SE0900312A1 - Sätt och anordning för reglering av driften av en gyratorisk kross - Google Patents

Description

15 20 25 30 2 och en andra krossmantel, som är monterad på ett maskinstativ, varvid en krosspalt är bildad mellan den första och den andra krossmanteln och varvid material, som ska krossas, matas till denna krosspalt, vilket sätt känne- tecknas därav, att en parameter, som representerar de påkänningar för vilka krossen utsättes under krossning av material, mätes, att ett medelvärde för nämnda parameter bestämmes, att ett avvikelsevärde för nämnda parameter bestämmes, att ett toppvärde beräknas på basis av nämnda medelvärde och nämnda avvikelsevärde, att nämnda toppvärde jämföres med ett referensvärde och att krossens drift regleras med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda toppvärde och nämnda referensvärde.

En fördel med detta sätt är att krossen regleras både med hänsyn till medelpåkänningarna och med hänsyn till påkänningarnas avvikelse. Sättet tar således hänsyn både till hur stora påkänningarna är och till hur mycket påkänningarna varierar. Ett mer relevant sätt att reglera krossen med hänsyn till risken för utmattningsbrott erhålles således. Som en följd härav reduceras risken för oväntade utmattningsbrott. Föreliggande sätt att reglera driften av en kross befrämjar vidare en drift, vid vilken variationerna i belastningen på krossen reduceras. Det föreligger således ett incitament för en operatör att driva krossen vid så jämna belastningsförhållanden som möjligt, eftersom detta ger ökad krossningseffektivitet utan att krossens tekniska livslängd minskar.

Vid en utföringsform är nämnda parameter vald bland en uppmätt mekanisk påkänning i krossen, ett tryck i ett hydraulsystem, som reglerar nämnda krosspalts bredd, och en kraft hos en motor, som driver krossen. Alla dessa typer av parametrar representerar påkänningarna på krossen väl och ärjämförelsevis lätta att mäta.

Vid en utföringsform innefattar beräkningen av nämnda toppvärde att nämnda medelvärde för nämnda parameter, multiplicerat med en första konstant, och nämnda avvikelsevärde för nämnda parameter, multiplicerat med en andra konstant, adderas. En fördel med denna utföringsform är att 10 15 20 25 30 3 hänsyn på ett relevant sätt tages både till medelvärdet och avvikelsevärdet.

Vidare är det möjligt att ändra medelvärdets och avvikelsevärdets vikt i för- hållande till varandra genom att ändra konstanternas värden. Det blir således möjligt att anpassa beräkningen med hänsyn till praktiska erfarenheter vad avser exempelvis aktuella observationer av krossarnas tekniska livslängd vid olika typer av driftsförhållanden.

Vid en utföringsform beräknas nämnda toppvärde i enlighet med följande ekvation: toppvärde = K1 *medelvärde + K2*avvikelsevärde.

Vid en utföringsform är K1 1 och är K2 0,5-5.

Vid en utföringsform bestämmes nämnda medelvärde, nämnda av- vikelsevärde och nämnda toppvärde på basis av värden för nämnda para- meter, som är uppmätta under ett tidsintervall, som är en multipel av rota- tionsperioden för krossens excenter, dvs en multipel av den tid det tar för excentern att fullborda ett helt varv. Ju kortare det tidsintervall under vilket påkänningarna mätes är, desto snabbare är denna signals gensvar på pà- känningsvariationer. Tidsintervallet motsvarar företrädesvis 1-10 rotations- perioder. En typisk rotationsperiod för en gyratorisk kross är 150-300 ms, och ett tidsintervalls typiska längd är följaktligen från 150 ms upp till 3 sekunder.

Längre tidsintervall kan också utnyttjas, även om ett kort tidsintervall, såsom ett tidsintervall som motsvarar endast 1-3 rotationsperioder, ofta föredrages till följd av snabbare gensvar på snabba förändringar i driftsförhållandena, vilka snabba förändringar exempelvis innefattar att icke krossbara föremål införes i krossen. Man har funnit, att ett tidsintervall av denna längd ger en relevant bas för reglering av krossen med hänsyn till den typiska takten för förändringar i en gyratorisk kross' krossningsprocess.

Vid en utföringsform är nämnda medelvärde, nämnda avvikelsevärde och nämnda toppvärde rörliga värden. Genom att utnyttja rörliga värden, som uppdateras regelbundet på basis av nya uppmätta värden, anpassas reg- leringen av krossen till förändringar i driftsförhållandena.

Vid en utföringsform innefattar sättet att krosspaltens bredd regleras med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda toppvärde och nämnda referens- värde. En fördel med denna utföringsform är att regleringen av krosspaltens f r 10 15 20 25 30 4 bredd ger ett mycket snabbt gensvar på påkänningarna på krossen. Om nämnda toppvärde överskrider nämnda referensvärde, leder således en förändring i krosspaltens bredd mycket snabbt till att toppvärdet minskar.

Vid en utföringsform är nämnda avvikelsevärde för nämnda parameter standardavvikelsevärdet för nämnda parameter. Standardavvikelsevärdet för den uppmätta parametern är normalt tämligen lätt att beräkna med hjälp av standardberäkningstekniker och utgör en relevant indikering av hur mycket den uppmätta parametern avviker från sitt medelvärde.

Vid en annan utföringsform är avvikelsevärdet för nämnda parameter storleken av Fourier-komponenten vid rotationsfrekvensen för en excenter hos krossen, vilken excenter är anordnad att bringa krosshuvudet att gyrera.

En fördel med denna utföringsform är att det är enkelt, och därmed effektivt, att beräkna Fourier-komponenten ijämförelse med många andra avvikelse- värden. En ytterligare fördel med denna utföringsform är att Fourier-kompo- nenten, beräknad vid rotationsfrekvensen för krossens excenter, ger en högre vikt åt systematiska variationer i belastningen på krossen, vilka variationer exempelvis beror på ojämn matning av material, och mindre vikt åt belast- nings-”buller”, som naturligt ingår i krossningsprocessen som sådan.

Ett ytterligare ändamål med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en regleranordning för reglering av driften av en gyratorisk kross, medelst vilken regleranordning krossen kan regleras på ett mer effektivt sätt.

Detta ändamål uppnås med en regleranordning för reglering av driften av en gyratorisk kross, som har en första krossmantel, som är monterad på ett krosshuvud, och en andra krossmantel, som är monterad på ett maskin- stativ , varvid en krosspalt är bildad mellan den första och den andra kross- manteln och varvid denna krosspalt är anordnad att mottaga material, som ska krossas, vilken regleranordning har organ för mottagning av mätvärden för en parameter, som represen- terar de påkänningar för vilka krossen utsättes under krossning av material, organ för bestämning av ett medelvärde för nämnda parameter, organ för bestämning av ett avvikelsevärde för nämnda parameter, organ för beräkning av ett toppvärde på basis av nämnda medelvärde och nämnda avvikelsevärde, 10 15 20 25 30 5 organ, som är anordnade att jämföra nämnda toppvärde med ett referensvärde, och organ för reglering av krossens drift med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda toppvärde och nämnda referensvärde.

En fördel med denna regleranordning är att den vid reglering av krossen tar hänsyn både till nivån för påkänningarna och till variationerna i påkänningarna. Detta gör det lättare att förutsäga inträffandet av utmattnings- brott i krossen och att optimera förhållandet mellan teknisk livslängd och krossningseffektivitet. Regleranordningen ger vidare incitament för att redu- cera variationerna i belastningen på krossen, eftersom ett litet avvikelsevärde gör det möjligt att köra vid högre medelpåkänningar och med en ökad stor- leksreducering för det material som krossas, så att en förbättrad krossnings- effektivitet kan erhållas utan att krossens tekniska livslängd minskar.

Dessa och andra aspekter på uppfinningen kommer att framgå av och förklaras med hänvisning till patentkraven och nedan beskrivna utförings- former.

Kort beskrivninq av ritninqarna Uppfinningen ska nu beskrivas närmare under hänvisning till bifogade ritningar.

Fig 1 är en schematisk vy och visar en gyratorisk kross.

Fig 2a och 2b illustrerar ett idealfall för en konstant kraft, som verkar på en gyratorisk kross, samt de resulterande påkänningarna i krossen.

Fig 3a och 3b illustrerar ett verkligt fall för en kraft, som verkar på en gyratorisk kross, samt de resulterande påkänningarna i krossen.

Fig 4a och 4b illustrerar ett sätt att beräkna den i en kross alstrade toppåkänningen på basis av medelpåkänningen och påkänningens standard- avvikelse.

Fig 5 visar ett ytterligare exempel på hur den ifig 1 visade gyratoriska krossen kan regleras.

Fig 6 visar en gyratorisk kross enligt en ytterligare utföringsform. a WW. ël:;fä'r zrïrvr, 10 15 20 25 30 6 Detalierad beskrivning av föredraona utförinqsformer av uppfinninqen I föreliggande beskrivning användes tecknet "c" (sigma) för att be- teckna en påkänning, medan den matematiska termen "standardavvikelse”, vilken i andra dokument ibland kan betecknas med samma symbol, be- tecknas ”s.d.” i föreliggande dokument. l fig 1 visas schematiskt en gyratorisk kross, som har en axel 1. Axeln 1 är excentriskt monterad vid sin nedre ände 2. Axeln 1 uppbär ett kross- huvud 3 vid sin övre ände. Ett första krossorgan iform av en första, inre krossmantel 4 är monterat på krosshuvudets 3 utsida. Ett andra krossorgan i form av en andra, yttre krossmantel 5 har monterats på sådant sätt i ett i fig 1 endast delvis visat maskinstativ 16, att det omger den inre krossmanteln 4.

Mellan den inre krossmanteln 4 och den yttre krossmanteln 5 är bildat en krosspalt 6, som i axiell sektion, såsom visas i fig 1, har en i riktning nedåt avtagande bredd. Axeln 1, och därigenom krosshuvudet 3 och den inre kross- manteln 4, är vertikalt förflyttbar medelst en hydraulisk inställningsanordning, som innefattar en tank 7 för hydraulfluid, en hydraulpump 8, eventuellt en gasfylld behållare 9 för dämpning av snabba tryckvariationer samt en hydraul- cylinder 15. Genom reglering av tillförseln av hydraulfluid från hydraulpumpen 8 till hydraulcylindern 15 kan således axelns 1 vertikala läge, och därigenom krosspaltens 6 bredd, regleras. Ju mindre krosspaltens 6 bredd är, desto större än storleksreduceringen för det material som passerar genom krossen och desto större är påkänningarna i krossen vid matning av en konstant materialmängd till krossen.

En motor 10 är vidare kopplad till krossen, vilken motor 10 är anordnad att under drift bringa axeln 1, och därigenom krosshuvudet 3, att utföra en gyratorisk rörelse, dvs en rörelse under vilken de båda krossmantlarna 4, 5 närmar sig varandra utmed en rotationsgeneratris och föres från varandra vid en diametralt motstående generatris. Såsom visas i fig 1, är motorn 10 anord- nad att rotera en excenter 17, som är anordnad kring axeln 1 för att bringa denna att gyrera. I fig 1 befinner sig axeln 1 i sitt främre läge till följd av sin gyrerande rörelse. Ett bakre läge skulle ha samma utseende som det i fig 1.

En streckad linje, som betecknas med G1 ifig 1, anger läget för axeln 1 då den befinner sig i sitt vänstra läge till följd av den gyrerande rörelsen, och en 10 15 20 25 30 7 streckad linje, som betecknas med G2, anger läget för axeln 1 då den be- finner sig i sitt högra läge.

Under drift regleras krossen med hjälp av en regleranordning 11, som via en ingång 12' mottager insignaler från en omvandlare 12, som är anord- nad vid motorn 10 och mäter belastningen på motorn, via en ingång 13' mot- tager insignaler från en tryckomvandlare 13, som mäter trycket i hydraul- fluiden i hydraulcylindern 15, och slutligen via en ingång 14' mottager signaler från en nivåomvandlare 14, som mäter axelns 1 läge i vertikal riktning i för- hållande till motorstativet 16. Regleranordningen 11 innefattar, bland annat, en databehandlingsenhet och reglerar på basis av mottagna insignaler, bland annat, hydraulfluidtrycket i hydraulcylindern 15 genom att reglera hydraul- pumpens 8 drift, såsom indikeras i fig 1.

Det material som införes i krosspalten 6 mellan de båda krossmantlar- na 4, 5 hoppressas mellan dessa båda mantlar 4, 5 till följd av den gyrerande rörelsen för axeln 1, på vilken krosshuvudet 3 och den inre krossmanteln 4 är monterade. Som ett resultat av denna hoppressning av materialet verkar den största kraften fN(t), såsom visas i fig 1, på den yttre krossmantelns 5 vänstra parti då axeln 1 befinner sig l sitt vänstra läge, vilket indikeras av den strecka- de linjen G1. Samma, men motriktade kraft verkar på den inre krossmanteln 4. Den största kraften fN(t), vilken verkar på den yttre manteln 5, har en verti- kal komposant fy(t) och en horisontell komposant fx(t), varför den största kraften fN(t) utgör resultanten av dessa båda komposanter fy(t) och fx(t).

Dessa komposanter balanseras av motsvarande komposanter, som uppträ- der i maskinstativet 16. På samma sätt balanseras den kraft som verkar på den inre krossmanteln 4 av de krafter som verkar i axelns 1 lager, vilka av tydlighetsskäl inte visas närmare i fig 1, och i hydraulcylindern 15. Det torde därmed inses, att det ställe där den största kraften fN(t) verkar på den yttre manteln 5 förflyttas då axeln 1 gyrerar och att det ställe på den yttre manteln 5 där den största kraften fN(t) verkar vid en specifik tidpunkt normalt samman- faller med det läge där avståndet mellan den inre och den yttre manteln 4, 5 vid samma tidpunkt är minst.

I fig 2a och 2b illustreras ett idealfall, i vilket den största kraften fN(t), som utövas på den yttre krossmanteln 5, är konstant. Fig 2a är ett diagram tfïlïzššášf? 'ä fëgfgfiwtzßtic:items íiwzæfëfzt 10 15 20 25 30 8 och visar den största kraften fN(t), exempelvis i enheten kN, som funktion av tiden, varvid denna kraft har ett konstant värde F i detta idealfall. l fig 2b visas påkänningarna o, exempelvis enheten N/mz, såsom uppmätta i en fast punkt på maskinstativet 16, t ex i en punkt A, som visas ifig 1. Ett sätt att mäta de mekaniska påkänningarna i krossen är att mäta de mekaniska påkänningarna i punkten A med hjälp av exempelvis en töjningsgivare, som är fäst på maskinstativet 16 i punkten A och sänder signaler till regleranordningen 11, såsom visas i fig 1. Såsom framgår av fig 2b, varierar påkänningarna c i den fasta punkten A periodiskt till följd av axelns 1 gyratoriska rörelse, även om den största kraften fN(t) har det konstant värdet F. Det är väl känt, att på- känningar, som ändrar storlek, kan förorsaka driftstopp till följd av utmatt- ningsbrott, och så är också fallet vid gyratoriska krossar.

I fig 3a och 3b illustreras ett verkligt fall, i vilket den största kraften fN(t), vilken utövas på den yttre krossmanteln 5, varierar. Fig 3a är ett diagram och visar den största kraften fN(t), exempelvis i enheten kN, som funktion av tiden, varvid denna kraft varierar kring en medelkraft Favg i detta fall. I fig 3b visas påkänningarna o, exempelvis i enheten N/mz, såsom uppmätta i en fast punkt på maskinstativet 16, tex i den ifig 1 visade punkten A. Såsom framgår, varierar påkänningarna o i punkten A periodiskt till följd av axelns 1 gyrato- riska rörelse och varierar också till följd av den varierande, största kraften fN(t). Den streckade linjen i fig 3b anger de varierande påkänningarna till följd av den gyrerande rörelsen och medelkraften Favg, och den heldragna linjen i fig 3b anger de verkliga påkänningarna, varvid hänsyn också tages till varia- tionerna i den största kraften fN(t). Vid en jämförelse mellan fig 2b och fig 3b torde det framgå, att påkänningarna varierar än mer i det verkliga fallet och att den största variationen i påkänningar, betecknad csmax, är ganska mycket större i det i fig 3b visade, verkliga fallet.

Baserat på de förhållanden som visas i fig 2a, 2b, 3a och 3b synes det för att erhålla maximal teknisk livslängd för den gyratoriska krossen vara för- delaktigt att hålla den största kraften fN(t) så liten som möjligt. En stor medel- kraft Favg är emellertid fördelaktig vad avser krossningseffektivitet, eftersom en stor medelkraft Favg innebär att materialet, som ska krossas i krossen, er- Qíflåššf? Åšfišï «>=<:~ïï^f_<,«ft 1% iíßzßi ewïiïvr; 10 15 20 25 30 9 håller en kraftig storleksreducering, vilket är önskvärt för krossnings- operationen.

I fig 4a och 4b illustreras ett sätt att reglera en gyratorisk kross med hänsyn till de påkänningar för vilka den utsattes. l fig 4a visas påkänningarna c som en funktion av tiden t. Den momentana påkänningen mätes typiskt 100-500 gånger per sekund med hjälp av exempelvis en töjningsgivare, som är placerad i den i fig 1 visade punkten A. För att beräkna ett rörligt medel- värde för påkänningarna väljes ett tidsintervall av At, vilket startar vid t - At och slutar vid t. Tidsintervallets At längd är typiskt en multipel av rotations- perioden för krossens excenter. Såsom ett typiskt exempel kan tidsintervallet At vara cirka 160 ms, som motsvarar en typisk rotationsperiod för en typisk gyratorisk kross, vilket således vid en samplingshastighet av 200 mätningar per sekund ger totalt 32 påkänningsmätvärden under tidsintervallet At.

De under tidsintervallet At erhållna påkänningsmätvärdena utvärderas med hjälp av i sig kända statistiska metoder. l fig 4b visas en fördelnings- kurva, i vilken de under tidsintervallet At uppmätta påkänningarna plottats mot den procentandel av tidsintervallet At då respektive påkänning förelåg. Såsom framgår av fig 4b, synes påkänningsmätvärdena överensstämma ganska bra med en normalfördelningskurva. Ur de uppmätta påkänningarna under tids- intervallet At kan en medelpåkänning cavg(At) beräknas. Eftersom tidsinter- vallet At uppdateras varje mätcykel, vilket i praktisk drift innebär att tidsinter- vallet At företrädesvis uppdateras åtminstone en gång per minut, och typiskt oftare än en gång per sekund, är medelpåkänningsvärdet oavg(At) ett rörligt medelvärde, som också uppdateras varje mätcykel. Med ovanstående exem- pel, med en samplingshastighet av 200 mätningar per sekund, uppdateras medelpåkänningsvärdet csavg(At), som är ett rörligt medelvärde, 200 gånger per sekund.

Vidare beräknas, såsom också visas i fig 4b, även ett avvikelsevärde, som i detta exempel är standardavvikelsen s.d. (cavg(At)) för de under samma tidsintervall At uppmätta påkänningarna. På samma sätt som för medel- påkänningsvärdet cavg(At) är också standardavvikelsen s.d. (oavg(At)) en para- meter, som företrädesvis uppdateras varje mätcykel. f* t I* .šíiïïšfëfštl =^ffl«f;r*2.«.:;ï: íšïxffrfæíw šfnft. šffätlrflff 10 15 20 25 30 10 Slutligen beräknas ett toppåkänningsvärde opeakmt) för tidsintervallet At. Toppåkänningsvärdet cspeakmt) utgör summan av medelpåkänningsvärdet oavgMt), multiplicerat med en första konstant K1, och påkänningsvärdets standardawikelse s.d. (oavg(Ai)), multiplicerad med en andra konstant K2, såsom beskrives närmare nedan. Toppåkänningsvärdet opeak(At) kan således beräknas enligt följande ekvation: cpeakmt) = K1* I det i fig 4b visade exemplet är K1 lika med 1 och är K2 lika med 3.

På samma sätt som medelpåkänningsvärdet cavg(At) och standard- avvikelsen s.d. (cavg(At)) är också toppåkänningsvärdet cspeak(At) ett rörligt värde, som uppdateras varje mätcykel.

Vid reglering av den gyratoriska krossen 1, jämför den i fig 1 visade regleranordningen 11 toppåkänningsvärdet cpeak(At) med ett påkännings- referensvärde cæf. Påkänningsreferensvärdet om kan vara ett fast värde, som är inställt på ett sådant värde, att ett önskat förhållande mellan krossens tek- niska livslängd och krossningseffektivitet erhålles, varvid ett sådant förhållan- de baseras på exempelvis ekonomiska överväganden.

Om toppåkänningsvärdet opeak(At) överskrider påkänningsreferens- värdet oæf, reglerar regleranordningen 11 krossen för att reducera påkänning- en. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att mindre material matas till krossen och/eller genom att pumpen 8 beordras att minska tillförseln av hydraulfluid till den ifig 1 visade hydraulcylindern 15 för att sänka axeln 1, så att krosspaltens 6 bredd ökar, vilket resulterar i att krossningseffektiviteten minskar och att en mindre kraft utövas på krossmantlarna 4, 5. Om å andra sidan toppåkänningsvärdet cpeak(At) är lägre än påkänningsreferensvärdet cæf, reglerar regleranordningen 11 krossen för att öka påkänningen och krossningseffektiviteten. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att mer material matas till krossen och/eller genom att pumpen 8 beordras att öka till- förseln av hydraulfluid till den ifig 1 visade hydraulcylindern 15 för att höja axeln 1, så att krosspaltens 6 bredd minskar, vilket resulterar i att krossnings- effektiviteten ökar och en större kraft utövas på krossmantlarna 4, 5. Regler- 10 15 20 25 30 11 anordningen 11 kan innefatta en PID-regulator och kan utnyttja påkännings- referensvärdet oæf som en inställningspunkt, med vilken toppåkänningsvärdet opeakmt) jämföres.

I fig 5 visas ett ytterligare exempel på hur den med hänvisning till fig 1 ovan närmare beskrivna gyratoriska krossen kan regleras. Såsom nämnts ovan, är det möjligt att mäta de mekaniska påkänningarna i krossen med hjälp av en töjningsgivare, som till regleranordningen sänder en signal, som anger den mekaniska påkänningen. Såsom alternativ till töjningsgivaren kan man utnyttja ett annat sätt att indirekt mäta de mekaniska påkänningarna. Så- som visas i fig 1, har den största kraften fN(t), som verkar på den yttre man- teln 5, en vertikal komposant fy(t) som tenderar att pressa den yttre manteln 5 uppåt. En kraft, som har samma storlek som den största kraften fN(t) men är motsatt riktad, verkar på den inre manteln 4. Den sistnämnda kraften har en vertikal komposant fy(t), som pressar krossens axel 1 nedåt. I fig 5 visas denna vertikala komposant fy(t) verkande på axeln 1. För att balansera den vertikala komposanten fy(t) på sådant sätt, att axeln 1 hålles i ett konstant ver- tikalläge, måste ett lämpligt hydraultryck appliceras på hydraulcylindern 15 med hjälp av hydraulpumpen 8. Det av tryckomvandlaren 13 uppmätta hydraultrycket relateras således till den vertikala komposantens fy(t) storlek och korreleras väl med de toppåkänningar som alstras i den gyratoriska krossens olika delar till följd av den största kraftens fN(t) verkan.

Regleranordningen 11 mottager, såsom visas i fig 5, således en tryck- signal P från tryckomvandlaren 13 via ingången 13”. Trycksignalen P kan vara ganska lik signalen för påkänningarna o, som visas i fig 4a. Baserat på den mottagna trycksignalen P kan regleranordningen 11 under ett tidsintervall At, vilket startar vid t- At och slutar vid t, beräkna ett medeltryck Pavg(At) och ett awikelsevärde, såsom en standardavvikelse s.d. (Pavg(At)), för trycket. Ur dessa värden kan regleranordningen 11 då beräkna ett topptryckvärde Ppeak(At) i enlighet med följande ekvation: Ppeak(At) = K1*Pavg(At) + K2 * s.d. (Pavg(At)) [ekv. 1.2] 10 15 20 25 30 12 Medeltryckvärdet Pavg(At), standardavvikelsen s.d. (PaVg(At)) och topp- tryckvärdet Ppeakmt) utgör alla rörliga medelvärden, som uppdateras regel- bundet, såsom en gång för varje mätcykel. Den första konstantens K1 värde kan typiskt vara 1, och den andra konstantens K2 värde kan typiskt vara 3, såsom diskuteras närmare nedan.

Det beräknade topptryckvärdet Ppeak(At) jämföres i regleranordningen 11 med ett tryckreferensvärde Pæf. Tryckreferensvärdet Pfef kan vara ett inställt värde, som är inställt på ett sådant värde, att ett önskat förhållande mellan krossens tekniska livslängd och krossningseffektiviteten erhålles, vilket förhållande baseras exempelvis på ekonomiska överväganden.

Om topptryckvärdet Ppeak(At) överskrider tryckreferensvärdet Pfef, reglerar regleranordningen 11 krossen för att minska trycket. Detta kan åstad- kommas exempelvis genom att mindre material matas till krossen och/eller genom att en signal sändes till hydraulpumpen 8 för att minska det till hyd- raulcylindern 15 anslutna trycket för att sänka axeln 1, så att krosspaltens 6 bredd ökar, vilket resulterar i att en lägre krossningseffektivitet erhålles och en mindre kraft utövas på krossmantlarna 4, 5. Om å andra sidan topptryck- värdet Ppeakmt) är mindre än tryckreferensvärdet Pæf, reglerar regleranord- ningen 11 krossen för att öka påkänningen och krossningseffektiviteten. Detta kan åstadkommas exempelvis genom att mer material matas till krossen och/eller genom att hydraulpumpen 8 beordras att ansluta ett högre tryck till hydraulcylindern 15 för att lyfta axeln 1, så att krosspaltens 6 bredd minskar, vilket resulterar i att en högre krossningseffektivitet erhålles och en större kraft utövas på krossmantlarna 4, 5. Regleranordningen 11 kan innefatta en PID-regulator och kan utnyttja tryckreferensvärdet Pæf som en inställnings- punkt, med vilken topptryckvärdet Ppeakwt) jämföres. Regleranordningen 11 kan typiskt vara en dator, i vilken de olika stegen att beräkna topptryckvärdet och jämföra det med ett tryckreferensvärde implementeras som en mjukvara, som exekveras i en processor i denna dator. ljämförelse med den kända teknik som representeras av exempelvis WO 2005/007293 har föreliggande sätt att reglera den gyratoriska krossen en solid vetenskaplig grund, eftersom det baseras på i sig kända statistiska kon- cept och tar hänsyn inte bara till de högsta tryckvärdena, såsom fallet är vid 10 15 20 25 30 13 det i WO 2005/007293 beskrivna sättet, utan också till variationerna som sådana i påkänningarna, varvid hänsyn effektivt tages till sådana variationer genom att avvikelsevärdet, såsom standardavvikelsen s.d. (oavg(At)) inklu- deras vid beräkning av toppåkänningsvärdet opeakßt) .

Genom att ställa in den första och den andra konstanten K1 och K2 på lämpliga värden kan man ta hänsyn till krossens mekaniska känslighet för stora medelpåkänningar kontra krossens känslighet för stora variationer i på- känningarna. Ofta är det lämpligt att ställa in den första konstanten K1 på 1 och att reglera den andra konstanten K2. Genom att exempelvis inställa en låg konstant K2, såsom ett värde av 0,5-2, ges variationen i påkänningarna låg vikt och ges medelpåkänningarna hög vikt. Å andra sidan resulterar en hög konstant K2, såsom ett K2-värde av 3,5-5, i att variationerna i påkänning- arna ges hög vikt och medelpåkänningarna ges låg vikt. Vissa krosskonstruk- tioner, såsom större krossar, kan vara mer känsliga för stora variationer i på- känningarna, medan andra krossar, såsom mindre krossar, kan vara mer känsliga för stora medelpåkänningar. Konstanternas K1 och K2 värden kan således anpassas till krosstypen ifråga. Förhållandet mellan den första konstanten K1 och den andra konstanten K2 kan typiskt vara 1:0,5-5. Värdet för den första konstanten K1 kan exempelvis vara 1, och värdet för den andra konstanten K2 är ofta i intervallet 1,5-4 och oftare i intervallet 2-3,5. I fig 4b har det från en konstant K1 av 1 och en konstant K2 av 3 resulterande opeak(At) -värdet markerats.

Med toppåkänningsvärdet cpeakmt), som tar hänsyn både till avvikelse- värdet för påkänningarna, exempelvis standardavvikelsen för påkänningarna s.d. (cavg(At)), och till medelpåkänningen cavg(At), kan ett mer relevant för- hållande mellan det sätt på vilket krossens drift regleras och den förväntade tekniska livslängden erhållas, eftersom utmattningsbrott i den gyratoriska krossen förorsakas av en kombination av stora påkänningar, såsom repre- senterade av medelpåkänningen oavg(At), och stora variationer i påkänning- arna, representerade av avvikelsevärdet för påkänningarna, exempelvis på- känningarnas standardavvikelse s.d. (oavg(At)). Reglersättet befrämjar också att krossen drives på sådant sätt, att påkänningarnas avvikelse från medel- påkänningen minimeras. Genom att exempelvis säkerställa att matningen av ”ïfi _fk.§^:~ïr.fšsxzxrfvifrurt, íššulearßak FW Ef-:fl :in 10 15 20 25 30 14 material till krossen är jämn kan en operatör åstadkomma en så liten standardavvikelse för påkänningarna, att det blir möjligt att driva krossen vid en så stor medelpåkänning oavg(At), att en effektiv krossdrift erhålles. Av ekvation 1.1 ovan framgår, att en minskning av påkänningarnas standard- avvikelse s.d. (Gavg(At)) gör det möjligt att öka medelpåkänningen oavg(At) vid ett konstant toppåkänningsvärde opeakßt) . l fig 6 visas schematiskt en gyratorisk kross, som är av annan typ än den i fig 1 visade krossen. Den ifig 6 visade krossen har en fast axel 101, som uppbär ett krosshuvud 103. En inre krossmantel 104 är monterad på krosshuvudet 103. En krosspalt 106 är bildad mellan den inre manteln 104 och en yttre krossmantel 105. Den yttre krossmanteln 105 är fäst på en hylsa 107, som har en trapetsgängning 108. Gängningen 108 samverkar med en motsvarande gängning 109 i ett maskinstativ 116. Vidare är en motor 110 kopplad till krossen för att rotera en excenter 117, som är roterbar kring den fasta axeln 101, och för att bibringa krosshuvudet 103, som är roterbart kring excentern 117 och den fasta axeln 101, en gyratorisk rörelse under drift.

Då hylsan 107 med hjälp av en inställningsmotor 115 vrides kring sin symmetriaxel, förflyttas den yttre krossmanteln 105 vertikalt, varvid spaltens 106 bredd ändras. Vid denna typ av gyratorisk kross bildar höljet 107, gäng- ningarna 108, 109 liksom inställningsmotorn 115 följaktligen en inställnings- anordning för inställning av spaltens 106 bredd.

En omvandlare 112 är anordnad att mäta den av motorn 110 alstrade, momentana kraften. Den uppmätta kraften är relaterad till de påkänningar för vilka krossen utsättes och kan utnyttjas som en parameter som representerar dessa påkänningar. Baserat på den uppmätta kraften och på samma sätt som beskrivits ovan med hänvisning till fig 1-5 kan således medelkraftvärdet i Powavg(At) och avvikelsevärdet för kraften, såsom kraftens standardavvikelse- värde s.d. (Powavg(At)), beräknas för den uppmätta kraften under ett tidsinter- vall At. Ett toppkraftvärde PowpeaAAt) beräknas då som summan av medel- kraftvärdet, multiplicerat med en första konstant, och standardavvikelse- värdet, multiplicerat med en andra konstant, dvs på samma sätt som beskri- vits ovan vad avser ekv. 1.1. Regleranordningen 111 jämför sedan det beräk- nade toppkraftvärdet Powpeakwt) med ett kraftreferensvärde Powæf. Belast- ° ~' .Wttast f*få?"rs-licflreïlfl<=vê š'~'~ff~f-:~“ ífw. sêfrz: _10 15 20 25 30 15 ningen på krossen regleras i beroende av denna jämförelse. Samma regle- ring kan exempelvis bestå i att inställningsmotorn 115 instrueras att vrida höljet 107 för att ändra spaltens 106 bredd. Det är också möjligt att ändra till- förseln av material, antalet rotationsvarv för motorn 110 och/eller axelns 101 slag i horisontell riktning. Ett alternativt sätt att reglera krossen enligt fig 6 består i att mäta en mekanisk påkänning eller spänning med hjälp av en töj- ningsgivare 113, som exempelvis kan vara placerad på maskinstativet 116, såsom visas i fig 6. Töjningsgivaren 113, vilken mäter de momentana på- känningarna i den del av stativet 116 där den är fäst, är lämpligen placerad på ett sådant ställe på stativet 116 som ger en representativ bild av de meka- niska påkänningarna på krossen. Ett toppåkänningsvärde kan då beräknas på samma sätt som beskrivits ovan med hänvisning till ekv. 1.1.

De olika stegen att beräkna ett toppkraftvärde, att jämföra detta med ett kraftreferensvärde och att reglera exempelvis spaltens 106 bredd, exem- pelvis i överensstämmelse med en PID-reglerprincip, kan implementeras i en mjukvara, som exekveras i en processor 118 i regleranordnlngen 111. l princip kan implementeringen också ske med hjälp av hårdvara eller hård mjukvara.

Det torde inses, att de ovan beskrivna utföringsformerna kan modifie- ras på många olika sätt inom ramen för nedanstående patentkrav.

Det har ovan beskrivits hur föreliggande uppfinning kan appliceras på gyratoriska krossar med hydraulisk inställning av axelns 1 vertikalläge, såsom visas i fig 1, eller med mekanisk inställning av den yttre mantelns 105 vertikal- läge, såsom visas i fig 6. Det torde inses, att föreliggande uppfinning också kan appliceras på andra typer av gyratoriska krossar. En sådan typ av gyrato- risk kross beskrives i WO 2008/103096. Denna gyratoriska kross har en fast axel och ett krosshuvud, som roterar kring denna axel, varvid krosshuvudets vertikalläge är inställbart med hjälp av en hydraulanordning.

Det har ovan beskrivits att krossningen regleras på basis av mätningar av antingen hydraultrycket, eller en uppmätt mekanisk påkänning, eller den kraft som alstras av en motor, som driver en kross. Det torde inses, att andra mätningar, som är representativa för de påkänningar för vilka krossen ut- sättes, också kan utnyttjas för reglering av krossens drift. Det torde vidare " ”W sxzïlx>thcïfrt~z hä? r ': 10 15 20 25 16 också vara möjligt att reglera krossen på basis av kombinationer av uppmätta parametrar, såsom en kombination av uppmätt hydraultryck och uppmätt motorkraft.

Det har ovan beskrivits att standardavvikelsevärdet utnyttjas som ett avvikelsevärde, som anger avvikelsen, från medelvärdet, för den uppmätta parameter som representerar de påkänningar för vilka krossen utsättes under krossning av material. Det torde inses, att andra avvikelsevärden också kan utnyttjas för att representera denna avvikelse. Man har exempelvis funnit, att det på basis av den uppmätta påkänningen, vilken exempelvis kan mätas med hjälp av en töjningsgivare, som är placerad i en punkt A på maskin- stativet 16, såsom beskrivits under hänvisning till fig 1, eller indirekt med hjälp av tryckomvandlaren 13, såsom beskrivits under hänvisning till fig 5, är möjligt att beräkna storleken av Fourier-komponenten vid excenterns rotations- frekvens i enlighet med i sig kända matematiska metoder. Storleken av Fourier-komponenten vid excenterns rotationsfrekvens kan utnyttjas som ett avvikelsevärde och kan adderas till medelvärdet för påkänningen för att bilda toppåkänningsvärdet, vilket således utgör summan av medelpåkännings- värdet och storleken av Fourier-komponenten. Vidare kan andra avvikelse- värden, som beräknas med hjälp av i sig kända statistiska metoder, också utnyttjas. Ett sådant exempel är medelavvikelsen, ofta kallad medelabsolut- avvikelsen, vilken beräknas som summan av absolutvärdena för avvikelserna från medelvärdet under en bestämd tidsperiod, dividerat med antalet observa- tioner under denna tidsperiod. Ett ytterligare exempel är den maximala absolutavvikelsen, som är den maximala absolutavvikelsen från medelvärdet under en bestämd tidsperiod.

Claims (13)

10 15 20 25 30 17 PATENTKRAV

1. Sätt att reglera driften av en gyratorisk kross, som har en första kross- mantel (4), som är monterad på ett krosshuvud (3), och en andra krossmantel (5), som är monterad på ett maskinstativ (16), varvid en krosspalt (6) är bildad mellan den första och den andra krossmanteln (4, 5) och varvid material, som ska krossas, matas till denna krosspalt (6), k ä n n e t e c k n at därav, att en parameter, som representerar de påkänningar för vilka krossen utsattes under krossning av material, mätes, att ett medelvärde för nämnda parameter bestämmes, att ett avvikelsevärde för nämnda parameter bestämmes, att ett toppvärde beräknas på basis av nämnda medelvärde och nämnda avvikelsevärde, att nämnda toppvärde jämföres med ett referensvärde och att krossens drift regleras med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda toppvärde och nämnda referensvärde.

2. Sätt enligt krav 1, vid vilket nämnda parameter är vald bland en uppmätt mekanisk påkänning i krossen, ett tryck i ett hydraulsystem (7, 8, 15), som reglerar nämnda krosspalts (6) bredd, och en kraft hos en motor (10; 110), som driver krossen.

3. Sätt enkligt något av krav 1-2, vid vilket beräkningen av nämnda toppvärde innefattar att nämnda medelvärde för nämnda parameter, multiplicerat med en första konstant, och nämnda awikelsevärde för nämnda parameter, mul- tiplicerat med en andra konstant, adderas.

4. Sätt enligt något av föregående krav, vid vilket nämnda toppvärde beräk- nas i enlighet med följande ekvation: toppvärde = K1*medelvärde + K2*avvikelsevärde.

5. Sätt enligt krav 4, vid vilket K1 är 1 och K2 är 0,5-5. 10 15 20 25 30 18

6. Sätt enligt något av föregående krav, vid vilket nämnda medelvärde, nämnda avvikelsevärde och nämnda toppvärde bestämmes på basis av värden för nämnda parameter, som är uppmätta under ett tidsintervall At, som är en multipel av rotationsperioden för en excenter (17) hos krossen, vilken excenter är anordnad att bringa krosshuvudet (3) att gyrera.

7. Sätt enligt något av föregående krav, vid vilket nämnda medelvärde, nämnda avvikelsevärde och nämnda toppvärde är rörliga värden.

8. Sätt enligt något av föregående krav, vilket vidare innefattar att kross- spaltens (6) bredd regleras med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda topp- värde och nämnda referensvärde.

9. Sätt enligt något av föregående krav, vid vilket nämnda avvikelsevärde för nämnda parameter är standardavvikelsevärdet för nämnda parameter.

10. Sätt enligt något av krav 1-8, vid vilket nämnda avvikelsevärde för nämnda parameter är storleken av Fourier-komponenten vid rotations- frekvensen för en excenter (17) hos krossen, vilken excenter (17) är an- ordnad att bringa krosshuvudet (3) att gyrera.

11. Regleranordning för reglering av driften av en gyratorisk kross, som har en första krossmantel (4), som är monterad på ett krosshuvud (3), och en andra krossmantel (5), som är monterad på ett maskinstativ (16), varvid en krosspalt (6) är bildad mellan den första och den andra krossmanteln (4, 5) och varvid denna krosspalt (6) är anordnad att mottaga material, som ska krossas, k ä n n e t e c k n a d därav, att regleranordningen (11; 111) har organ för mottagning av mätvärden för en parameter, som represen- terar de påkänningar för vilka krossen utsättes under krossning av material, organ för bestämning av ett medelvärde för nämnda parameter, organ för bestämning av ett avvikelsevärde för nämnda parameter, organ för beräkning av ett toppvärde på basis av nämnda medelvärde och nämnda avvikelsevärde, 10 15 19 organ, som är anordnade att jämföra nämnda toppvärde med ett referensvärde, och organ för reglering av krossens drift med hänsyn till jämförelsen mellan nämnda toppvärde och nämnda referensvärde.

12. Regleranordning enligt krav 11, vid vilken nämnda mätvärden för en para- meter, som representerar de påkänningar för vilka krossen utsättes under krossning av material, mottages från en anordning, som är vald bland tryck- sensorer (13), som mäter ett tryck i ett hydraulsystem (7, 8, 15), som reglerar nämnda krosspalts (6) bredd, töjningsgivare (113), som mäter mekaniska på- känningar i krossen, och sensorer (112), som mäter kraften hos en motor (110), som driver krossen.

13. Gyratorisk kross, k ä n n e t e c k n a d därav, att den har en regler- anordning (11; 111) enligt krav 11. fr» «:,:zt:<;>f\;:e: