一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置

技术领域

本发明涉及固体矿物破碎技术领域，尤其涉及一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置。

背景技术

固体矿物在生产和使用的过程中通常需要进行破碎处理，尤其是在矿物检验领域中，经常需要将大块固体矿物通过破碎装置破碎至一定的粒度，便于后续的使用或分析化验。常见的破碎装置有对辊破碎机、颚式破碎机、锤式破碎机、立式破碎机、卧式破碎机等。这些破碎装置的转动部件通常采用固定转速，以恒定的功率进行工作。当遇到过硬的物料时，破碎后的物料颗粒会增大，不能满足使用要求，常需要将大块颗粒重新破碎，直至全部颗粒满足使用需要。当遇到湿粘物料时，破碎机内部常出现物料粘、堵的现象，随着物料的堆积，最终会导致破碎机憋停，破碎过程无法进行，严重时会损坏破碎电机传动皮带，甚至损坏破碎电机。此时必须通过人工清理的方式，将破碎机内粘堵的物料清理干净，重新进行破碎操作，极大的降低了破碎效率。破碎机通常以恒定的转速对物料进行破碎，当物料量较少的时候，会出现输出功率过剩的现象，造成能源浪费。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置，提高了破碎效能。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置包括：

原料自感知装置，其朝向容纳待破碎的固体矿物的料仓内以检测所述固体矿物的原料信息，

破碎电机自感知装置，其设于破碎电机以检测所述破碎电机的运行信息，

物料堆积自感知装置，其位于破碎出料口的下端以检测排出所述破碎出料口的物料堆积信息，

给料自感知装置，其检测破碎腔内单位时间的重量变化量；

破碎电机反馈装置，其连接所述破碎电机以控制电机的运行参数，

输送反馈装置，其连接于设在所述破碎出料口下方的输送装置以控制所述输送装置的输送速度，

控制装置，其一端连接所述原料自感知装置、破碎电机自感知装置、物料堆积自感知装置和给料自感知装置，另一端连接破碎电机反馈装置和输送反馈装置，

响应于所述原料信息、运行信息、重量变化量，控制装置发送指令到所述破碎电机反馈装置以调节运行参数，使得单位时间内控制进入破碎腔的物料质量相同，

响应于所述物料堆积信息，控制装置发送指令到所述输送反馈装置以调节所述输送速度和/或所述破碎电机反馈装置以调节运行参数，以改变所述输送速度，和/或使得单位时间内控制进入破碎腔的物料质量改变。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，自感知与自反馈装置还包括振动反馈装置，其设在振动装置上，检测所述下料口的振动参数的所述振动反馈装置连接所述控制装置，响应于所述物料堆积信息和振动参数，控制装置发送指令到所述输送反馈装置以调节所述输送速度和/或所述破碎电机反馈装置以调节运行参数，以改变所述输送速度，和/或使得单位时间内控制进入破碎腔的物料质量改变。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述原料自感知装置经由固定支架设在所述料仓中，所述原料自感知装置包括接触式自感知探头或非接触式自感探头。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述接触式自感探头可移动连接所述固定支架以插入固定矿物中，所述接触式自感探头通过压力传感、摩擦力传感、超声波或射线感知原料信息，所述非接触自感知探头通过收发射线或超声波感知原料信息，原料信息包括水分、灰分、硬度、颗粒度、黏度或摩擦力。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，破碎电机自感知装置包括感应片和发射接收探头，感应片安装在破碎电机的主轴上，或安装在与所述主轴连接的传动皮带或传动齿轮上，发射接收探头安装在固定于破碎电机周围的探头支架上。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，发射接收探头包括红外线探头，其基于发射和接收的间隔或频率生成破碎电机的实时转速，所述运行信息包括所述实时转速。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述破碎电机自感知装置还包括用于测量破碎电机温度的测温探头和电源的压电传感器，所述运行信息还包括所述温度和电压。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述物料堆积自感知装置的安装方向与物料输出方向呈预定角度，或所述物料堆积自感知装置安装在物料出料口与输送装置之间的位置，所述物料堆积自感知装置基于感知探头被覆盖面积或深度生成物料堆积信息，所述物料堆积信息包括物料体积或物料质量。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述感知探头经由介电常数、导电常数、超声波信号感知覆盖面积或深度。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，所述给料自感知装置包括重量传感器，破碎电机反馈装置包括控制器和变频器，所述运行参数包括输出功率、转速、正反转或开停机。

在上述技术方案中，本发明提供的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置，具有以下有益效果：本装置通过感知被破碎物料的物理化学性质的原料信息、给料装置输送物料量的变化、破碎机装置出料口附近物料堆积情况、破碎电机转动情况等，由控制装置判断所感知数据的逻辑关系，并通过自反馈系统向破碎电机、振动装置、输送装置等传输控制指令。通过控制破碎电机的转速，适应不同硬度的物料通过该方式提高了物料一次通过破碎机的破碎效率。当遇到给料量不同的情况时，通过上述自感知装置获得实时给料数据后，由控制系统做出判断，适当调整破碎机转速、输送装置功率，降低了能源消耗，延长了设备使用寿命。通过上述自感知装置，当感知到系统内物料堆积过多时，控制系统做出反馈，通过降低或停止破碎给料量、破碎电机、启动振动装置、加快物料输送装置动作等措施，在物料堆积造成电机憋停等严重事故前，自动将堆积物料清理干净，保证破碎过程的顺利进行，保障设备正常使用，延长设备使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施方式提供的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的结构示意图；

图中：1-原料自感知装置；2-料仓；3-破碎电机自感知装置；4-破碎电机；5-给料自感知装置；6-物料堆积自感知装置；7-破碎电机反馈装置；8-输送反馈装置；9-输送装置；10-控制装置；11振动反馈装置；12-振动装置；13-破碎出料口；14-给料装置；15-破碎腔。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

参见图1所示，在一个实施例中，本发明的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置包括，

原料自感知装置1，其朝向容纳待破碎的固体矿物的料仓2内以检测所述固体矿物的原料信息，

破碎电机自感知装置3，其设于破碎电机4以检测所述破碎电机4的运行信息，

物料堆积自感知装置6，其位于破碎出料口13的下端以检测排出所述破碎出料口13的物料堆积信息，

给料自感知装置5，其检测破碎腔15内单位时间的重量变化量；

破碎电机反馈装置7，其连接所述破碎电机4以控制电机的运行参数，

输送反馈装置8，其连接于设在所述破碎出料口13下方的输送装置9以控制所述输送装置9的输送速度，

控制装置10，其一端连接所述原料自感知装置1、破碎电机自感知装置3、物料堆积自感知装置6和给料自感知装置5，另一端连接破碎电机反馈装置7和输送反馈装置8，

响应于所述原料信息、运行信息、重量变化量，控制装置10发送指令到所述破碎电机反馈装置7以调节运行参数，使得单位时间内控制进入破碎腔15的物料质量相同，

响应于所述物料堆积信息，控制装置10发送指令到所述输送反馈装置8以调节所述输送速度和/或所述破碎电机反馈装置7以调节运行参数，以改变所述输送速度，和/或使得单位时间内控制进入破碎腔15的物料质量改变。

用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置中，物料经过原料自感知装置1下方时，自感知装置将探测到的原料信息反馈给控制装置10。控制装置10通过获得的信号，调节向破碎电机4输送的物料流量。当破碎电机4内发生堵料或其它异常时，破碎电机自感知装置3将信号反馈给控制装置10。控制装置10根据破碎电机自感知装置3传输的信号，确定是否通过破碎电机反馈装置7停止电机运动，增加或减低电机转速。给料自感知装置5将物料重量变化信号传输给控制装置10。结合原料自感知装置1的物料信号数据，控制装置10决定输送至破碎机内部的物料按照一定的质量流量或体积流量进行输送。物料堆积自感知装置6在探头附近感知到物料发生堆积时，将信号反馈给控制装置10。控制装置10接受到物料堆积的信号时，根据信号点的位置、信号强弱，通过破碎电机反馈装置7、振动反馈装置11、输送反馈装置8来调整破碎电机4转速或停止破碎电机4运动，并调整给料装置送入破碎电机4的物料量，同时加大振动反馈装置11的振动力度或振动频率，加大输送反馈装置8的运行速度，以增大输送量。当堆积物料自感知装置反馈物料堆积已经解决时，上述装置恢复正常参数。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，自感知与自反馈装置还包括振动反馈装置11，其设在振动装置12上，检测所述下料口的振动参数的所述振动反馈装置11连接所述控制装置10，响应于所述物料堆积信息和振动参数，控制装置10发送指令到所述输送反馈装置8以调节所述输送速度和/或所述破碎电机反馈装置7以调节运行参数，以改变所述输送速度，和/或使得单位时间内控制进入破碎腔15的物料质量改变。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述原料自感知装置1经由固定支架设在所述料仓2中，所述原料自感知装置1包括接触式自感知探头或非接触式自感探头。可以理解的是，料仓2可以独立于破碎腔15。原料自感知装置1可以位于料仓2内，也可以在料仓2外，由移动机构，例如探针将感知装置移动至物料附近或插入物料内。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述接触式自感探头可移动连接所述固定支架以插入固定矿物中，所述接触式自感探头通过压力传感、摩擦力传感、超声波或射线感知原料信息，所述非接触自感知探头通过收发射线或超声波感知原料信息，原料信息包括水分、灰分、硬度、颗粒度、黏度或摩擦力。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，破碎电机自感知装置3包括感应片和发射接收探头，感应片安装在破碎电机4的主轴上，或安装在与所述主轴连接的传动皮带或传动齿轮上，发射接收探头安装在固定于破碎电机4周围的探头支架上。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，发射接收探头包括红外线探头，其基于发射和接收的间隔或频率生成破碎电机4的实时转速，所述运行信息包括所述实时转速。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述破碎电机自感知装置3还包括用于测量破碎电机4温度的测温探头和电源的压电传感器，所述运行信息还包括所述温度和电压。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述物料堆积自感知装置6的安装方向与物料输出方向呈预定角度，或述物料堆积自感知装置6安装在物料出料口13与输送装置9之间的位置，所述物料堆积自感知装置6基于感知探头被覆盖面积或深度生成物料堆积信息，所述物料堆积信息包括物料体积或物料质量。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述感知探头经由介电常数、导电常数、超声波信号感知覆盖面积或深度。

所述的一种用于固体矿物破碎的自感知与自反馈装置的优选实施例中，所述给料自感知装置5包括重量传感器，破碎电机反馈装置7包括控制器和变频器，所述运行参数包括输出功率、转速、正反转或开停机。所述给料自感知装置5也可以设在给料装置14周缘，给料装置14可以由给料电机提供动力。

在一个实施例中，自感知与自反馈装置包括原料自感知装置1、破碎电机自感知装置3、物料堆积自感知装置6、给料自感知装置5、破碎电机反馈装置7、振动反馈装置11、输送反馈装置8和控制装置10。自感知装置感知获得的数据向控制装置10发送，控制装置10对这些数据处理后将控制动作反馈给自反馈装置。

在一个实施例中，原料自感知装置1由接触式自感知探针或非接触式自感知探头、移动支架、固定支架等组成。自感知探针安装在移动支架上，移动支架安装在固定支架上。移动支架可以带动探针上下、左右移动，将探针顶端插入待破碎的物料中，通过压力传感器、摩擦力传感器、超声波、射线等方式感知物料的物理化学性质。非接触式自感知探头安装在固定支架上，通过发射、接受射线、超声波等返回感知物料的物理化学性质。上述物理化学性质包括但不限于水分、灰分、硬度、颗粒度、黏度、摩擦力、电阻率等。

在一个实施例中，破碎电机自感知装置3用于感知电机的转速、温度、电压等数据。电机的转速感知由感应片加发射接收探头构成。感应片可安装在电机主轴上，或与电机主轴连接的传动皮带、传动齿轮上。发射接收探头安装在探头支架上，该支架可固定在电机附近，例如可固定在电机安装架上。发射接收探头会发射出红外线或其它射线，遇到感应片时射线会反射回来，由发射接收探头接收到。根据发射和接收的间隔、频率等信号，该信号传输至控制系统后，可计算出电机的实时转速。电机温度感知由接触式或非接触是测温探头组成，该信号传输至控制系统，用于判断电机是否处于超负荷工作状态或异常状态。电压感知由电压传感器获得，通过直接或间接测量电机的电压，感知电机的输入电压是否存在异常。

在一个实施例中，物料堆积自感知装置6由一个或多个物料感知探头、支架构成。物料感知探头安装在支架上，物料感知探头位于破碎机出料口13的下端，感知探头安装方向可与物料输出方向垂直或呈一定角度，或安装在物料易堆积的地点，如安装在物料出口与物料输送装置9之间的位置。物料感知探头可以感知探头周边的介电常数、导电常数、发出或接受超声波的差异等信号。当物料感知探头的感知部分，例如端部，部分或全部被物料覆盖时，感知探头将感知信号传送至控制系统。探头被物料覆盖的面积、深度可以通过调节感知探头的灵敏来调节。

在一个实施例中，给料自感知装置5由重量传感器构成，可以感知单位时间内的重量变化。通过感知给料单元向控制装置10发送重量变化信号。

在一个实施例中，破碎电机反馈装置7由控制器、变频器等构成。可以控制电机的工作频率、电压，以控制电机的输出功率、转速、正反转、开停机等。

在一个实施例中，动反馈装置由振动电机、振动气锤或其它可提供振动功能的结构，振动支架等构成。由控制装置10的反馈信号控制振动反馈装置11进行振动动作，将振动支架所连接的下料斗上附着的如煤样的物料振落。

在一个实施例中，输送反馈装置8由输送电机、控制器构成。控制装置10控制输送反馈装置8，可使其暂停、加速、减速、最大速度等状态运行。

在一个实施例中，控制装置10控制接收上述各个装置感知的信号，并根据物料的性质做出反馈信号。可以设定单位时间内控制进入破碎机的物料质量相同，或单位时间内进入破碎机内物料体积相同。当物料堆积自感知装置6感知到物料存在堆积时，减低或停止向破碎机内输送物料，通过输送反馈装置8加快向外输送物料的速度，通过振动反馈装置11加快振动的次数，通过破碎电机反馈装置7，降低或停止破碎电机4动作。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。