FI126226B - Menetelmä holvauksen tunnistamiseksi murskaimessa, menetelmä kara- tai kartiomurskaimen valvomiseksi ja ohjaamiseksi, kara- tai kartiomurskain, tietokoneohjelma ja murskauslaitos - Google Patents

Description

MENETELMÄ HOLVAUKSEN TUNNISTAMISEKSI MURSKAIMESSA, MENETELMÄ KARA- TAI KARTIOMURSKAIMEN VALVOMISEKSI JA OHJAAMISEKSI, KARA- TAI KARTIOMURSKAIN, TIETOKONEOHJELMA JA MURSKAUSLAITOS

KEKSINNÖN ALA

Keksintö liittyy holvauksen tunnistamiseen kara- tai kartiomurskaimessa. KEKSINNÖN TAUSTA

Tämä osio kuvaa lukijalle hyödyllistä taustatietoa tarkoittamatta myöntää tässä kuvatun tekniikan välttämättä edustavan tekniikan tasoa.

Kiveä saadaan maaperästä murskattavaksi joko räjäyttämällä tai kaivamalla. Kivi voi olla myös luonnonkiveä ja soraa tai rakennusjätettä. Murskaamiseen käytetään sekä liikuteltavia murskaimia että kiinteitä murskaussovelluksia. Murskattava aines syötetään kaivinkoneella tai pyöräkuormaajalla murskaimen syöttösuppiloon, josta murskattava aines voi pudota murskaimen kitaan tai syötin siirtää kiviaineksen kohti murskainta.

Kara- ja kartiomurskaimissa murskataan mineraalimateriaalia liikuttamalla murskaimen sisäterää (murskauskartiota) kiinteän ulkoterän suhteen. Sisä- ja ulkoterä määrittävät väliinsä murskauskammion. Tunnetusti kara- ja kartiomurskaimia säädetään erityyppisiä tuotantovaatim uksia varten muuttamalla murskauskammion profiilia, murskauskartion epäkeskisen liikkeen määrää eli iskua, murskauskartion pyörimisnopeutta ja murskaimen asetusta.

Kara- ja kartiomurskaimen murskauskapasiteettia pyritään hyödyntämään taloudellisesti täysimääräisenä siten, että murskainta kuormitetaan jatkuvatoimisesti suurella murskausteholla ja samalla kohdistetaan käytetty murskausteho suunnitellun tuotejakauman tuottamiseen. Keskeytykset murskaustapahtumassa vähentävät tehokkuutta.

Kara-ja kartiomurskaimen sisäterän ja murskainrungon armin väliin, tukikartion ja liukurenkaan, murskaimen purkusuppilon ja tukikartion, tai purkukuljettimen ja tukikartion kerääntyvä materiaali voi aiheuttaa epäsuotuisan tilanteen, jota kutsutaan holvaukseksi (engl. bridging), jossa materiaali kannattaa tukikartiota alapuolelta. Tässä selostuksessa ei käsitellä käsitteen holvaus toista merkitystä, jossa murskaimen murskauskammion syöttöaukko tukkeutuu kappaleilla, jotka ovat riittävän suuria pääsemään murskauskammioon mutta estyneitä pääsemään sinne, koska ne joko jäävät poikittain syöttöaukkoon tai ne tukkivat keskenään toisiltaan sisäänpääsyn ja syöttäminen estyy. Kara- ja kartiomurskaimen tukikartion alapuolelle muodostuva holvaus kuitenkin on erilainen, sillä holvaus voi alkaa kannatella tukikartiota.

Kara- ja kartiomurskaimen tukikartion ja tukikartion alapuolella olevan armin väliin muodostuva holvaus voi aiheutua epäpuhtaan syötteen (esim. rätti, harjateräs, kanto) kerääntymisestä tukikartion alapuoliselle armille siten, että murskattavan materiaalin kanssa muodostuu holvi, joka alkaa kannatella tukikartiota. Holvaus voi aiheutua öljyvuodosta, johon pölyn ja hiekan kanssa tarttuu suurempia kiviä ja lopulta armin päälle muodostuu tukikartiota kannateleva holvi. Kun holvannut materiaali alkaa kannatella tukikartiota, niin tukikartiota vertikaalisesti kannattava ylempi painelaakeri irtoaa painelevystä ja syntyy laakerivaurio. Holvautunut materiaali voi aiheuttaa murskauskartion pölytiivisteen nopean kulumisen ja rikkoutumisen ja sitä kautta öljyjen nopean likaantumisen. Holvi on yleensä vain pääakselin toisella puolella kääntäen tukikartiota tai pääakselia vinoon ja murskaimen epäkeskolaakerikin saattaa vaurioitua. Holvauksen estämiseksi on joissakin murskaimissa tukikartion yhteyteen järjestetty pyyhkijä, joka pyyhkii armeja. Pyyhkijä voi olla lyhytikäinen, sillä se voi esimerkiksi irrota ja se on myös alttiina voimakkaalle hankauksen aiheuttamalle kulumiselle. Lisäksi murskaimen käyttäjä saattaa luottaa liikaa pyyhkijän olemassaoloon eikä siksi välttämättä tunnista holvauksen syntymistä ennen murskaimen vaurioitumista.

Keksinnön eräänä päämääränä on tunnistaa kara- tai kartiomurskaimen holvaus erityisesti murskauksen aikana. Keksinnön eräänä päämääränä on ehkäistä ennalta mahdollinen holvauksen aiheuttama vaurio. Keksinnön eräänä päämääränä on parantaa murskaimen käytettävyyttä ja tehokkuutta.

YHTEENVETO

Keksinnön ensimmäisen näkökohdan mukaan tarjotaan menetelmä holvauksen tunnistamiseksi murskaimessa, joka murskain käsittää: rungon; runkoon kiinnitetyn ulkoterän; rungon sisällä pääakselin välityksellä pyöritettävän tukikartion; sisäterän kartion kartiopinnalla; ja tukikartion tuennan, joka tuenta käsittää: joukon rungon sisäpuolisia armeja, jotka ulottuvat rungosta sisäänpäin; pääakselin tuettuna radiaalisesti armeihin; ja armien kannattaman painelaakerin pääakselin kannattamiseksi ja pääakselin välityksellä tukikartion tukemiseksi aksiaalisesti; ja joka murskain on järjestetty murskaamaan mineraalimateriaalia sisäterän ja ulkoterän välissä. Menetelmälle on tunnusomaista se, että vastaanotetaan mittaustieto, joka kuvaa tukikartion tuennan jännitystä; ja tunnistetaan mittaustiedosta armille syntynyt holvaus.

Jännitystä voidaan mitata venymäliuska-anturilla.

Jännitystä voidaan mitata siirtymäanturilla.

Murskaimen painelaakeri voi olla järjestetty armien kannattamaksi hydrauliikka-sylinterillä.

Mittaustieto voi käsittää hydrauliikkasylinterin paineen eli hydraulisylinterin hydrauliikkanesteessä vallitsevan paineen. Murskaimen käynnistämisen yhteydessä voidaan vastaanottaa mittaustieto hydrauliikkasylinterin paineesta. Murskaimen käynnistyminen voidaan estää, jos paine alittaa ennalta määrätyn kelluntapaineen alarajan.

Murskaimen käytön yhteydessä voidaan vastaanottaa mittaustieto hydrauliikkasylinterin paineesta.

Menetelmässä voidaan tunnistaa onko murskauskammiossa murskattavaa materiaalia ja pysäyttää murskain, jos tunnistaminen osoittaa murskaimessa olevan murskattavaa materiaalia ja paine alittaa ennalta määrätyn paineen alarajan.

Murskaimen painelaakeri voi olla järjestetty armien kannattamaksi hydrauliikka-sylinterillä. Mittaustieto voi käsittää murskaimen käytön ottaman tehon murskauksen aikana. Mainitun tehon ja paineen suhdetta voidaan verrata toisiinsa. Murskain voidaan pysäyttää, jos teho suhteessa paineeseen ylittää ensimmäisen kynnysarvon.

Mittaustiedosta voidaan laskea ajalta tukikartion tuennan jännityksen keskiarvo. Keskiarvo voidaan laskea tukikartion usean pyörähdyksen ajalta. Keskiarvoa voidaan verrata toiseen kynnysarvoon. Murskain voidaan pysäyttää, jos keskiarvo ylittää toisen kynnysarvon.

Mittaustieto voi ilmaista runkoon tukikartion arm ien kautta kohdistuvan vaakavoiman ja pystyvoiman välistä suhdetta. Murskain voidaan pysäyttää, jos mainittu suhde kasvaa vähintään 10%.

Murskaimen teho voi ilmaista mainittua vaakavoimaa.

Hydrauliikkasylinterin paine voi ilmaista mainittua pystyvoimaa.

Toistuvien mittauskierrosten aikana voidaan määrittää armien jännitysvaihtelujen suhde toisiinsa.

Armin jännitysvaihtelua voidaan mitata anturilla, joka on kiinnitetty armiin. Vaihtoehtoisesti tai lisäksi armin jännitysvaihtelua voidaan mitata anturilla, joka on kiinnitetty murskaimen runkoon välimatkan päähän armista.

Menetelmässä voidaan osoittaa holvauksen kohdistuminen sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu on muuttunut merkittävästi suhteessa toisten armien jännitysvaihteluun.

Menetelmässä voidaan osoittaa holvauksen kohdistuminen sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu eroaa merkittävästi toisten armien jännitysvaihtelusta.

Menetelmässä voidaan osoittaa holvauksen kohdistuminen sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu on merkittävästi suurempi kuin toisten armien jännitysvaihtelu.

Armin jännitysvaihtelun vaihteluväliä voidaan määrittää. Holvaus voidaan osoittaa vaihteluvälin merkittävästi kasvaessa.

Menetelmässä voidaan tunnistaa armi, johon holvaus kohdistuu ainakin yhdestä seuraavista: armin jännitysvaihtelu on muuttunut merkittävästi suhteessa toisten armien jännitysvaihteluun; armin jännitysvaihtelu eroaa merkittävästi toisten armien jännitysvaihtelusta; armin jännitysvaihtelu on merkittävästi suurempi kuin toisten armien jännitysvaihtelu; ja armin jännitysvaihtelun vaihteluväliä kasvaa merkittävästi.

Armin jännitysvaihtelua voidaan mitata venymäliuska-anturilla.

Armin jännitysvaihtelua voidaan mitata siirtymän mittaukseen kykenevällä anturilla.

Armin jännitysvaihtelua voidaan mitata tuentapisteistä, jotka on järjestetty murskaimen rungon tukemiseen rungon ulkopuoliseen rakenteeseen.

Holvaus voidaan osoittaa signaalina ainakin murskaimen käyttäjälle tai murskaimen murskauskäytölle.

Keksinnön toisen näkökohdan mukaisesti tarjotaan menetelmä kara- tai kartiomurskaimen valvomiseksi ja ohjaamiseksi, joka kara- tai kartiomurskain käsittää rungon ja kaksi runkoon muodostettua armia, pääakselin joka on tuettu alapäästään armeihin, ja tukikartion joka on tuettu pääakseliin. menetelmässä pienennetään murskaimen kuormitusta vasteellisesti sille, että tunnistetaan holvaus jollakin ensimmäisen aspektin mukaisella menetelmällä.

Murskain voi käsittää kolme runkoon muodostettua armia.

Vasteellisesti holvauksen tunnistamiselle voidaan suorittaa yksi tai useampi seuraavista: pienentää materiaalin syöttöä murskaimeen; keskeyttää materiaalin syöttö murskaimeen; muuttaa murskaimeen syötettävän materiaalin koostumusta tai kokoa voidaan; keskeyttää tukikartion pyöriminen; ja antaa käyttäjälle hälytys holvauksesta.

Keksinnön kolmannen aspektin mukaisesti tarjotaan kara- tai kartiomurskain, joka käsittää rungon; runkoon kiinnitetyn ulkoterän; rungon sisällä pääakselin välityksellä pyöritettävän tukikartion; sisäterän kartion kartiopinnalla; ja tukikartion tuennan, joka tuenta käsittää: joukon rungon sisäpuolisia armeja, jotka ulottuvat rungosta sisäänpäin; pääakselin tuettuna radiaalisesti armeihin; ja arm ien kannattaman painelaakerin pääakselin kannattamiseksi ja pääakselin välityksellä tukikartion tukemiseksi aksiaalisesti; ja joka murskain on järjestetty murskaamaan mineraalimateriaalia sisäterän ja ulkoterän välissä. Murskain voi käsittää välineet tukikartion tuennan jännitystä kuvaavan mittaustiedon vastaanottamiseksi ja välineet armille syntyneen holvauksen tunnistamiseksi mittaus-tiedosta. Murskain voi käsittää ohjaimen, joka on järjestetty vastaanottamaan tuennan jännitystä kuvaavan mittaustiedon ja tunnistamaan armille syntyneen holvauksen mittaustiedosta. Ohjain voi käsittää prosessorin ja ohjelmakoodia.

Keksinnön neljännen aspektin mukaisesti tarjotaan tietokoneohjelma, joka käsittää tietokoneohjelmakoodia sovitettuna toteuttamaan tietokoneella suoritettaessa keksinnön minkä tahansa ensimmäisen aspektin mukaisen menetelmän.

Keksinnön erään viidennen näkökohdan mukaan tarjotaan murskauslaitos, joka käsittää keksinnön minkä tahansa kolmannen aspektin mukaisen murskaimen tai neljännen aspektin mukaisen tietokoneohjelman.

Tunnistamalla ajoissa armien jännitysvaihtelusta holvauksen alkaminen voidaan potentiaalinen laakerivaurio ehkäistä tai vaurion laajeneminen voidaan estää ennen laakerin naarmuuntumista tai lopullista laakerin kiinnileikkaamista. Laakeri voidaan pystyä pelastamaan käyttämällä murskainta tyhjäkäynnillä holvauksen osoittamisen tai hälytyksen jälkeen. Laakeri voidaan joissakin tapauksissa kunnostaa pienentämällä tai keskeyttämällä materiaalin syöttö murskaimeen.

Esillä olevan keksinnön eri suoritusmuotoja kuvataan tai on kuvattu vain keksinnön jonkin tai joidenkin näkökohtien yhteydessä. Alan ammattimies ymmärtää, että keksinnön jonkin näkökohdan mitä tahansa suoritusmuotoa voidaan soveltaa keksinnön samassa näkökohdassa ja muissa näkökohdissa yksinään tai yhdistelmänä muiden suoritusmuotojen kanssa.

KUVIOIDEN LYHYT ESITTELY

Keksintöä kuvataan nyt esimerkinomaisesti viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa: kuvio 1 esittää erästä murskauslaitosta, joka käsittää jonkin suoritusmuodon mukaisen kara- tai kartiomurskaimen; kuvio 2 esittää erään suoritusmuodon mukaista karamurskainta, jossa on erään ensimmäisen esimerkin mukainen valvontajärjestely; kuvio 3 esittää erään suoritusmuodon mukaista kartiomurskainta, jossa on erään ensimmäisen esimerkin mukainen valvontajärjestely; kuvio 4 esittää kuvion 3 kartiomurskainta, jossa on erään toisen esimerkin mukainen valvontajärjestely; kuvio 5 esittää kuvion 3 kartiomurskainta, jossa on erään kolmannen esimerkin mukainen valvontajärjestely; kuvio 6 esittää vuokaavion erään suoritusmuodon mukaisesta prosessista; kuvio 7 esittää vuokaavion erään suoritusmuodon mukaisesta prosessista; ja kuvio 8 esittää lohkokaavion erään suoritusmuodon mukaisesta ohjauslaitteesta.

YKSITYISKOHTAINEN SELITYS

Seuraavassa selostuksessa samanlaisilla viitemerkinnöillä tarkoitetaan samankaltaisia osia. On huomattava, että esitettävät kuviot eivät ole kokonaisuudessaan mittakaavassa, ja että ne lähinnä palvelevat vain keksinnön suoritusmuotojen havainnollistamistarkoitusta.

Kuviossa 1 on esitetty liikkuva tela-alustainen murskauslaitos 100, joka käsittää rungon 101, tela-alustan 102, syöttimen 103 ja murskaimen, kuten karamurskai-men 200 tai kartiomurskaimen 200’. Syötin käsittää edullisesti myös kuljettimen 104. Murskauslaitos 100 käsittää lisäksi moottoriyksikön 105 murskaimen käyttämiseksi ja kuljettimen 106 murskatun materiaalin kuljettamiseksi esimerkiksi kasalle. Edullisesti moottoriyksikkö 105 käsittää murskainkäytön, jota voidaan ohjata murskaimen ohjausjärjestelyllä. Murskainta voidaan käyttää esimerkiksi väli- tai jälkimurskaimena. Erityisesti murskainta voidaan käyttää hienomurskauksessa. Mobiili murskauslaitos voi olla liikuteltavissa myös muilla välineillä, kuten pyörillä, jalaksilla tai jaloilla. Murskauslaitos voi olla myös kiinteä.

Murskauslaitos käsittää edullisesti syöttösuppilon murskaimen murskaus-kammion syöttöaukon yläpuolella (ei esitetty kuviossa). Murskausprosessin ollessa käynnissä murskattava materiaali syötetään (esimerkiksi kauhakuormaa-jalla) syöttimeen 103, josta se edelleen syötetään murskaimelle.

Syöttimeltä/kuljettimelta tulevaa murskattavaa materiaalia ohjataan syöttösuppilolla murskauskammion syöttöaukkoon. Murskattava materiaali voidaan syöttää syöttösuppiloon myös suoraan, esimerkiksi kauhakuormaajalla.

Kuvio 2 esittää karamurskainta 200, joka käsittää kehämäisen rungon 201 ja kaksi runkoon muodostettua armia 202, 203, jotka edullisesti ulottuvat radiaalisesti rungon sisäpuolelle. Karamurskain käsittää pääakselin 204, joka on pyörivästi tuettu alapäästään armeihin, jotka muodostavat murskaimen keskellä tukirakenteen pääakselille. Pääakselin alapäähän on kiinnitetty painelaakerin yläosa 1 ja arm ien kannateltavaksi on kiinnitetty painelaakeri alaosa 3. Painelaakerin ylä- ja alaosan väliin on järjestetty painelaakerin painelevy 2. Karamurskaimen asetusta voidaan säätää nostamalla ja laskemalla painelaakerin alapäätä rungon 201 suhteen. Pääakselin yläpään tuentaa runkoon 201 kiinnitettyyn ylärunkoon 208 ei ole esitetty. Karamurskain käsittää tukikartion 205, joka on tuettu pääakseliin. Murskaimen murskauskammio sijaitsee kiinteän ulomman kulutusosan, ulkoterän 206, ja pyörivän sisäpuolisen kulutusosan, sisäterän 207 välissä. Ulkoterä 206 on kiinnitetty ylärunkoon 208 ja sisäterä 207 on kiinnitetty tukikartiolle 205.

Kuviot 3, 4 ja 5 esittävät yksinkertaistetusti kartiomurskainta 200’, joka käsittää rungon 201 ja kaksi runkoon muodostettua armia 202, 203, jotka edullisesti ulottuvat radiaalisesti kehämäisen rungon 201 sisäpinnalta pääakselin 204 alaosan tuentaan. Kartiomurskain käsittää pääakselin 204 ja tukikartion 205.

Pääakselin alapää on kiinnitetty armien kannateltavaksi ja tukikartio on järjestetty pyörimään epäkeskisesti pääakselin ympäri. Tukikartio on tuettu epäkeskisesti pyörivästi pääakselin yläpäähän painelaakerilla (ei esitetty). Kartiomurskaimen asetusta voidaan säätää nostamalla ja laskemalla runkoon 201 kiinnitettyä ylärunkoa 208. Murskaimen murskauskammio sijaitsee ulomman kulutusosan, ulkoterän 206, ja pyörivän sisäpuolisen kulutusosan, sisäterän 207 välissä. Ulkoterä 206 on kiinnitetty ylärunkoon 208 ja sisäterä 207 on kiinnitetty tukikartiolle 205.

Kuvioissa 2-5 esitetyt murskaimet käsittävät kukin valvontajärjestelyn, johon kuuluu kunkin armin jännitysvaihtelua mittaamaan järjestetyt anturit. Armien jännitysvaihtelua mittaamaan on tarjottu erään suoritusmuodon mukaisesti ensimmäiset, toiset tai kolmannet anturit 10; 10’; 10”. Valvontajärjestely on konfiguroitu mittaamaan tukikartion toistuvien mittauskierrosten aikana kunkin armin jännitysvaihteluja, murskaimen holvauksen valvomiseksi. Tyypillisesti armin jännitys vaihtelee vedon puristuksen välillä. Valvontajärjestelyllä voidaan valvoa jännitysvaihtelun vaihteluväliä eli minimi-ja maksimijännityksen väliä.

Kuvioissa 2 ja 3 on esitetty anturin 10 kiinnityspaikkana armin 202, 203 alapuoli. Esimerkiksi venymäliuska-anturi voidaan kiinnittää armin alapintaan, jossa anturi voidaan helposti suojata materiaalin virtaukselta.

Kuviossa 4 on esitetty anturin 10’ kiinnityspaikkana armin 202, 203 ulkopuolista sijaintia murskaimen rungossa 201. Anturi on kiinnitetty rungon ulkopuolelle Anturi voidaan kiinnittää myös tai vaihtoehtoisesti rungon sisäpuolelle. Esimerkiksi venymäliuska-anturi voidaan kiinnittää rungon pintaan. Rungon ulkopinnalle etäisyyden päähän armista järjestetyn anturin mittaus on järjestetty korreloimaan armin jännitysvaihtelun kanssa.

Kuviossa 5 on esitetty anturin 10” kiinnityspaikkana armin 202, 203 ulkopuolista sijaintia. Anturi on järjestetty mittaamaan armin jännitysvaihtelua tuentapisteistä 20T, jotka on järjestetty murskaimen rungon tukemiseen rungon ulkopuoliseen rakenteeseen, esimerkiksi murskaimen rungon tassujen kohdalta. Tuentapisteen ei tarvitse olla armin kohdalla, kunhan mittaus korreloi halutun armin jännitys-vaihteluun. Pystysuuntaisiva voimia mittaava anturi tai antureita voidaan sijoittaa lisäksi tai vaihtoehtoisesti pääakseliin, pääakselille, ja/tai painelaakeriin. Vaakasuuntaisia voimia voidaan mitata antureilla muun muassa armeista (ala-armeista tai huippulaakerilla varustetussa murskaimessa mahdollisesti yläarmista), radiaalilaakereista, huippulaakerista, ja/tai pääakselista. Sekä pysty-että vaakavoimia voidaan mitata muun muassa kulutusosan ja rungon välissä ja/tai ulkoterän kiinnityspisteissä. Kuviossa 5 valvontajärjestely on toteutettu siirtymän mittaukseen kykenevällä anturityypillä. Tuentapisteestä tehtävä mittaus voidaan toteuttaa kosketuksettomalla anturilla.

Murskaimen tukikartion 205 ja armin 202, 203 väliin muodostunut holvaus tunnistetaan vasteena jonkin armin jännitysvaihtelun muutoksesta suhteessa muiden armien jännitysvaihteluihin.

Valvontajärjestelyllä voidaan määrittää toistuvien mittauskierrosten aikana armien jännitysvaihtelujen suhde toisiinsa, mm. mittaamalla armiin kiinnitetyllä anturilla armin jännitysvaihtelua. Anturi voidaan kiinnittää välimatkan päähän armista, esimerkiksi rungon ulkopuolelle, eikä anturin tarvitse olla täsmälleen armin kohdalla, kunhan mittaus korreloi tämän armin jännitysvaihteluun.

Menetelmän ja valvontajärjestelyn mittauksilla voidaan tunnistaa holvauksen kohdistuminen sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu on muuttunut merkittävästi suhteessa toisten armien jännitysvaihteluun; tai sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu eroaa merkittävästi toisten armien jännitysvaihtelusta; tai sen armin kohdalle, jonka armin jännitysvaihtelu on merkittävästi suurempi kuin toisten armien jännitysvaihtelu. Edullisesti määritetään armin jännitysvaihtelun vaihteluväliä, ja tunnistetaan holvaus vaihteluvälin merkittävästi kasvaessa. Menetelmällä voidaan ilmaista holvaus signaalina murskaimen käyttäjälle ja/tai murskaimen murskauskäytölle.

Armin jännitysvaihtelua mitataan edullisesti venymäliuska-anturilla tai siirtymän mittaukseen kykenevällä anturilla kuten etäisyysanturilla.

Eräässä suoritusmuodossa murskaimen tukikartiolla on tuenta, jonka muodostavat armit ja pääakselin painelaakeri. Tuenta kantaa tukikartion ja murskausvoimien aiheuttaman voiman pysty-ja vaakasuunnassa.

Eräässä suoritusmuodossa mitataan erikseen runkoon kohdistuvia vaaka- ja pystysuuntaisia voimia eli armien kohdalta rungon seinämän vastaisia ja seinämän suuntaisia voimia. Vaaka- ja pystyvoimien suhteen tai suhteen perusteella voidaan päätellä armin holvautuminen.

Valvontajärjestelyn lisäksi murskain käsittää ohjausjärjestelyn, jolla voidaan ohjata murskainta pienentämällä murskaimen kuormitusta vasteellisesti holvauksen tunnistamiselle. Minimissään murskaimen kuormitus voidaan pienentää nollaan eli pysäyttää murskaus esimerkiksi estämällä materiaalin syöttö murskaimeen tai pysäyttämällä sisäterän pyöriminen. Eräs mahdollisuus on myös syötteen koon tai koostumuksen muuttaminen. Edullisesti ohjausjärjestelyllä ilmoitetaan hälytys käyttäjälle, kun on tunnistettu holvaus.

Valvontajärjestelyn avulla monitoroidaan potentiaalista murskaimen holvautu-mista. Murskaimen holvauksen tunnistusta käytetään murskaimen säätämiseen. Säätäminen voi tapahtua joko käyttäjän toimenpitein tai automaattisesti murskaimen ohjauksen kautta. Murskaimen ohjauksen tavoitteena on muun muassa varautuminen ennalta potentiaalisiin murskaimen vaurioihin, tehokkaan murskaustapahtuman takaaminen sekä murskaimen kuormituksen vähentäminen pysäyttämiseen asti ennen murskaimen vahingoittumista.

Samassa murskaimessa voidaan käyttää kuvioissa 2, 3, 4, ja 5 esitettyjä saman ja eri tyyppisiä mittaustapoja ja mittausantureita kuvioiden esimerkkien rajoittamatta suojapiiriä ja sovelluksia. Kuvioiden 3, 4, ja 5 yhteydessä esitettyjä mittaustapoja ja mittausantureita voidaan käyttää kara-ja kartiomurskaimen yhteydessä.

Kuviossa 6 on esitetty vuokaavio murskaimen holvauksen tunnistamisesta erään suoritusmuodon mukaisessa prosessia 600. Prosessi 600 käynnistyy, kun murskaimen ohjain vastaanottaa murskaimen käynnistyskomennon, 605. Männän paine tarkistetaan 610. Männän paine eli hydrauliikkasylinterissä vallitseva paine säätää murskaimen kuormitusta ja ilmaisee sisäterän vastaanottamaa pystyvoimaa. Tässä askeleessa voidaan tarkistaa onko männän paine pienempi kuin kelluntapaineen hälytysraja (kelluntapaine tarkoittaa murskaimen painelaakeriin kohdistuvaa pystyvoimaa kuormittamattomassa tilassa, eli tilassa, jossa murskauskammiossa ei ole murskattavaa materiaalia). Jos paine alittaa hälytysrajan, murskain pysäytetään ja/tai hälytetään mahdollisesta tukoksesta, 615. Muussa tapauksessa murskain käynnistetään 620 ja murskaimen syöttö käynnistetään 625. Murskaimen männän painetta aletaan seurata silmukassa, jossa määritetään painearvo p, murskaimen ottoteho P ja tehon suhde paineeseen P / p, 630. Murskaimen ottoteho P ilmaisee armeihin kohdistuvaa vaakavoimaa. Ottotehon P suhde paineeseen p voidaan määrittää hetkellisenä tai lyhytaikaisena keskiarvona esim. 0,1; 0,5; 1; 2; 3; tai 5 sekunnin ajalta. Suhdetta P / p verrataan ensimmäiseen kynnysarvoon th1,635. Jos P / p > th1, murskain pysäytetään ja / tai hälytetään mahdollisesta holvautumisesta tai laakeriviasta 640. Muuten määritetään suhteesta P / p integroitu tai pidempiaikainen keskiarvo A esim. 60 sekunnin liukuvana keskiarvona, 645. Keskiarvo A voidaan muodostaa tukikartion usean pyörähdyksen ajalta. Keskiarvoa A verrataan toiseen kynnysarvoon th2, 650. Jos A > th2, siirrytään askeleeseen 640, muuten jatketaan vertaamaan 655 onko P / p > A + Δ(Ρ / p), jossa Δ(Ρ / p) on suhteen P / p suurin muutos tietyn ajan kuluessa, esimerkiksi pidempiaikaisen keskiarvon A muodostusikkunan pituus (esim. 60 s). Jos vertaamisen tulos on kyllä, edetään askeleeseen 640, muuten jatketaan tarkistamaan 660, onko saatu pysäytyskäsky murskaimen pysäyttämiseksi. Jos ei, palataan askeleeseen 630, muuten pysäytetään syöttöjä murskain, 665.

Teho-paine-suhteen mittauksen vaihtoehtona voidaan mitata pelkkää painetta ja tunnistaa murskauskammiosta tai syöttösuppilosta esim. pinnankorkeusanturilla (ultra-ääni, laser-anturi tai vastaava), onko murskaimessa murskattavaa materiaalia vai ei. Jos murskaimessa on murskattavaa materiaalia, painetasoa voidaan verrata kynnysarvoon, joka voidaan määrittää esim. yhtä suureksi tai suuremmaksi kuin edellä kuvattu kelluntapaine. Jos paine alittaa hälytysrajan, murskain pysäytetään ja/tai hälytetään mahdollisesta ongelmasta.

Eräässä suoritusmuodossa prosessissa askeleiden 630-655 lisäksi tai niiden

asemasta suoritetaan kuviossa 7 esitetty murskaimen armien jännityseroon perustuva holvautumisen tunnistamisprosessi 700. Askeleessa 710 määritetään kunkin armin keskijännitys L1, L2, ... Ln, jossa n on armien määrä. Askeleessa 720 määritetään suurin kahden jännityksen suhde R kahden armin välillä eli maksimijännityssuhde R. Esimerkiksi kolmen armin tapauksessa verrataan armeja 1-2, 1-3 ja 2-3. Tässä esimerkissä maksimijännityssuhde R

muodostetaan käyttäen laskien jännityssuhde kaikille armipareille. Armien jännitysten suhde voidaan laskea erityisesti suuremmalla armien määrällä yksinkertaistetusti niin, että verrataan pienempää määrää armien pareja.

Maksimijännityssuhdetta R verrataan eräässä suoritusmuodossa askeleessa 730 kolmanteen kynnysarvoon th3. Jos maksimijännityssuhde R on normaalimurskauksessa (esim. murskauskammio täynnä materiaalia) huomattavan suuri (esim. suurempi kuin 1,5; 2 tai 5), on kyseessä todennäköisesti lajittunut syöte (engl. segregated feed) tai toispuolinen syöttö. Murskauskammion täysinäisyys voidaan todeta esimerkiksi epäsuorasti murskaustehosta, murskauskammion värähtelyn spektristä, ultraäänimittauksella ja / tai punnitsemalla. Kolmannen kynnysarvon th3 täyttymisestä voidaan antaa vastaava hälytys askeleessa 740.

Maksimijännityssuhteen R lisäksi tai asemasta voidaan tarkastella maksimijännityssuhteen muutosta AR tietyllä ajanjaksolla.

Askeleessa 750 tarkistetaan ylittääkö maksimijännityssuhteen muutos AR tietyltä ajanjaksolta neljännen kynnysarvon th4 ja jos kyllä, päätellään holvautumisen tapahtuneen. Tämän seurauksena voidaan esimerkiksi siirtyä askeleeseen 640 ja pysäyttää syöttö ja / tai antaa hälytys. Eräässä esimerkissä neljäs kynnysarvo th4 on 30 %...70 %. Eräässä esimerkissä neljäs kynnysarvo th4 on 35 %, 40 %, 45 %, 50 %, 55 %, 60 %, tai 65 %.

Askeleessa 760 tarkistetaan ylittääkö maksimijännityssuhteen muutos AR tietyltä ajanjaksolta viidennen kynnysarvon th5 ja jos kyllä, päätellään holvautumisen saattaneen alkaa tai syöttöhäiriön saattaneen tapahtua. Tämän seurauksena voidaan esimerkiksi siirtyä askeleeseen 770 ja antaa hälytys. Eräässä esimerkissä viides kynnysarvo th5 on 5 %... 20 %. Eräässä esimerkissä viides kynnysarvo th5 on esimerkiksi 8 %, 10 %, 12 % tai 15 %.

Viides kynnysarvo th5 on tyypillisesti pienempi kuin neljäs kynnysarvo th4, muuten prosessi ei jatkuisi askeleen 750 yli askeleeseen 760. Eräässä vaihtoehtoisessa suoritusmuodossa jokainen käytettävästä vertailusta suoritetaan peräkkäin ja suoritetaan kaikkien eri vertailujen Hipaisemat toimenpiteet joko erikseen tai yhdistettynä. Esimerkiksi voidaan antaa hälytys, joka ilmoittaa käyttäjälle sekä siitä, että syöte vaikuttaa lajittuneelta että siitä, että laakerivika on saattanut alkaa.

Maksimijännityssuhteen laskeminen tietyltä ajanjaksolta toteutetaan kuvion 7 esimerkissä laskemalla toistuvasti keskiarvoistettujen armikohtaisten jännitysten ero. Eräässä toisessa esimerkissä lasketaan useita armikohtaisten jännitysten erojen suhteita ja keskiarvoistetaan ne tietyn aikavälin yli sen lisäksi tai sijasta, että armikohtaisia jännityksiä on määritetty keskiarvoistaen. Kuvion 7 esimerkissä on laskennan säästämiseksi käytetty samalla tavalla määritettyä maksimijännityssuhteen muutosta neljänteen ja viidenteen kynnysarvoon vertaamisessa. Maksimijännityssuhteen muutos voidaan vaihtoehtoisesti määrittää eri tavoin ja / tai eri pituisilta ajanjaksoilta neljänteen ja viidenteen kynnysarvoon vertaamista varten.

Kuviossa 7 murskain pysäytetään ainoastaan mahdollisesti askeleessa 640. Eräässä vaihtoehdossa käyttäjä voi määritellä ja/tai on etukäteen määritelty pysäytysehtoja, joilla murskain pysäytetään automaattisesti. Esimerkiksi minkä tahansa tässä dokumentissa määritellyn kynnysehdon täyttyminen voidaan asettaa pysäytysehdoksi.

Prosesseissa 600 ja 700 voidaan määrittää tuennan jännityksen vaihtelua sellaisenaan. Eräissä suoritusmuodoissa mitataan myös pääakselin kulmaa, jolloin voidaan myös tunnistaa millä pääakselin kulmalla ilmenee suurin tai pienin tuennan jännitys tai jännityksen vaihtelu. Tämän tiedon perusteella voidaan myös automaattisesti määrittää se armi, jonka päälle holvaus on todennäköisesti muodostunut. Eräässä suoritusmuodossa pääakselin kulma päätellään armien jännitysten vaihteluista.

Eräässä suoritusmuodossa suoritetaan kuvion 7 mukaisista vertailuista ainakin jonkin jo ennen murskaimen käynnistämistä. Murskaimen pysäyttämisen asemasta murskaimen käynnistäminen voidaan estää esimerkiksi silloin, jos maksimijännityssuhde R ylittää kolmannen kynnysarvon th3 tai jonkin muun kynnysarvon, esim. y x R, jossa y>1 (esimerkiksi 1,5; 2 tai 5). Tällainen murskaimen käynnistämisen esto voidaan ohittaa käyttäjän antamalla komennolla esimerkiksi määräajaksi (kuten 10 s, 20 s, 1 min tai 5 min), jotta murskain voi mahdollisesti selvittää häiriötilan syötön katkaisun jälkeen ja / tai murskain voidaan ajaa tyhjäksi.

Kuvio 8 esittää kaavamaisen lohkokaavion ohjauslaitteesta 800 murskaimen ohjaamiseksi. Ohjauslaite käsittää sisääntulo/ulosmenorajapinnan 810, prosessorin 820, käyttöliittymän 830 ja muistin 840, jossa muistissa on häviävä (volatile) muisti 842, häviämätön muisti 844, ja häviämättömään muistiin tallennettuna ohjauslaitteen ohjelmakoodi PGM sekä asetusparametrit, jotka halutaan säilyttää ohjauslaitteen virtakatkojen yli. Ohjauslaite voi olla muodostettu esimerkiksi teollisuuskäyttöön tarkoitetusta tietokoneesta. Sisääntulo/ulosmenorajapinta 810 voi käsittää yhden tai useamman seuraavista: lähiverkkoyhteys (LAN); virtasilmukkaliitäntöjä; jännitesilmukkaliitäntöjä; kenttäväylä; universal serial bus (USB) väylä; ja optinen rajapinta. Prosessori 820 voi käsittää mikroprosessorin; digitaalisen signaaliprosessorin; ohjelmoitavan logiikkapiirin (Field programmable gate array, FPGA); ja / tai minkä tahansa ohjelmakomentoja suorittamaan kykenevän osan, osien joukon tai piirin. Käyttöliittymä 830 voi käsittää esimerkiksi näytön; näppäimistön; kosketusnäytön; kohdistimen ohjauslaitteen kuten tietokonehiiren tai joystickin; tulostimen; kuulokkeen; kaiuttimen; ja / tai mikrofonin. Ohjauslaite voidaan vaihtoehtoisesti myös muodostaa ilman ohjelmakoodia esimerkiksi digitaalisella tai analogisella logiikkaohjauksella.

Holvauksen tunnistuksessa käytettävät raja-arvot voidaan asettaa käyttäen murskaussimulointia mitattavien jännitysten normaalien vaihteluvälien määrittämiseen. Raja-arvot voidaan tarkentaa alkuasetuksen jälkeen tai asettaa kokeellisesti suorittamalla koemurskauksen, mittaamalla ja laskemalla murskauksen aikana ilmenneet jännitykset ja jännityksen muutokset ja määrittämällä sitten sopivalla kertoimella holvauksen tunnistuksessa käytettävät arvot.

Edellä esitetty selitys tarjoaa ei-rajoittavia esimerkkejä keksinnön joistakin suoritusmuodoista. Alan ammattimiehelle on selvää, että keksintö ei kuitenkaan rajoitu esitettyihin yksityiskohtiin vaan, että keksintö voidaan toteuttaa myös muilla ekvivalenteilla tavoilla. Esitettyjen suoritusmuotojen joitakin piirteitä voidaan hyödyntää ilman muiden piirteiden käyttöä. Esimerkiksi kuvioiden 6 ja 7 esittämistä useista murskaimen pysäyttämisehdoista voidaan seurata vain yhtä tai mitä tahansa niiden osajoukkoa. Samoin edellä kuvattuja mitattujen tai laskettujen parametrien suhde ja vertaaminen voidaan muodostaa esimerkiksi logaritmisesti; jakolaskun asemasta erotusta käyttämällä; ja / tai ennalta määritetyn taulukon perusteella. Keskiarvo voidaan laskea esimerkiksi liukuvana keskiarvona, jossa aiemmasta keskiarvosta lisätään osuus x uuden mittauksen osuuteen 1-x, geometrisena liukuvana keskiarvona (esim. korotetaan yhdistettävät luvut potenssiin N ja korotetaan niiden summa potenssiin 1/N).

Kynnysarvojen ylittäminen tai alittaminen tässä yhteydessä käsittää valinnaisesti kyseisen kynnysarvon saavuttamisen. Käyttäen esimerkkinä askelta 650, murskain voidaan pysäyttää yhtä hyvin silloin, jos A on suurempi tai yhtä suuri kuin toinen kynnysarvo th2.

Eräissä piirteissä muodostetaan kahden parametrin välinen suhde. Askelta 635 esimerkkinä käyttäen on ymmärrettävä, että samoin jos P / p> th1, niin p / P < 1/th1 eli suhde voidaan muodostaa toisin päin sopivasti kääntämällä vertailuoperaattori ja kynnysehto.

Edellä esitettyä selitystä täytyy pitää sellaisenaan vain keksinnön periaatteita kuvaavana selostuksena eikä keksintöä rajoittavana. Täten keksinnön suojapiiriä rajoittavat vain oheistetut patenttivaatimukset. On esimerkiksi ymmärrettävä, että esitetyissä menetelmissä yksittäisten menetelmävaiheiden järjestystä voidaan muuttaa ja että joitakin vaiheita voidaan toistaa useita kertoja tai jättää kokonaan pois. On myös ymmärrettävä, että tässä dokumentissa termit käsittää ja sisältää ovat avoimia ilmaisuja eikä niitä ole tarkoitettu rajoittaviksi. Esimerkiksi murskain, joka käsittää kaksi armia, käsittää kaksi, kolme tai useampia armeja.

Claims (17)

1. Menetelmä holvauksen tunnistamiseksi murskaimessa (200,200’), joka murskain käsittää: rungon (201); runkoon kiinnitetyn ulkoterän (206); rungon sisällä pääakselin (204) välityksellä pyöritettävän tukikartion (205); sisäterän (207) tukikartion kartiopinnalla; ja tukikartion (205) tuennan, joka tuenta käsittää: joukon rungon sisäpuolisia armeja (202,203), jotka ulottuvat rungosta sisäänpäin; pääakselin (204) tuettuna radiaalisesti armeihin; ja armien kannattaman painelaakerin (1,2,3) pääakselin kannattamiseksi ja pääakselin välityksellä tukikartion tukemiseksi aksiaalisesti; ja joka murskain on järjestetty murskaamaan mineraalimateriaalia sisäterän ja ulkoterän välissä, tunnettu siitä, että menetelmässä: vastaanotetaan mittaustieto, joka kuvaa tukikartion tuennan jännitystä; ja tunnistetaan mittaustiedosta armille syntynyt holvaus.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: murskaimen painelaakeri on järjestetty armien kannattamaksi hydrauliikkasylinterillä; murskaimen käynnistämisen yhteydessä vastaanotetaan mittaustieto hydrauliikkasylinterin paineesta; ja estetään murskaimen käynnistyminen, jos paine alittaa ennalta määrätyn kelluntapaineen alarajan.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: murskaimen painelaakeri on järjestetty armien kannattamaksi hydrauliikkasylinterillä; murskaimen käytön yhteydessä vastaanotetaan mittaustieto hydrauliikkasylinterin paineesta; tunnistetaan, onko murskauskammiossa murskattavaa materiaalia; ja pysäytetään murskain, jos murskauskammiossa on murskattavaa materiaalia ja jos paine alittaa ennalta määrätyn paineen alarajan.

4. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: murskaimen painelaakeri on järjestetty armien kannattamaksi hydrauliikkasylinterillä; mainittu mittaustieto käsittää hydrauliikkasylinterin paineen; mainittu mittaustieto käsittää tiedon murskaimen käytön ottamasta tehosta murskauksen aikana; verrattaan mainitun tehon ja paineen suhdetta toisiinsa; ja pysäytetään murskain, jos teho suhteessa paineeseen ylittää ensimmäisen kynnysarvon.

5. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: lasketaan mittaustiedosta tukikartion tuennan kuormituksen jännityksen keskiarvo; verrataan keskiarvoa toiseen kynnysarvoon; ja pysäytetään murskain, jos keskiarvo ylittää toisen kynnysarvon.

6. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että: mittaustieto ilmaisee vaakavoiman ja pystyvoiman välistä suhdetta; ja pysäytetään murskain, jos mainittu suhde kasvaa vähintään 10%.

7. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että määritetään toistuvien mittauskierrosten (202,203) jännitysvaihtelujen suhde toisiinsa.

8. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan armin jännitysvaihtelua anturilla (10,10’, 10”, 11,11’,11”), joka on kiinnitetty armiin.

9. Minkä tahansa edeltävän patenttivaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan armin jännitysvaihtelua anturilla, joka on kiinnitetty murskaimen runkoon (201) välimatkan päähän armista.

10. Minkä tahansa edeltävän vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että osoitetaan minkä armin kohdalle holvaus kohdistuu.

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että tunnistetaan armi, johon holvaus kohdistuu ainakin yhdestä seuraavista: armin jännitysvaihtelu on muuttunut merkittävästi suhteessa toisten armien jännitysvaihteluun; armin jännitysvaihtelu eroaa merkittävästi toisten armien jännitysvaihtelusta; armin jännitysvaihtelu on merkittävästi suurempi kuin toisten armien jännitysvaihtelu; ja armin jännitysvaihtelun vaihteluväliä kasvaa merkittävästi.

12. Minkä tahansa edeltävän vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan armin jännitysvaihtelua venymäliuska-anturilla.

13. Minkä tahansa edeltävän vaatimuksen mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mitataan armin jännitysvaihtelua tuentapisteistä (201’), jotka on järjestetty murskaimen rungon (201) tukemiseen rungon ulkopuoliseen rakenteeseen.

14. Menetelmä kara- tai kartiomurskaimen (200,200’) valvomiseksi ja ohjaamiseksi, joka kara- tai kartiomurskain käsittää rungon (201) ja kaksi runkoon muodostettua armia (202,203), pääakselin (204) joka on tuettu alapäästään armeihin, ja tukikartion (205) joka on tuettu pääakseliin, tunnettu siitä, että pienennetään murskaimen kuormitusta vasteellisesti sille, että tunnistetaan holvaus jonkin vaatimuksen 1-13 mukaisella menetelmällä.

15. Kara- tai kartiomurskain, joka käsittää: rungon (201); runkoon kiinnitetyn ulkoterän (206); rungon sisällä pääakselin (204) välityksellä pyöritettävän tukikartion (205); sisäterän (207) tukikartion kartiopinnalla; ja tukikartion (205) tuennan, joka tuenta käsittää: joukon rungon sisäpuolisia armeja (202,203), jotka ulottuvat rungosta sisäänpäin; pääakselin (204) tuettuna radiaalisesti armeihin; ja armien kannattaman painelaakerin (1,2,3) pääakselin kannattamiseksi ja pääakselin välityksellä tukikartion tukemiseksi aksiaalisesti; joka murskain on järjestetty murskaamaan mineraalimateriaalia sisäterän (207) ja ulkoterän (206) välissä, tunnettu siitä, että murskain käsittää: välineet (810) tukikartion (205) tuennan jännitystä kuvaavan mittaustiedon vastaanottamiseksi; ja välineet (820, 840,846) armille syntyneen holvauksen tunnistamiseksi mittaustiedosta.

16. Tietokoneohjelma (846), joka käsittää tietokoneohjelmakoodia sovitettuna toteuttamaan tietokoneella (800) suoritettaessa minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-13 mukaisen menetelmän.

17. Murskauslaitos (100), joka käsittää patenttivaatimuksen 15 mukaisen murskaimen (200, 200’) tai patenttivaatimuksen 16 mukaisen tietokoneohjelman (846).