CN108603361A - 能够计算运行时间的液压破碎机 - Google Patents
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Abstract
本发明提供如下的液压破碎机，该液压破碎机包括：液压破碎机本体部；传感器部，该传感器部感知在对包括岩石的破碎对象进行破碎时发生于液压破碎机本体部的震动并输出感测信号；以及控制部，该控制部接收感测信号，并计算液压破碎机本体部的震动时间从而计算运行时间。
Description
技术领域
本发明涉及能够计算运行时间的液压破碎机。
背景技术
通常液压破碎机被用于破碎岩石。该液压破碎机包括壳体和蓄压机，壳体具有由分配阀控制的往复式活塞和气缸筒，在液压破碎机动作期间，蓄压机保护液压破碎机不因液体空腔和压力倾斜而损伤，并预加(pre-load)压至预负荷压力以提升液压破碎机的性能，并通过利用活塞将击打力传递至凿子，从而凿尖利用活塞的动能破碎岩石。
液压破碎机在为了破碎岩石而依靠震动长期被使用时可能发生故障，通常没有能够确定液压破碎机的使用时间的方法。
现有技术1涉及AMT用离合的液压***诊断方法及装置，其仅仅公开了比较收敛至目标驱动扭矩为止的累积时间和基准时间，从而诊断液压***是否发生故障，但未公开确定使用时间。
发明内容
本发明的目的在于，提供计算液压破碎机的实际运行时间从而能够确定运行时间的能够计算运行时间的液压破碎机。
本发明的第一实施方式提供如下的液压破碎机，该液压破碎机包括：液压破碎机本体部；传感器部，该传感器部感知在对包括岩石的破碎对象进行破碎时发生于液压破碎机本体部的震动并输出感测信号；以及控制部，该控制部接收感测信号，并计算液压破碎机本体部的震动时间从而计算运行时间。
优选地，液压破碎机本体部可以包括：气缸；活塞，该活塞容纳于气缸内部并在内部以轴方向往复运动，该活塞具有配置为使施加的压力向复归冲程方向作用的第一活塞面和配置为使施加的压力向动作冲程方向作用的第二活塞面、以及位于第一活塞面和第二活塞面之间的圆柱槽；凿子，该凿子通过活塞的往复运动向岩石施加力而进行破碎；压力导管，用于通过连接于气缸的出口而提供动作压力；减压复归导管，用于通过连接于气缸的出口而减压；控制阀，控制塞位于控制阀内部，控制阀具有用于将控制塞送至复归冲程位置的小控制塞面、以及用于将控制塞送至动作冲程位置和复归冲程位置的大控制塞面；冲程，其压力输入侧通过冲程控制压力导管连接于压力导管，该压力导管连接于液压泵，冲程的压力输出侧通过与控制阀连接的额外的导管连接于控制阀用转换导管，冲程的下侧通过液压控制阀连接于液压泵，液压控制阀由信号接收MCU控制而动作；以及弹簧，该弹簧设置于冲程阀的顶面，用于赋予根据液压变化的机械性复位功能。
优选地，传感器部还可以包括：震动传感器，用于感知液压破碎机的震动并输出感测信号；以及无线收发部，用于将感测信号以无线方式输出。
优选地，震动传感器可以包括：由金属形成的壳体；突出部，形成于壳体的上部末端；一对铁磁偏子，安装于突出部的下部，用于提供电子元件的预定动作点(OperatingPoint)；金属盖，用于盖住壳体的上部；陶瓷绝缘体，安装于金属盖的下部，用于调节磁性球体和金属盖间的磁场；金属电极，该金属电极贯通金属盖和陶瓷绝缘体并容纳于壳体中；以及磁性球体，用于通过与金属电极接触或分离而生成信号。
优选地，控制部可以包括：无线信号接收部，用于接收感测信号；计时器部，用于从无线信号接收部接收感测信号，并计算液压破碎机本体运行的运行时间；以及运算部，从计时器部接收运行时间并进行计算。
利用根据本发明的能够计算运行时间的液压破碎机，可计算液压破碎机的动作时间，从而能够保证使用时间，对于使用了比保证的使用时间短的液压破碎机，如果发生了故障可对其进行维修，从而能够为液压破碎机制造商或销售商节省不必要的故障维修费用。
附图说明
图1是示出根据本发明的能够计算运行时间的液压破碎机的结构的结构图。
图2是示出图1中示出的液压破碎机本体部的结构的结构图。
图3是示出图1中示出的传感器部的结构的结构图。
图4是示出液压破碎机停止时，在图3中示出的震动传感器部的一实施例的结构图。
图5是示出液压破碎机动作时，在图3中示出的震动传感器部的一实施例的结构图。
图6是示出图1中示出的控制部的结构的结构图。
图7是示出从图1中示出的传感器部输出的感测信号和在控制部计算的过程的时序图。
具体实施方式
对于包括针对根据本发明的能够计算运行时间的液压破碎机的上述目的的技术构成的作用效果的相关事项，参照示出的附图通过以下的详细说明可明确地理解本发明的优选实施例。
此外，在对本发明的说明中，对于相关公知技术的具体说明，在被判断为可能不必要地混淆本发明的主旨的情况下，省略了其详细说明。本说明书中第一、第二等术语是为了将一个构成要素区别于其它构成要素而使用的，上述术语并不对构成要素进行限制。
后述的针对本发明的详细说明中，将本发明可能实施的特定实施例作为例示而参照示出的附图。这些实施例用于使本领域技术人员能够充分实施本发明而详细说明。本发明的多种实施例虽然互相不同，但应理解为没有必要互相排斥。例如，这里记载的特定形状、结构以及特性可关联于本发明的一实施例，并在不脱离本发明的思想及范围的同时可以构成其它实施例。此外，应理解为，分别公开的实施例中的单个构成要素的位置或排布在不脱离本发明的思想及范围的同时可进行变更。因此，后述的详细说明不应视为限定性意义，对于本发明的范围，如果适当地说明，仅由与权利要求主张的内容均等的所有范围和附上的权利要求限定。附图中相似的附图标记指代在多个侧面的相同或相似的功能。
以下，为了使本发明所属领域中具有通常知识的人能够容易地实施，对于发明的优选实施例参照附图而进行详细说明。
图1是示出根据本发明的能够计算运行时间的液压破碎机的结构的结构图。
参照图1，液压破碎机10包括：液压破碎机本体部200；传感器部100，该传感器部100感知在对包括岩石的破碎对象进行破碎时发生于液压破碎机本体部200的震动并输出感测信号；以及控制部300，该控制部300接收感测信号，并计算液压破碎机本体部200的震动时间从而计算运行时间。
液压破碎机本体部200用于破碎岩石，其能够利用通过活塞产生的凿子的往复运动而向岩石施加冲击力而进行破碎。如果液压破碎机本体部200开始运行，由于通过活塞而产生震动，因而可将在液压破碎机本体部200产生震动的时间判断为为了使用液压破碎机本体部200破碎岩石而动作的时间。
传感器部100可感知在液压破碎部200产生的震动而生成感测信号。传感器部100附着于液压破碎机本体部200，从而能够感知在液压破碎机本体部200产生的震动。此外，传感器部100可以无线方式将感测信号发送至控制部300。传感器部100可以当在液压破碎机本体部200产生的震动为临界值以上时判断液压破碎机本体部200动作，从而输出感测信号，当在液压破碎机本体部200产生的震动下降到临界值以下时判断液压破碎机本体部200停止动作，从而不输出感测信号。
控制部300可从传感器部100接收感测信号。控制部300可接收感测信号并计算传递感测信号的时间，从而计算液压破碎机本体部200动作的时间。控制部300可从传感器部100接收以无线方式传递的感测信号。此外，控制部300可以当传递来的感测信号的大小为临界值以上时判断液压破碎机本体部200动作，当感测信号的大小为临界值以下时，在液压破碎机本体部200产生的震动下降到临界值以下时判断液压破碎机本体部200停止动作。
此外，控制部300可显示计算的液压破碎机动作的动作时间。显示的动作时间可以显示液压破碎机动作的总动作时间，还可以显示液压破碎机开始动作到动作终止为止动作的时间。此外，可以仅显示进行破碎的时间。但是所显示的时间并不限于此。此外，控制部300可以存储动作时间。
图2是示出在图1中示出的液压破碎机本体部的结构的结构图。
参考图2，液压破碎机本体部200可以具有中空的气缸201和活塞202，该活塞202容纳于气缸201内部并在内部以轴方向往复运动。活塞202具有由圆柱槽303相互分离的前方导向部204和后方导向部205。朝向圆柱槽203外侧的第一活塞面202a和第二活塞面202b分别限定前方气缸腔体部206和后方气缸腔体部207。其中第一活塞面202a的面积可以具有比第二活塞面202b的面积小的面积。此外，沿前方冲程方向的活塞202的动作如粗箭头所指示的所示。
气缸201的外部一侧安装有传感器部100，诸如凿子208的动作机构位于气缸201的外部并安装于活塞202的末端，执行正常动作时，即凿子208不穿透待破碎岩石时，活塞202置于通常的冲击位置。
活塞202的动作转换用控制装置可以包括在控制阀209内移动的控制塞209a。控制塞209a具有小控制塞面209b和大控制塞面209c，小控制塞面209b通过复位导管210因动作压力而连续地露出。动作压力由液压泵211产生。利用与复位导管210连通的压力导管212，第一活塞面202a也连续地因动作压力而露出。压力导管212的出口212a与气缸201相对地布置，以总是位于前方气缸腔体部207内。
控制塞209a的大控制塞面209c在正常动作状态下，出口213a通过圆柱槽203利用转换导管213与气缸201连接，从而连接至减压复归导管217。
控制阀209一方面利用控制导管214连接至压力导管212，另一方面通过复归导管215连接至槽罐216，出口217a通过圆柱槽203利用连接于复归导管215的减压复归导管217连接于气缸201。因此，减压复归导管217的出口217a和转换导管213的出口213a位于相互间隔比圆柱槽203的轴方向长度小的距离的位置。
此外，控制阀209通过交换压力导管218连接于后方气缸腔体206。第二活塞面202b设置为通过交换压力导管218能够因向后方气缸腔体206供给的动作压力而露出。
控制阀209可以位于两个阀位置。即，可以位于第二活塞面202b通过交换压力导管218和复归导管215而减压的复归冲程位置(右侧)和后方气缸腔体206通过压力导管212、连接于压力导管212的控制导管214及交换压力导管218而施加动作压力的动作冲程位置(左侧)。作为这些动作状态的结果，活塞202对抗施加于第一活塞面202a的复位力，从而以粗箭头的方向执行动作冲程。
一方面，根据本发明的液压破碎机10包括可以位于长冲程位置及短冲程位置的冲程阀219。
冲程阀219的动作由通过在信号接收MCU 240的控制下动作的流量控制阀220(如电动比例减压EPPR(Electric Proportional Pressure Reducing)阀、电磁阀)施加的压力而决定。
冲程阀219的压力输入侧通过冲程控制压力导管221而连接于压力导管212，冲程阀219的压力输出侧通过额外的导管222连接于用于控制阀209的转换导管213。
如图所示，当流量控制阀220在信号接收MCU 240的控制下被打开时通过液压泵211大量的流量传递至冲程阀219，从而冲程阀219使活塞202向短冲程动作，当在信号接收MCU 240的控制下的流量控制阀220关闭时，通过液压泵211传递的流量消失，从而冲程阀219使活塞202向长冲程动作。
其中，附图标记223为弹簧，弹簧223设置于冲程阀219的顶面219a从而赋予机械性复位功能。
此外，MCU 240可以是图1中的控制部300或控制部300的构成要素。
图3是示出图1中示出的传感器部的结构的结构图。
参照图3，传感器部100可以包括感知液压破碎机10的震动并输出感测信号s1的震动传感器310，以及将感测信号s1以无线方式输出的无线信号收发部320。
震动传感器310能够当感知到震动而得知产生了震动时输出感测信号s1，并且当没有产生震动时不输出感测信号s1。此外，传感器部100可以利用无线信号收发部320而以无线方式输出感测信号s1。由此，传感器部100安装于产生震动的液压破碎机本体部200，控制部300接收感测信号s1，并判断液压破碎机10的动作时间，控制部300可以位于产生震动的部分。此外，传感器部100可以以无线方式传递感测信号s1，从而具有不发生线的干扰的效果。
图4是示出液压破碎机停止时在图3中示出的震动传感器部的一实施例的结构图，图5是示出液压破碎机动作时在图3中示出的震动传感器的一实施例的结构图。
参照图4和图5，震动传感器310可以包括：由金属形成的壳体411；突出部412，形成于壳体的上部末端；一对铁磁偏子413，安装于突出部412的下部，用于提供电子元件的预定动作点(Operating Point)；金属盖414，用于盖住壳体411的上部；陶瓷绝缘体415，安装于金属盖414的下部，用于调节磁性球体417和金属盖414间的磁场；金属电极416，该金属电极416贯通金属盖414和陶瓷绝缘体415并容纳于壳体411中；以及具有磁性的磁性球体417，用于通过与金属电极416接触或分离而生成信号。
如图4所示，由此构成的震动传感器310中，在液压破碎机动作前，如图4a所示，磁性球体417依靠金属盖414和磁性球体417之间的磁场而附着于安装于金属盖414下部的陶瓷绝缘体415，当液压破碎机动作时，由于震动，依靠金属盖414和磁性球体417之间的磁场而附着于安装在金属盖414下部的陶瓷绝缘体415的磁性球体417从陶瓷绝缘体415分离而附着于容纳于壳体411中的金属电极416，从而产生信号。即，当磁性球体417与金属电极416接触时产生信号，当磁性球体417从金属电极416分离时不产生信号。因此，随着依靠凿子308的动作的震动，磁性球体417与金属电极416接触或分离，从而起到产生预定间隔的信号的开关作用，由此可测量液压破碎机10的活塞202的动作冲程的次数。
图6是示出图1中示出的控制部的结构的结构图。
参照图6，控制部300可以包括：无线信号接收部510，用于接收感测信号s1；计时器部520，用于从无线信号接收部510接收感测信号s1，并计算液压破碎机本体部200运行的运行时间；以及运算部530，从计时器部520接收运行时间并进行计算。
无线信号接收部510可以接收从传感器部100以无线方式传递的感测信号s1。此外，计时器部520检测时间，并能够获知关于在传递感测信号s1的时间点检测的时间和不传递感测信号s1的时间点的检测的时间的信息。此时，此外，运算部530利用从计时器部520传递感测信号s1的时间点和不传递感测信号s1的时间点的信息而计算液压破碎机10的运行时间。此外，控制部300还可以包括滤波部540，滤波部540可获知以无线方式传递的感测信号s1的大小，当感测信号s1的大小为预定值以下时，判断为未产生感测信号s1。此时，感测信号s1的大小可通过预定时间期间内产生感测信号s1的次数获知。即，当产生震动的次数为预定次数以上时，判断为液压破碎机10动作。
此外，控制部300还可以包括显示驱动部550，显示驱动部550连接于显示装置，从而可以显示运算部530计算的运行时间。此时，显示驱动部550可以使得区分当前运行时间和总运行时间而显示。此外，控制器300还可以包括存储器560，存储器560可存储从计时器部520传递来的运行时间，将存储的运行时间和当前从计时器部520传递来的运行时间相加可算出总运行时间。
图7是示出从图1中示出的传感器部输出的感测信号和在控制部计算的过程的时序图。
参考图7，在液压破碎机本体部200动作前，传感器部100不发生震动，因而传感器部100不输出感测信号s1。传感器部100包括图3中所示出的震动传感器310时，磁性球体417附着于陶瓷绝缘体，从而在震动传感器310可能不产生震动信号v1，与此对应地可不输出感测信号s1或输出为临界值以下(T1)。此外，当液压破碎机本体部200开始动作时，利用活塞而使得发生震动，从而传感器部100感知液压破碎机本体部200的震动。此外，当震动为临界值以上时，可以判断为液压破碎机本体部200产生了震动，并输出感测信号。当传感器部100包括如图4所示的震动传感器时，如果在液压破碎机本体部200发生震动，附着于陶瓷绝缘体415的磁性球体417从陶瓷绝缘体415分离，并附着或脱离于容纳在壳体411中的金属电极416，从而产生反复On/Off的震动信号v1。此外，与震动信号v1对应的感测信号s1可输出为临界值以上(T2)。此外，当液压破碎机本体部200移动至岩石位置而开始对岩石进行破碎时，震动会增强，当传感器部100包括如图3所示的震动传感器310时，磁性球体417附着或脱离于金属电极416的次数增加，On/Off波形的On/Off周期可能变短。由此，感测信号s1的大小可能进一步增强(T3)。此外，岩石破碎结束时，在传感器部100输出的感测信号s1的大小会降低。当传感器部100包括如图4所示的震动传感器310时，磁性球体417附着或脱离于金属电极416的次数减少，从而具有On/Off波形的震动信号v1的On/Off周期会变长。因此感测信号s1的大小会变小(T4)。此外，液压破碎机本体部200的动作停止时，变为在液压破碎机本体部200不发生震动，从而在传感器部100可能不输出感测信号s1。当传感器部100包括如图3所示的震动传感器310时，液压破碎机本体部200不发生震动，从而磁性球体417可附着于陶瓷绝缘体415，因而可能不再输出信号或输出临界值以下的信号。
此外，控制部300接收从传感器部100传递的感测信号s1，从而计算液压破碎机本体部200的动作时间。控制部300可在传递有感测信号s1时，判断为液压破碎机本体部200动作。此外，当预定时间以上未传递感测信号s1或感测信号s1为临界值以下时可判断为液压破碎机本体部200的动作停止。此外，控制部300可在判断为液压破碎机本体部200停止的时间点利用与判断为动作的时间点之间的差异而计算液压破碎机本体部200动作的时间。此外，控制部300可计算动作的时间，从而计算液压破碎机本体部200的总动作时间。此外，控制部300可以计算在动作时间中破碎岩石的时间，从而计算对岩石进行破碎的时间。此时，液压破碎机10的动作时间可将T2至T4区间相加而算出，液压破碎机破碎岩石而消耗的时间可仅利用T3而计算时间。但是，动作时间的计算并不限于此。动作时间还可以通过图4所示的计时器520而获知。
本发明附图中示出的各种要素的功能不仅可通过合适的软件和相关执行软件的硬件而提供，还可通过利用专用硬件而提供。由处理器提供时，这些功能可由单一专用处理器、单一通用处理器或部分为通用的多个单个处理器提供。
本说明书附上的权利要求中，作为用于执行特定功能的手段而呈现的要素包括执行特定功能的任意方式，这些要素可以包括执行特定功能的电路要素的组合或包括为执行用于执行特定功能的软件而结合于合适的电路的固件、微码等的任意形态的软件。
本说明书中，本发明的原理的“一实施例”等和这些表达的多种变形的指称意指与该实施例相关联且特定特征、结构、特性等包括于本发明的原理的至少一个实施例。因此，表达“在一实施例中”和通过本说明书整体而公开的任意其它变形例并不是指必须是所有相同的实施例。
本说明书中“被连接”或“连接”等和这些表达的多种变形的指称作为包括与其它构成要素直接连接或通过其它构成要素而间接连接的意思而使用的。此外本说明书中单数表达除语句中特别言及之外也包括复数型。同时，本说明书中使用的以“包括”或“包括……的”形式而言及的构成要素、步骤、动作及元件等还指包括一个以上其它构成要素、步骤、动作、元件及装置等的存在或附加的意思。
Claims (5)
1.一种液压破碎机，该液压破碎机(10)包括：
液压破碎机本体部(200)；
传感器部(100)，该传感器部(100)感知在对包括岩石的破碎对象进行破碎时发生于所述液压破碎机本体部(200)的震动并输出感测信号；以及
控制部(300)，该控制部(300)接收所述感测信号，并计算所述液压破碎机本体部(200)的震动时间从而计算运行时间。
2.根据权利要求1所述的液压破碎机，其中，所述液压破碎机本体部(200)包括：
气缸(301)；
活塞(302)，该活塞(302)容纳于所述气缸(301)内部并在内部以轴方向往复运动，该活塞(302)具有配置为使施加的压力向复归冲程方向作用的第一活塞面(302a)和配置为使施加的压力向动作冲程方向作用的第二活塞面(302b)、以及位于所述第一活塞面(302a)和所述第二活塞面(302b)之间的圆柱槽(303)；
凿子，该凿子通过所述活塞的往复运动向岩石施加力而进行破碎；
压力导管(312)，用于通过连接于所述气缸(301)的出口而提供动作压力；
减压复归导管(317)，用于通过连接于所述气缸(301)的出口而减压；
控制阀(309)，控制塞(309a)位于所述控制阀(309)内部，所述控制阀(309)具有用于将所述控制塞(309a)送至复归冲程位置的小控制塞面(309b)、以及用于将所述控制塞(309a)送至动作冲程位置和复归冲程位置的大控制塞面(309c)；
冲程(319)，所述冲程(319)的压力输入侧通过冲程控制压力导管(321)连接于压力导管(312)，该压力导管(312)连接于液压泵(311)，所述冲程(319)的压力输出侧通过与控制阀(309)连接的额外的导管(322)连接于控制阀(309)用转换导管(313)，所述冲程(319)的下侧通过液压控制阀(320)连接于液压泵，液压控制阀由信号接收MCU(240)控制而动作；以及
弹簧(323)，该弹簧(323)设置于所述冲程阀(319)的顶面(319a)，用于赋予根据液压变化的机械性复位功能。
3.根据权利要求1所述的液压破碎机，其中，所述传感器部包括：
震动传感器，用于感知所述液压破碎机的震动并输出所述感测信号；以及
无线收发部，用于将所述感测信号以无线方式输出。
4.根据权利要求3所述的液压破碎机，其中，所述震动传感器包括：
由金属形成的壳体(111)；
突出部(112)，形成于所述壳体(111)的上部末端；
一对铁磁偏子(113)，安装于所述突出部(112)的下部，用于提供电子元件的预定动作点(Operating Point)；
金属盖(114)，用于盖住所述壳体(111)的上部；
陶瓷绝缘体(115)，安装于所述金属盖(114)的下部，用于调节磁性球体(117)和所述金属盖(114)间的磁场；
金属电极(116)，该金属电极(116)贯通所述金属盖(114)和所述陶瓷绝缘体(115)并容纳于壳体中；以及
磁性球体(117)，用于通过与所述金属电极(116)接触或分离而生成信号。
5.根据权利要求1所述的液压破碎机，其中，所述控制部包括：
无线信号接收部，用于接收所述感测信号；
计时器部，用于从所述无线信号接收部接收所述感测信号，并计算所述液压破碎机本体部运行的运行时间；以及
运算部，从所述计时器部接收所述运行时间并进行计算。
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