CN220479472U - 监控振动设备的操作的系统和用于使物料移动的振动设备 - Google Patents

Abstract

一种监控振动设备的操作的系统以及用于使物料移动的振动设备，诸如振动筛分单元或振动给料机。所述振动设备被安装到多个安装弹簧，所述系统包括：多个传感器，各所述传感器被配置为在所述振动设备的振动运动期间检测至少一个所述安装弹簧的共振频率，各所述传感器能操作以产生监控信号；以及控制单元，被配置为从所述多个传感器接收所述监控信号，其中所述控制单元能操作以基于所述监控信号确定所述多个安装弹簧中的每一者是否正常运作。该控制单元能操作为将来自传感器的监控信号与期望的正常值进行对比，使得控制单元能够确定安装弹簧是否以正常方式运作或者是否存在问题。该控制单元能够进一步通过分析监控信号来监控振动设备的操作。

Description

监控振动设备的操作的系统和用于使物料移动的振动设备

技术领域

本公开涉及振动设备领域，特别是涉及监控振动设备的操作的系统和方法。

背景技术

所公开的系统大体涉及用于物料加工和处理的振动设备，诸如用于按尺寸分离或输送颗粒进给物料的振动筛分单元和振动给料机，而且更特别地，涉及一种监控振动设备的操作(operation，运行)的系统，以便优化该设备和包括此设备的设施的操作的系统。

振动筛分单元是一种用于将颗粒进给物料分离成各种尺寸等级的众所周知的振动设备。这种单元包括一对分离的、通常是竖直的侧壁或板，其支撑多孔筛分媒介(screening media)的至少一个、且优选若干个横向定位的平台(deck)。当提供多个筛分平台时，上面的筛分媒介比下面的筛分媒介具有更大的开口。当一个或多个运动发生器产生振动运动时，送入平台的颗粒会被引起反弹，从而使较小尺寸的颗粒穿过筛分媒介中的开口下落，而较大尺寸的颗粒则会留在平台上。使用多个平台，操作员能够产生在若干尺寸范围内的分类物料的产品。

这种振动筛分单元设计有特定的振幅和速度，其根据板的构造、振动运动产生装置的尺寸和类型、板和/或筛分平台的定向、制造和装配技术以及设计和制造这种单元的技术中众所周知的其他因素而定。因此，特定型号的振动筛分单元通常在操作时产生完全可预测的系统频率，特定设计的单个单元从型号/设计参数来产生系统频率的小变化。随着时间的推移，单个单元的系统频率经常发生变化，从而影响寿命和生产率。设计者试图设计振动单元，使得它们在实操中尽可能在远离系统频率的情况下操作，同时仍然保持期望的生产率。

在这种单元的设计中，希望多个板同步移动，以使得筛分平台在该平台的整个长度上均匀地振动。这种同步不仅提高了该单元的分级性能，而且还延长了筛分单元的操作寿命。当板不同步时，操作产生的力会在板与横向突出的弹簧座之间以及在筛分平台与板之间的附接接头等地方导致应力。不平衡的单元具有较短的操作寿命，需要更为频繁的维护，和/或具有较低的分级性能。

传统振动筛分单元设置有由钢制成的多个板，其在轴向方向上很坚固。但是，考虑到所执行的工作和生产负荷，这些板相对薄，并且容易受到推压(racking)或扭力的影响。振动筛分单元中的潜在的破坏性操作力是由不均匀或错位的弹簧、不均匀的基座、不合适的振动速度、安装不当的筛分平台、磨损的衬套和/或振动发生器上不平衡的飞轮等因素造成的。由于振动器单元故障的潜在原因多种多样，当单元没有按照其设计参数操作时，一般的操作者很难发现。对于一般的操作者来说，准确诊断故障的原因甚至更加困难。

一个失灵或故障的可能区域是在用于将振动筛分单元支撑在静止的支撑结构上的安装弹簧内。在许多情况下，振动筛分单元包括定位在该对间隔的侧壁每个上的给料端和出料端两者附近的安装凸缘。安装凸缘被设计为与静止的支撑结构上的相类似的支撑凸缘对齐。一个或多个弹性安装弹簧被定位在安装凸缘与支撑凸缘之间，以便隔离振动筛分单元的移动和刚性的支撑结构。经过一段时间的使用，安装弹簧的特性可能开始变化，其会影响安装弹簧将振动筛分单元的移动与静态的支撑结构隔离的能力。此外，如果碎屑卡在安装弹簧内，安装弹簧的操作特性会发生不利的变化，其再次影响安装弹簧隔离振动筛分单元的移动的能力。

除了振动筛分单元外，振动给料机利用给料机本体的振动运动将物料从给料机的横向进给端(infeed end，给料端)输送到给料机的出料端。振动给料机并不按照尺寸分离物料，而是利用给料机的振动运动将物料从给料机的一端移动到另一端，即出料端。再者，给料机通过一个或多个弹性安装弹簧安装，以便将给料机本体的移动与刚性的支撑结构隔离。

本发明人已经认识到这个问题，并研发了一种监控安装弹簧的操作和功能的系统和方法，以确定安装弹簧的功能特性并改善整个振动设备的操作。

实用新型内容

本公开大体涉及一种监控振动设备(诸如振动筛分单元或给料机)的操作的系统和方法，其允许使用者/操作者监控用于将振动设备的本体支撑在静止的支撑结构上的多个安装弹簧的操作。

振动设备被设计为在操作期间分离或移动放置在振动设备上的物料。该振动设备包括在给料端与出料端之间延伸的振动本体。该振动本体包括一对间隔的侧壁和安装在该对间隔的侧壁之间的至少一个筛分平台。在振动筛分单元的情况下，每个筛分平台包括多个开口，其允许小于确定尺寸的物料穿过筛分平台，使得振动筛分单元能够将物料流分离为不同尺寸的颗粒。在振动给料机的情况下，给料机包括支撑平台，其振动以使得物料从振动本体的给料端向前移动到出料端。

振动本体的各侧壁包括：第一安装凸缘，定位在振动本体的给料端附近；以及第二安装凸缘，定位在振动本体的出料端附近。成对的第一安装凸缘和第二安装凸缘提供附接点以将振动设备的本体支撑在静止的支撑结构上。静止的支撑结构包括相应数量的支撑凸缘，每个支撑凸缘分别与振动本体上的安装凸缘中的一个对齐以支撑本体的侧壁。振动设备进一步包括一个或多个安装弹簧，其被定位在支撑结构上的各支撑凸缘与振动本体的侧壁上的第一或第二安装凸缘其中之一之间，以在振动本体与支撑结构之间形成弹性安装。安装弹簧在一个或多个运动发生器(其也作为振动设备的部分而被包括)的操作期间将振动本体的振动和移动与支撑结构隔离开。

本公开的振动设备进一步包括多个传感器，诸如但不限于力响应传感器，其能够作为原始设备被安装或作为改装套件被安装。各传感器被定位成与一个或多个安装弹簧直接或间接接触。各传感器在操作期间基于通过安装弹簧施加到传感器的或者由传感器感测到的振动力产生监控信号。由各传感器产生的监控信号因此在操作期间提供了施加到监控弹簧的振动力的指示。在本公开的一个设想实施例中，传感器是力响应传感器，其被定位在多个安装弹簧其中之一的顶端与形成在振动本体上的第一安装凸缘或第二安装凸缘其中之任一之间。在第二设想实施例中，力响应传感器可以被定位在多个安装弹簧其中之一的底端与形成为支撑结构的部分的支撑凸缘之间。由于传感器被定位在安装弹簧与筛分本体上的安装凸缘或支撑结构上的支撑凸缘其中之任一之间，在振动筛分单元的操作期间，传感器提供基于由安装弹簧产生的振动力而形成的监控信号。这种振动力是被监控的一个或多个安装弹簧的共振频率的指示。

在本公开的一个设想实施例中，力响应传感器是平板式传感器，其包括响应于施加到传感器的顶面或底面中任一者的振动力的电迹线或线圈。由于振动设备利用一个或多个运动发生器来形成使物料移动所需的振动和移动，因此传感器基于各安装弹簧的振动运动产生监控信号。各传感器可以包括直接有线连接或无线发射器，使得传感器能够产生监控信号并将监控信号传输到控制单元。在无线发射器的情况下，将利用无线通信技术，诸如或Wi-Fi来发射无线监控信号。

本公开提供了一种监控振动设备的操作的系统，所述振动设备被安装到多个安装弹簧，所述系统包括：多个传感器，各所述传感器被配置为在所述振动设备的振动运动期间检测至少一个所述安装弹簧的共振频率，各所述传感器能操作以产生监控信号；以及控制单元，被配置为从所述多个传感器接收所述监控信号，其中所述控制单元能操作以基于所述监控信号确定所述多个安装弹簧中的每一者是否正常运作。

进一步地，各所述传感器是力响应传感器，其被配置为定位在所述振动设备与所述安装弹簧其中之一之间。

进一步地，所述振动设备被安装到支撑结构，而且各所述传感器是被配置为定位在所述支撑结构与所述安装弹簧其中之一之间的力响应传感器。

进一步地，所述支撑结构通过第二多个安装弹簧被安装到地板或地面，而且多个所述传感器检测所述第二多个安装弹簧的至少一个安装弹簧的共振频率。

进一步地，各所述传感器包括无线发射器，所述无线发射器能操作以将所述监控信号无线地传输到所述控制单元。

进一步地，所述控制单元能操作以基于来自所述传感器的所述监控信号来确定所述振动设备的至少一种操作状态。

进一步地，所述多个传感器被配置为在所述振动设备的安装之后被安装。

进一步地，所述系统进一步包括远离所述控制单元定位的工作站，使得所述振动设备和所述多个安装弹簧的操作能够远离所述振动设备被观察。

本公开提供了用于使物料移动的振动设备，所述振动设备包括：振动本体，在给料端与出料端之间延伸，所述振动本体包括至少一对间隔的侧壁和安装在该对间隔的侧壁之间的至少一个平台；支撑结构，被配置为支撑所述振动本体；一个或多个安装弹簧，被定位成在所述振动本体与所述支撑结构之间形成弹性安装；运动发生器，能操作以将移动传递给所述振动本体；以及多个传感器，各所述传感器被配置为在所述运动发生器产生运动期间检测所述一个或多个安装弹簧的共振频率，各所述传感器能操作以产生监控信号。

进一步地，所述传感器分别检测至少一个所述安装弹簧的操作并将所述监控信号传输到控制单元。

进一步地，所述传感器分别包括无线发射器，用以无线地传输所述监控信号。

进一步地，所述传感器均是定位在所述一个或多个安装弹簧与所述支撑结构之间的力响应传感器。

进一步地，所述传感器均是定位在所述一个或多个安装弹簧与所述振动本体之间的力响应传感器。

进一步地，所述控制单元能操作以监控所述安装弹簧和所述振动本体每一者的操作。

进一步地，所述控制单元能操作以基于来自多个所述传感器的所述监控信号来监控所述运动发生器的操作。

进一步地，各所述传感器是柔性传感器，其基于与所述传感器接触的一个或多个弹簧的移动来产生监控信号。

本公开提供了一种监控振动设备的操作的方法，所述振动设备具有被多个安装弹簧支撑的振动本体，所述方法包括以下步骤：将传感器定位成与所述多个安装弹簧中的每一者操作性通信，以使得所述传感器检测施加到所述安装弹簧的力；操作一运动发生器，以将运动传递到所述振动本体；在所述运动发生器的操作期间，从各所述传感器产生监控信号，其中所述监控信号是基于施加到所述安装弹簧的振动力确定的所述安装弹簧的共振频率；在所述运动发生器的操作期间，在一控制单元处接收所述监控信号；以及操作所述控制单元来分析所述多个安装弹簧中每一者的操作。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：将各所述传感器定位在所述多个弹簧中的至少一个弹簧与所述支撑结构或所述振动筛分单元中任一者之间；以及将所述监控信号传输到所述控制单元。

进一步地，所述方法还包括以下步骤：将来自所述多个传感器的所述监控信号与所述振动设备的能接受值进行比较；以及基于该比较提供所述振动设备的操作的指示。

进一步地，所述控制单元能操作以基于所述监控信号来分析所述振动设备的操作特性。

振动设备的控制单元能操作为从多个传感器接收监控信号并分析该监控信号，以确定与传感器接触的安装弹簧的操作正常性(operational health)。控制单元能够将与安装弹簧的共振频率相关的监控信号与历史监控信号进行比较，以便检测安装弹簧的操作特性的变化。备选地，控制单元可以将来自各传感器的监控信号进行比较以确定一个或多个安装弹簧是否正在以不适当的方式操作。以这种方式，控制单元能够检测一个或多个安装弹簧的操作中的问题，并在一个安装弹簧可能需要更换、修理或简单检查时发信号。

除了监控各安装弹簧的正常性之外，控制单元能够利用监控信号来分析振动设备的操作。作为示意性示例，来自各种传感器的监控信号的差异可以被控制单元利用来检测与正常操作参数相比的不适当操作、不均匀的加载条件或过载条件。以这种方式，本公开的方法和系统不仅能够监控各安装弹簧的操作正常性而且能够监控整个振动设备的操作。

本实用新型的各种其他特征、目的和优点将从以下结合附图的描述而变得明显。

附图说明

附图示出了目前设想的实施本公开的最佳方式。在附图中：

图1是适于与本公开的监控系统一起使用的振动筛分单元的前视立体图；

图2是适于与本公开的监控系统一起使用的振动筛分单元的另一实施例的侧视图；

图3是本公开的监控系统的传感器的第一设想位置的示意性侧视图；

图4是本公开的监控系统的传感器的第二设想位置的示意性侧视图；

图5是本公开的监控系统的传感器的第三设想位置的示意性侧视图；

图6是传感器与控制单元之间的通信的示意性视图；以及

图7是来自本公开的监控系统的多个传感器其中之一的一个监控信号的轨迹。

具体实施方式

图1大体上示出了根据本公开的能够被监控的一种类型的振动设备，在图1所示的实施例中，该振动设备是包含本公开的系统和方法的振动筛分单元10。作为一种选择，振动设备可以是振动给料机。在本公开中，术语振动设备应被解释为有意地进行振动以将物料从给料端移动到出料端的一类设备，诸如但不限于，振动筛分单元或振动给料机。

如在图1中所示，振动筛分单元包括振动本体12，其大体上从给料端14到出料端16是下倾的(declined，倾斜的)。但是，可设想的是，振动本体从给料端14到出料端16可以是水平的或者略微倾斜。本体12包括一对间隔的侧壁18，其限定振动筛分单元10的宽度。在图1所示的实施例中，一对筛分平台20被安装在该对侧壁18之间。该对筛分平台20中的每一个都具有不同尺寸的开口，以将物料流分离到具有不同尺寸颗粒的产品出口。尽管图1的实施例中示出了两个筛分平台20，但是应该理解，在本公开的范围内实操时，可以利用一个或多于两个的筛分平台20。

振动筛分单元10包括至少一个运动发生器22，其能操作为将振动、线性或椭圆运动传递(impart)至整个振动筛分单元。在图1所示的实施例中，运动发生器22包括一对旋转轴，各旋转轴均包括加重的偏心部(weighted eccentric，重量偏心部)，其产生振动筛分单元10的整个本体12的振动、摇晃、直线或椭圆运动。尽管图1中示出的是一种类型的运动发生器22，应该理解，可以与该振动筛分单元10一起使用各种不同类型的运动发生器22。作为一个示例，运动发生器22能够被安装在侧壁18的顶部边缘上方，由此是安装到侧壁18的独立模块而非并入到侧壁18中。在各实施例中，由运动发生器22产生的移动导致振动筛分单元10的本体12移动，以帮助迫使物料的颗粒移动通过各种筛分平台20。

如图1中所示，振动筛分单元10被安装到支撑结构24。支撑结构24是被安装到地面或另一个稳定的支撑表面的静止的刚性结构。支撑结构24既是静止的又是刚性的，而且因为振动筛分单元10是正在移动的，所以振动筛分单元10的移动必须与静止的支撑结构24进行隔离，以防止对静止的支撑结构24造成破坏，其方式在下面讨论。除了本体与某类型的支撑结构24之间的直接安装之外，在其他设想的实施例中，可以在本体与支撑结构24之间放置隔离框架。

在所示的实施例中，支撑结构24包括基座26和一对定位在振动筛分单元10的各侧上的给料端支撑腿28。各支撑腿28在靠近振动筛分单元的给料端14支撑一个侧壁18。各支撑腿28包括大体呈平面的支撑凸缘30。该支撑凸缘30是平板，其为振动筛分单元10的给料端14提供了扁平的静止安装台(mounting platform)。

支撑结构24进一步包括在振动筛分单元10各侧上的降低高度的出料端支撑腿32。在所示的实施例中，由于振动筛分单元10从给料端14向出料端16下倾，出料端支撑腿32的高度远小于给料端支撑腿28的高度，从而形成该对筛分平台20的每一个的倾斜定向。各出料端支撑腿32还包括支撑凸缘30，其提供用于振动筛分单元的本体12的附接点。在其他设想的实施例中，振动设备从给料端到出料端可以是水平的或者是略微倾斜的。

如在图1和图2中所示，本体12的给料端14包括一对第一安装凸缘34，其垂直于大体呈平面的所述侧壁18其中之一延伸。各第一安装凸缘34通过一系列肋36被支撑在各自的侧壁18上，使得大体上水平的第一安装凸缘34能够支撑振动筛分单元10的给料端14的重量。在出料端16处，本体12包括一对第二安装凸缘38，其分别被安装到所述侧壁18其中之一上。第二安装凸缘38又被一系列支撑肋40支撑，使得第二安装凸缘38大体上水平地延伸，并且在本体12与支撑结构24之间提供附接点。如在图1和图2中能够理解的，第一安装凸缘34和第二安装凸缘38的尺寸和结构类似，而且均垂直于该对间隔的侧壁18其中之一延伸。在可以与本公开一起使用的振动设备的其他设想的实施例中，安装弹簧可以在不同的一般位置，诸如，振动本体的下方、振动本体的侧板之间或者其他合适的位置。

如在图2中最清楚地看到的，一对安装弹簧42被定位在作为支撑结构24的部分被包括的多个支撑凸缘30其中之一与第一安装凸缘34其中之一或第二安装凸缘38其中之一之间。安装弹簧42被用于将振动设备(诸如所示的振动筛分单元10)的移动与支撑结构24、并且特别是与支撑腿28和32隔离。在操作期间，安装弹簧具有共振频率，其与振动筛分单元或给料机因运动发生器引起的操作直接相关。当安装弹簧42正在适当操作时，安装弹簧42吸收由一个或多个运动发生器22的操作引起的振动筛分单元10的本体12的水平和竖直移动。由于支撑结构24是静止的，如果没有适当的隔离，在连续使用振动设备期间，本体12的水平和竖直移动将会对支撑结构造成损坏和破裂。如前所述，本公开的发明人已研发了一种监控一系列安装弹簧42的适当操作的系统和方法，其细节将在下面详细讨论。

在另一设想的实施例中，支撑结构24能够被配置为隔离框架，其进一步辅助将筛分单元10的移动与地面或地板表面隔离。在这个实施例中，支撑结构将通过另一系列的安装弹簧(未示出)安装到地板或地面上。在这个设想的实施例中，第一组安装弹簧将振动筛分单元安装到隔离框架，且第二组安装弹簧将隔离框架安装到地面或地板。在这个实施例中，支撑结构会移动，而且地面或地板将是用于该系统的静止的支撑结构。在这个实施例中，第二组安装弹簧(未示出)会将存在于隔离框架中的振动与静止的地面或地板隔离，以进一步将筛分单元的振动运动与地面或地板隔离。

图3示出了本公开的监控系统的第一实施例。在图3所示的实施例中，该对安装弹簧42被示出为定位在靠近振动筛分单元的给料端的第一安装凸缘34与支撑结构的支撑凸缘30之间。应理解的是，安装弹簧42的配置存在于在支撑结构上形成的支撑凸缘30与第一安装凸缘34或第二安装凸缘38任一者之间的多个安装位置其中之一处。如上所述，安装弹簧42在振动筛分单元的本体与支撑结构之间提供弹性附接。尽管示出的是两个独立的安装弹簧，但是可设想的是，这两个安装弹簧可以被单独的安装弹簧或者多于两个的安装弹簧42替换。另外，尽管示出的是螺旋弹簧，但是可设想的是，能想到的其他类型的弹簧或者弹性座(resilient mounts，弹性支座)落入本公开的主题范围内。作为非限制示例，安装弹簧可以是层压弹簧、板簧、橡胶弹簧、空气弹簧或其他类似类型的弹性座。

根据本公开，传感器44被并入到一位置中，以便检测由振动设备的振动本体的有意移动引起的被传递到安装弹簧42的振动运动。与检测由振动设备上的物料的重量产生的力的重量传感器相比，该传感器是在振动设备的操作期间检测施加到安装弹簧的振动或震荡力的传感器。传感器44可以是在振动设备的振动本体的移动期间能够检测安装弹簧42的共振频率的各种不同类型的传感器。作为一个示例，传感器可以是与安装弹簧42接触的力响应传感器、安装到安装弹簧42的钢丝伸长传感器(wire elongation sensor，导线伸长传感器)或任何其他类型的能够检测安装弹簧42的共振频率的传感器。

在图3所示的实施例中，传感器44是在安装弹簧42与支撑凸缘30之间定位并与其接触的力响应传感器。力响应传感器44是平板式传感器，其包括橡胶上表面和橡胶下表面以及一系列内部金属线圈或线迹(wire traces)。力响应传感器44是平板式传感器，其具有包裹传感器矩阵的柔性的橡胶上表面和下表面，该传感器矩阵能够精确地实时测量振荡或变化力、压力和平衡。力响应传感器包括集成的硬件和软件，其允许传感器基于由安装弹簧施加到力响应传感器的顶表面的振荡或振动力来产生监控信号。因为力响应传感器44被定位在安装弹簧42与支撑凸缘30之间，所以力响应传感器44将产生与由安装弹簧42施加到力响应传感器44的顶表面的力直接相关的监控信号。这些力是操作期间安装弹簧42的共振频率的指示。在所示的实施例中，力响应传感器44包括电源和产生无线信号以传递由力响应传感器形成的监控信号的无线发射器。在另一设想的实施例中，该力响应传感器可以包括有线连接，其然后被硬线连接到终端或数据端口，以接收来自传感器的监控信号。

图4示出了使用力响应传感器44的第二设想的实施例。在这个实施例中，力响应传感器44被定位在两个安装弹簧42中每一个的顶端与第一安装凸缘34之间。再者，可设想在安装弹簧42与位于振动筛分单元的出料端16附近的第二安装凸缘38之间使用类似的布置。图4中所示的力响应传感器44与图3中所示的力响应传感器44相同。由于力响应传感器44感测由安装弹簧42产生的力，所示的力响应传感器44的位置可以被用于产生监控信号来监控该对安装弹簧42中每一个的操作。

图5还示出了另一个设想的替代实施例。在图5所示的实施例中，两个单独的力响应传感器44被用于替换图3中所示的单个力响应传感器44。在图5的实施例中，第一力响应传感器被定位在第一安装弹簧42与支撑凸缘30之间，而第二力响应传感器44被定位在第二安装弹簧42与支撑凸缘30之间。在这个设想的实施例中，两个力响应传感器44均会产生可以被控制单元接收和解释的监控信号，其方式将在下面更详细地描述。在这个实施例中，将产生四个单独的监控信号，每个安装弹簧42有一个监控信号。

在一实施例中，支撑结构是通过第二组安装弹簧支撑在地面或地板上方的隔离框架，传感器能被定位在隔离框架与安装弹簧之间，或者安装弹簧与静止的支撑结构之间，该静止的支撑结构是地面或地板。与图示的实施例一样，传感器44将能够产生由传感器44感测到的与安装弹簧的振动相关的监控信号。

虽然在图中没有显示，但可以设想的是，传感器44可以是其他类型的传感器，这些传感器可以被定位在能够检测到施加在被传感器监控的安装弹簧上的力的任何位置。传感器的位置必须使得能够检测到在操作期间由于振动本体的移动而施加到安装弹簧的振动或振荡力，以产生与被监控的安装弹簧的共振频率相关的监控信号。例如，传感器44可以是钢丝伸长或钢丝应变(wire strain，导线应变)传感器，其被直接安装到安装弹簧以便产生与安装弹簧的移动以及由此与安装弹簧的共振频率相关的监控信号。

在图3-图5所示的实施例中，各传感器44被显示和描述为利用无线通信技术(诸如，)传输监控信号。但是，可设想的是，传感器44能够利用其它无线传输技术(诸如Wi-Fi或Zigbee)通信。在又另一设想的实施例中，各传感器44可以是硬线连接的，然后利用有线通信技术对监控信号进行通信。在利用各传感器44与监控终端或网关之间的有线通信线路的实施例中，然后可以在附近的位置分析监控信号，或者将监控信号传输到远程位置以进行分析和核查。

如在图3-图5中所理解的，传感器44是独立部件，其被定位在振动设备与静止的支撑结构之间，而无需对振动设备或静止的支撑结构进行任何修改。因此，传感器44能够在振动设备被最初安装时被包括在内或者作为改装系统。传感器44可以被设置为对现有单元的改装，其允许对安装弹簧和整个振动设备的操作的监控加以改善和提高。一旦传感器44被安装，传感器将产生监控信号供控制单元使用，以确定振动设备的当前操作。

图6示出了各传感器44与控制单元46之间的一种可能的通信类型。控制单元46被示出为位于远离传感器44的位置处。但是，在传感器44被硬线连接到控制单元46的实施例中，控制单元46将位于传感器附近以方便硬线连接。在图6所示的实施例中，无线通信网络48在传感器44与控制单元46之间提供通信。可设想的是，无线网络48可以是Wi-Fi网络、通信链路、Zigbee通信链路、或任何其他类型的允许来自各传感器44的监控信号被控制单元46所接收的通信链路。控制单元46可以是能够接收来自传感器44的监控信号并处理该监控信号的任何类型的装置。作为一个示例，控制单元46可以是平板计算机、笔记本计算机、台式计算机、连接到通信云的监控装置、或直接连接到传感器44的处理器。控制单元46意在表示任何类型的计算装置，其可以对来自任何位置的传感器的监控信号进行分析。

图7示出了来自任一个传感器44的监控信号的代表性轨迹(trace)。图7中所示的轨迹仅仅意在说明的目的，实际值和信号会根据振动设备的具体配置而有所不同。图7中所示的轨迹包括来自多个传感器44其中之一的监控信号60。该监控信号60包括大约5Hz的第一峰值62，其代表了振动设备质量和弹簧系统的自然频率。监控信号60还包括刚过20Hz的峰值64，这是筛分(screen，筛子)的操作频率。

在振动设备的操作期间，自然频率峰值62的变化或移动将提供安装弹簧出现问题的指示。因此，如果峰值62的频率开始增加或减少，这种变化将指示弹簧可能出现问题，或者某种类型的碎屑被卡在弹簧内。

由于控制单元接收来自各传感器44的监控信号，因此控制单元可以将来自各传感器的监控信号60进行比较，以便确定振动设备的其他操作特性。例如，控制单元可以通过比较来自振动设备的左侧和右侧的监控信号来确定负载是否平衡。

一旦控制单元46接收到来自传感器44的监控信号，控制单元46可以将监控信号与来自各传感器44的所记录的期望或已知的历史值进行比较，以确定力响应传感器44是否检测到异常的操作情况。作为一说明性示例，如果一块石块或碎屑被夹在个别安装弹簧的线圈之间，这种碎屑将导致从与安装弹簧相关联的传感器产生监控信号，该监控信号与期望大不相同。当控制单元46感测到监控信号的这种该变化时，控制单元可以产生报警或通知信号。这个报警或通知信号可以被接收并显示在工作站50处，或者可以被显示在本地屏幕或监控器上。工作站50可以通过相同的无线网络48进行通信，因此可以位于远离力响应传感器44和控制单元46的位置处。工作站50处的使用者/操作员可以接收到来自控制单元46的警报或监控信息，然后可以观察或检查振动筛分单元的操作，以便纠正由控制单元46确定的任何错误或明显偏差。

作为另一说明性示例，如果安装弹簧其中之一开始磨损或者由于年限而老化，来自安装弹簧的监控信号将会开始变化，并且会与来自该安装弹簧的以及与其他安装弹簧相关的历史信号不同。如果控制单元46检测到这种变化，就会发出警报，以检查安装弹簧是否可能要被更换。

在图6所示的实施例中，可以使用历史数据库52存储先前记录的监控信号以供控制单元46使用，以将当前监控信号与历史监控信号进行比较。尽管历史数据库52被示出为连接到无线网络，但是可设想的是，控制单元46可以如图6中用虚线所示那样被直接连接到历史数据库52。历史数据库52允许系统存储来自每个传感器的正常的、可接受的操作条件，并将当前操作条件与存储的信息进行比较。以这种方式，控制单元46能够在振动筛分单元的操作超出正常的预期参数时产生警报和通知。

除了确定何时其中一个安装弹簧出现了紧迫问题之外，控制单元还能够监控来自各传感器44的监控信号，以确定任一个安装弹簧42在何时因长期使用或因外部条件导致的灾难性故障而开始失效。再者，控制单元46可以将来自各传感器44的当前监控信号与历史值进行比较，在当前监控信号超出预期范围时，控制单元46可以在工作站50上产生警报或信息。

除了监控来自振动传感器44的值之外，控制单元46还可以识别弹簧是否在弹簧共振频率下操作。如果弹簧在共振频率下操作，这种操作可以发出安装弹簧有问题而应该被解决的信号，并且应该产生警报或提醒。

除了监测每个单独的弹簧以检测失效或可能的故障之外，控制单元还可以根据监测信号确定振动给料机平台或振动筛上的物料分布，以确定是否存在分布问题。由于控制单元将监测来自位于振动设备四个角落处的传感器的信号，因此控制单元可以比较各监测信号，以确定物料在筛或给料机上是否存在不均匀分布。不均匀分布可能是由于给料装置的故障造成的，这将导致振动设备一侧上的安装弹簧过度工作。

又进一步地，控制单元46接收来自各振动传感器44的监控信号，并且能够使用人工智能来对监控信号的变化进行监控。包括在控制单元46中的人工智能可被用于检测监控弹簧的操作变化，这可提供关于安装弹簧的预测故障或振动设备的不均衡或非优化操作的信息。由于各振动传感器44将在振动筛分单元的操作期间实时产生监控信号，因此控制单元46可以实时确定不仅单个安装弹簧而且整个振动筛分单元的操作效率。

本书面说明书使用示例来披露本实用新型，其包括了最佳方式，也使本领域技术人员能够制造和使用本实用新型。本实用新型的可专利范围由权利要求书限定，并可包括本领域技术人员所想到的其他示例。如果这些其他示例的结构元件与权利要求书的字面语言没有差别，或者如果它们包括与权利要求书的字面语言没有实质性差别的等同结构元件，则这些示例旨在落入权利要求书的范围之内。

Claims (16)

1.一种监控振动设备的操作的系统，其特征在于，所述振动设备被安装到多个安装弹簧，所述系统包括：

多个传感器，各所述传感器被配置为在所述振动设备的振动运动期间检测至少一个所述安装弹簧的共振频率，各所述传感器能操作以产生监控信号；以及

控制单元，被配置为从所述多个传感器接收所述监控信号，其中所述控制单元能操作以基于所述监控信号确定所述多个安装弹簧中的每一者是否正常运作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述传感器是力响应传感器，其被配置为定位在所述振动设备与所述安装弹簧其中之一之间。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述振动设备被安装到支撑结构，而且各所述传感器是被配置为定位在所述支撑结构与所述安装弹簧其中之一之间的力响应传感器。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述支撑结构通过第二多个安装弹簧被安装到地板或地面，而且多个所述传感器检测所述第二多个安装弹簧的至少一个安装弹簧的共振频率。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，各所述传感器包括无线发射器，所述无线发射器能操作以将所述监控信号无线地传输到所述控制单元。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制单元能操作以基于来自所述传感器的所述监控信号来确定所述振动设备的至少一种操作状态。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述多个传感器被配置为在所述振动设备的安装之后被安装。

8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统进一步包括远离所述控制单元定位的工作站，使得所述振动设备和所述多个安装弹簧的操作能够远离所述振动设备被观察。

9.用于使物料移动的振动设备，其特征在于，所述振动设备包括：

振动本体，在给料端与出料端之间延伸，所述振动本体包括至少一对间隔的侧壁和安装在该对间隔的侧壁之间的至少一个平台；

支撑结构，被配置为支撑所述振动本体；

一个或多个安装弹簧，被定位成在所述振动本体与所述支撑结构之间形成弹性安装；

运动发生器，能操作以将移动传递给所述振动本体；以及

多个传感器，各所述传感器被配置为在所述运动发生器产生运动期间检测所述一个或多个安装弹簧的共振频率，各所述传感器能操作以产生监控信号。

10.根据权利要求9所述的振动设备，其特征在于，所述传感器分别检测至少一个所述安装弹簧的操作并将所述监控信号传输到控制单元。

11.根据权利要求10所述的振动设备，其特征在于，所述传感器分别包括无线发射器，用以无线地传输所述监控信号。

12.根据权利要求10所述的振动设备，其特征在于，所述传感器均是定位在所述一个或多个安装弹簧与所述支撑结构之间的力响应传感器。

13.根据权利要求10所述的振动设备，其特征在于，所述传感器均是定位在所述一个或多个安装弹簧与所述振动本体之间的力响应传感器。

14.根据权利要求10所述的振动设备，其特征在于，所述控制单元能操作以监控所述安装弹簧和所述振动本体每一者的操作。

15.根据权利要求10所述的振动设备，其特征在于，所述控制单元能操作以基于来自多个所述传感器的所述监控信号来监控所述运动发生器的操作。

16.根据权利要求9所述的振动设备，其特征在于，各所述传感器是柔性传感器，其基于与所述传感器接触的一个或多个弹簧的移动来产生监控信号。