CN1747786A - 控制破碎机的方法和装置以及指示破碎机上载荷的指针式仪表 - Google Patents

Abstract

一种破碎机具有第一破碎装置(4)以及与该第一破碎装置(4)一起形成破碎间隙(6)的第二破碎装置(5)。设置测量装置(12，13)，用于在至少一个时间段中测量破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值。设置计算装置(11)，用于计算代表在每个这样的时间段中测得的最高瞬时载荷的代表值。设置控制装置(11)，用于对该代表值和理想值进行比较并且根据所述比较对破碎机上的载荷进行控制。通过这种控制方式，可获得更加高效的破碎作业并且降低破碎机发生故障的风险。

Description

控制破碎机的方法和装置以及指示破碎机上载荷的指针式仪表

技术领域

本发明涉及一种用于控制破碎机的方法，在该破碎机中将需要进行破碎的材料添加到形成在第一破碎装置和第二破碎装置之间的间隙中。

本发明还涉及一种指针式仪表，用于指示破碎机上的载荷，该破碎机的类型如上述。

本发明还涉及一种控制系统，用于控制破碎机上的载荷，该破碎机的类型如上述。

背景技术

上述类型的破碎机可以用来粉碎坚硬的材料，例如石材块。希望在破碎机中能够粉碎大量的材料而不存在使得该破碎机经受如此的机械载荷以至增加发生故障频度的风险。

WO 87/05828披露了一种方法，用于降低机械载荷增加的风险以及由此发生的故障。在控制破碎端头位置的液压流体中发生的压力升高超过一定的预定水平的次数被计数。如果该压力升高次数的计数超出一个预定量，则改变破碎壳体的相对位置使得破碎间隙的宽度增加。优选，在预定时间内间隙宽度增加的次数也被计数，然后如果所述的次数超出预定量则发出警告。

在WO 87/05828中披露的方法可以在一定程度上降低破碎机过早发生故障的风险，但是就单位时间内所破碎的材料量而言，则并不能提高破碎机的效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种控制破碎机的方法，该方法在完成的破碎作业方面提高了该破碎机的效率，例如，相对于现有技术而言，其可以使得一定量的材料的尺寸减小程度提高或者提高了破碎的材料量。该目的通过一种控制破碎机的方法实现，其中该破碎机的类型如上所述，该方法的特征在于以下步骤：

a)在至少一个时间段中测量该破碎机上的瞬时载荷，以获得一定数目的测量值，

b)对代表值进行计算，该代表值代表在每个这样的时间段中测得的瞬时载荷的最大值，并且

c)将该代表值与理想值进行比较，并且根据所述比较控制该破碎机上的载荷。

本发明的优点在于该控制是基于代表在该破碎机上的最高瞬时载荷、也被称为载荷峰值的值，即涉及该破碎机上发生机械损坏的最高风险的载荷。由此，操作人员可以确定破碎机的功能不存在危险，无论该破碎机如何喂料。通过确保向破碎机供给的材料变得均匀，其中尤其是在材料的量、水分含量、尺寸分布以及硬度等方面变得均匀，操作人员能够降低最高瞬时载荷。因此，该破碎机可以在高平均载荷下运行而不会增加发生故障的风险。在供料均匀并且材料不会导致高的载荷峰值的破碎机中，根据本发明的方法将意味着该破碎机在较高的平均载荷下运行，与现有技术相比，这就意味着更高的效率。在供料不均匀的破碎机中，根据本发明的方法将能够激发以改变供料从而使得供料更加均匀以提供更加高效的破碎作业。理想值的控制通常是一种稳定的并且安全的控制形式。因此，将理想值适当地选择为使得破碎机在该水平上能够运行并且发生机械故障的风险不会增加的最高载荷。这样，在非均匀供料或者材料异常坚硬的情况下，能够以最优化的方式使用该破碎机，而不会增加发生机械故障的风险。理想值可以由提供给该破碎机的值锁定，其中操作人员不能影响该理想值，而可以改变供料，其目的是提高破碎机的效率而不因此存在发生机械故障的风险。然而，在某些情况下，这样做是适当的，即由操作人员提高该理想值并且自觉接受所计算的破碎机发生机械故障的次数的增加量以便进一步提高破碎机的效率。同样还有其它可能的方式用于选择并且/或者控制所述理想值。

根据优选实施例，步骤a)还包括形成一个数据序列，这些数据由在所述的多个时间段中的每一个内所确定的破碎机上的最高载荷构成，所述的多个时间段由多个连续的时间段构成。其中每个数据是包含在该序列中的时间段内的最高载荷的数据序列的形式，给出以有利的方式代表最高载荷的控制。对于时间段的划分其中尤其使得偶尔非常高的载荷峰值对于所述代表值仅具有有限的影响。根据更为优选的实施例，所述代表值在步骤b)中计算为包含在所述序列中的数据的平均值。该平均值可给出用于控制的载荷峰值的相关描述。

优选地，所述时间段相互紧跟。这样的优点在于急速的事件进程也可被快速地记录下来，并且可以通过该控制进行处理，例如，急速地并且大量地增加的载荷可以迅速得到补偿，以降低造成机械损坏的风险。

适当地，在破碎机运行期间不断利用测量值以形成多个数据序列。这样的优点在于，可以基于由此计算出的序列和代表值的几乎连续的输入进行控制。由此控制对于破碎机运行中的改变能够迅速作出反应。更加优选的是，当计算当前序列的所述代表值时，至少使用一个已经在相邻的前面序列中使用过的涉及最高载荷的数据。这样，序列将相互交迭。这样的优点在于所述代表值在每个单位时间内将计算多次。这意味着该控制更经常地接收新的输入数据并且该控制能够更好的监控该破碎机中的实际进程。

优选地，所有的序列均具有涉及最高载荷的相同数目的数据。优选地，对于每个序列，所述数据至少达到五个。对于每个序列采用至少五个数据，可使得偶尔非常高的或者非常低的载荷峰值对于所述值仅产生有限的影响，从而提供理想的稳定控制。

根据优选实施例，在计算同一序列的所述代表值时，将包含在涉及最高载荷的该序列中的至少该最高的和/或最低的数据排除。这样，可以避免例如由测量错误或者偶尔坚硬物体所引起的偶尔非常高的和/或非常低的数值对随后用于当前序列所计算的代表值产生过大的影响。

根据更加优选的实施例，在计算同一序列的所述值时，将包含在涉及最高载荷的该序列中的至少该最高的以及至少两个最低的数据排除，其中比最高值多的最低值被排除。这样的一个优点在于，可以避免控制系统由于一个随机发生的含有多个具有较低的最高载荷的时间段的序列而“被欺骗“以提高载荷。如果在控制系统已经发出提高载荷的指令的同时，在这些具有较低的最高载荷的时间段突然跟随有非常高的最高载荷，则存在造成机械损坏的风险。由于在序列中排除更多的最低值的这样一个事实，最高峰值获得更大的影响力并且该系统变得对于高的峰值更加敏感，并且能够更加容易的防止载荷超出理想值过多的情况发生。其结果是，理想值可以稍加提高，从而在未增加发生机械故障风险的情况下提高破碎能力。

根据一个优选实施例，间隙的宽度通过液压调节装置是可以调节的，在步骤a)中，载荷测量为所述装置中的液压流体压力。所述液压流体压力对破碎机中的状况经常给出非常快速并且相关的指示。这样，给出可能迟滞的或者错误的从而引起机械故障的指示的风险降低。

根据另一个优选实施例，在步骤a)中将载荷测量为破碎机驱动装置的功率。驱动装置的功率可对该破碎机上的载荷经常给出快速的并且相关的反馈。当驱动装置的能力是限制破碎机上的可行载荷的因素时、并且还在当调节装置不是液压类型的情形下，基于驱动装置功率的控制是特别适宜的。驱动装置的功率例如当驱动装置为电动机时可直接测量为电功率、当驱动装置为液压马达时从液压压力进行计算，或者，如果驱动装置为柴油机时，从产生的发动机功率进行计算。

根据再一个优选实施例，在步骤a)中将载荷测量为破碎机上的机械应力。这样的一个优点在于，可以选择对于破碎机的机械强度而言最为关键的构件并且测量代表该构件上的应力状态的应力例如张力或者应变。由此，可获得载荷的直接控制，所述载荷与该破碎机在机械方面承受的载荷有关。如上所述，无需在非常关键的构件上进行测量。相反，常常适合在一定的位置处对机械应力进行测量，该位置处的应力与最关键构件上的应力紧密相关。另一个优点在于，在调节装置不是液压装置时的情形以及当驱动装置并不限制破碎机所承受载荷的情况下，机械应力可以作为载荷的量度。

在可以将载荷测量为液压流体压力、由破碎机驱动装置产生的功率以及机械应力、或者所述参数中的至少两个的破碎机中，可对相对其理想值而言当前最高的这些载荷参数进行控制从而形成所述方法。这样，在一段时间内，可根据测得的最高液压流体压力对破碎机上的载荷进行控制，而在另一段时间内，则可根据测得的最高功率对其进行控制。以这种方式，破碎机可一直高效地运行而不存在例如对液压系统、驱动装置或者破碎机机架等的构件造成损坏的风险，该构件是观察到的当前承受最高载荷的构件。

根据一个优选实施例，在步骤c)中，基于如下的事实控制载荷，即，至少某个下面的步骤被执行：间隙的宽度被改变、对间隙的材料供给被改变、破碎机驱动装置的旋转速度被调节，以及破碎装置的相互运动被调整。因此，能够以各种方式对载荷进行控制，并且使所选择的方法适应于当前的运行条件以及对其进行控制的载荷。间隙宽度的改变，常常可以非常快速地改变破碎机上的载荷。例如，在希望保持宽度恒定的情况，可以改变向间隙的供料。如果驱动装置承受非常高的载荷，改变转数可能是适当的。还可以结合多种改变方式，例如可以同时改变间隙的宽度并且同时调整破碎装置的相互运动。后一种方式例如可以是，在破碎期间调节破碎装置朝向相互的往复运动的程度。一个例子是调节回转破碎机中的轴的水平冲程。

本发明的另一个目的在于提供一种指针式仪表以用于指示回转破碎机上的载荷，该仪表使得就完成的破碎作业量而言易于提高破碎机的效率，与现有技术相比，例如这可使得一定量的材料其尺寸减小程度提高或者提高所破碎的材料量。

通过提供一种上述形式的指针式仪表而实现该目的，其特征在于，该指针式仪表具有：

示出比较值的第一指示针，和

示出代表值的第二指示针，在至少一个时间段内测定一个步骤a)中的破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值之后确定所述的代表值，在步骤b)中的所述代表值已被计算为用于代表在每个这样的时间段中测得的最高瞬时载荷，根据破碎机上的载荷确定所述比较值从而比较第一指示针的位置和第二指示针的位置可给出破碎机运行是否有效的指示。

这种指针式仪表的一个优点在于，操作破碎机的操作人员能够清楚地观察出运行是否高效。如果第一指示针示出的压力与示出代表最高载荷的代表值的第二指示针的几乎相等，则表明破碎机运行处于高效状态。如果，在另一方面，第一指示针出显著低于第二指示针的载荷，则操作者可以得到这样一种指示，即例如对破碎机的供料状况不能令人满意而是需要予以关注。这样，对于作业中的干扰因素，操作者可得到易于理解的指示。该指针式仪表对于所采取的措施还给出清楚且迅速的反馈，以便使得破碎机更加高效地运行，例如用于改变所供给材料的水分含量或者尺寸分布或者用于提供更加均匀的材料流的措施。第二指示针还对控制系统处于工作状态并且载荷并未超出可能会导致机械故障的许可水平给出反馈。

根据一个优选实施例，第一和第二指示针形成一个扇形的侧边，该扇形的扩展范围表明破碎机的运行状态。该扇形具有不同于该指针式仪表的表盘的另一种颜色，可对由第一指示针所示的值和代表最高载荷的代表值之间的差值给出非常清楚的可视指示。对于操作人员，其明确的目标在于保持该扇形尽可能的小，因为这表明破碎机高效地运行。

根据一个优选实施例，第一指示针示出代表破碎机上的平均载荷的比较值。所述平均载荷是破碎机所执行的破碎作业的很好量度。如果平均载荷接近于代表最高载荷的代表值，则清楚表明破碎运行是高效的。

根据另一个优选实施例，第一指示针示出比较值，在至少一个时间段内已经在第一步骤中测量破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值之后确定该比较值，所述比较值已经在第二步骤中计算为用于代表在每个时间段中测量的最低瞬时载荷。该测得的最低瞬时载荷与由第二指示针示出的所测得的最高瞬时载荷一起给出在破碎机中上下“跳动”的载荷的变化程度的很好描述，并且给出是否需要对某些方面做出改变以降低该变化程度的指示。如上所述，对于机械损坏而言，最高载荷是最为关键的。然而，对于最低载荷的考虑也是相关的，由于最高和最低载荷之间的大差值意味着在破碎机上载荷变动幅度剧烈，从而增加造成机械损坏的风险。

本发明的再一个目的在于提供一种用于控制破碎机上的载荷的控制系统，就所完成的破碎作业量而言，该控制系统提高破碎机的效率，与现有技术相比，这可例如使得一定量的材料其尺寸减小程度提高或者提高所破碎的材料量。

该目的通过提供一种控制系统而实现，该系统的类型如上所述并且其特征在于包括：

测量装置，其设置为在至少一个时间段内测量破碎机上的瞬时载荷，以获得多个测量值，

计算装置，其设置为用于计算代表在每个这样的时间段内测得的最高瞬时载荷的代表值，和

控制装置，其设置为对所述代表值和理想值进行比较并且根据该比较对破碎机上的载荷进行控制。

所述控制系统的优点在于，在不增加故障风险的情况下提高了破碎机的运行载荷。

从下面的描述以及所附的权利要求本发明的其它优点和特征是非常明白的。

附图简要描述

下面将通过实施例的例子并且参考附图描述本发明。

图1示意地示出具有相关的驱动、调节和控制装置的回转式破碎机。

图2示出用于控制破碎机的流程图。

图3示意地示出在连续的时间段中的最高液压流体压力的测量值序列的第一实施例。

图4示意地示出在连续的时间段中的最高液压流体压力的测量值序列的第二实施例。

图5示出高效运行的破碎机中的液压流体压力曲线的典型的几何形状。

图6示出运行效率低下的破碎机中的液压流体压力曲线的典型的几何形状。

图7示出指针式仪表的第一实施例，其以可视方式示出破碎机的运行效率状况。

图8a示出指针式仪表的第二实施例，其示出在高效运行的破碎机中的运行状况。

图8b示出与图8a所示的类型相同的指针式仪表，但其示出在运行效率低下的破碎机中的运行状况。

图9示出具有间隙宽度机械调节装置的回转式破碎机。

图10示出一种颚式破碎机以及相关的驱动、调节和控制装置。

具体实施方式

在图1中示意性地示出一种具有轴1的回转式破碎机。在其下端2处偏心地安装所述轴1。在其上端，轴1装有破碎端头3。在该破碎端头3的外侧安装有第一、内部破碎壳体4形式的第一破碎装置。在机架16中第二、外部破碎壳体5形式的第二破碎装置安装成使其围绕内部破碎壳体4。在该内部破碎壳体4与外部破碎壳体5之间形成有破碎间隙6，如图1所示，该间隙在轴向截面中沿着向下的方向其宽度逐渐减小。轴1，并且因此破碎端头3和内部破碎壳体4通过液压调节装置能够垂直移动，该液压调节装置包括用于液压流体的储箱7、液压泵8、充气容器9以及液压活塞15。而且，电机10连接于破碎机，该电机设置为在运行期间驱动轴1、并且因此驱动破碎端头3以进行回转运动，即，在该运动期间，两个破碎壳体4、5沿着旋转母线相互接近并且在沿直径方向相对的母线处相互远离。

在运行时，破碎机由控制装置11进行控制，该控制装置11经由输入端12’接收来自设置在电机10上的转换器12的输入信号，该转换器测量电机上的载荷，该控制装置11经由输入端13’接收来自压力转换13的输入信号，该压力转换器13测量调节装置7、8、9、15中的液压流体中的压力，并且该控制装置11经由输入端14’接收来自水平转换器14的信号，该水平转换器14测量轴1沿垂直方向相对于机架16的位置。该控制装置11其中包括有数据处理器，并根据所接收的输入信号、尤其是控制调节装置中的液压流体压力。

当起动该破碎机时，首先在不喂料的情况下进行校准。起动电机10以使破碎端头3进行回转摆运动。然后，泵8使得液压流体压力升高从而轴1、并且因此内部壳体4升高，直至内部破碎壳体4邻靠在外部破碎壳体5上。当内部破碎壳体4接触外部破碎壳体5时，在液压流体中压力升高并且该压力升高被压力转换器13所记录。使内部壳体4稍稍降低以便防止其“粘附”在外部壳体5上，然后停止电机10，并且手工测量所说的测量值A并将其输入控制装置11以代表来自水平转换器14的相应信号，该测量值A是轴1上的一个固定点与机架16上的一个固定点之间的垂直距离。其次，重新起动电机10，并且泵8将液压流体泵送至储箱7直至轴1到达其最低位置。然后控制装置11读出来自水平传感器14的所述较低位置的相应信号。当由水平转换器14所测量时，如果得知内部破碎壳体4和外部破碎壳体5之间的间隙角，则间隙6的宽度可在轴1的任何位置处计算出来。通常，在间隙6的最窄位置计算该间隙6的宽度，即在上述校准期间内部壳体4与外部壳体5形成接触的位置处计算。然而，也可代之以在间隙6中的另一个位置处计算该宽度。

当校准完成时，设定间隙6的适当宽度并且开始对该破碎机的破碎间隙6喂料。所述供料在间隙6中破碎，并且然后在其垂直的下方收集。

根据本发明，计算代表值，其代表破碎机上的瞬时载荷最大测量值。如在本申请中所使用的，“载荷”指的是在特定情况下该破碎机所经受的应力。根据本发明，所述载荷例如可表示为平均峰值压力的形式，该平均峰值压力由压力转换器13所测得的液压流体压力进行计算。所述载荷还可以表示为由转换器12所测得的电机功率进行计算的平均峰值电机功率、或者由张力传感器例如应变计所测得的破碎机中的机械张力进行计算的平均峰值张力。

图2示出根据液压流体压力控制破碎机运行的方法。破碎过程在液压流体中导致变化的压力。当供给一定量的具有一定的硬度和尺寸的材料时，窄的间隙6将意味着高的液压流体压力，而宽的间隙6则意味着低的液压流体压力。高平均液压流体压力表明该破碎机具有高的使用效率以破碎所供给的材料。因此，理想的是，对于一定量的供给材料，在该破碎机不存在机械损坏风险的情况下保持尽可能高的平均压力。在图2所示的步骤20中，利用压力转换器13开始测量调节装置7、8、9、15中的瞬时液压流体压力。只要该破碎机处于运行状态，在步骤20中开始的瞬时液压流体压力测量则一直继续下去。控制装置11接收来自压力转换器13的信号。在步骤22中，开始对破碎机喂料。在步骤24中，在0.2s的时间段内所记录的最高液压流体压力记录在控制装置11中。在步骤24中测得的该最高液压流体压力与在其之前的四个最近的时间段内所测得的相应值一起，形成了一个重复测量的最高液压流体压力的序列。在步骤26中，计算出形式为平均峰值压力的代表值，以作为包括在所述序列中的最高液压流体压力的平均值，这些最高液压流体压力已经在包含在最近的1.0s中的五个时间段内的每一个时间段中如此测得。因此所述平均峰值压力是瞬时液压流体压力的最高测量值的代表值。在步骤28中将所计算出的平均峰值压力与理想值进行比较，计算该平均峰值压力与理想值之间的差值。在步骤28中得到的理想值与所计算出的平均峰值压力之间的差值用于步骤30中以决定泵8是否应该减小或者增大调节装置中的液压流体压力、该泵应该处于运行状态的时间段以及是否在启动压力改变操作之前应当经过的任何时间。在步骤32中，当满足控制信号所需的条件时，控制装置11向泵8发送该控制信号，并且再次开始由步骤24执行的一个新的测量序列。当增加或者减小液压流体压力时，轴1、并且因此内部壳体4将被升高或者降低，从而间隙6分别变得更窄或者更宽。因此，液压压力的变化将影响到间隙6的宽度并且因此影响该破碎机上的载荷。

在应该使泵8进入运行状态的情况下，“泵送”、以及该泵应该在多长的时间内将液压流体送至活塞15或者从活塞15进行泵送则因此由控制装置11进行控制。泵送在特定长度的时间段内进行，该时间长度在各步骤中与当前的平均峰值压力和理想值之间的差值成比例，即，如果该当前平均峰值压力在距理想值一定距离的一定范围内，则在一定的时间内进行泵送，而如果该当前平均峰值压力在距理想值较接近的范围内，则在较短的时间段内进行泵送。

图3示意地示出在2s的时间长度内所测得的液压流体压力的曲线P。在每个0.2s的时间段中，在该时间段内的最高液压流体压力被记录。在图3中，从1到10对各个时间段进行编号，并且对于时间段1至5将每个时间段中的最高液压流体压力用箭头标记，所述液压流体压力在步骤24中存储在控制装置11中。在步骤26中所述的平均峰值压力计算为各个时间段1至5的最高液压流体压力的平均值，所述最高液压流体压力包含在重复测量的最高液压流体压力的第一序列S1中。在随后的下一个重复中，即当再次开始执行步骤24时，在第6时间段中的最高液压流体压力将被存储在控制装置11中，从2至6各个时间段的最高液压流体压力计算出一个新的平均峰值压力，所述最高液压流体压力包含在第二序列S2中，等等。这样，在每一秒钟新的平均峰值压力将被计算五次，并且所述平均峰值压力基于已经在五个最近的时间段中测得的各个最高液压流体压力。

图4示意地示出更加优选的实施例，其中在计算平均峰值压力之前对各个最高液压流体压力进行筛选。在这个更加优选的方法中，根据下述构造步骤26。对最近10个时间段的各个最高液压流体压力进行比较，将两个最高值和五个最低值筛除。然后将平均峰值压力计算为剩余3个时间段的平均值并且用于步骤28中。图4示意性的示出在重复测量的最高液压流体压力的序列S3中如何进行所述筛选。分别具有两个最高的以及五个最低的最高液压流体压力测量值的时间段被筛除，这在图4中表示为已经将它们用叉号删除。由于这样一个事实，即排除掉的最高液压流体压力的最低值多于其最高值，随后与理想值相关的平均峰值压力将对所述的最高压力更加敏感。这样，与压力减小的情况相比，控制系统对于压力增大的情况将做出更为快速的反应，这就降低了由过高的压力所引起的机械故障的风险。因此，平均峰值压力计算为时间段1至10中的那些未被筛除的时间段的最高液压流体压力的平均值。下面的表1示出在控制装置11中所进行的分析的情况：

表1.计算平均峰值压力的示例

测量	测量值
		测量瞬时液压流体压力	2.5  2.8  4.3  4.1  4.5  4.4等
形成十个时间段的每一个中的最高压力的序列	4.5  3.4  6.5  5.4  5.6  3.3  5.7  6.2  4.9  5.8
		除去该序列中的五个最低压力	6.5  5.6  5.7  6.2  5.8
除去该序列中的两个最高压力	5.6  5.7  5.8
		计算序列中的三个剩余压力的平均值	5.70

控制装置11也合适地测量该平均液压流体压力。平均液压流体压力是破碎机载荷的一个量度并且应该尽可能的高。在图3和图4中，平均液压流体压力已经用短划曲线A标记。因此，平均液压流体压力是在前的2.0s的时间长度中所有测得的瞬时液压流体压力的平均水平。在高效运行的破碎机中，该平均液压流体压力，即曲线A，应该接近所计算出的平均峰值压力，即在各个时间段中测得的最高液压流体压力的平均值。因此，希望将液压流体压力保持在均匀的高水平上。在这种运行中，将使得破碎机得到最大程度的利用以破碎材料而不增大发生机械故障的风险。

图5示出在高效运行的破碎机中的液压压力曲线P的典型的几何形状。在这种情况下，将平均峰值压力的理想值预定为5.0MPa。平均峰值压力M大致在4.5和5.5MPa之间变动。如在图5中所看到的，平均液压流体压力A大致为4MPa，即仅仅稍低于所计算的平均峰值压力M。这是基于下述事实所实现的，即供给该破碎机的材料以这样的方式处理使得材料流是均匀的并且包含的材料具有大致相同的尺寸分布、水分含量和硬度。

图6示出与上述类型相同的破碎机的液压流体压力曲线P的典型的几何形状，但是处于相当大变化的载荷作用下，例如该载荷可取决于材料的量和/或材料的尺寸分布变化较大。在此情况下，平均峰值压力的理想值也是5.0MPa。平均峰值压力M大致在4.5和5.5MPa之间变动。因此控制装置11也能够对相当大变化的载荷将平均峰值压力M保持在较窄的范围内，其中例如当非匀均供料以及运行干扰时，也可以避免机械故障。如在图6中所看到的，平均液压流体压力A大致为3.2Mpa，这远低于平均峰值压力M并且因此该破碎机以较低的效率进行运行。

图7示出指针式仪表40，其以可视方式示出破碎机如何高效地运行。该指针式仪表40具有表盘42和形式为指针44、46的两个指示针。第一指针44示出形式为破碎机中的平均液压流体压力的比较值。而第二指针46则示出形式为平均峰值压力的代表值，该平均峰值压力即已经在一定数目的时间段中测得的最高液压流体压力的平均值，因此，该平均值是代表最大的测量瞬时液压流体压力的值并且已经根据上述方法计算。第一指针44与第二指针46之间的距离表示该破碎机的运行效率。平均峰值压力的理想值已经在该指针式仪表的表盘42上用直线48进行标记。在图7所示的位置中，由第二指针46示出的平均峰值压力偶然的低于理想值。因此控制装置将对泵8发出指令使其泵送更多的液压流体，从而将破碎端头3升高并且液压流体压力再次增加。

在图7中，还以短划线形式示出第三指针50的第三指示针，其包含在该指针式仪表40的另一种结构中。利用该指针50以示出由控制装置11计算的平均液压流体压力和平均峰值压力之间的差值，从而更加清楚地示出该破碎机的工作效率。

在图7中，还以点划线形式示出第四指针52的第四指示针，其包含在该指针式仪表40的另一个可选结构中。利用该指针52以示出由控制装置11计算的形式为平均谷值压力的比较值。该平均谷值压力根据与上述计算平均峰值压力相同的原理进行计算，但是不同之处在于根据测得的最低液压流体压力进行计算。因此，该平均谷值压力计算为已经在一定数目的连续时间段中测得的最低液压流体压力的平均值，并且因此代表破碎机上的最低载荷。因此示出平均谷值压力的第四指针52与示出平均峰值压力的第二指针46之间的距离示出了在该破碎机上的载荷变化的程度。第四指针52可以与示出平均压力的第一指针44一起使用或者替代该第一指针，其中在这种情况下指针52将用做第一指示针，从而与示出平均峰值压力的第二指针46一起示出该破碎机中的运行状态，也可计算平均峰值压力和平均谷值压力之间的差值并且用未在图7中示出的第五指示针示出该差值。

图8a示出指针式仪表140的另一个实施例。该指针式仪表140形成为示出在显示装置上的虚拟视窗，例如，包含在控制装置11中的显示装置。该指针式仪表具有表盘142、示出平均液压流体压力的第一指示针144、和示出平均峰值压力，即已经在一定数目的时间段中测得的最高液压流体压力的平均值的第二指示针146。该第一和第二指示针144和146分别在它们之间形成一个扇形150，该扇形具有不同于表盘142的另一种颜色，例如黑色，因此可清楚地看到。这样，在表盘上142上扇形150的范围成为视觉上易于读出的该破碎机运行效率的量度。每次计算出一个新的平均液压流体压力时，第一指示针144的位置被更新，并且每次计算出一个新的平均峰值压力时，第二指示针146的位置被更新。图8a所示的指针式仪表140示出该破碎机的状况，其液压流体压力曲线P示于图5中，即高效运行的破碎机。

该指针式仪表140也具有一个虚拟显示器152，例如其可显示当前的平均峰值压力、平均液压流体压力或者这些压力之间的差值。

在图8b中示出指针式仪表140，其具有与在图8a中所示的指针式仪表相同的类型。但是，示于图8b中的该指针式仪表140示出该破碎机中的状况，其液压流体压力曲线P示于图6中，即，由于相当大变化的载荷而运行效率低下的破碎机。如在图8b中所示，由于指示针144示出的平均液压流体压力远小于指示针146示出的平均峰值压力而使得扇形150在表盘142上具有大的范围，这就向操作人员清楚地表明需要采取一定的措施以便提高该破碎机的效率。

图9示意地示出不同于图1所示的另一种类型的回转式破碎机。图9所示的破碎机具有轴201，轴201安装有破碎端头203，该破碎端头203具有安装在其上的形式为内部破碎壳体204的第一破碎装置。在该内部破碎壳体204与形式为外部破碎壳体205的第二破碎装置之间形成有破碎间隙206。外部破碎壳体205连接在具有梯形螺纹208的外壳207上。该螺纹208与破碎机架216上的相应螺纹209相配合。而且，电机210连接于破碎机，该破碎机设置为在运行期间使轴201、并且因此使破碎端头203进行回转运动。当外壳207由调节电机215驱动以绕其对称轴线转动时，外部破碎壳体205将垂直地移动，从而改变间隙206的宽度。因此在这种类型的回转式破碎机中，外壳207、螺纹208和209以及调节电机215构成用于调节间隙206的宽度的调节装置。当利用控制装置211控制这种类型的破碎机上的载荷时，根据本发明可以利用转换器212，该转换器测量电机210所产生的瞬时功率。利用在一定数目的时间段中测得的最高功率，随后可以计算平均峰值功率并且与理想值进行比较。根据所述的比较，可以控制该破碎机上的载荷。该控制例如可以包括向调节电动机215发出指令使其转动外壳207从而改变间隙208的宽度。还可以改变喂料、电机210的旋转数目和/或轴201沿着水平方向的行程。

用于测量载荷的一种可选的方法是在适当的破碎机中测量机械应力或者张力，该方法可用于具有液压调节装置的破碎机以及图9所示类型的破碎机中。如在图9中所示，在破碎机机架216上安装有应变计213。该应变计213适当地放置在机架216上的可以给出破碎机上的机械载荷的代表性量度的位置处，测量其在机架216上的连接部分中的瞬时应变。利用在一定数目的时间段中测得的可以转化为相应张力的最大应变，可以计算平均峰值应变或者张力并且用于控制该破碎机上的载荷。

图10示出一种颚式破碎机。该颚式破碎机具有机架316以及以可移动方式安装在其中的可移动颚部303。该可移动颚部303安装有形式为第一破碎板304的第一破碎装置。该机架306安装有形式为第二破碎板305的第二破碎装置。在第一破碎板304与第二破碎板305之间形成破碎间隙306。颚部303在其上端以可旋转方式并且偏心地固定到飞轮301上。该飞轮301通过皮带302由形式为电动机310的驱动装置进行驱动并且因此带动颚部303的上部做基本为椭圆形的运动，从而使得喂入间隙306中的材料由破碎板304、305进行破碎。颚部303的下端由肘板307支撑。该肘板307具有液压缸308，以使其可以调节间隙306的宽度。在这种类型的破碎机中，肘板307以及液压缸308构成用于调节间隙306宽度的调节装置。当利用控制装置311控制这种类型的破碎机上的载荷时，根据本发明可以利用能够测量在电机310上产生的瞬时功率并且向控制装置311发送信号的量器312。然后就可以根据已经在上面予以描述的方式利用已经在一定数目的时间段中测得的最高功率计算平均峰值功率并且将其与理想值进行比较。根据该比较结果控制该破碎机上的载荷。例如该控制的要点是控制装置311命令液压缸308改变间隙306的宽度。还可以发出改变破碎机的喂料的命令或者改变电机310的旋转速度的命令。

还可以测量破碎机本身中的机械载荷或者张力。如从图10中清楚地看到，在破碎机架316上设置有应变计313。该应变计313能够以与上面关于量器213的描述相同的方式进行使用以测量其在机架316上的固定部分中的瞬时应变。另一种可能性是将应变计314放置在肘板307上以测量肘板307上的瞬时载荷并且向控制装置311发送信号，该控制装置利用该信号对破碎机进行控制。还可以测量肘板307的液压缸308中的液压流体压力并且用所述压力作为破碎机上的载荷的量度。可以理解这里仅示意地示出肘板307并且其它的装置和其它类型的肘板也可以用于调节间隙306的宽度。

可以理解，例如，在权利要求限定的本发明的范围内对上述实施例做出多种改变是可行的。

根据上面所述，代表瞬时载荷的最高测量值的代表值可以例如计算为平均峰值压力。然而，还有多种其它方法用于计算所述的代表值。例如，可以计算平均载荷的标准偏差并且用作所述值。那么小的标准偏差表示破碎机高效运行。另一种可选的方法是同时考虑各个载荷峰值的高度及其持续时间。例如，可以通过积分方法计算峰值的持续时间范围和高度，所述值计算为多个积分峰值的平均值。

两个连续的数据序列或者如上所述，可以部分地相互重叠，或者相互紧跟而没有部分地利用相同的数据。

可以理解，本领域普通技术人员通过实验将可以得出适于某种特殊运行条件的时间段的长度、应该包含在一个序列中的时间段的数目、在一个序列中应该从前一序列得到的数据的数目以及在计算平均值之前是否应该筛除一些数据，并且上述内容构成一个优选的实例。例如，已经发现各时间段的一个适当的长度为0.05s至1s。

上面描述了控制装置11如何根据所述代表值，其例如可以是平均峰值压力，与压力的理想值之间的对比对液压流体压力进行控制。然而，控制装置11还可以设置为将电机10的载荷作为考虑因素。如果来自用于测量电机10的载荷的转换器12的信号表明该电机10上的载荷超出允许载荷值，则控制装置11将对泵8发出指令使其降低液压流体压力，同样，如果平均峰值压力未超出压力的理想值，从而避免电机10过载。

上面描述了一种用于控制破碎机的方法，其中期望保持尽可能高的载荷并且尽可能的降低材料的尺寸。在这方面，该控制装置11试图保持高的液压流体压力并且通过连续地保持间隙6尽可能窄来实现这一点，使得所供给材料容易受到最大的尺寸影响的程度降低。在特定情形下，与此不同，希望将间隙6保持一个固定的宽度从而提供具有一定尺寸的碎料。这种情况下，，控制装置11可用做具有安全性功能的装置，当在任何较短的时间内计算出的平均峰值压力超出压力的理想值时，其附带性的稍稍增加间隙的宽度以降低液压流体压力。因此，以这种方式，可以将较大量的供给材料破碎成为具有一定的理想尺寸，而不存在机械故障的风险。使能够被破碎为具有理想尺寸的材料的量最大化也显著地变得更加容易。另一个可能性是使得破碎机交替地在控制为具有最大载荷以及控制为具有固定间隙的情况下运行。还可以将间隙6的宽度保持恒定并且代之以利用某个其它参数，例如所供给的材料量，对破碎机上的载荷进行控制。

可以理解破碎间隙6、206、306的宽度能够以不同的方式进行调节，并且在上面参考附图1、9和10描述的方法是非限定性的实例。

上述指针式仪表40、140分别设置有指针44、46以及指示针144、146，它们可以是机械元件或者显示在显示器装置上。然而，还可以代之以利用关于被计算出的平均液压流体压力和平均峰值压力的实际数字的数字式显示器。因此，在这种情况下，指针式仪表的指示针将由适合于数字地显示所计算出的数字的数字式的显示器构成。如上所述，还可以计算平均液压流体压力和平均峰值压力之间的差值并且使得第三指示针显示所述的差值，该第三指示针可以是指针50或者显示所述数字的显示器。平均液压流体压力和平均峰值压力之间的差值由此可以用于跟踪该破碎机的运行状态，如上所述小的差值表明该破碎机处于高效运行状态。还可以将显示器与指针相结合并且显示有关的数字，并且在这方面利用指针显示平均液压流体压力和平均峰值压力，并利用显示器显示所计算出的两者之间的差值。

还可以构成一种具有扇形的指针式仪表，该扇形形成在显示平均峰值压力的第二指示针和显示平均谷值压力的第四指示针之间。可赋予用于显示平均压力的第一指示针与所述扇形不同的另一种颜色并且置于其顶部以便同样显示调节装置中的平均压力。

Claims (23)

1.用于控制破碎机的方法，在该破碎机中将欲进行破碎的材料添加到位于第一破碎装置(4；204；304)和第二破碎装置(5；205；305)之间的间隙(6；206；306)中，其特征在于包括以下步骤：

a)在至少一个时间段中测量该破碎机上的瞬时载荷，以获得一定数目的测量值，

b)计算代表值，该代表值代表在每个这样的时间段中测得的最高瞬时载荷，以及

c)将该代表值与理想值进行比较，并且根据所述比较结果对该破碎机上的载荷进行控制。

2.根据权利要求1的方法，其中步骤a)还包括形成数据的序列，所述数据由在所述的多个时间段的每一个中确定的该破碎机上的最高载荷构成，所述的多个时间段由多个连续的时间段构成。

3.根据权利要求2的方法，其中所述代表值在步骤b)中计算为包含在所述序列中的数据的平均值。

4.根据权利要求2或3的方法，其中所述的多个时间段相互紧跟。

5.根据权利要求2-4中任一项的方法，其中在该破碎机运行期间对所述测量值进行连续处理以形成多个数据序列。

6.根据权利要求5的方法，其中在计算当前序列的所述代表值时，至少使用一个在前面的相邻序列中已经使用过的与最高载荷有关的数据。

7.根据权利要求4-6中任一项的方法，其中所有序列包括与最高载荷有关的相同数目的数据，并且对于每个序列所述数据的个数至少达到五个。

8.根据权利要求2-7中任一项的方法，其中在计算所述序列的所述代表值时，至少将包含在与最高载荷有关的该序列中的数据的最高值排除。

9.根据权利要求2-8中任一项的方法，其中在计算所述序列的所述代表值时，至少将包含在与最高载荷有关的该序列中的数据的最低值排除。

10.根据权利要求2-9中任一项的方法，其中在计算所述序列的所述代表值时，将包含在与最高载荷有关的该序列中的数据的至少该最高的值以及至少最低的两个值排除，所排除的最低值的数目多于所排除的最高值的数目。

11.根据前面任一权利要求的方法，其中，该间隙(6；306)的宽度是能够利用液压调节装置(7、8、9、15；307、308)进行调节的，并且在步骤a)中将该载荷测量为所述装置中的液压流体压力。

12.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中在步骤a)中将该载荷测量为该驱动装置(10；210；310)的功率。

13.根据权利要求1-10中任一项的方法，其中在步骤a)中将该载荷测量为该破碎机上的机械应力。

14.根据权利要求1-13中任一项的方法，其中在步骤a)中将该载荷测量为如下参数中至少两个，即液压调节装置(7、8、9、15；307、308)中的液压流体压力、该破碎机驱动装置(10；210；310)的功率以及该破碎机中的机械应力，其中上述参数中相对其理想值最高的一个用于步骤c)中。

15.根据权利要求1-14中任一项的方法，其中在步骤c)中，通过执行下面步骤中的至少一个对该载荷进行控制：

改变该间隙(6；206；306)的宽度，

改变向该间隙(6；206；306)的材料供给，

调节该破碎机驱动装置(10；210；310)的转速的旋转数，和

调整该破碎装置(4，5；204，205；304，305)的相互运动。

16.一种用于指示破碎机上的载荷的指针式仪表，该破碎机包括有第一破碎装置(4；204；304)和第二破碎装置(5；205；305)，以及位于所述破碎装置(4，5；204，205；304，305)之间并设置为用于接收待破碎材料的间隙(6；206；306)，其特征在于该指针式仪表(40；140)具有：

示出比较值的第一指针(44，52；144)，和

示出代表值的第二指针(46；146)，在步骤a)中在至少一个时间段内测量该破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值之后已经确定该代表值，在步骤b)中的所述代表值已被计算为用于代表在每个这样的时间段中测得的最高瞬时载荷，根据该破碎机上的载荷确定所述比较值，使得比较第一指针(44，52；144)的位置和第二指针(46；146)的位置可给出该破碎机运行是否有效的指示。

17.根据权利要求16的指针式仪表，其中步骤a)还包括形成数据的序列，所述数据由在所述的多个时间段的每一个中确定的该破碎机上测得的最高载荷构成，所述的多个时间段由多个连续的时间段构成，在步骤b)中所述代表值已被计算为包含在所述序列中的数据的平均值。

18.根据权利要求16-17的任何一项的指针式仪表，所述第一和第二指针(144，146)形成扇形(150)的侧边，该扇形的扩展范围表示该破碎机的运行状态。

19.根据权利要求16-18的任何一项的指针式仪表，其具有第三指示针(50)，用于显示该比较值和所述代表值之间所计算出的差值。

20.根据权利要求16-19的任何一项的指针式仪表，其中第一指示针(44；144)示出代表该破碎机上的平均载荷的比较值。

21.根据权利要求16-19的任何一项的指针式仪表，其中第一指示针(52)示出比较值，该比较值在第一步骤中已经测得的该破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值之后已经确定，所述比较值在第二步骤中已经被计算为代表在每个这样的时间段中测得的最低瞬时载荷。

22.用于控制破碎机中的载荷的控制系统，该破碎机包括有第一破碎装置(4；204；304)和第二破碎装置(5；205；305)，以及在所述破碎装置(4，5；204，205；304，305)之间并设置为用于接收待破碎材料的间隙(6；206；306)，其特征在于，该控制系统包括：

测量装置(12；212；312；13；213；313；314)，其设置为在至少一个时间段内测量该破碎机上的瞬时载荷以获得多个测量值，

计算装置(11；211；311)，其设置为计算代表在每个这样的时间段内测得的最高瞬时载荷的代表值，和

控制装置(11；211；311)，其设置为对所述代表值和理想值进行比较并且根据所述比较对该破碎机上的载荷进行控制。

23.如权利要求22所述的控制系统，其中该计算装置(11；211；311)设置为首先处理测量值以获得至少一个数据序列，该数据序列由在多个连续的时间段的每一个中确定的该破碎机上的最高载荷构成，该计算装置(11；211；311)设置为随后将所述代表值计算为包含在所述序列中的数据的平均值。

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