СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ДРОБИЛКОЙ, ДРОБИЛЬНАЯ СИСТЕМА И ДРОБИЛЬНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 2018 года по МПК B02C2/00 B02C25/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к способу управления дробилкой, дробильной системе и дробильной установке. В частности, но не исключительно, настоящее изобретение относится к защите дробилки для минерального материала от попадания в нее нераздрабливаемого материала.

Уровень техники

Подлежащая дроблению горная порода добывается из земли посредством взрыва или выкапывания. Горная порода может представлять собой камень, гравий или строительные отходы. Для дробления используются как передвижные дробильные установки, так и стационарные. Подлежащий дроблению материал при помощи экскаватора или колесного погрузчика загружают в загрузочную воронку дробилки, откуда указанный материал может самостоятельно падать в дробилку, или подающее устройство перемещает его в направлении дробилки.

В щековых дробилках минеральное сырье дробят путем перемещения подвижной щеки относительно неподвижной щеки. Указанные подвижная и неподвижная щеки образуют между собой дробильную камеру.

В гирационных и конусных дробилках минеральное сырье дробят путем перемещения внутреннего дробящего элемента (дробильного конуса) относительно внешнего дробящего элемента. Указанные внутренний и внешний дробящие элементы образуют между собой дробильную камеру.

В ударных дробилках с горизонтальным валком минеральное сырье дробят путем вращения внутреннего горизонтального валка, имеющего ударные балки, относительно внешних дробящих плит. Указанные вал и дробящие плиты образуют между собой дробильную камеру.

С экономической точки зрения, производительность дробилки минерального материала должна быть полностью задействована, так что на дробилку непрерывно подается большая мощность, использование которой одновременно направлено на производство планового объема продукта. Аварийные ситуации, такие как перебои процесса дробления (обусловленные, например, перегрузкой), снижают эффективность.

Попадание нераздрабливаемого или очень твердого материала в дробильную камеру невыгодно. В таком случае, в дробильной камере может возникнуть ситуация перегрузки, в результате чего передвижная или стационарная дробильная установка, рама дробилки и/или дробящий элемент (дробящие элементы) могут быть повреждены. Для устранения указанной проблемы настройки дробилки должны быть сброшены, а подвижный дробящий элемент удален от неподвижного дробильного элемента. Примером неподходящего материала является стержень для армирования бетона, который при сортировке материала может попасть в дробильную камеру, когда дробление еще не закончено. Неподходящим также является материал, имеющий неравномерное распределение объема и содержащий крупные куски. Кроме того, количество и расположение материала в дробильной камере влияет на потребляемую дробилкой мощность.

В документе WO 2012/087219 А1 раскрыты гидравлический контур и способ управления конусной дробилкой. Размер дробильного зазора поддерживается с помощью гидравлического цилиндра. Если давление гидравлической жидкости превышает пороговое значение, то гидравлическая жидкость откачивается из цилиндра для увеличения указанного дробильного зазора.

Цель настоящего изобретения заключается в обеспечении альтернативного способа управления гирационной или конусной дробилкой в процессе дробления. Цель настоящего изобретения также состоит в обеспечении простого способа сигнализирования о нагрузке, присутствующей в дробильной камере. Цель настоящего изобретения также состоит в улучшении способности регулировать вероятность возникновения аварийной ситуации в процессе дробления. Цель настоящего изобретения также состоит в улучшении удобства использования и КПД дробилки.

Сущность изобретения

Согласно первому примерному аспекту изобретения предложен способ управления дробилкой для минерального материала, которая содержит первый дробильный элемент и второй дробильный элемент, образующие между собой дробильный зазор, поддержание которого обеспечивается с использованием по меньшей мере одного гидроцилиндра, причем гидравлическую жидкость откачивают из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление гидравлической жидкости по меньшей мере в одном из гидроцилиндров превышает предельное значение давления открытия, при этом способ содержит следующее:

выбирают предельное значение давления открытия, которое выше, чем нормальное давление гидравлической жидкости в указанном по меньшей мере одном гидроцилиндре, обусловленное дробимым материалом при данном конкретном применении дробления.

Согласно второму примерному аспекту изобретения предложен способ управления дробилкой для минерального материала, содержащей первый дробильный элемент и второй дробильный элемент, образующие между собой дробильный зазор, поддержание которого обеспечивается с использованием по меньшей мере одного гидроцилиндра, причем давление гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров измеряют и гидравлическую жидкость из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра откачивают, если давление гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров превышает заданное предельное значение давления открытия, при этом в процессе дробления повторяют следующие шаги:

- генерируют на основании измерения давления гидравлической жидкости характерное значение нормального давления гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре, обусловленное дробимым материалом при данном конкретном применении дробления;

- сравнивают сгенерированное характерное значение с заданным предельным значением давления открытия и

- выбирают предельное значение давления открытия, которое выше, чем измеренное значение нормального давления гидравлической жидкости.

Предпочтительно предельное значение давления открытия до 100 бар выше, чем указанное нормальное давление гидравлической жидкости. Предпочтительно в указанном способе предельное значение давления открытия от 0 до 50 бар выше, чем указанное нормальное давление гидравлической жидкости.

Предпочтительно осуществляют регулирование предельного значения давления открытия регулируемого клапана сброса давления в гидроцилиндре.

Предпочтительно измеряют давление гидравлической жидкости в указанном по меньшей мере одном гидроцилиндре, причем

- открывают регулируемый клапан сброса давления указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра для сжатия указанного гидроцилиндра, если измеренное давление превышает выбранное предельное значение давления открытия; и

- закрывают или поддерживают закрытым регулируемый клапан сброса давления, если измеренное давление не превышает выбранное предельное значение давления открытия.

Предпочтительно оператор вводит соответствующее предельное значение давления открытия путем выбора текущего типа дробления или путем выбора параметра давления вручную.

Предпочтительно давление в гидроцилиндре и/или предельное значение давления открытия отображают в пользовательском интерфейсе для наблюдения оператором.

Согласно третьему примерному аспекту изобретения предложена дробильная система, содержащая дробилку для минерального материала, которая содержит первый дробильный элемент и второй дробильный элемент, образующие между собой дробильный зазор, и по меньшей мере один гидроцилиндр, предназначенный для поддержания указанного дробильного зазора, причем система выполнена с возможностью откачивания гидравлической жидкости из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление гидравлической жидкости по меньшей мере в одном из гидроцилиндров превышает предельное значение давления открытия, причем система содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения значения нормального давления гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре, обусловленного дробимым материалом при данном конкретном применении дробления; блок управления, выполненный с возможностью приема предельного значения давления открытия, которое выше указанного значения нормального давления гидравлической жидкости.

Согласно четвертому примерному аспекту изобретения предложена дробильная система, содержащая дробилку для минерального материала, которая содержит первый дробильный элемент и второй дробильный элемент, образующие между собой дробильный зазор, и по меньшей мере один гидроцилиндр, предназначенный для поддержания указанного дробильного зазора, причем система содержит датчик давления, выполненный с возможностью измерения значения нормального давления гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре, обусловленного дробимым материалом при данном конкретном применении дробления, причем система выполнена с возможностью откачивания гидравлической жидкости из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление гидравлической жидкости по меньшей мере в одном из гидроцилиндров превышает заданное предельное значение давления открытия, причем система содержит блок управления, выполненный с возможностью приема предельного значения давления открытия, которое выше измеренного значения нормального давления гидравлической жидкости, причем указанное предельное значение давления открытия определяют согласно способу из первого или второго аспекта настоящего изобретения.

Предпочтительно предельное значение давления открытия до 100 бар выше, чем указанное значение нормального давления гидравлической жидкости.

Предпочтительно блок управления выполнен с возможностью сравнения измеренного значения давления гидравлической жидкости в по меньшей мере указанном одном гидроцилиндре с предельным значением давления открытия, и регулируемый клапан сброса давления выполнен с возможностью открытия для сжатия указанного гидроцилиндра, если измеренное давление превышает указанное предельное значение давления открытия; и регулируемый клапан сброса давления выполнен с возможностью закрытия или поддержания закрытого положения, если измеренное давление не превышает выбранное предельное значение давления открытия.

Предпочтительно система содержит пользовательский интерфейс, отображающий измеренное давление и/или указанное предельное значение давления открытия.

Энергетический КПД дробилки может быть увеличен за счет управления устройством сброса давления таким образом, что оно будет обнаруживать дробящее усилие, относящееся к подлежащему дроблению материалу, и затем снижать усилие открытия устройства сброса давления. За счет этого может быть увеличена производительность дробилки. Кроме того, в дробилке снижаются пиковые нагрузки, а за счет соответствующего управления предохранительным устройством может быть увеличен срок службы самой дробилки и ее изнашиваемых деталей.

Предпочтительно система выполнена с возможностью регулирования, в процессе дробления, значения давления гидравлической жидкости по меньшей мере в указанном одном гидроцилиндре так, чтобы размер дробильного зазора увеличивался, если измеренное давление соответствует нагрузке, при которой превышено предельное значение давления.

Предпочтительно система содержит по меньшей мере одно измерительное устройство для измерения нагрузки, которой в процессе дробления подвергается дробилка, блок управления, выполненный с возможностью обнаружения уровня такой нагрузки, и регулирующие клапаны гидроцилиндров для регулировки дробильного зазора на основании выполненных системой измерений.

Кроме того, система может содержать пользовательский интерфейс, подключенный к блоку управления. Предпочтительно пользовательский интерфейс выполнен с возможностью получения информации о выбранных оператором предельных значениях давления открытия.

Дополнительно, система может быть выполнена с возможностью регулирования скорости вращения привода дробилки.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложена дробильная установка, содержащая дробильную систему согласно варианту осуществления настоящего изобретения. Энергетический КПД указанной установки может быть увеличен.

Предпочтительно, дробилка представляет собой щековую дробилку, гирационную дробилку, конусную дробилку или ударную дробилку с горизонтальным валком.

Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут или были проиллюстрированы только в связи с некоторыми аспектами настоящего изобретения. Специалисту ясно, что любой вариант осуществления одного аспекта изобретения может применяться к тому же аспекту изобретения, а также к другим аспектам, как самостоятельно, так и в комбинации с другими вариантами осуществления.

Краткое описание чертежей

Изобретение далее раскрыто при помощи примеров, приведенных со ссылкой на прилагающиеся к настоящей заявке чертежи, на которых:

на фиг. 1 схематически показана дробильная система согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, находящаяся в соединении с щековой дробилкой;

на фиг. 2а показана блок-схема способа согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 2b показана блок-схема способа согласно другому предпочтительному варианту осуществления изобретения;

на фиг. 3а и 3b представлены графики для технического решения из уровня техники, с фиксированным предельным значением давления, для двух типов дробления;

на фиг. 3с и 3d показаны графики для предпочтительного варианта осуществления настоящего изобретения, с регулируемым предельным значением давления;

на фиг. 4а показана боковая проекция ударной дробилки с горизонтальным валком;

на фиг. 4b показана боковая проекция конусной или гирационной дробилки; и

на фиг. 5 показана боковая проекция технологической установки для (установки для обработки) минерального материала, содержащей дробилку.

Подробное раскрытие изобретения

Далее в описании сходные номера обозначают сходные элементы. Следует понимать, что приведенные чертежи не полностью показаны в масштабе и что они служат, главным образом, для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения.

Раскрытая выше с привлечением фиг. 1, 4а и 4b дробильная система 10 реализована применительно к дробилке для минерального материала с регулируемым дробильным зазором, например, такой как щековая дробилка 100, ударная дробилка 410 и конусная или гирационная дробилка 420.

На фиг. 1, 4а и 4b нагрузку, которой подвергается дробилка, косвенно измеряют посредством измерительного устройства, которое измеряет давление гидравлической жидкости в одном или более гидроцилиндров, предназначенных для поддержания дробильного зазора и, в конечном счете, мощности привода дробилки.

На фиг. 1 показана дробильная система 10, выполненная в соединении с щековой дробилкой 100. Щековая дробилка в качестве первого дробильного элемента содержит неподвижную щеку 101, а в качестве второго - подвижную щеку 102. Подвижная щека 102 и неподвижная щека 101 образуют между собой дробильный зазор.

Подвижная щека 102 опирается на корпус (не показан) дробилки и перемещается посредством эксцентрикового вала 103 (основной вал). Эксцентриковый вал приводится во вращение приводом 104 дробилки через трансмиссию 105. Привод 104 дробилки может быть электро- или гидромотором. Трансмиссия 105 может представлять собой, например, маховик и установленный на эксцентриковом валу ременный шкив, ремни и установленный на валу привода дробилки ременный шкив. Подвижная щека также опирается на распорную плиту 106, находящуюся в контакте с щекой, гидроцилиндры 108, 109, 110, прикрепленные к корпусу дробилки, и опорную конструкцию 107, расположенную между указанными распорной плитой и гидроцилиндрами.

Гидроцилиндры 108, 109, 110 предназначены для поддержания размера дробильного зазора в процессе дробления, то есть настройки дробилки регулируются гидроцилиндрами. Каждый гидроцилиндр 108, 109, 110 в качестве измерительного устройства содержит датчик 111, 112, 113 давления жидкости, посредством которого может быть измерена нагрузка, которой подвергается дробилка 100. Указанная нагрузка может быть также измерена при помощи измерительного устройства, измеряющего мощность привода 104 дробилки, или сразу обоих параметров - давления гидравлической жидкости и мощности привода дробилки.

Нормальная нагрузка (нормальное давление гидравлической жидкости), обусловленная дробимым материалом при данном конкретном применении дробления, может быть измерена известным способом. Результаты измерений, полученные с датчиков 111, 112, 113 давления жидкости, с помощью которых измеряется нормальная нагрузка для дробилки, сначала могут быть усреднены, например, для интервала времени в 1 или 0,5 секунды; или для интервала в один, два, три, четыре или более оборотов основной оси дробилки. Затем нормальное давление гидравлической жидкости может быть определено по измерениям пиковой нагрузки, например, на основании первой измеренной пиковой нагрузки или на основании от двух до четырех измеренных пиковых нагрузок, обусловленных дробимым материалом при данном конкретном применении дробления.

Каждый гидроцилиндр 108, 109, 110 содержит регулируемый клапан 114, 115, 116 давления. Регулируемые клапаны 114, 115, 116 давления функционируют в качестве устройств сброса давления жидкости и предназначены для откачивания гидравлической жидкости из гидроцилиндров, если давление гидравлической жидкости превышает предельное значение давления, измеренное по меньшей мере одним из датчиков 111, 112, 113 давления жидкости.

Через первые контакты 131 блок 121 управления (БУ) принимает от датчиков 111, 112, 113 давления жидкости измерительные сигналы о давлении, соответствующие нагрузке в дробилке. Среди прочего, БУ 121 способен на основании принятых измерительных сигналов определять уровень нагрузки в дробилке и соответствующим образом реагировать. При необходимости, через вторые контакты 130 БУ 121 посылает управляющие сигналы в регулируемые клапаны 114, 115, 116 давления. Тем самым гидроцилиндры 108, 109, 110 управляются сигналами с обратной связью через первые 131 и вторые 130 контакты.

Предпочтительно система 10 обнаруживает давление (320, 330, фиг. 3c, 3d) гидравлической жидкости на каждом дробильном обороте основной оси 103, 411, 424 дробилки 100, 410, 420.

Кроме того, управляемая с обратной связью система 10 содержит пользовательский интерфейс (ПИ) 120, подключенный к блоку 121 управления.

Дополнительно, БУ 121 может принимать измерительные сигналы от привода 104 дробилки и, в случае необходимости, опционально посылать обратно приводу 104 дробилки управляющие сигналы, через третьи контакты 132 (например, для регулирования скорости вращения или крутящего момента привода дробилки), в ответ на превышение измеренным давлением Р_М в гидроцилиндре заданного предельного значения P_Th давления открытия, как раскрыто ниже.

Далее будет раскрыт вариант осуществления изобретения, согласно которому для поддержания в процессе дробления размера дробильного зазора имеются три гидроцилиндра с соответствующим числом регулируемых клапанов давления и датчиков давления жидкости. Число гидроцилиндров, поддерживающих распорную плиту, может не равняться трем, например, может быть один, два, четыре, пять, шесть или более таких цилиндров, а их количество в любом случае не является ограничением для настоящего изобретения. Согласно одному из вариантов осуществления дробильная система содержит один гидроцилиндр с датчиком давления жидкости для измерения давления Р_М гидравлической жидкости, обусловленного дробимым материалом, в указанном гидроцилиндре.

На фиг. 2а и 2b показаны блок-схемы двух способов согласно предпочтительным вариантам осуществления настоящего изобретения.

На шаге 201 способа, проиллюстрированного на фиг. 2а, оператор вводит предельное значение P_Th давления открытия для соответствующего гидроцилиндра 108, 109, 110, 414, 425 путем выбора 202 текущего типа дробления или выбора 202 параметра давления вручную. Предпочтительно указанный ввод оператор выполняет с использованием пользовательского интерфейса 120 дробильной системы 10, например, путем выбора одного из группы предустановленных типов дробления или путем установки параметра или предельного значения давления. Оператору в определенной степени может быть известно, какое предельное значение давления открытия какому конкретному типу дробления соответствует. Использование такого первичного предельного значения давления открытия удобно, по меньшей мере, для запуска процесса дробления.

Позже дробильная система 10 может автономно и автоматически определять, каким образом необходимо отрегулировать предельное значение давления открытия. Предпочтительно предельное значение давления открытия регулируют при малых нагрузках, так что при попадании нераздрабливаемого материала система может непосредственно усилить настройки. Автоматическая регулировка (автоматический выбор или установка) предельного значения давления открытия может последовать за запуском системы 10 (не показана на фигурах) во время многократного выполнения шагов измерения 211 и сравнения 204.

После шага 202 выбора, на шаге 203 оператор запускает процесс дробления, например, при помощи пользовательского интерфейса 120.

Согласно одному из примерных вариантов осуществления, если на шаге 204 сравнения установлено, что давление Р_М, измеренное датчиком 111, 112, 113 давления жидкости в гидроцилиндре 108, 109, 110, превышает заданное предельное значение P_Th давления открытия, то в ответ на превышение заданного предельного значения давления открытия блок 121 управления контролирует, чтобы клапаны 114, 115, 116 давления открылись на шаге 205. Гидроцилиндр 108, 109, 110, 414, 425 сжимается, и таким образом, предпочтительно настройки могут быть открыты активно или пассивно.

Пассивное открытие настроек означает, что дробящее усилие камеры дробления давит на гидроцилиндр так, что дробильный зазор увеличивается. Активное открытие настроек означает, что происходит автоматическая регулировка гидроцилиндра на сжатие после открытия клапана 114, 115, 116 давления, так что дробильный зазор предпочтительно увеличивается быстрее, чем при пассивном открытии.

Настройки открывают так, чтобы нераздрабливаемый материал мог пройти через дробильный зазор. После того, как установлено, что нераздрабливаемый материал в дробильной камере отсутствует, возвращают исходные настройки в соответствии с предыдущими условиями дробления, когда превышение предельного значения давления открытия еще не было обнаружено.

Шаг 204 сравнения повторяют в течение всего процесса дробления. Если на шаге 204 сравнения значения Р_М давления, измеренные датчиками 111, 112, 113 давления в гидроцилиндрах 108, 109, 110, не превышают заданного предельного значения P_Th давления открытия, то блок 121 управления контролирует, чтобы клапан 114, 115, 116 давления был закрыт, или оставался закрытым на шаге 206. Когда обнаруживают нераздрабливаемый материал, клапан 114, 115, 116 давления открывают.

Согласно способу, показанному на фиг. 2b, оператор запускает процесс дробления на шаге 210, например, при помощи пользовательского интерфейса 120. На шаге 211 давление Р_М измеряют в течение заданного промежутка времени датчиком 111, 112, 113 давления в гидроцилиндре 108, 109, 110. На шаге 212, в управляющем блоке 121, например, на основании измерений, выполненных на шаге 211, генерируют среднее значение или соответствующее характерное значение. Далее, на шаге 212, на основании сгенерированного характерного значения выбирают предельное значение P_Th давления открытия для клапана 114-116 давления. Последующие шаги 204, 205, 206 способа с фиг. 2b аналогичны соответствующим шагам способа с фиг. 2а.

В способах, показанных на фиг. 2а и 2b, выбранное предельное значение P_Th давления открытия задают для отображения давления Р гидравлической жидкости в гидроцилиндрах, как правило, соответствующего нормальной нагрузке, обусловленной раздрабливаемым материалом при определенном типе дробления, как показано на фиг. 3с и 3d.

Таким образом, по сравнению с уровнем техники усовершенствование способа согласно настоящему изобретению заключается в том, что выбранное предельное значение P_Th давления открытия не связано или очень редко связано с пиковой нагрузкой, обусловленной нераздрабливаемым материалом, как показано на фиг. 3а и 3b.

Типы дробления могут различаться, например, по типу дробимого материала - от мягкого до твердого; или же тип дробления может определяться по наименованию дробимого минерала, разрабатываемого карьера, отдельной порции материала, строительного мусора, асфальта, кирпича, строительных металлоконструкций, содержащихся в подлежащем дроблению материале и т.п., соответствующего определенным предельным значениям давления.

Нормальная нагрузка (в том числе, максимальная измеренная нагрузка или типично высокая нагрузка) для определенного типа дробления может быть задана оператором вручную (фиг. 2а), либо нагрузка может быть измерена и определена автоматически с помощью дробильной системы 10 на начальном шаге процесса дробления (фиг. 2b). Альтернативно или дополнительно к ручному выбору заданного предельного значения и/или автоматическому определению предельного значения P_Th давления открытия на начальном шаге, указанное предельное значение может определяться во время и на протяжении всего процесса дробления, например, если свойства дробимого материала меняются или какая-то отдельная порция материала неоднородна.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа оператор вручную задает 202 начальное предельное значение P_Th давления открытия, затем запускает процесс 203, после чего система 10 осуществляет многократное выполнение шагов 204, 205, 206, например, до тех пор, пока указанный процесс не будет прерван оператором. Одновременно с шагами 204, 205, 206 система 10 также осуществляет многократное выполнение шагов 211 и 212 (например, через заданные интервалы времени) для определения предельного значения P_Th давления открытия во время процесса дробления, так что после начала процесса дробления используется отрегулированное дробильной системой 10 предельное значение P_Th давления открытия. Система 10 может также выполнять регулировку предельного значения P_Th давления открытия независимо от оператора в ситуации, когда противозадирные свойства подлежащего дроблению материала изменяются в процессе дробления.

На фиг. 3а и 3b показаны графики с кривыми давления для уровня техники с фиксированным предельным значением давления открытия для двух типов дробления. На горизонтальной оси отмечено время Т, а на вертикальной оси - давление Р.

Согласно уровню техники предельное значение 310 давления открытия используется в качестве фиксированного параметра (значение которого составляет, например, 300 бар) для клапана давления. На фиг. 3а показана приведенная в качестве примера для первого типа дробления, например, в случае дробления строительного мусора (бетона и железа), кривая 320 давления, на которой выявлены две пиковые нагрузки, обусловленные попаданием в дробилку строительных металлоконструкций и которые превышают фиксированное предельное значение 310 давления. На фиг. 3b показана приведенная в качестве примера для второго типа дробления, например, в случае дробления твердого камня из разрабатываемого карьера, кривая 330 давления, на которой выявлена одна пиковая нагрузка, превышающая фиксированное предельное значение 310 давления. Обе кривые согласно уровню техники характеризуют ситуацию, когда клапан давления открывается при давлении 300 бар с целью усиления настроек дробилки.

На фиг. 3с и 3d показаны графики регулируемых предельных значений 340 и 350 давления открытия согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения.

Для рассматриваемого применения 1 дробления обычное нормальное давление, возникающее в гидроцилиндрах в процессе дробления, составляет около 110 бар, то есть ниже 150 бар. Если возникает (такая ситуация именуется пиковым всплеском) более низкое давление, чем регулированное предельное значение 340 (P_Th) давления открытия, например возникает давление в 135 бар, то давление в гидроцилиндрах, обеспечивающее поддержание дробильного зазора, не опускается, а указанный зазор не увеличивается.

Для рассматриваемого применения 2 дробления обычное давление 330, возникающее в гидроцилиндрах в процессе дробления, составляет около 220 бар, то есть ниже 260 бар. Если возникают пиковые всплески давления с более низкими значениями, чем отрегулированное предельное значение 350 (P_Th) давления открытия, например, возникает давление в 230 бар, то давление в гидроцилиндрах, обеспечивающее поддержание дробильного зазора, не опускается, а указанный зазор не увеличивается.

Авторами настоящего изобретения было выяснено, что клапан 114-116 сброса давления в гидроцилиндре 108, 109, 110, 414, 425 может быть отрегулирован в соответствии с характеристиками подлежащего дроблению материала так, что обеспечивается возможность сведения к минимуму количества энергии, необходимой для дробления указанного материала. В вышеописанных первом и втором типах дробления полезное дробление преимущественно выполняется при значениях нормального давления, попадающих в интервал, установленный для соответствующего типа дробления. Срок службы дробилки и ее компонентов может быть увеличен. Усталость компонентов и общий износ дробилки могут быть снижены за счет снижения числа пиковых нагрузок, возникающих в процессе дробления.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа предельное значение P_Th давления открытия устанавливают до 50 бар выше, более предпочтительно до 30 бар выше, еще более предпочтительно до 10 бар выше, чем нормальное давление в процессе дробления, обусловленное подлежащим дроблению материалом определенного типа.

Согласно предпочтительному варианту осуществления способа, если в процессе дробления нормальное давление составляет от 0 до 50 бар, предельное значение давления открытия клапана сброса давления устанавливают на уровне 60 бар. Если при таком типе дробления возникает пиковое давление в 200 бар (например, в случае пиковой нагрузки, обусловленной попаданием в дробилку твердого камня), то при давлении, превышающем 60 бар, дробление не выполняется.

В качестве клапана 114-116 давления может быть использован соразмерно регулируемый клапан сброса давления. В процессе дробления нормальное давление, соответствующее дробимому материалу для конкретного типа дробления, измеряют при помощи датчиков 111, 112, 113 давления. Датчик давления может также быть соединен с несколькими гидроцилиндрами, то есть может быть общим для них. При помощи измеренного значения Р_М давления оператор и/или система может определять, необходимо ли регулировать регулируемое предельное значение P_Th давления открытия.

Настоящее изобретение с регулируемым предельным значением давления открытия является улучшенным решением по сравнению с уровнем техники, где пиковые давления ниже 300 бар не вызывают ответную реакцию в виде падения давления в гидроцилиндрах, обеспечивающих поддержание дробильного зазора, а указанный зазор не увеличивается.

Таким образом, способ дробления согласно уровню техники работает в ситуациях, при которых возникает давление не более 300 бар, включая ситуации с нераздрабливаемым материалом или материалом, вызывающим в гидроцилиндрах более высокое давление, чем то, что требуется для дробления подаваемого материала в текущем процессе дробления, в результате чего электроэнергия расходуется напрасно. Для первого типа дробления избыточная работа по дроблению выполняется по меньшей мере при давлении от 130 до 300 бар, то есть в интервале порядка 170 бар. Для второго типа дробления избыточная работа по дроблению выполняется по меньшей мере при давлении от 260 до 300 бар, то есть в интервале порядка 40 бар.

Согласно настоящему способу для главной оси дробилки обеспечивается возможность вращения без остановки, поскольку пиковое давление, превышающее заданное предельное значение давления, в дробилке не достигается полностью, даже когда возникает первое пиковое давление.

На фиг. 4а показана ударная дробилка 410 с горизонтальным валом (УДСГВ). Дробильная система 10, раскрытая с привлечением фиг. 1, может также быть реализована в соединении с УДСГВ 410. УДСГВ содержит вращающийся горизонтальный вал 411 (основной вал), содержащий в качестве первого дробильного элемента ударные балки 412, а в качестве второго дробильного элемента - подвижную дробящую плиту 413. Дробящая плита 413 и горизонтальный вал 411 образуют между собой дробильный зазор.

Горизонтальный вал 411 опирается на корпус 415 дробилки и приводится во вращение приводом дробилки (не показан на фигуре). Привод дробилки может быть электро- или гидромотором. Дробящая плита 413 опирается с возможностью поворота на корпус 415. Дробящая плита 413 также поддерживается гидроцилиндром (гидроцилиндрами) 414 (который соответствует гидроцилиндрам 108, 109, 110 дробильной системы 10), прикрепленным к корпусу дробилки.

По меньшей мере один гидроцилиндр 414 предназначен для поддержания размера дробильного зазора в процессе дробления, то есть настройки дробилки регулируют при помощи гидроцилиндров. В качестве измерительного устройства каждый гидроцилиндр 414 содержит датчик давления жидкости, посредством которого может быть измерена нагрузка, возникающая в дробилке 410.

Каждый гидроцилиндр 414 содержит регулируемый клапан давления, функционирующий в качестве устройства сброса давления жидкости и выполненный с возможностью откачивания гидравлической жидкости из указанного гидроцилиндра, если давление указанной гидравлической жидкости превышает предельное значение, измеренное по меньшей мере одним из датчиков давления жидкости. Остальные компоненты дробильной системы 10 показаны на фиг. 1.

На фиг. 4b показана конусная или гирационная дробилка 420. Дробильная система, раскрытая с привлечением фиг. 1, может также быть реализована в соединении с конусной или гирационной дробилкой 420. Конусная или гирационная дробилка 420 содержит в качестве первого дробильного элемента внешнюю неподвижную изнашиваемую деталь 421, а в качестве второго дробильного элемента - вращающуюся внутреннюю изнашиваемую деталь 422 (также называемую рубашкой). Внутренняя изнашиваемая деталь прикреплена к головке 423, которая закреплена на вращающемся вале 424 (основном вале). Внутренняя изнашиваемая деталь 422 и внешняя изнашиваемая деталь 421 образуют между собой дробильный зазор.

Вал 424 опирается на корпус 415 дробилки и приводится во вращение приводом дробилки (не показан на фигуре). Привод дробилки может быть электро- или гидромотором. В определенном типе конусных дробилок вал 424 вертикально опирается на гидроцилиндр 425 (соответствующий гидроцилиндрам 108, 109, 110 дробильной системы 10), расположенный ниже вала 424 и прикрепленный к корпусу дробилки. Гидроцилиндр 425 предназначен для поддержания размера дробильного зазора в процессе дробления, то есть настройки дробилки регулируют при помощи гидроцилиндров. Упорный подшипник 426 расположен ниже вала 424 и гидроцилиндра 425 для обеспечения валу 424 возможности совершать вращательное движение.

В определенном типе гирационных дробилок вал 424 опирается с возможностью вращения на корпус дробилки, а гидроцилиндры (соответствующие гидроцилиндрам 108, 109, 110 дробильной системы 10), ответственные за регулирование размера дробильного зазора (настроек дробилки), расположены вокруг внешней изнашиваемой детали в регулируемом верхнем корпусе дробилки.

В качестве измерительного устройства гидроцилиндр 425 содержит датчик давления жидкости, посредством которого может быть измерена нагрузка, возникающая в дробилке 420.

Гидроцилиндр 425 содержит регулируемый клапан давления, функционирующий в качестве устройства для сброса давления жидкости, и выполнен с возможностью откачивания гидравлической жидкости из указанного гидроцилиндра, если давление гидравлической жидкости превышает предельное значение давления, измеренное по меньшей мере одним из датчиков гидроцилиндров. Остальные компоненты дробильной системы 10 показаны на фиг. 1.

На фиг. 5 показана установленная на рельсы передвижная дробильная установка 500, которая содержит корпус, раму 501, подающее устройство 502 и дробилку 100, 410, 420 с раскрытой выше дробильной системой 10. Дробильная установка 500 также содержит моторный блок 504 для управления и приведения дробилки в движение, а также разгрузочный транспортер 505, например, для транспортировки раздробленного материала к отвалу. Указанная дробилка может быть использована, например, в качестве дробилки для промежуточного или заключительного дробления. Передвижная дробильная установка также может быть подвижна или транспортабельна за счет других средств, например колес, салазок или лапок. Дробильная станция также может быть стационарной.

Обнаруженное более высокое давление может быть обусловлено попаданием нераздрабливаемого материала в дробильную камеру. Обнаружение более высокого давления обеспечивает оперативную реакцию на попадание нераздрабливаемого материала в дробильную камеру еще до того, как обнаружение пиковой нагрузки или давления, превышающих безопасные предельные значения, повлечет за собой принятие соответствующих мер. Предпочтительно оперативная реакция может быть запущена уже с момента обнаружения первого пикового давления.

Не ограничивая каким-либо образом объем правовой охраны, интерпретацию или возможные применения настоящего изобретения, в качестве технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать снижение потребления электроэнергии и уровня производимого шума. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать увеличение срока службы компонентов дробилки для минерального материала. К конструкции дробилки и к раме дробильной установки больше не прикладываются значительные продолжительные нагрузки. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать улучшение экологичности дробилки для минерального материала и технологической установки для непрерывного процесса производства. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать повышение безопасности работы дробилки для минерального материала и технологической установки для непрерывного процесса производства. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать увеличение фактического времени работы дробилки для минерального материала и технологической установки для непрерывного процесса производства.

Приведенное выше описание содержит неограничивающие примеры некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисту в данной области понятно, что настоящее изобретение не ограничено приведенными деталями и может быть реализовано с помощью других эквивалентных способов. Некоторые из признаков раскрытых выше вариантов осуществления могут успешно использоваться без применения других признаков.

Как таковое приведенное выше описание должно рассматриваться просто в качестве иллюстрации принципов изобретения, но не в качестве его ограничения. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничен только прилагаемой формулой изобретения.

Группа изобретений относится к способу управления дробилкой для минерального материала, к системе, содержащей дробилку, и дробильной установке с вышеуказанной системой. Способ заключается в том, что для управления дробилкой, содержащей первый 101 и второй 102 дробильные элементы, образующие между собой дробильный зазор, поддержание которого обеспечивают посредством гидроцилиндров 108-110, измеряют давление P_M гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров и откачивают гидравлическую жидкость из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров превышает заданное предельное значение давления открытия. При этом в процессе дробления повторяют следующие шаги: генерируют на основании измерения давления гидравлической жидкости характерное значение нормального давления гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре 108-110, обусловленное дробимым материалом при данном конкретном применении дробления, сравнивают сгенерированное характерное значение с заданным предельным значением давления открытия и выбирают предельное значение P_Th давления открытия, которое выше, чем измеренное нормальное давление гидравлической жидкости. Дробильная система 10 содержит вышеуказанную дробилку 100 и блок 121 управления, выполненный с возможностью приема предельного значения P_Th давления открытия, которое выше измеренного нормального давления гидравлической жидкости. При этом указанное предельное значение давления открытия определяется согласно вышеописанному способу. Дробильная установка содержит вышеуказанную дробильную систему 10. Способ управления обеспечивает более безопасную работу дробилки. 3 н. и 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ управления дробилкой (100, 410, 420) для минерального материала, содержащей первый дробильный элемент (101, 412, 421) и второй дробильный элемент (102, 413, 422), образующие между собой дробильный зазор, поддержание которого обеспечивают с использованием по меньшей мере одного гидроцилиндра (108-110, 414, 425), при этом измеряют (211) давление (P_M) гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров и откачивают гидравлическую жидкость из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление (340, 350) гидравлической жидкости в по меньшей мере одном из гидроцилиндров превышает заданное предельное значение давления открытия, отличающийся тем, что в процессе дробления повторяют следующие шаги:

генерируют (212) на основании измерения давления гидравлической жидкости характерное значение нормального давления гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре (108-110, 414, 425), обусловленное дробимым материалом при данном конкретном применении дробления;

сравнивают (204) сгенерированное характерное значение с заданным предельным значением давления открытия; и

выбирают (212) предельное значение (340, 350, P_Th) давления открытия, которое выше, чем измеренное нормальное давление гидравлической жидкости.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что устанавливают предельное значение (P_Th) давления открытия до 100 бар выше, чем указанное нормальное давление гидравлической жидкости.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что регулируют предельное значение (P_Th) давления открытия регулируемого клапана (114-116) сброса давления в гидроцилиндре (108-110, 414, 425).

4. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что измеряют давление (P_M) гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре (108-110, 414, 425), причем

открывают регулируемый клапан (114-116) сброса давления по меньшей мере указанного одного гидроцилиндра для сжатия указанного гидроцилиндра, если измеренное давление (P_M) превышает выбранное предельное значение (P_Th) давления открытия; и

закрывают или поддерживают закрытым регулируемый клапан сброса давления, если измеренное давление не превышает выбранное предельное значение давления открытия.

5. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что оператор вводит соответствующее предельное значение (P_Th) давления открытия путем выбора (202) текущего осуществления дробления или путем выбора (202) параметра давления вручную.

6. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что давление (P_M) в гидроцилиндре (108-110, 414, 425) и/или предельное значение (340, 350, P_Th) давления открытия отображают в пользовательском интерфейсе (120) для наблюдения оператором.

7. Дробильная система (10), содержащая дробилку (100, 410, 420) для минерального материала, которая содержит первый дробильный элемент (101, 412, 421) и второй дробильный элемент (102, 413, 422), образующие между собой дробильный зазор, и по меньшей мере один гидроцилиндр (108-110, 414, 425), предназначенный для поддержания дробильного зазора, причем система содержит датчик (111-113) давления, выполненный с возможностью измерения (211) нормального давления (P_M) гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре, обусловленного дробимым материалом при данном конкретном применении дробления, причем система выполнена с возможностью откачивания гидравлической жидкости из указанного по меньшей мере одного гидроцилиндра, если давление (340, 350) гидравлической жидкости по меньшей мере в одном из гидроцилиндров превышает заданное предельное значение давления открытия, отличающаяся тем, что содержит блок (121) управления, выполненный с возможностью приема предельного значения (340, 350, P_Th) давления открытия, которое выше измеренного нормального давления гидравлической жидкости, причем указанное предельное значение давления открытия определяют согласно способу по п. 1.

8. Система по п. 7, отличающаяся тем, что предельное значение (340, 350, P_Th) давления открытия до 100 бар выше, чем указанное нормальное давление гидравлической жидкости.

9. Система по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что блок (121) управления выполнен с возможностью сравнения измеренного давления (P_M) гидравлической жидкости в по меньшей мере одном гидроцилиндре (108-110, 414, 425) с предельным значением (340, 350, P_Th) давления открытия, и

регулируемый клапан (114-116) сброса давления выполнен с возможностью открытия для сжатия указанного гидроцилиндра, если измеренное давление (P_M) превышает указанное предельное значение (340, 350, P_Th) давления открытия; и

регулируемый клапан сброса давления выполнен с возможностью закрытия или поддержания закрытого положения, если измеренное давление не превышает выбранное предельное значение давления открытия.

10. Система по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что содержит пользовательский интерфейс (120), отображающий измеренное давление (P_M) и/или указанное предельное значение (340, 350, P_Th) давления открытия.

11. Дробильная установка (500), отличающаяся тем, что содержит дробильную систему (10) по любому из пп. 7-10.