制砂机及其控制方法

摘要

本发明涉及工程机械领域，公开了一种制砂机及其控制方法，其中，所述制砂机包括机架(500)、进料装置(700)、用于控制所述进料装置(700)的控制装置(100)、接料斗(200)、缓冲装置(400)以及用于检测所述缓冲装置(400)的弹性变形量的检测装置(600)，所述缓冲装置(400)安装在所述机架(700)上并弹性地支撑所述接料斗(200)，所述检测装置(600)与所述控制装置(100)电连接，从而所述控制装置(100)能够根据所述检测装置(600)反馈的信号控制所述进料装置(700)的操作。本发明可以通过检测缓冲装置的变形量来确定接料斗内的物料量是否合适，以便通过控制装置相应控制进料装置的操作，从而合理控制进料量。

权利要求

1.一种制砂机，其特征在于，所述制砂机包括机架(500)、进料装置(700)、用于控制所述进料装置(700)的控制装置(100)、接料斗(200)、缓冲装置(400)以及用于检测所述缓冲装置(400)的弹性变形量的检测装置(600)，所述缓冲装置(400)安装在所述机架(500)上并弹性地支撑所述接料斗(200)，所述检测装置(600)与所述控制装置(100)电连接，从而所述控制装置(100)能够根据所述检测装置(600)反馈的信号控制所述进料装置(700)的操作；

所述缓冲装置(400)包括弹簧，所述弹簧的下端固定在所述机架(500)上，所述弹簧的上端与所述接料斗(200)接触；

所述机架(500)包括用于安装所述弹簧的平台部(510)，所述检测装置(600)包括用于检测所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离的检测单元，所述控制装置(100)设置为按照以下至少一种方式控制所述进料装置：a、在所述检测单元检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置（700）增大送料量；

b、在所述检测单元检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置（700）减小送料量；

c、在所述检测单元检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置（700）保持当前的送料量；

所述制砂机包括设置在所述接料斗(200)下方的叶轮组件(300)和用于监测所述叶轮组件(300)的负荷的监测装置，所述监测装置与所述控制装置(100)电连接，其中：所述控制装置(100)设置为：在所述检测单元检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述监测装置监测到所述叶轮组件(300)的实际负荷大于所述叶轮组件(300)的设定负荷时，控制所述进料装置(700)停机和/或报警。

2.一种制砂机的控制方法，其特征在于，所述制砂机包括机架(500)、进料装置(700)、接料斗(200)以及缓冲装置(400)，所述缓冲装置(400)安装在所述机架(500)上并弹性地支撑所述接料斗(200)，所述方法包括：S1、检测所述缓冲装置(400)的弹性变形量；

S2、根据所述弹性变形量控制所述进料装置(700)的操作；

步骤S1包括通过检测所述接料斗(200)的位移来检测所述缓冲装置(400)的弹性变形量；

所述机架(500)包括用于安装所述缓冲装置(400)的平台部(510)，步骤S1包括检测所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离；

步骤S2包括：

S21、在所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置（700）增大送料量；

S22、在检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置（700）减小送料量；

S23、在检测到所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置(700)保持当前的送料量；

所述制砂机包括设置在所述接料斗(200)下方的叶轮组件(300)，步骤S22包括：监测所述叶轮组件(300)的负荷，在检测到所述接料斗(200) 的底部与所述平台部(510)之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述叶轮组件(300)的实际负荷大于所述叶轮组件(300)的设定负荷时，控制所述进料装置(700)停机和/或报警。

3.根据权利要求2所述的制砂机的控制方法，其特征在于，步骤S1包括：以时间间隔ΔS间断地检测所述接料斗(200)的底部与所述平台部(510)之间的距离。

说明书

制砂机及其控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及工程机械，具体地涉及制砂机及其控制方法。

背景技术

[0002] 砂石骨料是建设领域应用最为广泛的材料，随着天然砂石的枯竭以及政府环保整治力度的加大，天然砂资源日趋枯竭，机制砂石已成砂石骨料行业的主流。目前，可以通过立轴式冲击破碎机制备砂石，其主要包括进料装置、接料斗、叶轮组件、破碎腔等结构，物料从进料装置供给到接料斗，并从接料斗下落进入叶轮组件并通过叶轮组件的转动做功而获得动能，当具有一定动能的物料在离心力作用下从叶轮组件的边缘向外运动时，可以与破碎腔以及其中的物料碰撞而发生破碎。

[0003] 但是，现有的制砂机中，一方面可能因物料量太少而无法使叶轮组件在最佳负荷下运行，从而导致生产时间长、效率低下；另一方面可能因物料量太多而使得设备过载生产。

发明内容

[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术存在的进料量与叶轮组件的负荷不匹配的问题，提供一种制砂机，该制砂机能够合理控制进料量。

[0005] 为了实现上述目的，本发明一方面提供一种制砂机，其中，所述制砂机包括机架、进料装置、用于控制所述进料装置的控制装置、接料斗、缓冲装置以及用于检测所述缓冲装置的弹性变形量的检测装置，所述缓冲装置安装在所述机架上并弹性地支撑所述接料斗，所述检测装置与所述控制装置电连接，从而所述控制装置能够根据所述检测装置反馈的信号控制所述进料装置的操作。

[0006] 优选地，所述缓冲装置包括弹簧，所述弹簧的下端固定在所述机架上，所述弹簧的上端与所述接料斗接触。

[0007] 优选地，所述机架包括用于安装所述弹簧的平台部，所述检测装置包括用于检测所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离的检测单元，所述控制装置设置为按照以下至少一种方式控制所述进料装置：

[0008] a、在所述检测单元检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置700增大送料量；

[0009] b、在所述检测单元检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置700减小送料量；

[0010] c、在所述检测单元检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置700保持当前的送料量。

[0011] 优选地，所述制砂机包括设置在所述接料斗下方的叶轮组件和用于监测所述叶轮组件的负荷的监测装置，所述监测装置与所述控制装置电连接，其中：

[0012] 所述控制装置设置为：在所述检测单元检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述监测装置监测到所述叶轮组件的实际负荷大于所述叶轮组件的设定负荷时，控制所述进料装置停机。

[0013] 优选地，所述制砂机包括与所述控制装置电连接的警报装置，所述控制装置设置为：在所述检测单元检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述监测装置监测到所述叶轮组件的实际负荷大于所述叶轮组件的设定负荷时，所述控制装置控制所述警报装置报警；

[0014] 本发明还提供一种制砂机的控制方法，其中，所述制砂机包括机架、进料装置、接料斗以及缓冲装置，所述缓冲装置安装在所述机架上并弹性地支撑所述接料斗，所述方法包括：

[0015] S1、检测所述缓冲装置的弹性变形量；

[0016] S2、根据所述弹性变形量控制所述进料装置的操作。

[0017] 优选地，步骤S1包括通过检测所述接料斗的位移来检测所述缓冲装置的弹性变形量。

[0018] 优选地，所述机架包括用于安装所述缓冲装置的平台部，步骤S1包括检测所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离，优选地，步骤S1包括：以时间间隔ΔS间断地检测所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离。

[0019] 优选地，步骤S2包括：

[0020] S21、在所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置700增大送料量；

[0021] S22、在检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置700减小送料量；

[0022] S23、在检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置700保持当前的送料量。

[0023] 优选地，所述制砂机包括设置在所述接料斗下方的叶轮组件，步骤S22包括：监测所述叶轮组件的负荷，在检测到所述接料斗的底部与所述平台部之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述叶轮组件的实际负荷大于所述叶轮组件的设定负荷时，控制所述进料装置停机和/或报警。

[0024] 通过上述技术方案，可以通过检测缓冲装置的变形量来确定接料斗内的物料量是否合适，以便通过控制装置相应控制进料装置的操作，从而合理控制进料量。

附图说明

[0025] 图1是本发明的一种实施方式的制砂机的结构示意图；

[0026] 图2是说明本发明的控制方法的流程图。

[0027] 附图标记说明

[0028] 100-控制装置，200-接料斗，300-叶轮组件，400-缓冲装置，500-机架，510-平台部，600-检测装置，700-进料装置，800-驱动装置，900-进料管。

具体实施方式

[0029] 以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

[0030] 在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指参考附图所示的上、下、左、右；“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

[0031] 根据本发明的一个方面，提供一种制砂机，其中，所述制砂机包括机架500、进料装置700、用于控制所述进料装置700的控制装置100、接料斗200、缓冲装置400以及用于检测所述缓冲装置400的弹性变形量的检测装置600，所述缓冲装置400安装在所述机架700上并弹性地支撑所述接料斗200，所述检测装置600与所述控制装置100电连接，从而所述控制装置100能够根据所述检测装置600反馈的信号控制所述进料装置700的操作。

[0032] 本发明的制砂机可以通过检测缓冲装置400的变形量来确定接料斗200内的物料量是否合适，以便通过控制装置100相应控制进料装置700的操作，从而合理控制进料量。

[0033] 具体的，当接料斗200内的物料量较大时，缓冲装置400的弹性变形较大，控制装置100可以根据检测装置600反馈的缓冲装置400的弹性变形较大的信号控制进料装置700减少供料量，以避免制砂机超负荷；反之，当接料斗200内的物料量较小时，缓冲装置400的弹性变形较小，控制装置100可以根据检测装置600反馈的缓冲装置400的弹性变形较小的信号控制进料装置700增大供料量，以使制砂机达到最佳负荷。

[0034] 其中，通过缓冲装置400的弹性变形可以更加精确地反应接料斗200内的物料量，以此控制进料装置700的操作，精度更高、干扰因素更少。

[0035] 其中，缓冲装置400可以采用各种适当形式，只要能够弹性地支撑接料斗200以提供弹性支撑即可。优选地，如图1所示，所述缓冲装置400包括弹簧，所述弹簧的下端固定在所述机架500上，所述弹簧的上端与所述接料斗200接触。当然，缓冲装置400也可以是其他形式，例如弹性橡胶体等。

[0036] 在使用弹簧的情况下，所述检测装置600用于检测所述弹簧的长度。其中，为方便检测，可以将检测接料斗200的位移来反映弹簧的长度。

[0037] 优选地，所述机架500包括用于安装所述弹簧的平台部510，所述检测装置600包括用于检测所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离(即图1中h)的检测单元。其中，所述控制装置100设置为按照以下至少一种方式控制所述进料装置：

[0038] a、在所述检测单元600检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置700增大送料量；

[0039] b、在所述检测单元600检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置700减小送料量；

[0040] c、在所述检测单元600检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置700保持当前的送料量；

[0041] 本发明中，检测装置600可以为各种适当形式，只要能够检测距离参数即可。例如，检测装置600可以为位移传感器。

[0042] 其中，控制装置100对进料装置700的控制方式可以根据进料装置700的具体形式实施。例如，在图1所示的实施方式中，进料装置700为皮带机，控制装置100可以通过控制皮带机频率来控制进料装置700的进料量。优选地，每次控制进料装置700的操作可以包括使得进料装置700的皮带机频率频率P改变特定值ΔP。

[0043] 此外，所述制砂机包括设置在所述接料斗200下方的叶轮组件300。为了避免制砂机的负荷严重超载，优选地，所述制砂机包括用于监测所述叶轮组件300的负荷的监测装置，所述监测装置与所述控制装置100电连接，所述控制装置100设置为：在所述检测单元600检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述监测装置监测到所述叶轮组件300的实际负荷大于所述叶轮组件300的设定负荷时，控制所述进料装置700停机。另外，本发明的制砂机还可以包括与控制装置100电连接的警报装置，以便在所述检测单元600检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述监测装置监测到所述叶轮组件
300的实际负荷大于所述叶轮组件300的设定负荷时，通过控制装置100控制警报装置报警。
其中，停机和报警也可以同时进行。

[0044] 其中，叶轮组件300的负荷可以通过其驱动装置800来反映，例如，可以监测驱动装置800的电机负荷P’。

[0045] 其中，可以以时间间隔ΔS间断地检测所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离。由此，一方面可以基本连续地进行检测和控制，另一方面可以在ΔS时间段内保持制砂机的稳定操作。其中，ΔS可以为5s。

[0046] 控制装置100可以为各种适当的形式，例如能够进行逻辑判断和运算的装置，如PLC。

[0047] 根据本发明的另一方面，提供一种制砂机的控制方法，其中，所述制砂机包括机架500、进料装置700、接料斗200以及缓冲装置400，所述缓冲装置400安装在所述机架500上并弹性地支撑所述接料斗200，所述方法包括：

[0048] S1、检测所述缓冲装置400的弹性变形量；

[0049] S2、根据所述弹性变形量控制所述进料装置700的操作。

[0050] 当接料斗200内的物料量较大时，缓冲装置400的弹性变形较大，因而可以控制进料装置700减少供料量，以避免制砂机超负荷；反之，当接料斗200内的物料量较小时，缓冲装置400的弹性变形较小，可以控制进料装置700增大供料量，以使制砂机达到最佳负荷。

[0051] 其中，可以通过各种适当方式检测缓冲装置400的弹性变形量，例如检测缓冲装置400的位移。为便于检测，可以通过接料斗200的位移反映缓冲装置400的弹性变形量。具体的，步骤S1可以包括通过检测所述接料斗200的位移来检测所述缓冲装置400的弹性变形量。为此，可以使用位移传感器等方式检测接料斗200的位移。具体的，可以检测接料斗200相对于固定件的距离来实施检测。

[0052] 优选地，所述机架500包括用于安装所述缓冲装置400的平台部510(即上述固定件)，步骤S1包括检测所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离。

[0053] 更优选地，步骤S1包括：以时间间隔ΔS间断地检测所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离。由此，一方面可以基本连续地进行检测和控制，另一方面可以在ΔS时间段内保持制砂机的稳定操作。其中，ΔS可以为5s。

[0054] 本发明的控制方法中，可以根据接料斗200的底部与平台部510之间的距离来相应控制进料装置700。具体的，步骤S2包括：

[0055] S21、在所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＞d1时控制所述进料装置700增大送料量；

[0056] S22、在检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh＜d2时控制所述进料装置700减小送料量；

[0057] S23、在检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足d2≤Δh≤d1时控制所述进料装置700保持当前的送料量。

[0058] 其中，对进料装置700的控制方式可以根据进料装置700的具体形式实施。例如，在图1所示的实施方式中，进料装置700为皮带机，可以通过控制皮带机频率来控制进料装置700的进料量。优选地，每次控制进料装置700的操作可以包括使得进料装置700的皮带机频率P改变特定值ΔP。

[0059] 此外，所述制砂机包括设置在所述接料斗200下方的叶轮组件300。为了避免制砂机的负荷严重超载，优选地，步骤S22包括：监测所述叶轮组件300的负荷，在检测到所述接料斗200的底部与所述平台部510之间的距离h与预定距离h0的差值Δh满足Δh≤d3且所述叶轮组件300的实际负荷大于所述叶轮组件300的设定负荷时，控制所述进料装置700停机和/或报警。其中，本发明的控制方法优选在停机的同时报警。

[0060] 其中，叶轮组件300的负荷可以通过其驱动装置800来反映，例如，可以监测驱动装置800的电机负荷P’。

[0061] 需要说明的是，本发明的控制方法可以采用各种适当的设备来实施，不限于采用本发明的制砂机来实施。

[0062] 下面参考附图，通过本发明的制砂机说明本发明的控制方法。本发明中，可以根据制砂机的规格来相应设置h0、d1、d2、d3等参数。

[0063] 其中，举例来说，预定距离h0为100mm，d1为120mm，d2为80mm，d3为40mm。进料装置700为皮带机。以时间间隔ΔS为5秒检测h。

[0064] 在制砂机刚开始运行时，h显著大于h0，即Δh＞d1，通过检测装置600的反馈，控制装置100可以控制进料装置700增大进料量，即增大皮带机频率。

[0065] 当制砂机运行趋于平稳，使得d2≤Δh≤d1时，通过检测装置600的反馈，控制装置100可以控制进料装置700保持当前进料量，即保持当前皮带机频率。

[0066] 当d3＜Δh＜d2时，通过检测装置600的反馈，控制装置100可以控制进料装置700减少进料量，即降低皮带机频率。

[0067] 当Δh≤d3时，同时监测叶轮组件300的负荷，当叶轮组件300的实际负荷大于所述叶轮组件300的设定负荷时，控制装置100可以控制进料装置700停机以避免过载。同时，控制装置100还可以控制警报装置报警。

[0068] 以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型。本发明包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。