ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ КОНТУР И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ГИРАТОРНОЙ КОНУСНОЙ ДРОБИЛКОЙ Российский патент 2016 года по МПК B02C2/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее раскрытие относится к способу управления гираторной конусной дробилкой, при этом дробилка содержит внутренний корпус дробилки и наружный корпус дробилки, образующие зазор дробилки, причем размер зазора дробилки поддерживают путем использования по меньшей мере одного гидравлического цилиндра, при этом гидравлическая жидкость удаляется из цилиндра в случае, если давление гидравлической жидкости превышает пороговую величину давления. Кроме того, настоящая заявка относится к гидравлическому контуру для осуществления этого способа.

Уровень техники

Такой способ раскрыт в US-5725163 и до некоторой степени защищает дробилку от излишних нагрузок, которые могут повредить различные части дробилки, когда случайно попавший металлический объект высокой плотности, такой как зуб экскаватора или мелющий шар, попадает в дробилку. Однако во многих случаях только небольшое увеличение зазора дробилки не будет достаточным, чтобы удалить объект с высокой плотностью. Это означает, что дробилка будет испытывать некоторое число дополнительных ударов, пытаясь раздробить тяжелый предмет во время дальнейших вращений.

Суммарное действие от таких дополнительных ударов может повредить корпус дробилки или другие части дробилки.

Краткое изложение существа изобретения

Одной задачей настоящего раскрытия является получение способа и устройства, которое выполнено с возможностью защиты дробилки наиболее надежным образом. Эта задача достигается с помощью способа, как он определен в п.1 формулы изобретения, и с помощью гидравлического контура, как он определен в п.8 формулы изобретения.

Более конкретно раскрытие включает в себя способ управления гираторной конусной дробилкой, при этом дробилка содержит внутренний корпус дробилки и наружный корпус дробилки, образующие зазор дробилки. Размер зазора дробилки поддерживается путем использования по меньшей мере одного гидравлического цилиндра, при этом гидравлическую жидкость удаляют из цилиндра в случае, когда давление гидравлической жидкости превышает пороговую величину давления. Способ включает в себя обнаружение состояния обработки случайно попавшего металла и, если такое состояние обнаружено, снижение упомянутой пороговой величины давления в течение некоторого периода времени. Это означает, что удар от предмета, который не может быть раздроблен, будет открывать зазор дробилки еще больше, так что предмет быстрее выходит через зазор дробилки. В то же самое время каждый удар от попытки раздробить предмет будет меньше воздействовать на корпуса дробилки и т.д., поскольку дробилка становится более упругой.

Снижение пороговой величины давления может поддерживаться в течение заданного времени или до тех пор, пока не исчезнет обнаружение случайно попавшего металла.

Обнаружение обработки случайно попавшего металла может быть осуществлено путем определения давления в гидравлическом цилиндре, причем давление обнаружения будет выше, чем обычная пороговая величина давления. В альтернативном варианте или в сочетании с ним может иметь место мониторинг порога, относящегося к производной первого порядка давления гидравлического цилиндра. Дополнительные альтернативные варианты для обнаружения обработки случайно попавшего металла включают в себя мониторинг звуков от дробилки или перемещений станины дробилки.

Может быть выработан предупреждающий сигнал, когда обнаружено состояние обработки случайно попавшего металла.

Гидравлический контур для осуществления вышеуказанного способа включает в себя средство для обнаружения состояния случайно попавшего металла и средство для снижения пороговой величины давления в случае, когда обнаружено состояние случайно попавшего металла.

В таком гидравлическом контуре может быть использован логический элемент, и пороговая величина давления, когда не обнаружено состояние случайно попавшего металла, может быть поддержана с помощью клапана сброса давления, который соединяет гидравлический цилиндр с емкостью, через, по порядку, первый впуск логического элемента, сужение и второй впуск логического элемента. Если пороговая величина давления превышена, клапан сброса давления открывается, в результате поток через сужение создает сравнительную разницу давления на указанном первом и втором впусках, которая открывает логический элемент и выводит масло из цилиндра. Средство для снижения пороговой величины давления может включать в себя направляющий клапан, который соединен параллельно с клапаном сброса давления.

В альтернативном варианте обе пороговые величины давления могут быть установлены с помощью пропорционального клапана сброса давления, который электронно управляется и который соединяет гидравлический цилиндр с емкостью через, по порядку, первый впуск логического элемента, сужение и второй впуск логического элемента.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показана гираторная конусная дробилка, в которой зазором дробилки управляют путем вертикального регулирования вала, который несет внутренний корпус дробилки.

На фиг.2 схематично показан гидравлический контур для компоновки защиты от случайно попавшего металла по уровню техники.

На фиг.3 показана блок-схема для способа защиты.

На фиг.4 показана гидравлическая схема согласно настоящему описанию.

На фиг.5 показана первая альтернативная гидравлическая схема.

На фиг.6 показана вторая альтернативная гидравлическая схема.

Подробное описание

На фиг.1 схематично проиллюстрирована и показана в поперечном сечении гираторная конусная дробилка. В дробилке 1 материал, который подлежит дроблению, вводят в зазор 3 дробилки, образованный между первым, внутренним корпусом 5 дробилки, и вторым, наружным корпусом 7 дробилки. Первый корпус 5 дробилки неподвижно установлен на дробильной головке 9, которая, в свою очередь, неподвижно установлена на вертикальном валу 11. Второй корпус 7 дробилки неподвижно установлен на станине 9 (не показано) дробилки 1.

Вертикальный вал 11, дробильная головка 9 и первый корпус 5 дробилки осуществляют вращательное перемещение. В результате этого перемещения зазор 3 дробилки постоянно меняет форму. Два корпуса 5, 7 дробилки приближаются друг к другу вдоль одной вращающейся образующей и перемещаются друг от друга вдоль другой образующей, расположенной диаметрально противоположно. Там, где корпуса дробилки приближаются друг к другу, материал дробится, а там, где корпуса дробилки перемещаются друг от друга, новый материал вводится в зазор дробилки. Материал, подлежащий дроблению, например руда, подается в зазор дробилки сверху дробильной головки 9.

Эксцентриковое устройство 13 выполнено с возможностью вращения вокруг нижнего участка вертикального вала 11. Приводной вал (не показан) выполнен для вращения эксцентрикового устройства 13. Вертикальный вал 11, на своем верхнем конце, является несомым верхним подшипником (не показан), прикрепленным к станине. Когда эксцентриковое устройство 13 вращается, во время работы дробилки 1, вертикальный вал 11 и дробильная головка 9, смонтированная на нем, будут осуществлять требуемое вращательное перемещение.

Вертикальный вал 11 на своем нижнем конце поддерживается упорным подшипником 15, который поглощает осевые нагрузки, одновременно обеспечивая круговое вращение вертикального вала 11, а также любое его вращение.

Упорный подшипник 15, в свою очередь. поддерживается поршнем 17, который обеспечивает возможность осевого перемещения вертикального вала 11. Перемещение вала по направлению вверх, например, будет уменьшать общую ширину зазора 3 дробилки, что подразумевает более высокую нагрузку и более тонко раздробленный выпускающий материал. Поршень 17 позиционируют путем изменения количества гидравлической текучей среды в гидравлическом цилиндре 19.

Настоящее раскрытие относится к средству для защиты дробилки от случайно попавших металлических объектов, которые дробилка не способна раздробить и которые могут повредить корпуса дробилки и другие части дробилки. Обычно случайно попавший металлический объект может быть стальным мелющим шаром, потерянным экскаваторным зубом или т.п.

В дробилке, как проиллюстрированная на фиг.1, некоторая защита может быть достигнута путем ограничения максимального гидравлического давления в цилиндре 19, как будет описано ниже. Это означает, что когда случайно попавший металлический объект входит в зазор дробилки, в результате, удар будет удалять некоторое количестве гидравлической текучей среды из цилиндра, посредством этого временно опуская вертикальный вал. Это также ограничивает силу удара на дробилку и таким образом может до некоторой степени защитить дробилку, в частности корпус, от повреждения.

На фиг.2 схематично проиллюстрирован гидравлический контур для устройства защиты от случайно попавшего металла по предшествующему уровню техники. Устройство может быть соединено, например, с гидравлическим цилиндром 19, несущим вертикальный вал, как проиллюстрировано на фиг.1. Устройство защиты включает в себя гидравлический логический элемент 29, который соединен с гидравлическим цилиндром 19 на первом впуске 31. Первый впуск 31 соединен со вторым впуском 33 через сужение 35. Второй впуск 33 соединен с емкостью 37 через клапан 39 сброса давления, который установлен для открытия, когда давление на втором впуске 33 логического элемента 29 превышает заданную пороговую величину давления. Логический элемент 29 включает в себя внутренний цилиндр 41, который смещают до закрытого положения посредством пружины 43. Кроме того, выпуск 45 логического элемента соединен с емкостью. В состоянии, при котором давление в цилиндре 19 меньше, чем пороговая величина давления, например 60 бар, клапана 39 сброса давления, последний закрывается, и на двух впусках 31, 33 логического элемента 29 получают одно и то же давление. Пружина 43 удерживает внутренний цилиндр 41 в закрытом положении, так что масло не течет из первого впуска 31 к выпуску 45 логического элемента 29.

Когда случайно попавший металлический объект вводится в дробилку, в цилиндре возникает высокое пиковое отклонение давления, при этом клапан 39 сброса давления открывается так, что некоторое количество масла вытекает из цилиндра 19 в емкость 37. Благодаря сужению 35 первый впуск 31 логического элемента будет испытывать значительно более высокое давление, чем второй впуск 33 логического элемента. Эта разница давления может вызвать смещение внутреннего цилиндра 41 при сжатии пружины 43 таким образом, что открывается канал между первым впуском 31 и выпуском 45 логического элемента 29. За счет этого значительно большее количество масла отводится из цилиндра, при этом зазор дробилки открывается до некоторой степени. Как только дробилка вращательно переместилась за случайно попавший металлический объект, логический элемент 29 закрывается с помощью пружины 43, поскольку пиковое отклонение давления затем исчезает.

Следует отметить, что дробилка будет испытывать удар почти полностью, поскольку логический элемент и, следовательно, открытие зазора является относительно медленным. Это означает, что пиковые отклонения давления могут значительно превышать давление, которое задано на клапане 39 сброса давления, чтобы открывать логический элемент. Однако поскольку зазор открывается до некоторой степени, случайно попавший металлический объект перемещается по направлению к концу зазора.

Несмотря на этот признак защиты от случайно попавшего металла, дробилка все еще может быть повреждена, поскольку даже если зазор дробилки открыт до некоторой степени, новый удар будет происходить при следующем вращении и некотором числе последующих вращений, с каждым ударом постепенно открывая зазор дробилки немного больше, до тех пор, пока случайно попавший металлический объект не пройдет через зазор. В обычном случае дробилка может испытать от 6 до 12 ударов, перед тем как обычный, случайно попавший металлический объект пройдет через зазор. Использование более низкой пороговой величины не является жизнеспособным решением для этой проблемы, поскольку все количество руды или камней при разламывании тоже создает высокое давление, и такое давление должно быть разрешено без открытия зазора дробилки. Если пороговая величина является слишком низкой, зазор может быть открыт с помощью всего количества материала, который подлежит дроблению, без наличия какого-либо случайно попавшего металла. Это конечно ухудшает эффективность дробления.

На фиг.3 показана блок-схема для способа защиты. Вкратце система дробилки обычно работает в нормальном состоянии 51. При обнаружении случайно попавшего металлического объекта дробилка временно переходит в состояние 53 обнаружения случайно попавшего металла. Обнаружение случайно попавшего металлического объекта может быть осуществлено различными путями, как будет пояснено далее. Система остается в этом состоянии во время некоторого периода времени и затем возвращается в нормальное состояние 51. Длительность этого периода времени может быть задана с помощью таймера, обычно это время, соответствующее одному или более вращению, при этом, если необходимо, таймер может быть перенастроен, в случае если происходит обнаружение нового случайно попавшего металла, продлевая посредством этого время пребывания в состоянии обнаружения случайно попавшего металла.

Будучи в нормальном состоянии, система дробилки работает подобно системе, проиллюстрированной на фиг.2, то есть если возникает давление, превышающее пороговую величину давления в гидравлическом цилиндре, некоторое количество текучей среды удаляется из цилиндра. В этом состоянии пороговая величина давления может составлять, например, 60 бар.

Будучи в состоянии 53 обнаружения случайно попавшего металла, пороговая величина давления значительно снижается, обычно, например, до 10 бар. Это означает, что последующий удар, который возникает, например, когда дробилка делает попытки раздробить случайно попавший металлический объект, приводит к значительно большему расширению зазора дробилки. Кроме того, в этом состоянии вес слоя материала, который подлежит дроблению в дробилке, может быть достаточным, чтобы заставить зазор дробилки открыться, не дожидаясь последующего удара случайно попавшего металлического объекта. Таким образом, случайно попавший металлический объект быстро проскакивает через зазор дробилки, при этом риск того, что дробилка будет повреждена, значительно сокращается. Обычно происходит только от 1 до 5 ударов перед тем, как случайно попавший металлический объект покидает зазор дробилки. При более низкой пороговой величине дробилка становится более упругой, что подразумевает, что каждое пиковое отклонение давления будет ниже, дополнительно сокращая риск повреждения дробилки.

Другими словами, система выполнена с возможностью обнаружения состояния обработки случайно попавшего металла, и, если такое состояние обнаружено, пороговая величина давления в системе снижается в течение некоторого периода времени. Случайно попавший металлический объект быстро проходит через отверстие зазора дробилки, при этом впоследствии размер зазора дробилки повторно устанавливают путем закачивания масла назад в цилиндр.

В дополнение к открытию зазора дробилки может быть сгенерирован предупреждающий сигнал (например, электронный или акустический). Этот сигнал может предупреждать работающий персонал, так что случайно попавший металлический объект может быть удален перед повторным вращением в дробилке. Кроме того, подача материала в дробилку и из нее может быть остановлена или замедлена, ручным образом или автоматически, как следствие предупреждающего сигнала.

Существует несколько альтернативных решений для обнаружения состояния случайно попавшего металла.

Во-первых, давление в гидравлическом цилиндре можно отслеживать и сравнивать с уровнем второй пороговой величины давления, которое выше, чем нормальный уровень пороговой величины, используемой в нормальном состоянии 51. Обычно случайно попавший металлический объект может вызвать пик давления, превышающий 110 бар, в дробилке показанного на фиг.1 типа.

Другим вариантом является регистрация положения плунжера 17 в цилиндре и обнаружение быстрых изменений в положении, возможно, вызванных ударами случайно попавшего металла, и благодаря удалению гидравлической текучей среды из цилиндра с помощью контура, активного в нормальном состоянии.

Другой вариант заключается в использовании того факта, что пик давления, вызванный случайно попавшим металлическим объектом, будет очень острым по сравнению с нормальной работой по дроблению. Поэтому высокая производная первого порядка гидравлического давления, превышающая пороговую величину, также может быть использована для определения, что случайно попавший металлический объект находится в дробилке.

Случайно попавший металлический объект может заставить всю дробилку некоторым образом дрожать, а также производить характерный звук. Это предполагает, что акселерометр, установленный на станине дробилки, или микрофон могут воспроизводить данные, которые могут быть полезны для обнаружения наличия случайно попавших металлических объектов.

Поскольку специалист в данной области техники понимает, что могут существовать дополнительные варианты, такие как использование оптических или магнитных датчиков, которые выполнены с возможностью обнаружения случайно попавших металлических объектов в потоке материала, который подлежит дроблению.

Специалисту в данной области техники понятно, что вышеуказанные схемы для обнаружения состояния случайно попавшего металла могут быть скомбинированы различными путями, чтобы выполнить обнаружение с улучшенными точностью и надежностью.

На фиг.4 схематично проиллюстрирована гидравлическая схема согласно настоящему раскрытию, которая представляет собой модификацию схемы, показанной на фиг.2. Этот контур может работать на гидравлическом цилиндре 19 дробилки, как показано на фиг.1.

В дополнение к гидравлическому контуру, проиллюстрированному на фиг.2, этот контур содержит обычно закрытый, электронно управляемый соленоидный направляющий клапан 55. Направляющий клапан 55 приводят в действие, как только система входит в состояние обнаружения случайно попавшего металла. Когда это происходит, текучая среда вытекает из второго впуска 33 логического элемента 29, так что только пружина 43 удерживает логический элемент закрытым. Поэтому значительно более низкое давление будет вызывать отвод масла из цилиндра 19, приводя к более быстрому открытию зазора дробилки, так что случайно попавший металлический объект быстро удаляется из системы. Более низкая пороговая величина давления может составлять, например, 8 бар и определяется с помощью пружины 43 в логическом элементе 29.

По сравнению с системой, которая открывает зазор 3 дробилки полностью каждый раз, когда обнаружен случайно попавший металл, потеря производительности с точки зрения раздробленного материала может быть низкой, поскольку зазор дробилки открывается только насколько это необходимо. Это обусловлено тем фактом, что более низкая пороговая величина может быть установлена на уровне, который выше, чем давление, полученное с помощью основного узла вала (поз. 5, 9, 11 на фиг.1).

На фиг.5 проиллюстрирована первая альтернативная гидравлическая схема, в которой используется второй клапан 57 сброса давления, последовательно соединенный с направляющим клапаном 55. Второй клапан сброса давления служит для увеличения более низкой пороговой величины, которая требуется, чтобы открыть логический элемент 29 в состоянии обнаружения случайно попавшего металла, поскольку более низкая пороговая величина в этом случае будет определяться суммой давлений, обеспечиваемых пружиной 43 и вторым клапаном 57 сброса давления, как только направляющий клапан 55 открывается. Это может вызвать более медленное открытие зазора, поскольку второму клапану сброса давления потребуется некоторое время, чтобы открыться. С другой стороны, если обнаружено состояние случайно попавшего металла путем измерения гидравлического давления в цилиндре, как выше указано в качестве одного варианта, первый удар возникнет в нормальном состоянии. Дробилка, в которой используется контур по фиг.5, будет более надежной при первом ударе случайно попавшего металла, при этом зазор будет открываться больше в начальной стадии, поскольку более слабая пружина 43 оказывает меньшее сопротивление. В контуре, показанном на фиг.6, пружина 43 обычно может обеспечивать на гидравлическом контуре давление, равное 2 бар.

На фиг.6 проиллюстрирована вторая альтернативная гидравлическая схема. В этом контуре применяется пропорциональный клапан 59 сброса давления, который может осуществлять ту же самую функцию, что и клапаны 39, 57 сброса давления и направляющий клапан 55 по фиг.6. Более высокую пороговую величину задают с помощью регулируемой пружины, при этом более низкую пороговую величину применяют путем приведения в действие соленоида на клапане, когда он находится в состоянии обнаружения случайно попавшего металла.

Таким образом, настоящее раскрытие относится к способу для управления конусной дробилкой, а также к гидравлическому контуру, выполненному с возможностью осуществления способа. Дробилка содержит внутренний корпус дробилки и наружный корпус дробилки, которые образуют зазор дробилки, при этом размер зазора дробилки поддерживают посредством гидравлического цилиндра, при этом в случае, когда давление гидравлической жидкости превышает пороговую величину давления, гидравлическую жидкость удаляют из цилиндра, чтобы увеличить размер зазора дробилки. Способ предполагает осуществление обнаружения состояния обработки случайно попавшего металла, подразумевая, что предмет, который дробилка не может обработать, входит в зазор. Если такое состояние обнаружено, пороговую величину давления понижают в течение некоторого периода времени. Это означает, что зазор дробилки открывается быстрее, так что предмет, который не может быть раздроблен, удаляется из дробилки, которая таким образом защищена от потенциально разрушающих ударов.

Изобретение не ограничено вышеописанными вариантами осуществления настоящего изобретения и может быть изменено или переделано различными путями в пределах объема приложенной формулы изобретения. Например, вышеприведенное раскрытие относится к дробилке, в которой узел вертикального вала вращается как одно целое, при этом средний размер зазора дробилки изменяют путем регулирования вертикального положения вала. Однако описанный замысел может быть применен к другим типам конусной дробилки.

Группа изобретений относится к способу управления гираторной конусной дробилкой и гидравлическому контуру для осуществления этого способа. Способ управления заключается в том, что размер зазора дробилки, образованного внутренним и наружным корпусами, поддерживают посредством по меньшей мере одного гидравлического цилиндра, причем при превышении давления гидравлической жидкости первой пороговой величины давления гидравлическую жидкость из цилиндра удаляют. При этом способ включает этап, на котором обнаруживают состояние обработки случайно попавшего металла, и, если такое состояние обнаружено, этап, на котором снижают упомянутую пороговую величину давления в течение некоторого периода времени. Гидравлический контур содержит логический элемент, выполненный с возможностью отвода гидравлической жидкости из цилиндра при превышении давления гидравлической жидкости пороговой величины давления, средство обнаружения случайно попавшего металла и средство для снижения пороговой величины давления при обнаружении состояния случайно попавшего металла. Способ управления и гидравлический контур обеспечивают удаление из дробилки предметов, которые не могут быть раздроблены, за счет более быстрого увеличения зазора, что сокращает количество потенциальных повреждающих ударов. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 6 ил.

1. Способ управления гираторной конусной дробилкой, причем дробилка содержит внутренний корпус (5) дробилки и наружный корпус (7) дробилки, образующие зазор (3) дробилки, при этом размер зазора дробилки поддерживают путем использования по меньшей мере одного гидравлического цилиндра (19), при этом гидравлическую жидкость удаляют из цилиндра в случае, когда давление гидравлической жидкости превышает первую пороговую величину давления, отличающийся тем, что содержит этапы, на которых обнаруживают состояние обработки случайно попавшего металла и, если такое состояние обнаружено, снижают упомянутую пороговую величину давления в течение некоторого периода времени.

2. Способ по п. 1, в котором снижение пороговой величины давления поддерживают в течение заданного времени.

3. Способ по п. 1, в котором снижение пороговой величины давления поддерживают до тех пор, пока не обнаружат случайно попавший металл.

4. Способ по любому из предшествующих пунктов, в котором обнаружение обработки случайно попавшего металла осуществляют путем мониторинга давления обнаружения в гидравлическом цилиндре по отношению к пороговой величине давления обнаружения, причем пороговая величина давления обнаружения выше, чем первая пороговая величина давления.

5. Способ по любому из пп. 1-3, в котором обнаружение обработки случайно попавшего металла осуществляют путем мониторинга пороговой величины для производной давления первого порядка в гидравлическом цилиндре.

6. Способ по любому из пп. 1-3, в котором обнаружение обработки случайно попавшего металла осуществляют путем мониторинга звуков от дробилки или перемещений станины дробилки.

7. Способ по любому из пп. 1-3, в котором предупреждающий сигнал генерируется, когда обнаружено состояние обработки случайно попавшего металла.

8. Гидравлический контур для управления гираторной конусной дробилкой, в котором дробилка содержит внутренний корпус (5) дробилки и наружный корпус (7) дробилки, образующие зазор (3) дробилки, при этом размер зазора дробилки поддерживается путем использования по меньшей мере одного гидравлического цилиндра (19), причем гидравлический контур содержит логический элемент (29), который выполнен с возможностью отвода гидравлической жидкости из цилиндра в случае, если давление гидравлической жидкости превышает пороговую величину давления, отличающийся тем, что содержит:
- средство обнаружения случайно попавшего металла, и
- средство (55) для снижения указанной пороговой величины давления в случае обнаружения состояния случайно попавшего металла.

9. Гидравлический контур по п. 8, в котором пороговая величина давления, когда не обнаружено состояние случайно попавшего металла, поддерживается посредством клапана (39) сброса давления, который соединяет гидравлический цилиндр (19) с емкостью (37), через, по порядку, первый впуск (31) логического элемента (29), сужение (35) и второй впуск (33) логического элемента, так что если пороговая величина давления превышена, клапан сброса давления открывается, в результате поток через сужение создает сравнительную разницу давления на указанном первом и втором впусках, которая открывает логический элемент (29).

10. Гидравлический контур по п. 9, в котором средство для снижения пороговой величины давления включает в себя соленоидный направляющий клапан (55), который соединен параллельно с клапаном (39) сброса давления.

11. Гидравлический контур по п. 10, в котором второй клапан (57) сброса давления соединен последовательно с соленоидным направляющим клапаном.

12. Гидравлический контур по п. 8, в котором пороговые величины давления установлены пропорциональным клапаном (59) сброса давления, который электронно управляется.