СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АГРЕГАТОМ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И АГРЕГАТ ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ
UNIT CONTROL METHOD FOR MINERAL MATERIAL PROCESSING AND UNIT FOR PROCESSING MINERAL MATERIALS

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к способу управления агрегатом для переработки минеральных материалов и агрегату для переработки минеральных материалов. В частности, но не исключительно, изобретение относится к передвижному агрегату для переработки минеральных материалов и управлению им.
Уровень техники
Минеральные материалы, например твердую породу, добывают из земли в целях дробления, применяя при этом взрывание или выемку грунта. Минеральные материалы могут также представлять собой природные отходы и гравий или строительные отходы. При дроблении применяются передвижные дробилки и стационарные дробильные устройства. Экскаватор или колесный погрузчик загружает подлежащий дроблению материал в питательный бункер дробилки, откуда подлежащий дроблению материал попадает в дробилку, или питатель перемещает обломочный материал к дробилке.
Агрегат для переработки минеральных материалов содержит одну или несколько дробилок и/или грохотов и, возможно, другие устройства, такие как транспортеры. Агрегат для переработки может быть стационарным или передвижным. Передвижные агрегаты для переработки применяются, в частности, в городской среде для операций с перерабатываемыми материалами, такими как строительные отходы.
Производительность агрегата для переработки стремятся использовать с максимальной экономической эффективностью, непрерывно загружая дробилку с высокой мощностью дробления, и одновременно с этим используемая мощность дробления направлена на получение запланированного распределения продукции. Перерывы в процессе дробления снижают эффективность. Кроме того, запуск агрегата для переработки представляет собой трудоемкую задачу, что дополнительно препятствует эффективному использованию производительности агрегата.
Агрегаты для переработки минеральных материалов применяются также в экстремальных, например в очень холодных, условиях, причем агрегат для переработки может понадобиться поддерживать в рабочем состоянии, даже если перерабатываемый материал не подается в агрегат. Эксплуатация, запуск и работа агрегатов для переработки регулируется также различными законами и административными распоряжениями.
Целью настоящего изобретения является предложение агрегата для переработки минеральных материалов с возможностью быстрого и безопасного ввода в производственный процесс. Целью настоящего изобретения является предложение агрегата для переработки, который можно поддерживать в рабочем состоянии энергосберегающим образом. Целью изобретения является также обеспечение как можно более продолжительного эффективного времени дробления или другой переработки.
Сущность изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения предлагается способ управления агрегатом для переработки минеральных материалов, содержащий следующие шаги:
подают перерабатывающему агрегату команду на переключение в режим ожидания;
ограничивают подачу минерального материала к перерабатывающему агрегату в ответ на указанную команду переключения в режим ожидания;
уменьшают скорость двигателя или двигателей перерабатывающего агрегата со скорости переработки (рабочей скорости) до сниженной скорости ожидания в ответ на указанную команду переключения в режим ожидания;
обеспечивают, чтобы, по существу, все выбранные исполнительные устройства перерабатывающего агрегата продолжали работать на сниженной скорости.
Предпочтительно команду переключения в режим ожидания подают посредством переключателя.
Предпочтительно команду переключения в режим ожидания подают автоматически после истечения заданного периода времени с момента выполнения условия запуска режима ожидания.
Предпочтительно условие запуска режима ожидания представляет собой обнаружение или измерение данных о количестве минерального материала, подлежащего переработке в перерабатывающем агрегате.
Предпочтительно скорость ожидания выбирают в соответствии с господствующими обстоятельствами.
Предпочтительно господствующие обстоятельства включают в себя погодные условия и/или место производства работ.
Предпочтительно подачу минерального материала в перерабатывающий агрегат ограничивают остановкой исполнительных устройств, участвующих в подаче, или уменьшением их скорости в достаточной мере.
Согласно данному способу предпочтительно подают перерабатывающему агрегату команду на обратное переключение в режим переработки;
скорость двигателя или двигателей перерабатывающего агрегата поднимают со скорости ожидания до рабочей скорости в ответ на указанную команду обратного переключения в режим переработки;
обеспечивают возможность подачи минерального материала в перерабатывающий агрегат.
Предпочтительно команду на переключение в режим переработки подают посредством переключателя.
Предпочтительно команду на переключение в режим переработки подают автоматически после истечения заданного периода времени с момента выполнения условия запуска режима переработки.
Предпочтительно условие запуска указанного режима переработки представляет собой обнаружение или измерение данных о количестве минерального материала, подлежащего переработке в перерабатывающем агрегате.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения предлагается агрегат для переработки минеральных материалов, содержащий:
по меньшей мере один двигатель;
по меньшей мере одно исполнительное устройство;
систему управления;
переключатель для переключения перерабатывающего агрегата в режим ожидания;
устройство для поддержания выбранных исполнительных устройств перерабатывающего агрегата в рабочем состоянии при сниженной скорости ожидания;
причем в данном перерабатывающем агрегате
система управления выполнена с возможностью управления перерабатывающим агрегатом в соответствии со способом согласно первому аспекту настоящего изобретения.
Предпочтительно агрегат для переработки минеральных материалов содержит дробилку и/или грохот.
Предпочтительно агрегат для переработки минеральных материалов представляет собой стационарный агрегат, гусеничный агрегат или колесный агрегат.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предлагается система управления для управления агрегатом для переработки минеральных материалов, выполненная с возможностью управления перерабатывающим агрегатом в соответствии со способом согласно первому аспекту настоящего изобретения.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предлагается компьютерная программа, содержащая программный код, исполняемый на компьютере, который при исполнении управляет компьютером в целях реализации способа согласно первому аспекту настоящего изобретения.
Различные варианты осуществления настоящего изобретения будут или были раскрыты только в связи с несколькими аспектами изобретения. Специалисту ясно, что любой вариант осуществления одного аспекта изобретения может применяться к тому же аспекту изобретения, а также к другим аспектам, отдельно или в сочетании с другими вариантами осуществления.
Краткое описание чертежей
Изобретение будет теперь раскрыто посредством примеров со ссылкой на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1а показан вид сбоку агрегата для переработки минеральных материалов согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1b схематически показано устройство распределения мощности агрегата для переработки минеральных материалов согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 c привязкой к скорости вращения показана работа исполнительных устройств агрегата для переработки минеральных материалов согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, причем управление перерабатывающим агрегатом осуществляется в соответствии со способом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая способ согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие изобретения
В нижеследующем описании сходные номера позиций обозначают сходные элементы. Следует понимать, что приведенные чертежи полностью не показаны в масштабе и что они служат, главным образом, для иллюстрации вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1 показан передвижной гусеничный агрегат 100 для переработки минеральных материалов согласно одному из примеров осуществления настоящего изобретения, при этом термины «перерабатывающая установка» и «дробильная установка» также применяются для обозначения агрегата для переработки минеральных материалов в соответствии со раскрытым ниже. Перерабатывающая установка 100 содержит корпус 101, гусеничную ходовую часть 102, питатель 103 и дробилку 200, такую как конусная, щековая или жираторная дробилка. Дробильная установка 100 содержит также двигатель 104 для приведения в движение дробилки 200 и транспортер 105 для доставки раздробленного материала, например, к отвалу. Дробилка 200 может использоваться, например, в качестве дробилки промежуточного или мелкого дробления. В частности, дробилку 200 можно использовать для мелкого измельчения. Передвижная дробильная установка 100 может также перемещаться с помощью других средств, таких как колеса, полозья или ножки. Дробильная установка 100 может также быть стационарной. Питатель 103 может представлять собой вибрационный питатель или ленточный или пластинчатый транспортер.
Дробильная установка 100 содержит также систему 214 управления и управляющий блок 110, посредством которого дробильную установку 100 можно переводить в режим ожидания. Управляющий блок 110 для ясности показан отдельно от системы 214 управления на фиг. 1, однако управляющий блок 110 может также быть встроен в систему 214 управления. Дробильная установка 100 содержит, кроме того, переключатели 111 и 111' режима работы, подключенные к управляющему блоку 110 посредством беспроводной связи или фиксированного соединения. Альтернативно, используется только один переключатель режима работы. Согласно предпочтительному варианту осуществления переключатель 111 и 111' режима работы выполнен так, чтобы им можно было управлять посредством беспроводного или фиксированного соединения. Дробильная установка 100 может автоматически запускаться в режиме ожидания и переключаться из режима ожидания в режим переработки посредством переключателей 111 и 111' режима работы одним нажатием или аналогичным способом переключения. Согласно предпочтительному варианту осуществления управляющий блок 110 или система управления содержит устройство, с помощью которого дробильную установку 100 также можно автоматически запускать в режиме ожидания или в режиме переработки. Автоматический запуск дробильной установки 100 для работы в режиме ожидания или в режиме переработки выполняется согласно предпочтительному варианту осуществления после истечения заданного периода времени с момента выполнения условия запуска режима ожидания или режима переработки. Условие запуска режима ожидания или режима переработки согласно предпочтительному варианту осуществления представляет собой обнаружение или измерение данных о количестве минерального материала, подлежащего переработке в перерабатывающем агрегате 100, например, обнаружение прерывания подачи минерального материала в перерабатывающий агрегат 100 или данные измерений, согласно которым дробильная камера дробилки 200 пуста. Заданное время может быть выбрано оператором или автоматически выбирается управляющим блоком. Следует учесть, что, как понятно специалисту, автоматическое переключение в режимы ожидания и переработки может также быть реализовано дополнительным известным способом или выбором дополнительного обычного условия запуска.
На фиг. 1b схематически показано устройство распределения мощности агрегата 100 для переработки минеральных материалов согласно предпочтительному варианту осуществления. Двигатель 104, представляющий собой, например, дизельный или электрический двигатель, обеспечивает мощность для работы исполнительных устройств, например для дробилки 200, питателя 103, транспортера 105, грохота и вибрационного желоба 130. Вспомогательные устройства, такие как охладитель 114, могут располагаться вместе с двигателем 104. Устройство распределения мощности содержит также устройство 150, обеспечивающее, чтобы, по существу, все выбранные исполнительные устройства продолжали работать в режиме ожидания. Согласно одному из примеров осуществления исполнительные устройства приводятся в движение гидравлической системой, получающей управляющую мощность от дизельного двигателя, при этом дробильная установка 100 содержит устройство 150, которое в режиме ожидания обеспечивает также распределение потока гидравлической жидкости ко всем выбранным исполнительным устройствам в такой пропорции, чтобы исполнительные устройства продолжали работать при сниженной скорости. Согласно предпочтительному варианту осуществления в качестве такого устройства можно использовать, например, клапан распределения потока с посткомпенсацией. Согласно одному из примеров осуществления исполнительные устройства приводятся в действие электродвигателем или электродвигателями, при этом дробильная установка 100 содержит устройство 150, управляющее посредством электродвигателя или электродвигателей скоростями выбранных исполнительных устройств так, чтобы исполнительные устройства продолжали работать при сниженной скорости. Альтернативно, исполнительные устройства могут приводиться в действие гидравлической системой, получающей управляющую мощность от электродвигателя или от любого другого известного устройства передачи мощности. Следует учесть, что, как понятно специалисту, устройство распределения мощности перерабатывающей установки 100 может содержать также другие элементы, не показанные на фиг. 1b, или в некоторых вариантах осуществления устройство распределения мощности содержит только часть элементов, показанных на чертеже. Понятно также, что количество исполнительных устройств на фиг. 1b приведено только для примера и что количество и тип исполнительных устройств изменяется в соответствии с конфигурацией перерабатывающей установки 100 в зависимости от ситуации.
На фиг. 2 c привязкой к скорости вращения двигателя (двигателей) 104 показана работа исполнительных устройств агрегата 100 для переработки минеральных материалов согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, причем управление перерабатывающим агрегатом осуществляется в соответствии со способом согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. На фиг. 2 c помощью графика показано регулирование дробильной установки 100, вплоть до скорости переработки после перерыва 500 в работе, и регулирование дробильной установки 100, вплоть до скорости переработки после выхода из режима 400 ожидания, в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения. На графике, представленном на фиг. 1, скорости вращения исполнительного устройства или исполнительных устройств показаны на вертикальной оси, а время - на горизонтальной оси.
Исполнительные устройства дробильной установки 100 останавливаются, а двигатель 104, используемый для приведения установки в действие, также останавливается при перерыве в работе на временной промежуток 0…T1. Альтернативно, двигатель 104, используемый для приведения в действие установки, может работать на холостом ходу, в то время как исполнительные устройства остановлены. Согласно одному из примеров осуществления двигатель 104 представляет собой дизельный или электрический двигатель.
При запуске дробильной установки исполнительные устройства должны запускаться постепенно, следуя определенной последовательности. Кроме того, каждое исполнительное устройство имеет собственное время разгона, необходимое, чтобы оно могло достичь своей рабочей скорости. Под рабочей скоростью подразумевается скоростной или функциональный режим исполнительного устройства при выполнении дробления дробильной установкой 100, т.е. когда дробильная установка 100 перерабатывает материалы, в котором двигатель 104 дробильной установки 100 работает с рабочей скоростью Rf.
Кроме того, запуск дробильной установки 100 регулируется административными распоряжениями. Например, перед запуском исполнительных устройств необходимо выдать звуковой сигнал и предусмотреть определенное время ожидания для обеспечения безопасности.
Дробильная установка 100, как правило, содержит больше одного исполнительного устройства, при этом, в зависимости от конфигурации и предусмотренного применения дробильной установки 100, в ее состав могут входить 12 или больше исполнительных устройств. Исполнительными устройствами, относящимися к конфигурации дробильной установки 100, могут быть, например, различные транспортеры, такие как главный транспортер и боковой транспортер, при этом транспортеры оборудуют магнитом для отделения металла, грохотом, водяным насосом и дробилкой. В зависимости от количества исполнительных устройств и последовательности запуска, как описано выше, и связанных с этим вопросов, выход дробильной установки 100 на рабочую скорость занимает определенное время в зависимости от конфигурации установки, как видно из графика 500 на фиг. 2. Время T1…T3, требуемое для запуска, может составлять несколько минут.
Время T1…T3, требуемое для запуска, приводит к тому, что дробильная установка 100, как правило, эксплуатируется с рабочей скоростью также в те интервалы времени, когда перерабатываемый материал не подается в дробильную установку 100, особенно если интервал времени, в течение которого материал не подается, небольшой. Непрерывная работа с рабочей скоростью повышает энергопотребление, шумопроизводительность и подвергает износу компоненты дробильной установки 100.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения дробильная установка 100 может переводиться в режим ожидания вместо перерыва в работе. Под режимом ожидания подразумевается режим, при котором, по существу, все выбранные исполнительные устройства дробильной установки 100 продолжают работать при сниженной скорости ожидания, или скорости режима ожидания, или сниженной мощности. В дальнейшем сниженная скорость будет называться скоростью ожидания. Скорость ожидания может различаться для каждого исполнительного устройства, представляя собой скорость, с которой продолжает работать каждое исполнительное устройство. Под выражением «по существу, все выбранные исполнительные устройства дробильной установки продолжают работать при сниженной скорости ожидания» подразумевается, что агрегаты, по существу, связанные с процессом дробления, т.е. находящиеся в непосредственном контакте с процессом дробления, остаются преимущественно в рабочем состоянии, поэтому ускорение этой скорости до рабочей происходит быстрее. Однако в некоторых примерах осуществления часть исполнительных устройств дробильной установки 100 останавливается в режиме ожидания, например питатель или подающий транспортер могут быть полностью остановлены, чтобы предотвратить подачу, как описано ниже. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления несколько исполнительных устройств, например охладителей или насосов, должны работать с рабочей скоростью также и в режиме ожидания. В режиме ожидания двигатель 104 дробильной установки 100 работает со скоростью Rsb, представляющей собой, например, скорость холостого хода двигателя 104 или другую скорость, отличающуюся от рабочей скорости Rf и меньшую, чем она. Согласно предпочтительному варианту осуществления дробильная установка 100 может иметь несколько отличающихся друг от друга скоростей ожидания, наиболее подходящую из которых можно выбирать, например, в соответствии с господствующими обстоятельствами, такими как погодные условия, включая, например, температуру, влажность и скорость ветра, или в соответствии с местом производства работ дробильной установкой. Необходимые исполнительные устройства, продолжающие работать со скоростью ожидания, могут заранее быть выбраны оператором или автоматически. В одном из примеров осуществления выбор может также зависеть от господствующих обстоятельств и конфигурации дробильной установки 100.
Подача минерального материала в перерабатывающую установку 100 ограничена в режиме ожидания, например, остановкой питателя или подающего транспортера или выбором скорости ожидания такой, чтобы питатель или подающий транспортер не мог подавать материал в дробильную установку. Повреждение или блокировка исполнительных устройств дробильной установки 100, которые могли бы стать результатом попадания материала в дробильную установку, работающую со скоростью ожидания, предотвращают, ограничивая или полностью исключая подачу.
Когда скорость работы дробильной установки 100 поднимают от скорости Rsb ожидания до рабочей скорости Rf, по существу, все исполнительные устройства могут ускоряться одновременно, потому что рабочая скорость достигается за значительно более короткое время T1…T2 по сравнению с запуском после перерыва в работе. Переключение со скорости Rsb ожидания на рабочую скорость Rf может занять, например, несколько секунд. Следует принимать во внимание, что, соответственно, переключение с рабочей скорости Rf на скорость Rsb ожидания также требует значительно меньшего времени, чем переключение с рабочей скорости Rf на «скорость» перерыва в работе.
Энергопотребление дробильной установки 100 в режиме ожидания значительно меньше, чем в режиме переработки. Например, энергопотребление в режиме ожидания может быть на 50% ниже, чем в режиме переработки. В режиме ожидания снижается также уровень шумов дробильной установки 100. Режим ожидания позволяет экономить энергию по сравнению с непрерывной работой при рабочей скорости, например, в очень холодных условиях, когда дробильную установку 100 необходимо поддерживать непрерывно работающей, чтобы предотвратить повреждение или нарушение функционирования дробильной установки 100. Благодаря режиму ожидания дробильная установка 100 остается теплой в холодных условиях даже при сниженной скорости ожидания. Например, подходящую рабочую температуру использованного гидравлического масла и различных смазочных веществ можно поддерживать также при скорости ожидания. В указанных холодных условиях режим ожидания можно, кроме того, использовать при размораживании транспортеров дробильной установки 100.
Низкий уровень шумов в режиме ожидания позволяет также увеличить время фактической работы дробильной установки 100, например, в обстоятельствах, когда кумулятивный уровень шума, генерируемого дробильной установкой 100, ограничен, например, в соответствии с административными распоряжениями. Такие рабочие ситуации все чаще возникают, например, в городской среде при дроблении перерабатываемого материала, такого как материал снесенных зданий.
Неожиданно оказалось, что режим ожидания улучшает также безопасность дробильной установки 100. В этом режиме легче наблюдать за движущимися и перемещающимися исполнительными устройствами, избегая тем самым контакта с ними. В частности, при запуске после перерыва в работе некоторые из исполнительных устройств дробильной установки 100 могут запускаться внезапно, если, например, звуковой сигнал, указывающий на запуск, был проигнорирован, или рассматриваемое исполнительное устройство запускается на позднем этапе последовательности запуска, например спустя даже несколько минут после звукового сигнала или выдачи команды запуска.
Режим ожидания можно также использовать для реализации некоторых операций регулировки исполнительных устройств дробильной установки 100. Например, вместо того, чтобы прерывать работу, отрегулировать щеки щековой дробилки или осуществить регенерацию дизельного двигателя можно в режиме ожидания. В некоторых вариантах осуществления можно также осуществлять тонкую настройку положения дробильной установки 100.
На фиг. 3 показана блок-схема, иллюстрирующая способ согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения. На начальном этапе 300 дробильная установка 100 работает с рабочей скоростью Rf.
Дробильную установку 100 необходимо переключить в режим ожидания из-за недостаточного количества подаваемого материала или по другой причине. Режим ожидания запускают на шаге 310, например, посредством переключателя 111, 111'. Например, оператор, контролирующий работу дробильной установки 100, запускает режим ожидания. Альтернативно, режим ожидания может запускаться автоматически при выполнении определенных условий, как описано выше.
Подачу минерального материала в дробильную установку 100 ограничивают на шаге 320 описанным выше способом, останавливая исполнительные устройства, отвечающие за подачу, или уменьшая их скорость так, чтобы материал не попадал в исполнительные устройства.
Скорость двигателя 104 или двигателей дробильной установки 100 и обусловленную ей скорость исполнительных устройств уменьшают на шаге 330, пока не будет достигнута необходимая скорость Rsb режима ожидания (шаг 340). После этого дробильная установка 100 продолжает работать со сниженной скоростью Rf.
Режим ожидания отключают на шаге 340 способом, соответствующим его предшествующему включению, т.е. вручную или автоматически, после чего скорость двигателя (двигателей) и рабочая скорость возрастают, пока не будет достигнута рабочая скорость Rf. После этого подачу материала в дробильную установку 100 снова разрешают на шаге 380 и работа дробильной установки продолжается в режиме переработки.
Не ограничивая каким-либо образом объем, интерпретацию или возможные применения настоящего изобретения, снижение энергопотребления и шумопроизводительности могут рассматриваться в качестве технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать увеличение срока службы компонентов агрегата для переработки минеральных материалов. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать улучшение экологичности агрегата для переработки минеральных материалов. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать повышение безопасности агрегата для переработки минеральных материалов. Кроме того, в качестве одного из технических преимуществ различных вариантов осуществления настоящего изобретения можно рассматривать увеличение фактического времени работы агрегата для переработки минеральных материалов.
Приведенное выше описание содержит неограничивающие примеры некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. Специалисту понятно, что изобретение не ограничивается 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.
По существу, приведенное выше описание должно рассматриваться просто в качестве иллюстрации принципов изобретения, но не в качестве его ограничения. Таким образом, объем настоящего изобретения ограничивается только прилагаемой формулой изобретения.