SE531298C2 - Krossanläggning och metod för styrning av densamma - Google Patents

Description

20 25 30 35 531 13138 2 krossanläggningens användare om att anläggningen drivs nära sitt maximum, så att de kan reducera tillflödet av nytt råmaterial till matnlngsanordnlngen.

Matningsanordningens hastighet kan minskas genom att minska den maximala utsignalen från en regulator, som styr matningsanordningen.

Alternativt eller vidare kan matningsanordningens hastighet minskas genom att minska en proportionalitetskonstant i en regulator som styr mat- ningsanordningen.

Lastparametervärdet kan inhämtas via ett J1939-gränssnitt.

Alternativt, kan en hydraulisk koppling anordnas på en axel mellan dieselmotorn och krossen, varvid krossanläggningen innefattar organ för inhämtning av första och andra hastighetsvärden avseende in- och utgående axlar hos hydraulkopplingen, och organ för åstadkommande av lastvärdet på basis av skillnaden mellan de första och andra hastigheterna.

Krossen kan vara en gyratorisk kross, som innefattar en tratt monterad i anslutning till krossen för tillhandahållande av råmaterial till krossen, varvid råmaterialnivån är en nivå i tratten, och matningsanordningen är en band- transportör.

Alternativt kan krossen vara en käkkross innefattande en vibrationstratt monterad i anslutning till krossen för tillhandahållande av råmaterial till kros- sen, varvid råmaterialnivån är en nivå mellan krossens käkar och matnings- anordningen innefattar en motor ansluten till vibrationstratten för åstadkom- mande av en vibrationsrörelse.

En metod för styrning av en krossanordning av den inledningsvis nämnda typen innefattar att inhämta ett parametervärde som är korrelerat till lasten hos en drivenhet, där drivenheten är en dieselmotor, jämföra det inhämtade värdet med ett tröskelvärde och minska matningsanordnings- hastigheten om det inhämtade värdet överstiger tröskelvärdet.

Vidare syften och särdrag hos föreliggande uppfinning kommer att framgå av beskrivningen och patentkraven. r Kort figurbeskrlvning Fig 1 visar schematiskt en krossanläggning med en matnings- anordning.

Fig 2 visar ett styrblock för krossanläggningen i fig 1.

Fig 3-5 illustrerar olika hastighetsstyrscheman för felnivå-till-rotations- hasfighet F lg 6 visar en metod för styrning av en krossanläggning. 10 15 20 25 30 35 E31 238 3 Fig 7 visar schematiskt en krossanläggning med en käkkross.

Detaljerad beskrivning Fig 1 visar schematiskt en krossanläggning med en kross 1 och en matningsanordning 3. l det visade fallet är krossen 1 en gyratorisk kross med ett koniskt krosshuvud 5, som har en inre mantel och en yttre mantel 7, vilken är visad i tvärsnitt, En ringformig krosskammare 9 bildas mellan de inre och yttre mantlarna. Krosshuvudet 5 är anslutet till en axel 11, som gyrerar under inverkan av en drivenhet 13 och får krosshuvudet 5 att utföra en kombinerad roterande och oscillerande rörelse, som krossar råmaterial, typiskt spräng- sten, i krosskammaren 9.

Emellertid är föreliggande uppfinning lika relevant även för andra typer av krossanläggningar, typiskt käkkrossar, såsom kommer att diskuteras i samband med fig 7.

En tratt 15, illustrerad i tvärsnitt, är placerad över krossen 1 för att mata råmaterial till den senare. Matningsanordningen 3 är anordnad att mata material till tratten 15 och innefattar en bandtransportör 17, som typiskt drivs av en hydraulmotor 19, även om exempelvis elektriska motorer också är tänk- bara i detta sammanhang.

Det är önskvärt att noggrant reglera nivån av råmaterial i tratten 15 och i krosskammaren, i syfte att åstadkommaen effektiv krossfunktion. Detta kan göras genom att kontinuerligt eller återkommande mäta nivån av råmaterial i tratten 15 och reglera hastigheten hos bandtransportören 17 i enlighet där- med, under utnyttjande av en styrenhet 20. Mätningar kan utföras exempelvis med hjälp av en eller flera ultraljudsensorer, såsom är i sig väl känt. l det visade fallet används två sensorer 21, 23, vilka mäter råmaterialnivån vid två olika platser i tratten 15. Detta görs för att ta hänsyn till det faktum att rå- materialnivån i tratten 15 inte alltid kommer att vara jämn. Följaktligen kom- mer medelvärdet av två eller flera sensorsignaler att tillhandahålla ett mer exakt mått på den övergripande råmaterialnivån.

Fig 2 visar mer detaljerat styrenheten 20 i krossanläggningen i fig 1.

Första 25, och andra 27 nivåsensorsignaler matas till styrenheten 20, och ett medelvärdesbildande funktionsblock 29 beräknar dessas medelvärden, som blir ett estimat Lam av den verkliga råmaterialnivån i tratten 15. Estimatet jämförs, med hjälp av en summerare 31, med ett önskat råmaterialnivåvärde Læq, som kan ställas in av användaren. Detta värde kan, såsom är känt i sig, väljas för att åstadkomma effektiv krossning med en acceptabel kvalitet hos 10 15 20 25 30 35 531 258 4 det producerade gruset med avseende på dess storleksfördelning, form, etc.

Utsignalen från summeraren är en nivàfelsignal, som motsvarar Lreq-Lacr.

Felsignalen matas till en regulator 33, vilken i det visade fallet är en P- regulator, dvs åstadkommer en utsignal Pour, som är proportionell mot den inmatade felsignalen, åtminstone i ett visst intervall. Emellertid är andra typer av regulatorer tänkbara, såsom regulatorer som dessutom har en integreran- de och/eller differentierande komponent (dvs PD-, Pl-, eller PID-regulatorer), eller exempelvis fuzzy-regulatorer. Åter med hänvisning till fig 1, styr utsignalen från regulatorn 33 hastig- heten hos matningsanordningen 3, exempelvis genom att styra en ventil hos hydraulmotorn 19, som driver bandtransportören 17. Styranordningen be- skriven så långt kan reglera råmaterialnivån i tratten 15 till i närheten av en önskad nivå. Den styranordning som beskrivs här har emellertid en ytterligare funktion för att förbättra den övergripande effektiviteten hos krossanlägg- ningen.

Drivenheten 13 hos krossanläggningen innefattar en dieselmotor, som driver krossaxeln 11 via en kopplingsenhet (icke visad). Användningen av en dieselmotor gör krossanläggningen lämplig för en mobil konfiguration, eftersom det inte behövs någon anslutning till elnätet. Krossen kan således enkelt flyttas från plats till plats och kan därför användas exempelvis i sam- band med vägbyggen, i syfte att förädla sprängsten till grus. Dieselmotorn kan styras, med hjälp av en separat styrloop 34, till att köras vid en förut- bestämd önskad rotationshastighet, exempelvis 1500 varv per minut.

En dieselmotor som fungerar såsom drivenheten 13 kan emellertid stalla om den effekt som krävs för att driva krossen blir för hög. Detta kan inträffa även om råmaterialnivån regleras till ett optimalt värde, eftersom densiteten hos materialet i tratten 15 kan vara högre än väntad, eftersom råmaterialet kan vara hårdare än väntat, eller råmaterialet kan vara förorenat, exempelvis med skrot eller liknande.

Därför inhämtas ett lastparametervärde Pang från dieselmotorn exem- pelvis med hjälp av en sensorledning 14 (fig 2). Värdet är korrelerat med lasten hos motorn och kan inhämtas under utnyttjande av J1939-gränssnittet, som är i sig väl känt. Typiskt kan den inhämtade parametern härledas från turboladdningstrycket och indikera en procentsats 0-100% av maximal last.

Ett alternativt sätt att åstadkomma ett lastvärde är att mäta rotations- hastigheten hos in- och utgående axlar hos en hydraulisk koppling 18.

Rotationshastigheten hos den ingående axeln kan inhämtas från ett J1939- 10 15 20 25 30 35 531 293 5 gränssnitt eller kan mätas exempelvis med hjälp av en induktiv sensor. Rota- tionshastigheten hos den utgående axeln kan mätas exempelvis med hjälp av en induktiv sensor. Lastvärdet kan tillhandahållas på basis av skillnaden mellan de första och andra hastighetsvärdena, exempelvis med hjälp av en uppslagstabell, och kan matas via en sensorledning 16.

Lastparametervärdet matas till styrenheten 20. Lastparametervärdet kan, om det indikerar att motorn är nära att stalla, påverka styrloopen hos matningsanordningen, så att matningen av material till tratten saktas ned.

Styrenheten 20 har en komparator 22, som jämför det inhämtade last- parametervärdet med ett förutbestämt tröskelvärde, exempelvis 80% av den maximala lasten. Om lastparametervärdet överstiger detta tröskelvärde indikeras ett möjligt överlasttillstånd. Komparatorn 22 anpassar följaktligen en parameter hos regulatorn 33, såsom kommer att diskuteras vidare. Vidare kan regulatorn instrueras till att temporärt stoppa matningsanordningen, exempelvis under några sekunder.

Vidare kan styrenheten 20 åstadkomma en varning med hjälp av akustiska och/eller optiska medel, typiskt en summer 35 och/eller en blink- ande lampa 37 (se fig 1), om tröskelvärdet överstigs. Alternativt kan varning- en åstadkommas innan överlasttröskeln överstigs genom att jämföra den inhämtade parametern med en lägre varningströskel (exempelvis 70% av maximal last).

Fig 3-5 visar olika förhållanden mellan felnivå (insignal) och rotations- hastighet (utsignal). Fig 3 visar ett första fall där en maximal utsignalnivå justeras om ett möjligt överlasttillstånd indikeras. Grafen 39 visar således P- regulatorkarakteristiken när inget sådant tillstånd inträffat. Utsignalen är proportionell mot insignalen inom ett visst intervall. För ännu högre felsignaler ges en maximal utnivå till bandtransportörens motor. När ett överlasttiilstånd har inträffat sänks den maximala nivån såsom indikeras av grafen 41, vilket exempelvis kan motsvara 100 varv per minut lägre maximal hastighet.

Ytterligare ett överlasttillstånd kan få regulatorn att använda ett ännu lägre maximalt värde, såsom illustreras av grafen 43.

Fig 4 visar en första alternativ metod. l detta fall ändras proportion- alitetskonstanten hos P-regulatorn av att överlasttillståndet inträffar, så att en specifik ökning av felsignalen resulterar i en jämförelsevis lägre ökning av utsignalen såsom iilustreras av graferna 39' (inget överlasttillstånd), 41' (överlasttillstånd en gång), and 43' (överlasttillstånd två gånger). Den maxi- mala utsignalen ändras inte. 10 15 20 25 30 35 531 258 6 Fíg 5 visar en kombination av de två tidigare beskrivna metoderna, där närmare bestämt både den maximala utsignalen och proportionalitets- konstanten minskas av ett överlasttillstånd, såsom visas av graferna 39", 41", och 43".

Fig 6 visar en metod för styrning av en krossanläggning. Från ett initialt starttillstånd går krossanläggningen in i ett driftstillstånd 47 där råmaterial vidareförädlas till grus. I driftstillståndet inhämtas 49 en lastparameter från dieselmotorn eller genom hastighetsövervakning, och jämförs 51 med ett tröskelvärde. Om tröskelvärdet överstigs, vilket indikerar ett möjligt överlast- tillstånd, genereras 53 valbart en varning, exempelvis såsom nämnts genom att låta en lampa blinka och valbart stoppa 55 matningsanordningen under en förutbestämd tidsperiod. En styrparameter i matningsanordningen ändras 57 sedan för att åstadkomma en långsammare matning, så att det kan undvikas att dieselmotorn stallar. Krossanläggningen fortsätter därefter i driftstillståndet och upprepar mätproceduren inom en förutbestämd tidsperiod. Hastigheten kan således sänkas ytterligare. Om jämförandet 51 ger resultatet att lastparametervärdet är lägre än tröskelvärdet fortsätter helt enkelt driften av krossanläggningen. Om en parameter har ändrats och inget nytt överlast- tillstånd inträffar inom en förutbestämd tid kan parametern återställas till sitt tidigare värde.

Fig 7 visar schematiskt en krossanläggning med en käkkross.

Styrmetoden kan användas även i anslutning till en sådan anläggning under utnyttjande av vilken som helst av styrmetoderna. Käkkrossen innefattar en fast krosskäke 59 och en svängande krosskäke 61, varvid den senare svänger mot den fasta krosskäken 59, till följd av ett svänghjuls 63 rotation, i syfte att krossa råmaterial mellan käkarna. En matningsanordning innefattar en vibratormatare/-tratt 65, som vibreras med hjälp av en vibrationsmotor 67 i syfte att stimulera vibratormataren till att mata råmaterial till krossen. l detta fall minskas vibrationsmotorns 67 hastighet om lasten hos drivenheten som driver krossen blir för hög. Råmaterialnivån som mäts kan vara nivån av material mellan krossens käkar.

Sammanfattningsvis beskrivs en krossanläggning och en metod för att styra densamma. Krossanläggningen innefattar en kross och en matnings- anordning, och drivs av en dieselmotor. Ett lastvärde relaterat till dieselmotorn inhämtas, exempelvis med hjälp av ett J1939-gränssnitt. Om det inhämtade värdet överstiger ett förutbestämt tröskelvärde, ändras matningsanordningens 53? 293 7 styrioop. Därigenom kan det undvikas att dieselmotorn staliar, så att kontinu- erlig drift av krossanläggningen kan tillförsäkras.

Uppfinningen är inte begränsad till de beskrivna utföringsformerna, och kan varieras inom de bifogade patentkravens omfång.

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 531 298 8 KRAV

1. Krossanläggning innefattande -en kross (1); -en drivenhet (13) som driver krossen, och -en matningsanordning (3; 65, 67) som matar råmaterial till krossen, varvid matningsanordningen innefattar organ (20) för reglering av en råmaterialnivå i anslutning till krossen (1), k ä n n e t e c k n a d av -att drivenheten (13) är en dieselmotor, och att krossanläggningen vidare innefattar -organ (14) för inhämtning, via ett J1939-grånssnitt, av ett parametervärde, som är korrelerat till lasten hos dieselmotorn, -organ (22) för jämförande av det inhämtade värdet med ett tröskel- värde, och -organ (33) för minskning av matningsanordningens hastighet om det inhämtade värdet överstiger tröskelvärdet.

2. Krossanläggning enligt krav 1, vidare innefattande organ (33) för temporärt stoppande av matningsanordningen (3) om det inhämtade värdet överstiger tröskelvärdet.

3. Krossanläggning enligt krav 1 eller 2, vidare innefattande organ (35; 37) för generering av en varning om det inhämtade värdet överstiger tröskel- värdet.

4. Krossanläggning enligt något av föregående krav, vid vilken matningsanordningens hastighet minskas genom att minska en maximal utsignal från en regulator som styr matningsanordningen.

5. Krossanläggning enligt något av föregående krav, vid vilken matningsanordningens hastighet minskas genom att minska en propor- tionalitetskonstant hos en regulator (33) som styr matningsanordningen.

6. Krossanläggning enligt något av föregående krav, vid vilken krossen är en gyratorisk kross, innefattande en tratt (15), som är monterad i anslut- ning till krossen för matning av råmaterial till krossen, varvid råmaterialnivån är en nivå i tratten, och matningsanordningen är en bandtransportör (17).

7. Krossanläggning enligt något av krav 1-5, vid vilken krossen är en käkkross (59, 61, 63), innefattande en vibratortratt (65) monterad i anslutning till krossen för tillhandahållande av råmaterial till krossen, varvid råmaterial- nivån är en nivå mellan käkarna (59, 61) hos krossen, och matnings- 10 15 fisrfaea 9 anordningen innefattar en motor (67), som är ansluten till vibratortratten (65) för åstadkommande av en vibrerande rörelse.

8. Metod för styrning av en krossanläggning innefattande en kross (1). en drivenhet (13), som driver krossen, och en matningsanordning (3), som matar råmaterial till krossen, varvid matningsanordningen innefattar organ (20) för reglering av en råmaterialnivå i anslutning till krossen, varvid metoden kännetecknas av -inhämtning (49), via ett J1939-gränssnitt, av ett parametervärde som är korrelerat till drivenhetens last, varvid drivenheten är en dieselmotor, -jämförande (51) av det inhämtade värdet med ett tröskelvärde, och -minskning (57) av matningsanordningens hastighet om det inhämtade värdet överstiger tröskelvärdet.

9. Metod enligt krav 8, varvid vidare en varning genereras (53) om det inhämtade överskrider tröskelvärdet.

10. Metod enligt 8 eller 9, varvid vidare matningsanordningen temporärt stoppas (55) om det inhämtade värdet överskrider tröskelvärdet.