JP3614230B2 - 移動式クラッシャ及びクラッシャの制御方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動式クラッシャ及びクラッシャの制御方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
移動式クラッシャは、例えば図9に示すように、移動可能な台車12上に、エンジンを直接的、かつ共に駆動源とするクラッシャ13、原料供給装置14及びベルトコンベア15を搭載し、原料供給装置14から供給された自然石、コンクリート塊、アスコンガラ等の原料をクラッシャ13で破砕し、破砕物をベルトコンベア15で外部に搬出するようにしてある。
【0003】
クラッシャ13は多種多様あるが、例えばインパクトクラッシャは、図10に示すように、内壁に反発板131を設けた容器132内に、外面に衝撃刃133を設けたロータ134を内蔵して構成されている。そこでロータ134を回転させることにより、原料供給装置14(即ち定量投入用フィーダ141を介してホッパ142)から供給された原料を衝撃刃133によって反発板131に衝突させて破砕する。従ってインパクトクラッシャは原料の供給量が同じであれば、クラッシャ13(詳しくはロータ134)の回転速度が速い程、破砕物の粒度分布が細かくなるという特性がある。
【0004】
上記特性を利用し、クラッシャは回転速度を一定に維持することにより所望の粒度分布の破砕物を得るようにしている。ところが原料の供給量が同じであっても、原料中に大きな塊や高硬度物が混在すると、クラッシャの回転速度Nが変動する。そこで従来技術はこの変動を、エンジン回転速度を調整することで抑制している。尚、原料中に特に大きな塊や硬いものが混在すると、クラッシャの回転速度は大幅に減少し、所定の粒度分布の破砕物が得られないばかりか、クラッシャの破損原因ともなる。そこで従来のクラッシャの中にはクラッシャの回転速度が所定値Nbまで低下すると、原料供給装置を自動停止させ、逆にクラッシャの回転速度が所定値Naまで上昇すると、原料供給装置を自動起動させるものもある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記従来技術には次のような問題がある。
(1)クラッシャの回転変動はエンジン回転速度に影響を及ぼす。このためクラッシャが回転変動すると、駆動源を同じくする原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度にも変化が現れる。また逆に原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度が負荷によって変化しても、これに起因したエンジン回転変動によってクラッシャも回転変動し、この結果、破砕効率が低下し、かつ得られた粒度分布がばらつくという問題がある。
【0006】
(2)クラッシャの回転変動に対して原料供給装置を自動起動又は自動停止させる際の設定値Na、Nbが只1組である。このため細かい粒度の破砕物を得ようとしてエンジン回転速度(即ちクラッシャの目標回転速度Nm)を高く設定すると、回転速度Nbとの差が大きくなるため(即ちクラッシャの回転変動許容範囲が広くなるため)、細かい粒度分布が得られ難くなる。逆に粗い粒度の破砕物を得ようとしてエンジン回転速度を低く設定すると、回転速度Nbとの差が小さくなるため(即ちクラッシャの回転変動許容範囲が狭くなるため)、クラッシャの回転速度が設定値Nbになり易くなる(即ち原料供給装置が停止し易くなる)。この結果、破砕効率が低下する問題がある。勿論、設定値Nb以下の目標回転速度Nmを設定できないため、当該目標回転速度Nmに相当する粒度分布の破砕物を得ることもできないという問題もある。
【0007】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、所望の粒度分布の破砕物を幅広く得られ、また破砕量を常時最適確保できる移動式クラッシャ及びクラッシャの制御方法を提供することを目的としている。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係わる移動式クラッシャは、例えば図1を参照して説明すれば、原料供給装置とインパクトクラッシャとを移動台車上に搭載し、原料供給装置から供給された原料を前記インパクトクラッシャで破砕することを達成してなる移動式クラッシャにおいて、(a) 前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを可変とする実際回転速度可変手段(1,2,3,6)、(b) 前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを検出する実際回転速度検出手段(4,6) 、(c) 多段階設定可能な前記インパクトクラッシャの目標回転速度Nmと、目標回転速度Nmに対応して設定される原料の供給開始を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Na及び原料の供給停止を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Nbとを設定する回転速度設定手段(6,7) 、(d) 回転速度設定手段(6,7) で設定した目標回転速度Nmでの前記インパクトクラッシャ回転時、実際回転速度検出手段(1,2,3,6) から得た実際回転速度Nが目標回転速度Nmと一致するように実際回転速度可変手段(1,2,3,6)を制御すると共に、実際回転速度Nが上昇して回転速度Naになったとき、原料供給装置からの原料の供給を開始させ、他方、実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を停止させる制御手段(6)を備えたことを特徴としている。
【0009】
また、本発明に係わるクラッシャの制御方法は、例えば図7を参照して説明すれば、原料供給装置から供給された原料をインパクトクラッシャで破砕することを達成してなるクラッシャの制御方法において、(1) 多段階設定可能な目標回転速度Nmに対応して設定される原料の供給開始を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Naと、原料の供給停止を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Nbとを設定し、(2) 設定した目標回転速度Nmでの前記インパクトクラッシャ回転時、前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nが目標回転速度Nmと一致するように前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを制御すると共に、(21)実際回転速度Nが上昇して回転速度Naになったとき、原料供給装置からの原料の供給を開始させ、他方、(22)実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を停止させ、以上により、所望の粒度分布の破砕物を得たことを特徴としている。
【0010】
上記構成によれば、クラッシャはインパクトクラッシャであって、先ず破砕物についての要求粒度分布を決定する。次いでこの粒度分布を生成できるクラッシャの目標回転速度Nmを決定する。次いでこの目標回転速度Nmを回転速度設定手段(6,7) によって制御手段(6) に設定する。またこの設定と同時にこの目標回転速度Nmに対応する原料の供給開始を示すクラッシャの回転速度Naと、原料の供給停止を示すクラッシャの回転速度Nbとを制御手段(6) に設定する。そこで制御手段(6)は、クラッシャの回転時、実際回転速度検出手段(4,6)から受けた実際回転速度Nが目標回転速度Nmと一致するように実際回転速度可変手段(1,2,3,6) を制御すると共に、実際回転速度Nが上昇して回転速度Naとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を開始させる。これにより破砕を行う。原料中に特に大きな塊や特に硬いものがあり、クラッシャの実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなると、原料供給装置からの原料の供給を停止させる。これによりクラッシャの負荷は軽減し、実際回転速度Nが再び上昇する。そして実際回転速度Nが回転速度Naとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を再開させ、破砕を再開させる。以上の繰り返すにより所望の粒度分布の破砕物を定常的に生産できる。
【0012】
【発明の実施の形態及び実施例】
形態例を図1〜図8を参照して説明する。先ず要部構成を図1を参照して説明する。クラッシャは例えばインパクトクラッシャであり、ロータを回転させるための油圧モータ1、流量制御弁2及び油圧源3を備えている。流量制御弁2は油圧源3から油圧モータ1への油圧回路中に設けてあり、マイコン等でなる制御器6からの指令値ic を受けて油圧モータ1への流量を遮断するほか、指令値ic の大きさに比例した流量を油圧モータ1へ流し、これを自在速度で回転させる。即ち前記請求の範囲記載の実際回転速度可変手段は、本形態例では油圧モータ1、流量制御弁2、油圧源3及び制御器6で構成される。
【0013】
油圧モータ1の回転軸の近傍には回転検出器4が設けられており、この回転検出器4で検出した油圧モータ1の回転状況(即ちクラッシャの回転状況)は制御器6に入力される。制御器6はこれを回転速度Nに変換する。即ち前記請求の範囲記載の実際回転速度検出手段は本形態例では回転検出器4と制御器6とから構成される。
【0014】
原料供給装置は、ホッパ下部開口用の油圧モータ8、流量制御弁10及び油圧源9(これは前記油圧源3でもよい)を備えている。流量制御弁10は油圧源9から油圧モータ8への油圧回路中に設けてあり、制御器6からの指令値id1を受けて油圧モータ8への流量を遮断できるほか、指令値id1の大きさに比例した流量を油圧モータ8へ流し、これを自在速度で回転させる。また本形態例の流量制御弁10は制御器6から指令値id2を受けることにより油圧モータ8を自在速度で逆回転可能とされている。
【0015】
制御器6は、回転速度設定器7を備えている。回転速度設定器7はオペレータが必要とする破砕物の粒度分布に対応するクラッシャの目標回転速度Nmを制御器6に入力するものである。本形態例の回転速度設定器7はクラッシャの目標回転速度Nmを低速、中速、高速の3段階で設定可能としてある。勿論、多段階や無断階としてもよい。
【0016】
ところで前記請求の範囲記載の回転速度設定手段は、クラッシャの目標回転速度Nmと、目標回転速度Nmごとに原料の供給開始の指標となる(即ち油圧モータ8の回転開始を示す)クラッシャの回転速度Na及び原料の供給停止の指標となる(即ち油圧モータ8の回転停止を示す)クラッシャの回転速度Nbとを設定するものである。仮にオペレータが所定の目標回転速度Nmを回転速度設定器7を介して制御器6に入力すると同時に、この目標回転速度Nmに対応する回転速度Na、Nbもこの回転速度設定器7から設定する場合、前記特許請求の範囲の回転速度設定手段は、この回転速度設定器7自体で構成される。他方、制御器6に予め目標回転速度Nmごとに回転速度Na、Nbを導き出すためのマトリクスや演算式などを記憶させてあるときは、オペレータは目標回転速度Nmを回転速度設定器7へ設定するだけでよい。この場合、制御器6はこの目標回転速度Nmを参照してこれに対応する回転速度Na、Nbを記憶から抽出又は算出する。従ってこの場合の前記特許請求の範囲の回転速度設定手段は、回転速度設定器7と制御器6とで構成される。尚、本形態例では、後者の内、算出する構成としてある。
【0017】
次に、制御器6による第1制御例(第1実施例)を図2のブロック図と、図3〜図5のクラッシャの実際回転速度Nと原料供給装置の起動・停止とのタイミングチャートとを参照して詳細に説明する。
【0018】
即ち細かい粒度分布の破砕物を得たいときは、図3に示すように、オペレータは回転速度設定器7を高速位置にする。制御器6はこの目標回転速度Nm(=650 rpm)を入力して、これに対応した回転速度Na(=550 rpm)と、Nb(=500 rpm)とを算出する。又は、普通の粒度分布の破砕物を得たいときは、図4に示すように、回転速度設定器7を中速位置にする。制御器6はこの目標回転速度Nm(=600 rpm)を入力して、これに対応した回転速度Na(=500 rpm)と、回転速度Nb(=450 rpm)とを算出する。さらに又は、粗い粒度分布の破砕物を得たいときは、図5に示すように、回転速度設定器7を低速位置にする。制御器6は目標回転速度Nm(=550 rpm)を入力して、これに対応した回転速度Na(=450 rpm)と、回転速度Nb(=400 rpm)とを算出する。
【0019】
そこでオペレータがクラッシャ始動操作(図示せず)を行うと、この始動信号を受けた制御器6は、目標回転速度Nmに相当する指令値ic を流量制御弁2に入力してクラッシャを回転させる。制御器6はクラッシャの実際回転状況を回転検出器4によって常時入力しており、クラッシャの実際回転速度Nが回転速度Naまで高まったと判定すると、流量制御弁10に所定の指令値id1を入力して油圧モータ8を回転させる。即ちクラッシャ内に原料が供給されて破砕が開始される。その後はクラッシャの実際回転速度Nと目標回転速度Nmとの偏差が零とするような指令値ic を算出し、これを流量制御弁2に入力する。これによりクラッシャの実際回転速度Nの変動を抑制する。
【0020】
この破砕中に原料中に極めて大きな塊や特に硬いものが混在すると、上記制御中でもクラッシャの回転速度は低下する。クラッシャの実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなると、制御器6は流量制御弁10への指令値id1により流量制御弁10を中立位置とし、油圧モータ8への回路を遮断してこれを自動停止させる。即ち原料の供給を停止させる。その後、クラッシャの実際回転速度Nが回復し(即ち上昇し) 回転速度Naとなれば、制御器6は流量制御弁10への指令値id1により流量制御弁10を開位置とし、油圧モータ8への回路を開口しこれを自動起動させて破砕を再開させる。
【0021】
尚、上記第1制御例でのクラッシャの目標回転速度Nmは所定値(650 rpm、600 rpm、550 rpm)としたが、これを所定幅(例えば、650±15 rpm、600±15 rpm、550±15 rpm)としてもよいことは言うまでもない。また油圧モータ8は原料供給装置を駆動させるものであるならば、どのようなアクチュエータでもよい。
【0022】
上記第1制御例の効果を述べる。第1制御例によれば、クラッシャの目標回転速度Nmの維持制御を、油圧モータ8やベルトコンベアの回転制御と無関係に行えるため、クラッシャが回転変動しても、原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度にも変化を与えず、また逆に原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度が変動しても、クラッシャに回転変動が生じないため、破砕効率が低下しない。
【0023】
しかもクラッシャの目標回転速度Nmを変更しても、それぞれの目標回転速度Nmに対応した原料供給装置の最適起動時期・停止時期を自在に設定できるので、所望の粒度分布の破砕物を自在に得ることができる。引いてはクラッシャの損傷も無くすことができる。
【0024】
次に第2制御例(第2実施例)を前記図2と、図6のクラッシャの実際回転速度Nと原料供給装置の起動・停止とのタイミングチャートとを参照して詳細に説明する。
【0025】
流量制御弁10は前述した通り、指令値id1、id2に対する比例制御弁であるが、上記第1制御例(第1実施例)は、原料供給装置が原料を一定量だけ供給することを前提としており、流量制御弁10を単に開閉弁(ON・OFF弁)するだけの制御例である。これに対し第2制御例は、比例制御弁なる流量制御弁10も併せて制御することによってより高効率の破砕を行う制御例である。
【0026】
図6に示すように、制御器6は、クラッシャの目標回転速度Nmごとに、油圧モータ8を所定の回転速度で回転させる設定値Na1と、油圧モータ8を所定の回転速度よりも遅く回転させる設定値Nb1とを設定自在としてある。このようにすると、同図6に示すように、回転速度Naから回転速度Na1までの期間t1と、回転速度Nb1から回転速度Nbまでの期間t2とにおける原料の供給量は少なくなる。この結果、期間t1では、クラッシャの実際回転速度Nは早期に目標回転速度Nmとなる。また期間t2では、クラッシャの実際回転速度Nは回転速度Nbになり難くなる(即ち目標回転速度Nmを維持し易くなる)。これらの期間t1、t2における油圧モータ8の上記回転速度の低速制御は、制御器6が流量制御弁10に入力する指令値id1の値を変更することにより達成できることは言うまでもない。
【0027】
上記第2制御例の効果を述べる。第2制御例によれば、上記第1制御例の効果に対し、目標回転速度Nmを維持し易くなり、原料の自動停止の機会を少なくできるという相乗効果が生ずる。従ってより最適粒度分布の破砕物を得ることができるようになる。またクラッシャの破損するような機会もより少なくなる。
【0028】
上記第1制御例及び第2制御例に係わるフローチャートを参考として図7に示す。
【0029】
次に第3制御例(第3実施例)を述べる。尚、第3制御例はクラッシャがジョークラッシャである例機に好適である。
【0030】
ジョークラッシャは、図8に示すように、固定ジョー135と、スイングジョー(顎)136とを下端を狭く、かつ上端を広く離間させて対面させたものである。スイングジョー136の下端は固定ジョー135に対し調整手段137によって遠近自在に調整可能とされ、一方上端は油圧モータ8で回転された偏心軸138に連結されて固定ジョー135に対し遠近駆動Aする。
【0031】
従って原料供給装置14(即ち定量投入用フィーダ141を介してホッパ142)から供給された原料をジョークラッシャの上部開口(即ち固定ジョー135とスイングジョー136との上端隙間)から投入すると、原料はスイングジョー136の遠近駆動Aによって破砕され、下方へ落ちる程に粒径が小さくなり、下部開口(即ち固定ジョー135とスイングジョー136との下端隙間δ)からベルトコンベア上に落下するようになる。破砕物の粒度は隙間δに依存しており、調整手段137で外部から調整される。尚、前記請求の範囲ではスイングジョー136の「遠近駆動A」も「回転」に含めているので、以下「遠近駆動A」を「回転」とする。
【0032】
このためジョークラッシャは、原料がコンクリート等のように破砕し易いものであるときに回転速度を速くすると、破砕量が増大する特性がある。一方、原料が原石等のように硬いものであるときに回転速度を速くすると、ジョークラッシャはそもそも原石通過隙間が上方で広くなる楔状であるために原石を破砕するときに原石を上方へ移動させる力が原石とクラッシャとに作用するため原石によるクラッシャの滑り磨耗を起こすものであるため、ジョークラッシャの滑り磨耗量が増大して破砕量が低下する特性がある。また原料がアスファルト等のように熱によって粘性を有するようになるものであるときに回転速度を速くすると、ジョークラッシャは破砕時の摩擦熱によって発熱するために原料が粘性を持つようになり、以て破砕量が低下する特性がある。
【0033】
従ってクラッシャがジョークラッシャであるときは、先ず原料に応じてクラッシャの目標回転速度Nmを決定することになる。例えば原料がコンクリート等の破砕し易いものであるときは、回転速度設定器7を高速位置に(又は高速側に)することにより破砕量を増大できる。一方、原料が原石等の硬いものやアスファルト等であるときは、回転速度設定器7を低速位置に(又は低速側に)することにより磨耗や発熱を抑制しつつ破砕量を増大できる。
【0034】
尚、図1に示すように、制御器6にはクラッシャの回転速度表示装置11を備えるのが望ましい。このようにすると、オペレータは回転速度表示装置11によってクラッシャの実際回転速度Nを常時把握でき、また破砕物の粒度分布を目視することによって、より最適な目標回転速度Nmやその回転速度Na、Nb、Na1、Nb1を再設定でき、さらに最適な粒度分布の破砕物を得易くなる。
【0035】
【発明の効果】
上記実施例の説明から分かるように、本発明は要すれば、前記請求の範囲記載の通り構成したものであり、上記説明から明らかなように、所望の粒度分布の破砕物を幅広く得られ、また破砕量を常時最適確保できる。詳しくは次の通りである。
【0036】
(1)クラッシャの目標回転速度Nmの維持制御を、油圧モータ8やベルトコンベアの回転制御と無関係に行えるため、クラッシャが回転変動しても、原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度にも変化を与えず、また逆に原料供給装置やベルトコンベアの駆動速度が変動しても、クラッシャに回転変動が生じないため、破砕効率が低下しない。
【0037】
(2)クラッシャの目標回転速度Nmを変更しても、それぞれの目標回転速度Nmに対応した原料供給装置の最適起動時期・停止時期を自在に設定できるので、所望の粒度分布の破砕物を自在に得ることができる。引いては、クラッシャの損傷も無くすことができる。
【0038】
(3)クラッシャの目標回転速度Nmごとに、油圧モータ8を所定の回転速度で回転させる設定値Na1と、油圧モータ8を所定の回転速度よりも遅く回転させる設定値Nb1とを設定自在と、目標回転速度Nmを維持し易くなり、原料の自動停止の機会を少なくすることもできる。従ってより最適粒度分布の破砕物を得ることができるようになる。勿論、クラッシャが破損する機会も少なくなる。
【0039】
(4)制御器6にクラッシャの回転速度表示装置11を備えることもでき、このようにすると、オペレータは、この回転速度表示装置11によってクラッシャの実際回転速度Nを常時把握でき、また破砕物の粒度分布を目視することによって、より最適な目標回転速度Nmやその回転速度Na、Nb、Na1、Nb1を再設定でき、より最適な粒度分布の破砕物を得易くなる。
【0040】
(5)尚、クラッシャが例えばジョークラッシャであるときは、先ず原料に応じてクラッシャの目標回転速度Nmを決定することになる。例えば、原料がコンクリート等の破砕し易いものであるときは、回転速度設定器7を高速位置に(又は高速側に)、一方、原料が原石等の硬いものやアスファルト等であるときは、回転速度設定器7を低速位置に(又は低速側に)することにより滑り磨耗や発熱を抑制しつつ破砕量を増大できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】形態例の要部構成図である。
【図2】形態例の制御ブロック図である。
【図3】第1制御例の目標回転速度が高速時のタイミングチャートである。
【図4】第1制御例の目標回転速度が中速時のタイミングチャートである。
【図5】第1制御例の目標回転速度が低速時のタイミングチャートである。
【図6】第2制御例のタイミングチャートである。
【図7】第1制御例及び第2制御例のフローチャートである。
【図8】ジョークラッシャの側面図である。
【図9】移動式クラッシャの斜視図である。
【図10】インパクトクラッシャの側面図である。
【符号の説明】
1…油圧モータ、2…流量制御弁、4…回転検出器、6…制御器、7…回転速度設定器、8…油圧モータ、10…流量制御弁、13…クラッシャ、14…原料供給装置、N…実際回転速度、Nm…目標回転速度、Na…回転速度(原料供給開始)、Nb…回転速度(原料供給停止)。
Claims (2)
- 原料供給装置とインパクトクラッシャとを移動台車上に搭載し、原料供給装置から供給された原料を前記インパクトクラッシャで破砕することを達成してなる移動式クラッシャにおいて、
(a) 前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを可変とする実際回転速度可変手段、
(b) 前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを検出する実際回転速度検出手段、
(c) 多段階設定可能な前記インパクトクラッシャの目標回転速度Nmと、前記目標回転速度Nmに対応して設定される原料の供給開始を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Na及び原料の供給停止を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Nbとを設定する回転速度設定手段、
(d) 回転速度設定手段で設定した目標回転速度Nmでの前記インパクトクラッシャ回転時、実際回転速度検出手段から得た実際回転速度Nが目標回転速度Nmと一致するように実際回転速度可変手段を制御すると共に、実際回転速度Nが上昇して回転速度Naになったとき、原料供給装置からの原料の供給を開始させ、他方、実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を停止させる制御手段
を備えたことを特徴とする移動式クラッシャ。 - 原料供給装置から供給された原料をインパクトクラッシャで破砕するクラッシャの制御方法において、
(1) 多段階設定可能な目標回転速度Nmに対応して設定される原料の供給開始を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Naと、原料の供給停止を示す前記インパクトクラッシャの回転速度Nbとを設定し、
(2) 設定した目標回転速度Nmでの前記インパクトクラッシャ回転時、前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nが目標回転速度Nmと一致するように前記インパクトクラッシャの実際回転速度Nを制御すると共に、
(21)実際回転速度Nが上昇して回転速度Naになったとき、原料供給装置からの原料の供給を開始させ、他方、
(22)実際回転速度Nが低下して回転速度Nbとなったとき、原料供給装置からの原料の供給を停止させ、
以上により、所望の粒度分布の破砕物を得たことを特徴とするクラッシャの制御方法。
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