专利名称：控制破碎机的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种控制破碎机的方法，该破碎机包括一个具有第一破碎表面的可更换的第一破碎部件和一个具有第二破碎表面的可更换的第二破碎部件，其破碎部件被设置为彼此朝向对方往复运动并且在两者之间以具有垂直向下的方向分量的方向破碎通过破碎表面之间的材料。
本发明还涉及一种破碎机，为回转破碎机或颚式破碎机类型并且包括上述可更换的破碎部件。
本发明还涉及一种控制上述类型的破碎机的控制系统。
背景技术：
当破碎坚硬材料例如石头或矿石时，经常使用一种具有破碎间隙、也称为破碎室的破碎机，其中材料从上部被喂入从而在彼此朝对方运动的两个破碎表面之间被破碎，并且坚硬材料在两者间被破碎。这种破碎机的一个例子就是回转破碎机，其具有一个带有内破碎壳体的破碎头，该破碎头被固定于一个轴上并且在工作期间进行旋转运动，还具有一个围绕内破碎壳体的外破碎壳体。喂送的材料接着在内外壳体之间通过多个步骤被破碎。另一个上述类型的破碎机的例子为颚式破碎机，其中喂送的材料在一个第一固定颚板和一个固定于一个可移动颚上的第二颚板之间，第二颚板朝向第一颚板往返运动并且在多个连续步骤中破碎喂送的材料。
在运行一段时间后，破碎导致了破碎机表面的磨损并且增加了其间的距离。WO 93/14870描述了一种补偿这种磨损的方法。在WO93/14870描述的方法中，内壳体和外壳体之间最短的距离在第一对壳体的使用期间经过多次校准。基于同样的数据，可能预测在一对新壳体中该最短距离随着时间流逝如何变化并可能补偿该变化以使所述一对新壳体的内外壳体间的最短距离在使用期间大致保持一致。
但是，上述补偿磨损的方法的缺陷在于在一对壳体的使用寿命期间无法生产出具有可预测性的破碎材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种补偿破碎机磨损的方法，该方法使得破碎材料在破碎表面对的使用寿命期间具有可预测特性。
该目的根据前言所述的方法得以实现，其特征在于破碎机的表面的协作至少由一个破碎机设置参数限定；在至少一组可更换的第一和第二破碎部件的使用寿命期间至少在两个不同情形和在上述破碎机设置参数的至少两个不同设置的每个情况下，测定至少一个涉及破碎材料特性的质量参数；并且测定的所述可更换破碎部件组的质量参数用来确定描述所述至少一个破碎机设置参数值的控制函数，在给定情形下给出大致最佳的质量参数的破碎材料；和，该控制函数用作调整随后组可更换第一和第二破碎部件的破碎机设置参数，以使同样的随后组可更换破碎部件在给定情形时，提供有具大致最佳的质量参数的破碎材料。
该方法的优点在于对可更换破碎部件组做出的测定可用作确定随后组破碎部件的破碎材料得到最佳的优良特性而不需在使用同样随后组的操作中进行任何或至少不超过一次或几次的测定。因此，只需以测定的形式做少量劳动就可根据设置的标准得到最佳特性的破碎材料。当经过较长时间后将被破碎的材料具有类似特性时，这是非常有利的。一个例子是在采矿方面破碎，其中多年中的喂送的材料都具有类似的特性，并且在这期间消耗很多组可更换破碎部件。在该方法中，对破碎间隙，也称为破碎室的几何形状磨损的影响得到了补偿。与仅发生对破碎表面之间的最短距离的变化才补偿的现有技术相反，根据本发明的优选实施例，整个破碎间隙的几何形状的改变获得补偿，并因此也补偿该几何结构的改变将对破碎材料的特性是怎么影响的情况。
适宜地，控制函数的确定涉及限定最佳质量参数的标准的选择；最佳实现同样标准的破碎机设置参数值根据对各个情形的质量参数的测定来确定；和控制函数被确定为对应这些破碎机设置参数值的曲线。该对应曲线需要足够多的测定值以提供给控制函数，该函数在随后可更换破碎部件的使用寿命期间的任意情形下都可给出在任意情形下给出大致最佳质量参数的破碎机设置参数值，即与所需的标准的最大一致性。将会认识到，所选标准不需要曾是测定的确切对象，但是所选标准值能足以通过已被测定的数据确定。
根据优选的方法，确定控制函数时使用已经对至少两不同的组可更换破碎部件测定的质量参数。这样的优点之一在于控制函数的计算精确度变高了。尤其是如果进行一个或多个测定，例如每个第二或第四组可更换破碎部件，就有另一个优点控制函数可根据喂送的材料随时间产生的特性改变而适应。
优选地，确定控制函数时使用从至少三个不同情形测定的质量参数。通过在可更换破碎部件组的使用期间的至少三种情形进行测定，可获得控制函数的一个相当安全的多确定。更优选地，通过对破碎部件组的使用寿命期间的5～10个不同情形的测定值来确定控制函数。
优选地，每个测定都至少针对三组不同的破碎机设置参数。至少三组不同的破碎机设置参数，更优选地3～5组不同的设置，使得可能获得质量参数的非线性关系并且在确定控制函数时将其考虑在内。
根据优选实施例，如果需要，外推控制函数以覆盖随后组的可更换破碎部件使用的整个时间段。这样的优点之一在于不需要在工作开始时做出精确的测定，因为控制函数可被往回外推至运行的0小时(h)。另一个优点在于控制函数可被外推至最后测定点之后的操作情形。这样的优点在于当使用破碎部件组的时间长于对前破碎部件组的最后一次测定的操作瞬间时，控制函数仍然有效。
优选地，所述至少一组破碎设置参数从以下项中选择第一破碎表面和第二破碎表面之间的最短距离，驱动破碎机的发动机产生的能量，喂送至破碎机的材料数量，旋转回转破碎机中破碎头的轴的旋转速度，回转破碎机内轴下端的水平冲程，回转破碎机内轴将轴的位置设置为垂直方向的向设置设备施加的压力，驱动颚式破碎机内可移动颚的飞轮的旋转速度，以及颚式破碎机内可移动颚的下端的水平冲程。这些破碎机设置参数都具有的优点是它们很容易被控制并且它们对于破碎材料的特性具有重要和可重复性的影响。
根据一个更优选的实施例，所述至少一个破碎机设置参数包括描述第一破碎表面和第二破碎表面之间的最短距离的参数。第一和第二破碎表面之间的最小距离对于破碎材料的特性往往具有很大的影响。因此，单独调节所述破碎机设置参数或者与其它破碎机设置参数一同调节是调节第一和第二破碎表面的影响的有效方式。
适宜地，所述破碎材料的至少一个质量参数从以下项中选择颗粒形状，尺寸分布，强度值，每分钟的破碎材料数量，以及每个能量单位的破碎材料的数量。这些测定示出对破碎材料的商业价值具有影响的质量参数，并且由此，有理由根据不断变化的标准确定其最佳化。借助控制函数，本发明的方法使得可能在任意情形下提供一种其特性给出可能最高经济产出的破碎产品。
根据优选实施例，所述情形表示给定的工作时间，给定的已被破碎的材料数量，或者给定在破碎中被消耗的能量数量。这三个参数往往与破碎部件的磨损密切相关。三个参数即运行时间、破碎材料的数量以及消耗的能量之中哪一个体现出最佳相关性取决于所述应用并且对于每一个破碎设备来说可根据测定数据被确定。
另一个目的在于提供一种破碎机，具有这样补偿破碎机中的磨损以使破碎材料始终具有可预测特性的部件。
该目的通过前言所述的破碎机实现，该破碎机的特征在于破碎机的破碎表面的协作至少由一个破碎机设置参数限定，破碎机具有控制装置，其通过使用至少一个测量的质量参数排列，所述至少一个测量的质量参数涉及破碎材料的特性，在至少一组可更换的第一和第二破碎部件的使用寿命期间至少两种不同情况和上述破碎机设置参数的至少两种不同设置的每个情况测定，确定描述所述至少一个破碎机设置参数值的控制函数，在情形下给出大致最佳的质量参数的破碎材料，利用该控制函数调整随后组可更换第一和第二破碎部件的破碎设置参数，以使同样的随后的一组可更换破碎部件在情形时，能够提供具有大致最佳的质量参数的破碎材料。
本发明的另一个目的在于提供控制破碎机的一个控制系统，该控制系统补偿破碎机中产生的磨损，以使破碎材料在破碎表面对的使用寿命期间具有可预测特性。
该目的通过根据该前言所述的控制破碎机的控制系统实现，该破碎机系统的特征在于包括控制装置，其通过使用至少一个涉及破碎材料特性测定的质量参数排列，所述测定的质量参数是与破碎材料得特性相关的，并在至少一组可更换的第一和第二破碎部件的使用寿命期间至少在上述破碎机设置参数的两种不同设置情况和上述破碎机设置参数的至少两种不同设置的每个情况测定的，其中至少一个破碎机的设置参数限定所述一组可更换第一和第二破碎部件得的破碎表面的协作，以确定描述所述至少一个破碎机设置参数值的控制函数，在情形下给出大致最佳的质量参数的破碎材料，和用控制函数调整随后的一组可更换第一和第二破碎部件的破碎机设置参数，以使同样的随后组的可更换破碎部件在情形时，能够提供大致最佳的质量参数的破碎材料。
本发明的其它优点和特征根据下面的描述和所附的权利要求将会更为明显。
本发明自此将通过实施例并参照附图进行说明。
图1示意示出一个具有彼此关联的驱动和控制装置的回转破碎机；图2为图1中区域II的截面放大图；图3为图2中区域III的截面放大图；图4为图1-3的壳体在工作一段时间后的截面图；图5为壳体在工作一段时间后的比较实施例的截面图；图6为说明根据本发明的方法的实施例方框图；图7为示出用于控制破碎机的第一控制函数的图表；图8为示出用于控制破碎机的第二控制函数的图表；和图9示意示出颚式破碎机的横截面。
具体实施例方式
在图1中，示意性示出一个回转破碎机1类型的破碎机。破碎机1具有一个在其下端2偏心安装的轴1’。在其上端，轴1’具有一个破碎头3。一个第一内部破碎壳体4安装在破碎头3的外部。在一个机架16中，一个第二外部破碎壳体5被如此安装以围绕内部破碎壳体4。在内部破碎壳体4和外部破碎壳体5之间形成一个破碎间隙6，如图1所示在轴向截面沿其延伸的大部分向下宽度逐渐减小。轴1’，从而破碎头3和内部破碎壳体4借助于液压调整装置纵向移动，该装置包括装液压油的桶7，液压泵8，充气容器9以及液压活塞15。此外，发动机10连接到破碎机，发动机被设置为带动轴1’从而带动破碎头3以在工作中实现旋转运动，即两个破碎壳体4、5沿旋转母线彼此接近并且在直径上对置的母线上彼此远离。内壳体4和外壳体5是可更换的并且一同形成了可更换的破碎部件组。
运转中，破碎机由控制装置11控制，通过输入端12’接收来自安装在发动机10上的测定发动机10负载的传感器12的输入信号，通过输入端13’接收来自测定调整装置7、8、9、15中液压油的压力的压力传感器13的输入信号，并通过输入端14’接收来自测定轴1’在垂直方向上相对机架16的位置的物位传感器14的信号。控制装置11其中包括数据处理器和基于接收的输入信号的控制器，其中输入信号包括发动机10的功率、调整装置7、8、9、15中的液压油压力以及轴1’在垂直方向的位置。
当要校准破碎机1时，材料的喂送中断。发动机10继续工作并使破碎头3实现旋转摆动运动。接下来，泵8提高液压油的压力以使轴1’从而内壳体4升高直到内部破碎壳体4与外部破碎壳体5接触。当内壳体4接触外壳体5时，液压油的压力增大，其被压力传感器13记录下来。内壳体4的垂直位置被物位传感器14记录并且该位置对应于间隙6最细的0mm的宽度。知道内部破碎壳体4和外部破碎壳体5之间的间隙角度，间隙6在轴1’任何位置的宽度都可通过物位传感器14测定计算出来。
当完成校准后，间隙6被设置了适宜的宽度并且开始向破碎机1的破碎间隙6的材料喂送。喂送的材料在向下运动时在间隙6内被多次破碎。破碎完毕的材料随后离开间隙6并被运走。
图2更精密地示出在破碎开始前的内部破碎壳体4，即，壳体4还没有经受任何磨损。壳体4被破碎头3支撑并且紧靠已加工的支撑表面18。壳体4被螺母19固定在破碎头上，如图2所示。内壳体4具有第一破碎表面20，喂送的材料在此处被其破碎。外部破碎壳体5具有紧靠机架的支撑表面22，在图2中未示出，以及第二破碎表面24。喂送的材料在图2中由大致球形的石块R表示，以M方向向下运动，因此具有向下导向的方向分量，在第一破碎表面20和第二破碎表面24之间多次被破碎为越来越小的尺寸。
图3示出内部破碎壳体4和外部破碎壳体5之间的最短距离S。距离S通常表示在破碎间隙6的最下方，即，破碎材料将要通过出口30离开破碎间隙6的地方。材料通过出口30排出后，通常在其离开破碎机1前不进行额外的破碎。距离S，其常常被称为CSS(最近侧设置)，对离开破碎机1的破碎材料的特性具有影响。如上所述，轴1’进行旋转运动因此在轴1’运动期间内壳体4和外壳体5之间在特定点的距离将会变化。距离S和CSS涉及壳体间的绝对最短距离，即内壳体4紧靠外壳体5处。内壳体4的破碎表面20具有从出口30延伸至破碎间隙6入口32的垂直高度H(参见图2)，出口对应内壳体4的水平线L1，在该水平线上与外壳体5之间的距离通常是最短的，即距离S常常触手可及。入口32是喂送材料在内壳体4和外壳体5之间开始被破碎的位置。入口32对应内壳体4的水平线L2，此处距外壳体5的距离通常对应于将在所述最短距离S的在破碎机1中被破碎的最大物体的尺寸，即在L2的壳体间距离大致等于图2所示的物体R的直径。外壳体5的破碎表面24具有一个从出口30延伸至破碎间隙6入口32的垂直高度H’(参见图2)，出口对应外壳体5的水平线L1’，在该水平线上与内壳体4之间的距离通常是最短的，即距离S触手可及，入口32对应外壳体5的水平线L2’，此处距内壳体4的距离大致等于图2所示的物体R的直径。
图4中的实施例示出图1～3所述的壳体4、5在破碎机1运行一段时间后已经遭受磨损。可以看出，磨损后，内壳体4得到了具有与图2所示的破碎表面20不同的另一几何形状的破碎表面120。外壳体5得到了具有与图2所示的破碎表面24不同的的另一几何形状的破碎表面124。因此，壳体4、5之间形成的破碎间隙106具有与图2所述的破碎间隙6不同的另一形状。此外，可注意到破碎间隙106在接近入口32处非常宽，接着在向下的方向上为长窄的部分，破碎表面120和124基本平行。紧靠出口30的前面，在几乎与新壳体的同样位置上形成的最短距离S的前面，破碎间隙106又一次较宽。现在发现图4示出的破碎间隙106与图2所示的破碎间隙6有关破碎材料的质量参数得出显著不同的结果，甚至当包括距离S的所有破碎机设置参数都一样时亦如此。
图5示出内壳体204和外壳体205的第二个实施例，其中壳体204、205以如上所述的类似方式被固定在破碎机中。内壳体204具有一个当壳体为新壳体时未磨损的破碎表面220和在一段时间磨损后的另一个破碎表面320。外壳体205具有一个当壳体为新壳体时的破碎表面224和另一个磨损的破碎表面324。这样的后果就是壳体204、205之间形成的破碎间隙206的几何形状取决于壳体是否为新的或它们是否已被磨损。在图5所示的实施例中，破碎间隙206在一段时间的磨损后在中部变得相当宽，在接近出口30处几乎完全没有改变。这样，比较图2、4、5，可以观察到破碎间隙6的几何形状当壳体4、5磨损时被改变。破碎间隙6的形状变化多快和变化的程度尤其取决于如喂送材料的尺寸、硬度和形状，材料被破碎为多大的尺寸以及破碎机设置参数。
在使用回转破碎机破碎时，有最重要的三个破碎机设置参数，它们确定关于尺寸分布、颗粒形状、每个时间单位内破碎机中可破碎的材料数量、强度等的破碎材料的特性。这三个参数为CSS(Closed SideSetting，即距离S)、旋转速度即发动机10使轴1’旋转的每分钟的旋转数以及冲程，即旋转期间轴1’的中心线在其下端2偏离破碎机1的中心线的水平距离。
图6示意性示出补偿磨损的方法。在步骤40中，对第一组可更换第一和第二破碎部件至少进行一个质量参数，如颗粒尺寸的测定；对破碎机设置参数的至少两个不同值，如壳体间的两个不同的最短距离S进行测定。在步骤42中，对破碎机设置参数的两组不同设置进行质量参数的第二次测定。步骤40在例如当破碎部件为新时的第一种情形下进行，步骤42在例如当第一组破碎部件完全磨损并且即将被更换前的第二种情形下进行。适宜地，质量参数的测定可在第一组更换破碎部件的使用寿命期间的其它情形下可进行。例如，如果第一组破碎部件的预期使用寿命为1000h，在工作0、300、600和900h后可进行测定。第一组破碎部件完全磨损后，该组被随后组可更换破碎部件所代替。在步骤44中，如图6所示，选择定义最佳质量参数的标准。该标准可能例如为具有一定尺寸范围的破碎材料的最大化数量。随后组破碎部件的破碎接着在步骤46开始。如图6所示的步骤48指出在随后组破碎部件破碎的任何阶段改变材料特性的标准的可能性。例如，可改为选择基于另一个质量参数如破碎材料的颗粒形状的优选值以控制破碎。在步骤50中，基于第一组破碎部件的测定值，根据破碎机设置参数如何作为所考虑的情形，如当时情形的函数被设置，以符合关于材料特性的所选标准来确定控制函数。在步骤52中，破碎机根据步骤50算出的设置被调整。适宜地，在随后第二组破碎部件的使用寿命期间，步骤54中对质量参数进行附加测定以改进随后组破碎部件如第三、第四组等的控制函数的计算的基础。在步骤56中，它表示在使用随后组壳体的操作中一个计算运行时间T的时钟，在步骤48中可能做出材料特性的标准的任何改变之前其增加量由t表示，可以非常短如0.1s。在步骤48中如果标准已经改变，步骤50中就算出新的控制函数并且步骤52中的破碎机根据新的控制函数被重新设置。如果在步骤52中标准没有改变，破碎机就根据在所述运行时间T的控制函数算出的破碎机设置参数值被设置。
因此，根据图6，对于第一组破碎部件的测定被用来计算随后组如第二、第三、第四组破碎部件等的控制函数。要注意在计算如第四组破碎部件的控制函数时，只能使用第一、第二和第三组的测定值或例如仅仅第三组的测定值。选择使用哪些之前做出的测定用作计算随后组破碎部件的控制函数取决于现有的测定值，在何等程度上将被破碎的喂送材料特性随时间改变等。
在表1-3中，示例结果来自在三种情形下破碎材料质量参数的测定。呈内壳体4和外壳体5形状的第一组可更换的第一和第二破碎部件，如图2所示，在起点(0h)以及工作后300h和600h即三个完全不同的情形下被测定。在破碎机设置参数Closed Side Setting(即CCS，与图3所示的距离S相同)的五个不同设置(即8、9、10、11和12mm)的每个情形都测定质量参数。其余的破碎机设置参数，其中包括轴1’下端2的水平冲程，轴1’的旋转速度，设备7、8、9、15中的液压，以及每个时间单位喂送材料的数量都保持不变，并且被记录以使这些设置在使用随后组壳体4、5工作时被保持。在测定时，首先校准壳体4、5之间的距离，如上所述。测定的两个质量参数为破碎材料的尺寸分布和所选部分(实施例中为8-11.2mm)颗粒的形状。尺寸分布通过对破碎材料过筛而被测定，并分析该四个部分(0-4mm，4-8mm，8-11.2mm和＞11.2mm)的材料分布(重量比％)。在8-11.2mm部分的破碎材料根据长度小于厚度三倍(称为LT(3)指数)的颗粒部分(用重量比％表示)来分析颗粒形状。在下面的实施例中，优选LT(3)越高越好。
表1开始时的测定(0h)
表2工作300h后的测定
表3工作600h后的测定通过对第一组壳体的测定获得的表1-3数据被输入控制装置11以用于控制第二组壳体对于类似第一组壳体破碎的材料的破碎。图7示出以控制曲线或控制函数C1的形式实现这样的控制的第一例。在第一个实施例中，作为一个标准，操作破碎机的操作员已经选择了具有4-11.2mm尺寸的材料部分被最大化，即4-8mm的材料部分和8-11.2mm的材料部分的总和被最大化。因此，在这种情形下，关于尺寸分布的最佳质量参数值的问题是，使得4-11.2mm的部分材料尽可能多。操作员将该标准输入控制装置11。根据表1，使用新壳体时实现与标准的最大一致性，即操作时间为0h时，CSS＝10mm，即壳体间距离S为10mm时，预计28+22＝50％重量比的破碎材料具有根据表1的优选尺寸。但是，工作300h时，CSS＝11mm，更精确地为25+24＝49％重量比的最大部分落入优选范围内。工作600h时，CSS＝11mm和CSS＝12mm时均有49％重量比的部分位于优选尺寸的范围内。根据操作员给出的尺寸分布的质量参数的标准和表1-3提供的数据，控制装置11确定了控制函数C1。控制函数C1表明，起始时CSS应当为10mm，300h时为11mm并且600h时为11.5mm。给定的时间间隔之间的CSS由线性插值算出。因此，图7所示的控制函数C1提供了一组壳体使用寿命期间任意时间的CSS，这些壳体预期产生最大量的具有优选尺寸的材料，即4-11.2mm。控制装置11使用图7所示的控制函数C1以自动在工作期间在破碎机1内借助设备7、8、9、15对第二组壳体设置CSS。因此，基于C1，CSS值由控制装置11确定，并且信号被送至设备7、8、9、15。如图7所示，例如工作200h的CSS被控制装置11设置为10.66mm。图7还示出控制函数C1还从600h被向后外推至700h。当无法知道壳体4、5的确切磨损时间并且可能使用第二组壳体的时间长于最后一次测定的对应工作时间时，可进行这样的外推。相似地，当第一个测定点对应于工作时间例如50h时，在要计算控制函数时能够进行向前外推至到0h。在可能的外推时一定要慎重，优选根据很多测定值并且不要从最接近的测定算起的长的时间上延续。也不适于使用至全程的外推给出的补偿值。如果外推的控制函数表明CSS在工作600h至700h时应当从11.5mm线性增加至11.7mm，优选仅仅进行，如增加0.2mm的70％，即将CSS从11.5mm增长至11.64mm。为将CSS，即壳体4、5之间的最短距离S在各个时刻导向正确值，优选不时做出校准以确保控制装置11运行所依据的CSS与实际情况对应。也可使用WO 93/14870描述的方法，基于之前的校准补偿壳体4、5之间的最短距离S由磨损决定的变化。
在图8中，示出了第二个实施例的控制曲线和控制函数C2，其中第二组壳体的操作员选择的标准是产生可能为最佳颗粒形状的8-11.2mm部分，即在8-11.2mm部分中最大可能的LT(3)率。因此，在这种情形下，问题在于颗粒形状的最佳质量参数值怎样使得8-11.2mm的部分尽可能为立方体，即LT(3)尽可能的高。根据表1-3，控制装置11可外推在操作时间为0h、CSS为10mm，操作时间为300h、CSS为9和10mm，操作时间为600h、CSS为10mm时LT(3)为最大值。因此，确定控制函数C2(参见图2)可确定操作时间为0h时CSS为10mm，操作时间为300h时CSS为9.5mm，操作时间为600h时CSS为10mm，并且可制出曲线拟合。图8示出，例如运行200h时CSS由控制装置11设置为9.60mm。
由上述通过图7和8描述的实施例可以看出，根据本发明的优选实施例的方法和装置，可能根据测定第一组壳体的一个和多个质量参数而自动设置当使用第二组壳体破碎相同或类似材料时的适宜的破碎机设置参数。在第二组壳体的破碎期间，通常做出一些附加的测定，与第一组壳体的测定数据一起计算第三组壳体的控制函数，依此类推。
如上所述，在工作期间可以改变标准。例如，0-300h的工作期间，可能使用尺寸分布标准并利用图7所示的控制函数C1，接着，例如在紧随的时间段中，例如300-600h，可能使用颗粒形状标准并利用图8所示的控制函数C2。在一组壳体的使用期间，这使得能够迅速适应破碎工作以符合希望的产品特性的变化。
图9示意性示出旋转破碎机类型的颚式破碎机401的截面。颚式破碎机401具有机架402和与其可移动连接的颚403。颚403负载具有第一破碎表面420的第一颚板404。具有第二破碎表面424的第二颚板405被固定于机架402。在其上端，可移动颚403被旋转地固定于偏心轴408，其上固定至少一个由发动机驱动的飞轮407(图9未示出)。在第一颚板404和第二颚板405之间形成破碎间隙406，如图9所示的截面，具有向下减小的宽度。当发动机旋转飞轮407时，它将使可移动颚403的上部做椭圆运动并且第一颚板404因此交替朝第二颚板405移动和远离。当颚板404、405是新的时，其破碎表面420、424如图9所示从截面上看大致为平面的(但是，破碎表面420、424也可具有不同结构的类型，例如提高抓着力)。图9中喂送的材料由大致球形的石块R象征性表示，从入口432以方向M向下运动因此具有向下指向的方向分量，在第一破碎表面420和第二破碎表面424之间连续被破碎为越来越小的尺寸。破碎的材料通过出口430离开破碎机401。通常在出口430处的破碎表面420、424之间具有最短距离S。破碎表面420、424之间的距离可以被调节，因为所谓的连接在机架402和颚403下部的接合片415的位置可以例如通过液压缸409调节。一段时间的工作后，颚板404、405将会磨损并使破碎表面520、524具有与起初不同的其它几何形状并影响破碎间隙406的几何形状和功能。与上述回转破碎机类似，对于第一组颚板404、405，可能至少在上述破碎机设置参数的两种不同设置下如板404、405之间的两个不同最短距离、飞轮407的两个不同旋转速度、或者可移动颚403下端的两个不同水平冲程进行至少一个质量参数如尺寸分布或颗粒形状的测定，其中冲程可通过改变接合片415的倾斜角度被调节，如将液压缸409在机架402内的固定点位移。两种设置的质量参数的测定至少在两个不同情形下被重复测定。接着可计算出控制函数，为补偿破碎间隙406由于磨损发生的变化，当随后组的颚板被安装后的运行期间该函数被用来设置破碎机401。
要注意上述很多实施例和示例的改进都在本发明的范围之内，例如被所附权利要求所限定。
例如，可用更精确的计算方法如不同的回归方法，以像上述表1-3那样地，从测定结果用来计算更精确的关于质量参数的控制函数，从而计算出在特定情形给出最能与所选标准一致的更精确的的破碎机设置参数值。
如上所述，示出了简单的标准，即涉及将被最优化的单个质量参数的控制函数。自然，可使用更多复杂的控制函数，例如它特定两个或更多如尺寸分布和颗粒形状的质量参数在特定情形下可同时被最优化。例如，可拟订一个控制函数，其目的在于最大化在一定尺寸区间内的材料数量，但同时该最大化由不允许低于一定值的颗粒形状限制。类似地，如果多个破碎机设置参数在测定期间已经变化，根据对一组破碎部件的测定值，当然可能计算出一个控制函数，它在任何情形下描述多个破碎机设置参数的设置，如最短距离S和喂送材料数量值。除上述尺寸分布和颗粒形状的质量参数外，还可能使用其它质量参数以控制破碎机。这些质量参数的例子有强度值，例如根据如欧洲标准A1097-1测定的耐磨强度和根据如欧洲标准A 1097-2测定的分裂强度，都是破碎材料的机械强度的测定值。其它质量参数的例子为单位时间内破碎的材料数量以及单位能量破碎的材料数量，因此其质量参数都是产出的破碎材料的效率的测定值并因此体现了材料的特性。
破碎机设置参数要被设置为使得破碎材料的质量参数大致为最佳，这不必然意味着质量参数值常常要最大化。质量参数为最佳指的是例如颗粒的形状没有低于一定值或在优选的范围内。
如上所述，描述了第一组破碎部件的测定值如何用于计算随后组如第二、第三组等的破碎部件的控制函数。还优选对这些第二、第三组等的破碎部件进行测定并使用这些测定值用于确定这些组破碎部件之后的破碎部件的控制函数。进行这些额外的测定具有两个优点。一个优点在于控制函数根据的测定值越多其计算精度越高。另一个优点是喂送材料的特性如硬度、尺寸分布随时间的改变对测定值有影响。由于这个原因，在根据一组破碎部件的控制函数的计算时，当喂送材料具有稍微不同的特性时，优选的是，对最接近先前组的破碎部件的测定值给予主要考虑，并且少或不考虑时间相隔较久的测定值。
如上所述，描述了第一组破碎部件的使用寿命期间如何进行三种情形的测定。当然也可能，尽管不是优选的，在第一组破碎部件的使用寿命期间仅进行两次测定。可选地，也可在第一组破碎部件的使用寿命期间进行一次测定，如使用第一组破碎部件100h后，以及在第二组破碎部件的使用寿命期间进行一次测定，如使用第二组破碎部件700h后，并利用这两组测定值来确定一个控制函数，以用来调节随后的第三组破碎部件破碎时的破碎机设置参数。
在上述实施例中，描述了相应于工作特定小时的多种情况进行的测量，即在时间的一定瞬间时做测量。在某些情形下，破碎表面的磨损与破碎表面间有多少吨的材料被破碎或有多少能量被破碎表面传递给材料更为相关，而非破碎表面工作的时间。因此，有时反而需要将应当进行测定的情形与一定数量(吨)的破碎材料、破碎机驱动装置的一定数量的能量消耗或其它与磨损密切相关的参数相关联。这样，图7和8中的x-轴不是以小时做单位，而是例如以吨或kWh为单位，并且用来设置随后组的可更换的破碎部件的破碎机设置参数的控制函数改为涉及目前的、累积的、从随后组开始的破碎材料数量，或者目前的、累积的、从随后组开始消耗的能量，而不是目前的、累积的时间。因此，控制系统例如可以测定随后组的可更换的破碎部件的破碎材料的累积数量，并且当例如已经破碎了5000t材料时外推出，由例如基于对前一组的7000和14000t破碎材料的测定值得到的控制函数来设置破碎5000t材料的破碎机设置参数，得到与根据所选标准的质量参数的最佳一致性。
如上所述，控制装置11通常基于控制函数C1便利地自动设置破碎机设置参数的校正值。但是，可选的方案为在显示器，指示器仪器或类似物上的控制装置11给出从破碎机设置参数的C1计算出的值，并且一个操作员手动调节该破碎机的值。
要了解，本发明也可用于非上述类型的破碎机。例如，如上所述的具有内壳体垂直位置的液压控制的回转破碎机。本发明尤其可用于具有在内外壳体之间的间隙的机械设置的破碎机，例如美国专利申请US1,894,601描述的名为Symons的破碎机类型。最后提到的破碎机类型，就是偶尔被称为Symons的类型，内外壳体之间的间隙的设置由一个容器(case)完成，其中外壳体被紧固在机架内并相对其翻转以得到所需的间隙。本发明也可用于非上述类型的其它颚式破碎机，如摆式破碎机类型的颚式破碎机。
尽管本发明已经根据优选实施例进行了描述，但只是出于公开目的而不是对任何特定的装置做出限定，可根据所示的特定实施例做出很多改动、变化、偏差、减少、替换、省略和偏离，但都在本发明的由所附权利要求适当诠释限定的保护范围之内。
权利要求
1.一种控制破碎机(1；401)的方法，所述破碎机包括具有第一破碎表面(20；420)的可更换的第一破碎部件(4；404)和具有第二破碎表面(24；424)的可更换的第二破碎部件(5；405)，所述破碎部件(4，5；404，405)被设置为在往复运动中彼此朝向对方，并且在彼此之间破碎以具有垂直向下的方向分量的方向(M)通过破碎表面(20，24；420，424)之间的材料(R)，其特征在于所述方法包括如下步骤通过至少一个破碎机设置参数(S)限定破碎机表面(20，24；420，424)的协作，在至少一组可更换的第一和第二破碎部件(4，5；404，405)的使用寿命期间的至少两个不同情形，并在每种情形下对于上述破碎机的设置参数(S)的至少两种不同设置，测定至少一个涉及破碎材料特性的质量参数，用对于所述组可更换破碎部件(4，5；404，405)的测定质量参数确定描述所述至少一个破碎机设置参数(S)值的控制函数(C1；C2)，该函数在给定情形下(T)给出破碎材料基本最佳的质量参数，用该控制函数(C1；C2)通过以下方式调整随后组可更换第一和第二破碎部件的破碎机设置参数(S)，所述方式为使随后组可更换破碎部件(4，5；404，405)在指定情形时(T)，获得其所述质量参数基本最佳的破碎材料。
2.如权利要求1所述的方法，其中确定所述控制函数(C1；C2)包括选择限定最佳质量参数的标准，从各情况测量的质量参数中选择最好地满足所述标准的破碎机设置参数(S)值，并确定所述控制函数(C1；C2)为适应破碎机设置参数(S)所述值的曲线(C1；C2)。
3.如权利要求1或2所述的方法，还包括测定至少两组不同的可更换破碎部件(4，5；404，405)的质量参数，并使用所测定的所述至少两组不同的可更换破碎部件的质量参数来确定所述控制函数(C1；C2)。
4.如任意一项前述权利要求所述的方法，还包括在至少三种不同情形下测定至少一个与破碎材料特性相关的质量参数，并用所测定的质量参数来确定所述控制函数。
5.如权利要求1所述的方法，其中对于破碎机设置参数(S)的至少三种不同的设置进行每次测定。
6.如任意一项前述权利要求所述的方法，还包括外推控制函数(C1；C2)以覆盖使用随后组可更换破碎部件(4，5；404，405)期间的整个时间。
7.如任意一项前述权利要求所述的方法，还包括从包括以下参数的组中选择至少一个破碎机设置参数第一破碎表面(20；420)和第二破碎表面(24；424)之间的最短距离(S)，驱动破碎机(1；401)的发动机(10)产生的能量，喂送至破碎机(1；401)的材料(R)数量，旋转回转破碎机(1)中破碎头(3)的轴(1’)的旋转速度，回转破碎机(1)内的轴(1’)下端(2)的水平冲程，回转破碎机(1)内的轴(1’)向将轴(1’)的位置设置为垂直方向的设置设备(7，8，9，15)施加负荷的压力，驱动颚式破碎机(401)内可移动颚(403)的飞轮(407)的旋转速度，以及颚式破碎机(401)内可移动颚(403)的下端的水平冲程。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述选择至少一个破碎机设置参数包括选择描述第一破碎表面(20；420)和第二破碎表面(24；424)之间的最短距离(S)的参数。
9.如任意一项前述权利要求所述的方法，还包括从包括以下参数的组中选择所述至少一个破碎材料的质量参数颗粒形状，尺寸分布，强度值，每个时间单位的破碎材料数量，以及每个能量单位的破碎材料的数量。
10.如任意一项前述权利要求所述的方法，其中所述给定情形包括给定工作时间(T)，已经被破碎的材料的给定量，或者在破碎中已经消耗的能量的给定量。
11.一种破碎机，优选地为回转破碎机或颚式破碎机，其为回转破碎机(1)或颚式破碎机(401)类型的破碎机，，并包括具有第一破碎表面(20；420)的可更换第一破碎部件(4；404)和具有第二破碎表面(24；424)的可更换第二破碎部件(5；405)，所述破碎部件(4，5；404，405)被设置在往复运动彼此朝向对方，从而在两者之间破碎以具有垂直向下的方向分量的方向(M)通过破碎表面(20，24；420，424)之间的材料(R)，其特征在于用至少一个破碎机设置参数(S)限定破碎表面(20，24；420，424)的协作，该破碎机具有控制装置(11)，使用与破碎材料特性相关的至少一个测定质量参数，确定描述所述至少一个破碎机设置参数(S)值的控制函数(C1；C2)，该函数在给定情形(T)下给出基本最佳的质量参数的破碎材料，其中所述测定质量参数在至少一组可更换的第一和第二破碎部件(4，5；404，405)的使用寿命期间至少在两个不同情形进行测定，并且在每个情形对上述破碎机设置参数(S)的至少两个不同设置进行测定，并使用该控制函数通过以下方式调整随后组可更换第一和第二破碎部件(4，5；404，405)的所述至少一个破碎机设置参数(S)，所述方式为使随后组可更换破碎部件在情形(T)时，可获得其质量参数基本最佳的破碎材料。
12.一种控制破碎机(1；401)的控制系统，包括具有第一破碎表面(20；420)的可更换第一破碎部件(4；404)和具有第二破碎表面(24；424)的可更换第二破碎部件(5；405)，所述破碎部件(4，5；404，405)被设置为在往复运动中彼此朝向对方，从而在两者之间破碎以具有垂直向下的方向分量的方向(M)通过破碎表面(20，24；420，424)的材料(R)，其特征在于该控制系统包括控制装置(11)，使用与破碎材料特性相关的至少一个测定质量参数，确定描述所述至少一个破碎机设置参数(S)值的控制函数(C1；C2)，该函数在给定情形(T)下给出基本最佳的质量参数的破碎材料，其中所述测定质量参数在至少一组可更换的第一和第二破碎部件(4，5；404，405)的使用寿命期间至少在两个不同情形进行测定，其中用至少一个破碎机设置参数(S)限定破碎表面(20，24；420，424)的协作，并且在每个情形对上述破碎机设置参数(S)的至少两个不同设置进行测定，并使用该控制函数(C1；C2)通过以下方式调整随后组可更换第一和第二破碎部件(4，5；404，405)的所述至少一个破碎机设置参数(S)，所述方式为使随后组可更换破碎部件在情形(T)时，可获得其质量参数基本最佳的破碎材料。
全文摘要
本发明涉及一种控制破碎机的方法，一种破碎机以及一种控制破碎机的控制系统。破碎机(1)包括具有第一破碎表面的可更换第一破碎部件(4)和具有第二破碎表面的可更换第二破碎部件5。用至少一个破碎机设置参数限定破碎表面的协作。从在一组可更换的第一和第二破碎部件(4，5)的使用期间至少在两个不同情形和上述破碎机的设置参数的两个不同设置每种情形下，测定的与破碎材料的特性相关质量参数，能够确定描述所述至少一个破碎机设置参数值的控制函数，在情形下给出基本最佳的质量参数的破碎材料。使用该控制函数用作调整随后组可更换第一和第二破碎部件(4，5)的破碎机设置参数，以使随后组可更换破碎部件在情形时，也给出基本最佳质量参数的破碎材料。
文档编号B02C25/00GK1938094SQ200580009647
公开日2007年3月28日 申请日期2005年3月22日 优先权日2004年3月25日
发明者马蒂亚斯·尼尔松, 肯特·尼尔松, 理查德·伯恩, 佩尔·约滕奎斯特, 安德斯·尼尔松 申请人:山特维克知识产权股份有限公司