限制性的。必须注意，如说明书和所附权利要求中所使用的，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件，除非上下文另有明确规定。因此，例如，对“单元”或“该单元”的引用可以包括若干装置等。此外，词语“包括”、“包含”、“含有”和类似词语不排除其他元件或步骤。

附图说明

参考附图，通过以下对本发明实施例的说明性和非限制性详细描述，将更好地理解本发明的上述以及附加目的、特征和优点，其中相同的附图标记可以用于类似的元件，并且其中：

图1是破碎设备的立体图。

图2示出了图1的破碎设备的闭环破碎过程。

图3是图1的破碎设备的破碎机的立体图。

图4是根据本公开的用于控制破碎设备的方法的示意性流程图。

具体实施方式

现在将在下文中参考附图更全面地描述本公开，在附图中示出了本公开的当前优选实施例。然而，本公开可以以许多不同的形式实施，并且不应被构思为局限于本文阐述的实施例，而是，提供这些实施例是为了彻底性和完整性，并且向技术人员充分传达本公开的范围。

图1示出了用于处理诸如石头、岩石、矿石等材料的破碎设备100。图1还示出了破碎设备100的破碎过程。破碎设备100沿着纵向方向从破碎设备100的后端101延伸到前端103。如图1所示，破碎设备100是能移动的破碎设备，其包括连续轨道装置118的装置，以便能够在不同的生产现场之间移动。然而，根据本公开的破碎设备100可以是本领域已知的能移动或静止的任何破碎设备。

破碎设备100包括破碎机102和供给装置104。供给装置104用于将材料从外部设备供给到破碎机102。破碎机102用于减小由破碎设备100处理的材料的尺寸。材料的尺寸通过材料的不同部分(诸如不同的岩石或石头)彼此抵靠成形并且同时抵靠破碎机102的磨损部件成形而减小。破碎机102包括破碎机设置，其中，破碎机设置限定破碎机102的破碎室208的内部破碎壳体204与外部破碎壳体206之间的间隙宽度202。间隙宽度202限定了能够同时通过破碎机102处理多少材料。破碎机102在图3中最清楚地示出，并且将相应地更详细地讨论。

破碎设备100还包括用于分选离开破碎机102的尺寸过大的材料的次级设备106。尺寸过大的材料经由再循环回路108再循环到破碎机102，以被进一步破碎成期望的尺寸。因此，没有尺寸过大的材料能够离开破碎设备100。次级设备106可以包括一个筛板。次级设备106可以包括两个或更多个筛板。如图1所示，次级设备106包括三个筛板106a、106b、106c。第一筛板106a用于从尺寸过大的材料中分选非尺寸过大的材料，其中，非尺寸过大的材料从破碎设备100排出。通过具有两个或更多个筛板，除了从尺寸过大的材料中分选非尺寸过大的材料之外，还可以基于非尺寸过大的材料的尺寸将非尺寸过大的材料分选成不同的集合。通过经由再循环回路108再循环尺寸过大的材料，从外部设备接收的新材料和从再循环回路108接收的尺寸过大的材料都被供给到破碎机102。尺寸过大的材料在再循环回路108中再循环，直到材料尺寸小到足以通过次级设备106。

此外，破碎设备100包括多个输送机110、112、114、116，用于将材料输送通过破碎设备100并用于从破碎设备100排出非尺寸过大的材料。

应当理解，在权利要求的范围内存在破碎设备100的许多替代实施例，其包括通过破碎机和/或次级设备和内部输送装置的许多替代处理配置。

破碎设备100还包括用于确定破碎设备100中存在的材料的一个或多个参数的检测装置120。优选地，检测装置120确定存在于再循环回路108中的尺寸过大的材料的一个或多个参数。替代地或组合地，检测装置120可以被配置为确定破碎机102的电和/或液压负载或设置、输送机110、112、114、116的电和/或液压功率或负载、再循环回路108的电和/或液压功率或负载。作为非限制性示例，检测装置120可以包括用于检测材料的一个或多个参数的超声传感器、带秤、机器视觉和/或激光扫描仪中的一个或多个。然而，检测装置120可以包括被配置为确定材料的一个或多个参数的任何装置。作为非限制性示例，可以确定的参数是例如材料流量、料位和/或材料重量。取决于检测装置120的类型和可以确定的参数，检测装置120可以位于破碎设备100中的任何位置。取决于检测装置120的类型和可以确定的参数的类型，检测装置120可以位于破碎设备100附近。

破碎设备100还包括用于监测破碎设备100中的破碎机负载的监测装置122。优选地，监测装置122监测破碎机102中的破碎机负载。优选地，监测装置122监测输送机110、112、114、116的破碎机负载。作为非限制性示例，监测装置122可以例如是压力传感器。取决于监测装置122的类型和可以监测的破碎机负载的类型，监测装置122可以位于破碎设备100中的任何位置。取决于监测装置122的类型和可以确定的破碎机负载的类型，监测装置122可以位于破碎设备100附近。

根据一个非限制性示例，检测装置120和监测装置122可以结合在同一个装置内，诸如一个装置可以被配置为确定材料的参数和/或破碎设备100的破碎机设置和/或破碎机负载。

检测装置120可以连接到用于控制破碎设备100的控制系统124。控制系统124可以适于从检测装置120接收参数。控制系统124可以适于分析来自检测装置120的参数。控制系统124可以被配置为检测材料的参数与材料和/或破碎机102的预定值之间的差异。

监测装置122可以连接到用于控制破碎设备100的控制系统124。控制系统124可以适于从监测装置122接收破碎机负载。控制系统124可以适于分析来自监测装置122的破碎机负载。控制系统124可以被配置为监测破碎机102或破碎设备100的破碎机负载与预定义破碎机负载值之间的差异。

通过将检测装置120和/或监测装置122连接到控制系统124，可以概观(overview)破碎过程和破碎设备100中的材料。通过将检测装置120和/或监测装置122连接到控制系统124，可以远程控制破碎设备100。这将结合图2更详细地讨论。

尽管单独讨论，但是检测装置120和监测装置122的任何组合可以用于确定材料参数和/或破碎机设置和/或监测破碎机负载。

参考图2，示出了破碎设备100的闭环破碎过程。闭环破碎过程由没有新材料被供给到破碎设备100来限定。当图1所示的破碎过程停止时，可以启动闭环破碎过程。应当理解，破碎设备100也可以完全关闭，这意味着破碎过程和闭环破碎过程都停止。

由于没有新材料经由供给装置104供给到破碎设备100，因此只有再循环回路108中的尺寸过大的材料是破碎设备100中存在的材料。通过停止向破碎设备100供给新材料，能够降低破碎设备100中的料位。当破碎设备100应该部分或完全排空时，由此当破碎设备100中的料位应该降低或设置为零时，可以使用闭环破碎过程。出于许多不同的原因，诸如当在维护操作之前应该排空破碎设备100时，而且如果破碎设备100是如图1和图2所示的能移动破碎设备，当破碎设备100需要移动到例如另一个地点或在公共道路上移动时，这可能是期望的。

停止破碎过程并因此开始闭环破碎过程由操作者手动完成，或者由例如控制系统124远程完成。优选地，闭环破碎过程是远程控制的。通过远程控制破碎设备100和闭环破碎过程，将以容易且有效的方式管理破碎设备100的排空，而无需来自操作者的任何动作。

此外，当启动闭环破碎过程时，破碎机102的破碎机设置由控制系统124远程地减小。破碎机设置可以逐步减小。通过逐步减小破碎机设置，破碎机设置逐步接近尺寸过大筛板尺寸。因此，通过停止向破碎设备100供给新材料并且同时逐步降低破碎机设置，破碎设备100中的料位将逐步降低。破碎机设置逐步减小，以避免破碎设备100中的负载峰值。

用于控制破碎设备100的方法包括以下步骤：停止通过供给装置104将新材料供给到破碎设备100，将尺寸过大的材料从次级设备106再循环到破碎机102，以及减小破碎机102的破碎机设置。优选地，该方法例如由控制系统124远程控制。

根据一个示例，通过使用监测装置122监测破碎设备100中的破碎机负载并将破碎机负载传输到控制系统124，可以确定是否应该减小破碎机设置。作为非限制性示例，破碎机设置可以减小预定义的步长。控制系统124被配置为将监测到的破碎机负载与预定义的破碎机负载值进行比较。如果监测到的破碎机负载小于预定义的破碎机负载值，则破碎机设置减小预定义的步长。可以执行该过程直到达到最小允许的破碎机设置，或者直到破碎设备100为空。替代地，执行减小破碎机设置直到达到预定义的时间段。预定义的时间段可以由操作者设置。替代地，预定义的时间段可以基于破碎设备100中的材料的参数和/或基于监测到的破碎机负载。

通过确定破碎机102中的破碎机负载，可以确定破碎机102是否正在将材料加工成较小尺寸或者材料是否通过破碎机102而不减小材料尺寸。如果材料通过破碎机102而不减小材料尺寸并且同时不经由次级设备106排出，则材料尺寸对于破碎机102可能太小，但对于次级设备106可能太大。如果可能是这种情况，则可以减小破碎机设置。破碎机负载由破碎机功率消耗和/或负载指示测量值限定。根据非限制性示例，破碎机102中的破碎机调节压力或活塞压力可以适合用作用于确定是否是时候降低破碎机设置的指示器。替代地，破碎机测量的功率、电动机功率、液压马达压力和/或具有机械破碎机驱动器的柴油发动机负载可以适合用作用于确定是否是时候降低破碎机设置的指示器。因此，当破碎机设置减小时，破碎机负载增加。根据一个示例，当破碎机102中没有破碎机负载时，破碎机102中可能没有留下任何材料。因此，材料已经离开破碎机102并通过次级设备104。

控制系统124配置为基于监测到的破碎机负载来控制破碎机设置的减小。

替代地，执行减小破碎机设置，直到破碎设备中的材料的参数达到预定义值。材料的参数由破碎设备100的检测装置120确定。因此，如果材料的参数被确定为零，则可能没有任何材料留在破碎设备100中。替代地，如果破碎机设置足够小以使得材料通过次级设备106，则可能没有任何材料留在破碎设备100中。替代地，如果检测装置120和/或监测装置122可以确定破碎室208是空的，则可能没有任何材料留在破碎设备100中。

替代地，执行减小破碎机102的破碎机设置，直到破碎机设置已经达到预定义的破碎机设置。预定义的破碎机设置可以由操作者设置。破碎机设置由检测装置120确定并传输到控制系统124。控制系统124被配置为将所确定的破碎机设置与预定义的破碎机设置进行比较。如果所确定的破碎机设置大于预定义的破碎机设置，则可以继续减小破碎机设置。预定义的破碎机设置可以被设置为最小破碎机设置。可以将所确定的破碎机设置与能够通过次级设备106的材料尺寸进行比较。如果破碎机设置小于能够通过次级设备106的材料尺寸，则将表明破碎设备100很快是空的(如果它尚未是空的)。因此，如果破碎机设置小于能够通过次级设备106的材料尺寸，则在破碎机中处理的材料的尺寸可能小于关于次级设备106的允许尺寸。

替代地，可以减小破碎机设置，直到没有材料留在破碎设备100中。检测装置120可以配置为确定破碎设备100中留有多少材料。作为非限制性实例，无论在破碎机102中还是在再循环回路108中没有留下材料，则破碎设备100是空的。

尽管单独讨论，但是可以使用上述的任何组合来确定何时如何停止破碎过程。

闭环破碎过程还包括重新校准破碎设备100。因此，如果破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数高于预定义材料值，则应该重新校准破碎设备100。可以重新校准破碎设备，使得当破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置时，材料参数应该已经达到预定义值。这可以例如由控制系统124远程控制。

闭环破碎方法还包括将破碎机设置增加到第二预定义破碎机设置。其中，破碎机设置已经达到第二预定义破碎机设置，停止闭环破碎过程，并且启动图1中所示的破碎过程。因此，新材料经由供给装置104供给到破碎设备104。优选地，第一预定义破碎机设置小于第二预定义破碎机设置。

优选地，如上所讨论的，基于所确定的破碎机负载来调节破碎机设置。优选地，减小破碎机设置的其他替代方案用于避免破碎空转状态并重新校准破碎设备。然而，应当理解，用于减小破碎机设置的不同替代方案可以用于本公开中的任何目的。

因此，应当理解，闭环破碎过程的目的是通过使用闭环破碎过程在再循环回路108中再循环尺寸过大的材料来降低破碎设备100中的料位，并且同时自动降低破碎机102的破碎机设置，使得尺寸过大的材料的尺寸减小。此外，闭环破碎过程的目的是消除破碎设备100中的所有材料，使得没有材料留在破碎设备100中。如上所讨论的，这优选地由例如控制系统124远程控制。

此外，控制系统124还能够基于由检测装置120和/或监测装置122获得的信息来报告破碎设备100内的问题。

如本公开中那样，远程控制破碎设备100具有许多优点和有用性。它为操作者提供了更容易和更有效的排空过程，因此破碎设备100可以在没有来自操作者的任何动作的情况下被排空。

在图3中，更详细地示出了破碎机设备100的破碎机102。破碎机102包括破碎室208，材料在其中被破碎。破碎机102还包括内部破碎部204和外部破碎部206，其中，内部破碎部204和外部破碎部206被配置为限定破碎机102的间隙宽度202。

破碎机102可以是任何破碎机，其中，破碎机设置是能调节的。破碎机102可以是任何破碎机，其中，破碎机设置是能测量的。

参考图4，将描述用于控制破碎设备100的方法400的示意性流程图。

方法400包括以下步骤：

停止S402通过供给装置104将新材料供给到破碎设备100，将尺寸过大的材料从次级设备再循环S404到破碎机102，以及减小S406破碎机102的破碎机设置。该方法可以由操作者手动控制或由控制系统124远程控制。

任选地，如果破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数高于预定义材料值，则重新校准破碎设备100，使得当破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置时，材料参数应该已经达到预定义值。

任选地，其中，破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数已经达到预定义值，可以将破碎机设置增加到第二预定义破碎机设置。当破碎机设置已经达到所述第二预定义破碎机设置时，可以开始将新材料供给到破碎设备100。

本领域技术人员认识到，本发明决不局限于上述优选实施例。相反，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。另外，通过研究附图、公开内容和所附权利要求，本领域技术人员在实践所要求保护的发明时可以理解和实现所公开的实施例的变型。

Claims (13)

1.一种用于控制破碎设备(100)的方法(400)，其中，所述破碎设备(100)包括破碎机(102)、用于将材料供给到所述破碎机(102)的供给装置(104)、布置在所述破碎机(102)下游用于分选离开所述破碎机(102)的尺寸过大的材料的次级设备(108)、以及用于将所述尺寸过大的材料再循环到所述破碎机(102)的再循环回路(108)，所述方法(400)包括以下步骤：

停止(S402)通过所述供给装置(104)将新材料供给到所述破碎设备(100)；

将所述尺寸过大的材料从所述次级设备(104)再循环(S404)到所述破碎机(102)；以及

减小(S406)所述破碎机(102)的破碎机设置。

2.根据权利要求1所述的方法(400)，其中，执行将所述尺寸过大的材料再循环的步骤(S404)，直到所述破碎设备(100)中的材料参数已经达到预定义值。

3.根据权利要求1或2所述的方法(400)，其中，减小所述破碎机设置，直到没有材料返回至所述再循环回路(108)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中，通过使用检测装置(120)来确定材料参数。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中，执行减小所述破碎机设置的步骤(S404)，直到所述破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置。

6.根据权利要求5所述的方法(400)，其中，所述第一预定义破碎机设置被设置为最小破碎机设置。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，其中，减小所述破碎机设置的步骤(S404)包括：

监测所述破碎设备(100)中的破碎机负载；以及

如果所述破碎机负载小于预定义的破碎机负载值，则将所述破碎机设置减小预定义的步长。

8.根据权利要求7所述的方法(400)，其中，所述破碎机负载由破碎机功率消耗和/或负载指示测量值限定。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(400)，还包括：如果所述破碎机设置已经达到第一预定义破碎机设置并且材料参数高于预定义材料值，则：

重新校准所述破碎设备(100)，使得当所述破碎机设置(100)已经达到所述第一预定义破碎机设置时，所述材料参数应该已经达到预定义值。

10.根据权利要求5-9中任一项所述的方法(400)，还包括，其中所述破碎机设置已经达到所述第一预定义破碎机设置并且所述材料参数已经达到所述预定义值：

将所述破碎机设置增加到第二预定义破碎机设置。

11.一种用于破碎材料的破碎设备(100)，所述破碎设备(100)包括：

破碎机(102)；

供给装置(104)，用于将材料供给到所述破碎机(102)；

次级设备(106)，被布置在所述破碎机(102)下游，用于分选离开所述破碎机(102)的尺寸过大的材料；

再循环回路(108)，用于将所述尺寸过大的材料再循环到所述破碎机(108)；以及

控制系统(124)，用于减小所述破碎机(102)的破碎机设置。

12.根据权利要求11所述的用于破碎材料的破碎设备(100)，其中，所述再循环回路(108)包括用于确定所述再循环回路(108)中存在的材料的一个或多个参数的检测装置(120)。

13.根据权利要求11或12所述的用于破碎材料的破碎设备(100)，还包括用于监测所述破碎设备(100)中的破碎机功率或负载的监测装置(122)。