矿物材料加工设施的控制方法以及矿物材料加工设施

技术领域

本发明涉及一种矿物材料加工设施的控制方法以及一种矿物材料加工设 施。本发明具体(虽然不仅仅)涉及一种移动式矿物材料加工设施及其控制。

背景技术

矿物材料(例如岩石)通过爆破或挖掘从地球获取而用于加工。矿物材 料还可以是天然的岩石和砾石，或者建筑废料。移动式破碎机和固定破碎应 用在破碎中使用。挖掘机或轮式装载机把待破碎的材料装载到破碎机的进料 斗，待破碎的材料可以从该进料斗处落入破碎机，或者进料机将岩石材料从 该进料斗处移动到破碎机。

矿物材料加工设施包括一个或多个破碎机和/或筛，以及可能包括其它装 置(比如输送机)。加工设施可以是固定的或可动的。特别地，移动式加工设 施被用于城市环境中的可回收材料(比如建筑废料)的处理。

加工设施的生产能力的目的在于被经济地充分使用，使得破碎机以高破 碎力连续地进行装载，同时引导已使用的破碎力来产生有计划的产品分配。 在破碎事件中的中断降低效率。而且加工设施的启动是费时的任务，还会妨 碍设施生产能力的有效开发。

矿物材料加工设施也用于极端(例如非常冷)的环境，其中即使在待处 理的材料还没有装入设施时，加工设施也需要保持运行。加工设施的使用、 启动和运转还受到不同的法律和行政命令的调节。

本发明的一个目的是提供一种矿物材料加工设施，其能够快速且安全地 进入加工操作。本发明的一个目的是提供一种加工设施，其能够保持高能效 地运行。本发明的一个目的是能够使有效破碎或其它加工的时间尽可能长。

发明内容

根据本发明的第一示例性方案，提供了一种矿物材料加工设施的控制方 法，该方法包括：

向加工设施给出转换到待机模式的指令；

响应转换到待机模式的指令，限制矿物材料供给到加工设施；

响应转换到待机模式的指令，将加工设施的一个或多个发动机的速度从 加工速度降低到降低的待机速度；以及

确保加工设施的基本上所有选定的驱动器保持以降低的速度运行。

优选地，转换到待机模式的指令是通过操作开关给出的。

优选地，转换到待机模式的指令是在从满足待机模式触发条件起经过预 定时间之后自动给出的。

优选地，待机模式触发条件是加工设施中待加工的矿物材料量的探测或 测量信息。

优选地，待机速度根据当时的环境选择。

优选地，当时的环境包括天气状况和/或运行地点。

优选地，通过停止驱动器参与供给或通过充分降低驱动器的速度来限制 矿物材料向加工设施中的供给。

在该方法中，优选地对加工设施给出转换回加工模式的指令；

响应转换回加工模式的指令，将加工设施的一个或多个发动机的速度从 待机速度增加到加工速度；以及

使矿物材料能够供给到所述加工设施中。

优选地，通过操作开关给出转换到加工模式的指令。

优选地，从满足加工模式触发条件起经过预定时间之后，自动给出转换 到加工模式的指令。

优选地，加工模式触发条件是加工设施中待加工的矿物材料量的探测或 测量信息。

根据本发明的第二示例性方案，提供了一种矿物材料加工设施，该加工 设施包括：

至少一个发动机；

至少一个驱动器；

控制系统；

开关，用于将加工设施转换到待机模式；以及

用于使加工设施的选定的驱动器以降低的待机速度保持运行的装置； 在加工设施中，

控制系统构造成根据本发明的第一方案的方法来控制的加工设施。

优选地，矿物材料加工设施包括破碎机和/或筛。

优选地，矿物材料加工设施是固定设施、履带式设施或者轮式设施。

根据本发明的第三示例性方案，提供了一种控制系统，用于控制矿物材 料加工设施，该控制系统构造成根据本发明第一方案的方法来控制加工设施。

根据本发明的第四示例性方案，提供了一种计算机程序，包括在计算机 上可执行的程序代码，当执行程序代码时，该程序代码控制计算机来执行根 据本发明第一方案的方法。

本发明不同实施例将要或者已经与本发明的一些方案相关联而被示出。 本领域技术人员可理解，本发明的方案的任何实施例可单独或者与其他实施 例结合而应用到本发明的相同方案和其它方案。

附图说明

以下将经由示例，参照示意性的附图描述本发明，在附图中：

图1a示出根据本发明的优选实施例的矿物材料加工设施的侧视图；

图1b示意性地示出根据本发明的优选实施例的矿物材料加工设施的动 力分配装置；

图2示出关于转速的、根据本发明的优选实施例的矿物材料加工设施的 驱动器的运行，该加工设施由根据本发明的优选实施例的方法控制；以及

图3示出根据本发明的优选实施例的方法的流程图。

具体实施方式

在以下的描述中，相似的附图标记指代相似的元件。应该认识到，示出 的附图并不完全成比例，而且这些附图主要用于解释本发明的实施例的目的。

图1示出根据本发明的示例性实施例的移动式履带矿物材料加工设施 100，该矿物材料加工设施在以下还称为加工设施和破碎设施。加工设施100 包括主机101、履带基座102、进料机103和破碎机200(比如圆锥破碎机、 颚式破碎机或回转式破碎机)。破碎设施100还包括用来驱动破碎机200的发 动机单元104和用来输送已破碎材料(例如输送到材料堆)的输送机105。 破碎机200可以作为例如中间或后部破碎机使用。特别地，破碎机200可以 用于精细破碎。移动式破碎设施100还可借助其他装置(比如轮子，滑道或 支架)移动。破碎设施100还可以是固定的。进料机103的类型可以是振动 式进料机，或者是带式或板条式输送机。

破碎设施100还包括控制系统214和控制单元110，破碎设施100能够 借助该控制系统和控制单元运转到待机模式。为了清楚起见，在图1中将该 控制单元110与控制系统214分离地示出，但是控制单元110可以与控制系 统214成为一体。破碎设施100还包括待机操作开关111和111’，该待机操 作开关无线地或采用固定连接装置连接到控制单元110。可选地，只有一个 操作开关。根据优选的实施例，操作开关111和111’可设置为使得其可以采 用无线或固定连接装置运行。破碎设施100能够在待机模式中自动运行，并 且借助操作开关111和111’(按一下该开关或类似的开关转换)从待机模式 返回加工模式。根据优选的实施例，控制单元110或控制系统包括使破碎设 施100也可以自动在待机模式或加工模式中运行的装置。根据优选的实施例， 从满足待机模式或加工模式触发条件起经过预定时间之后，加工设施开始自 动运行到待机模式或加工模式。根据优选的实施例，待机模式或加工模式触 发条件是加工设施100中矿物材料量的探测或测量信息，例如，矿物材料进 入加工设施100的供给被中断的探测，或者基于破碎机200的破碎室为空的 测量信息。预定时间可以由操作者选择，也可以由控制单元自动选择。应认 识到，对于本领域技术人员清楚的是，自动转换到待机或加工模式也可以通 过其它已知方式或通过选择其它常规触发条件来实施。

图1b示意性地示出根据优选实施例的矿物材料加工设施100的动力分配 装置。发动机104(例如可以是柴油发动机或电动机)为驱动器提供运行动 力，该驱动器例如为破碎机200、进料机103、输送机105、筛以及振动槽130。 辅助设备(比如冷却器114)可以定位成与发动机104连接。动力分配装置 还包括确保基本上所有选定的驱动器保持以待机模式运行的装置150。根据 示例性实施例，驱动器由液压系统驱动，该液压系统从柴油发动机得到驱动 动力。而破碎设施100包括装置150，该装置还在待机模式中，以驱动器用 降低的速度保持运行的比例，确保液压流体流到所有选定的驱动器的分配。 根据优选的实施例，可以使用这样的装置，例如后补偿流量分配阀(post  compensated flow distribution valve)装置。根据示例性实施例，驱动器由一 个或多个电机操作，而破碎设施100包括装置150，该装置借助一个或多个 电机控制选定的驱动器的速度，使得驱动器以降低的速度保持运行。可选地， 驱动器可由液压系统来操作，该液压系统从电动机得到它的驱动动力，或者 该驱动器可由另一已知动力传输装置来操作。应该认识到，对于本领域技术 人员清楚的是，加工设施100的动力分配装置还可以包括图1b中未示出的其 它元件，或者在一些实施例中，动力分配装置只包括图中示出的一部分元件。 还清楚的是，图1b中示出的驱动器的数量只是一个示例，而且驱动器的数量 和类型会取决于不同情况，根据加工设施100的构造而变化。

图2示出关于发动机104的转速的、根据本发明的优选实施例的矿物材 料加工设施的驱动器的运行，该加工设施通过根据本发明的优选实施例的方 法来控制。图2使用曲线图示出根据发明的优选实施例的破碎设施100在运 行中断500之后达到加工速度的控制，以及破碎设施100从待机模式400达 到加工速度的控制。一个或多个驱动器的转速在纵轴上示出，而时间在图1 中示出的曲线图的横轴上示出。

在时间间隔0…T1的运行中断期间，破碎设施100的驱动器停止，而用 于驱动该设施的发动机104也停止。可选地，用于驱动该设施的发动机104 可以在驱动器停止的同时空转。根据示例性实施例，发动机104是柴油发动 机或电动机。

当破碎设施启动时，驱动器必须按照一定顺序逐步启动。另外，在驱动 器达到其加工速度之前，每个驱动器有其自身需要的上升时间。“加工速度” 是指在破碎设施100的破碎运行期间，即当破碎设施100处理材料时，驱动 器具有的速度或功能模式，并且在该模式中，破碎设施100的发动机104以 加工速度Rf运转。

而且行政命令规定了破碎设施100的启动。在启动之前，在驱动器启动 之前必须给出声频信号并且保留一定的等待时间，用以确保安全。

破碎设施100典型地包括多于一个的驱动器，而且取决于破碎设施100 的结构和预期用途，可具有12个或更多的驱动器。属于破碎设施100的构造 的驱动器例如是不同的输送机(比如主输送机和侧输送机，装备有用来分离 金属的磁体的输送机)、筛、水泵以及破碎机。服从于之前描述的驱动器的数 量和启动顺序以及与之有关的情况，取决于设施的构造，如能够从图2的曲 线500看到的，破碎设施100的运转需要一定的时间来达到加工速度。启动 所需的时间T1…T3可以是几分钟。

当待处理的材料未被供给到破碎设施100中时(尤其是没有材料供给的 时间很短时)，启动所需的时间T1…T3导致破碎设施100通常依然以加工速 度运转。以加工速度的连续运转增加能耗、噪音的产生，而且使破碎设施100 的部件暴露而被磨损。

根据本发明的实施例，破碎设施100可被驱动到待机模式，而不是运行 中断。“待机模式”是指破碎设施100的基本上所有选定的驱动器保持以降低 的待机速度、待机模式速度或降低的动力运行的模式。在下文中，这个降低 的速度称为待机速度。对于每个驱动器，待机速度可以不同，而且每个驱动 器保持这样的速度运行。“基本上所有选定的驱动器以降低的待机速度保持运 行”的表达在这里的意思是，基本上与破碎加工相连的装置，即与矿物材料 的加工直接接触的装置大体上保持运行，使其到加工速度的加速被加快。然 而，在一些示例性实施例中，为了阻止下文所描述的供给，破碎设施100的 一部分驱动器在待机模式中停止，例如进料机或进料输送机可以完全停止。 而且，在一些示例性实施例中，一些驱动器(例如冷却设备或泵)还必须在 待机模式中以加工速度运行。在待机模式中，破碎设施100的发动机104以 待机速度Rsb运行，该待机速度Rsb可以是例如发动机104的空转速度或与 其偏离并小于加工速度Rf的其他速度。根据优选的实施例，破碎设施100 可具有几个彼此偏离的待机速度，最合适的待机速度可以根据例如当时的环 境(比如天气状况，包括例如温度、湿度和风速)来选择，或者根据破碎设 施的运行地点来选择。保持以待机速度运行的期望的驱动器可以由操作者选 择或预先自动选择。在示例性实施例中，这种选择还可以取决于当时的环境 和加工设施100的构造。

在待机模式中，例如通过停止进料机或进料输送机，或者通过选择待机 速度，限制矿物材料向加工设施100中的供给，使得进料机或进料输送机不 能把材料供给到破碎设施中。通过限制或完全取消供给，防止因材料在以待 机速度运行的破碎设施中停止而造成破碎设施100的驱动器的损坏或阻塞。

当驱动破碎设施100从待机速度Rsb到加工速度Rf时，基本上所有驱 动器可以同时被加速，相比于从运行中断开始启动，通过明显更短的时间 T1…T2就达到加工速度。从待机速度Rsb到加工速度Rf的转换可花费例如 若干秒钟。应该认识到，相应地，从加工速度Rf到待机速度Rsb的转换需 要的时间也比从加工速度Rf到运行中断的转换需要的时间明显更短。

破碎设施100在待机模式中的能耗比在加工模式中的明显更小。例如在 待机模式中的能耗可以比在加工模式中的低50％。而且在待机模式中，破碎 设施100的噪音级别降低。与以加工速度不断地运行相比(例如在很冷的环 境中，破碎设施100必须保持连续不断地运行来防止破碎设施100的损坏或 功能中断)，待机模式能够节能。待机模式确保加工设施100在寒冷环境中保 温，即使是以降低的待机速度运行。例如，使用过的液压油和不同的润滑剂 也能够以待机速度保持在合适的运行温度。在所述寒冷的环境中，也可利用 待机模式进行破碎设施100的输送机的解冻。

例如，在由破碎设施100产生的累积噪音值被限制(例如根据行政命令) 的情况下，待机模式的较低噪音级别还能够增加破碎设施100的有效运行时 间。这样的运行情况不断增加，例如在城市环境中可回收材料(比如已拆除 建筑的材料)的破碎。

出人意料地，还发现待机模式可提高破碎设施100的安全性。移动和旋 转的驱动器更容易观察，且因此避免接触。特别地，与从运行中断的启动相 关，如果例如忽略指示启动的声频信号，或者存在问题的驱动器在启动顺序 的后期启动(例如甚至在声频信息或给出启动指令的几分钟之后)，破碎设施 100的一些驱动器会突然启动。

待机模式还可以用于实施破碎设施100的驱动器的某些调整动作。例如， 可以在待机模式期间调整颚式破碎机的鄂板，或者在待机模式期间实施可能 的柴油发动机的再生(regenerating，恢复)而不会运行中断。在一些实施例 中，破碎设施100的位置还可以在待机模式中精密调校。

图3示出根据本发明优选实施例的方法的流程图。首先是步骤300，破 碎设施100以加工速度Rf运转。

由于待供给的材料不足或其他原因，破碎设施100需要转换到待机模式。 在步骤310中，待机模式开始(例如通过操作开关111、111’)。例如，监控 破碎设施100的操作者开启待机模式。可选地，当满足如上文描述的某些条 件时，待机模式可以自动启动。

在步骤320中，以上文描述的方式：通过停止负责供给的驱动器或通过 降低驱动器的速度，限制矿物材料向加工设施100的供给，使得材料不会停 止在驱动器中。

在步骤330中，加工设施100的一个或多个发动机104的速度，以及跟 随其的驱动器的速度下降，直到达到期待的待机模式的速度Rsb 340。之后 破碎设施100以降低的速度Rf保持运行。

在步骤340中，用与之前开启待机模式相对应的方式，即手动地或自动 地关闭待机模式，之后发动机的速度和运行速度上升，直到达到加工速度Rf。 此后，在步骤380中，材料可以再次向破碎设施100中供给，并且破碎设施 100继续在加工模式中运行。

在不以任何方式限制本发明的范围、解释或可能的应用的情况下，降低 能耗和噪音的产生可以考虑为本发明不同实施例的技术优势。而且，延长矿 物材料加工设施的部件的寿命可以考虑为本发明不同实施例的技术优势。还 有，增加矿物材料加工设施的环境友好度可以考虑为本发明不同实施例的技 术优势。并且，提高矿物材料加工设施的安全性可以考虑为本发明不同实施 例的技术优势。另外，增加矿物材料加工设施的有效运行时间可以考虑为本 发明不同实施例的技术优势。

上文的描述提供了本发明的一些实施例的非限定性示例。对于本领域技 术人员清楚的是，本发明并没有局限于所提出的细节，而是本发明可以在其 它等同的设施中实施。上文公开的实施例的一些特征可以在没有使用其它特 征的情况下使用而获利。

同样地，上文的描述应该被认为仅仅是本发明的原理的示出，而不是限 制于此。因此，本发明的范围只通过其所附的专利权利要求书进行限制。