JP4775690B2 - 選別機械を制御するための方法及びその選別装置 - Google Patents

Description

本発明は、選別装置に関し、さらに正確には、供給選別装置のために用いられる装置及びこの装置の制御システムに関する。

これまで、選別によって原料を異なるサイズの小片を分離することが知られている。この目的のために、多数の異なる種類のスクリーンが開発され、振動スクリーン、及び回転ふるいを、一例として挙げることができる。スクリーンへの供給及び選別された材料の排出を容易にするために、これらのスクリーンは、ほとんどスクリーン自体に動力伝達装置及び制御装置を備えたものはなく、スクリーン、動力伝達装置、及び制御装置の各々を備えて、選別装置を構成し、一般的に、種々の供給装置及び排出装置が、選別機に連結されている。このような装置の例としては、例えば、振動式フィーダ、コンベヤ、振子式フィーダ等がある。

実際に、選別装置は、少なくとも動力伝達装置、制御装置、スクリーン、供給コンベア、及び排出コンベアで構成される。このような単純な機械は、簡単な選別を実行し、スクリーンに材料を供給することから始まり、そして、スクリーンから選別された材料片を放出して終わる。

一般的な供給材料は、地球上の種々の材料を含み、例えば、砂利、切り出された岩、表土プロウ（腐植土）及びピート、さらには種々の製品、副産物、及び産業処理上の老廃物を含んでいる。

上記種類の選別装置には、選別を容易にするために、種々の補助装置が設けられることが知られている。このような１つの装置は、供給材料を小片に粉砕するシュレッダーであり、この小片は、十分な大きさでスクリーンに到達した場合には、網目の孔を塞ぐことになる。このような小片は、例えば、根の塊、スティック、小枝または木材を含む。

選別装置は、２つの異なる排出コンベアを含み、ここに、スクリーンを通過したもの及び排除されたものが、互いに、選別された後、混合することなく離れて排出される。スクリーンがいくつかのスクリーン板を備える場合、このスクリーンは、多数のコンベアを備えており、最上段のスクリーン板で排除され、そして他の各スクリーン板を通過したものが選別機械から分離して移送することができる。好ましくは、排出コンベアは、長くなっており、できるだけ選別機械から離れて運ばれる製品の積層を可能にする。同時に、排出端は、高いレベル位置に配置され、大量の生産物の山を達成することができる。

さらに、選別機械の移動を容易にするために、車輪又は軌道を有する選別機械を設けることが知られている。

選別機械の動力伝達は、一般的に電動伝達装置、または油圧伝達装置が用いられる。この動力源は、一般的にディーゼルエンジン、個別の発電機、又は公共の電力供給システムである。

選別機械の最も簡単な制御形式は、油圧回路のバルブ又は電気駆動部のスイッチを個別に作動させて、選別機械の各処理ユニットを使用者が開始及び停止させる方法を含んでいる。一般に、選別機械は、また作動機械を緊急で停止させる装置を１つ以上備えている。

さらに、高度な装置では、異なるマイクロプロセッサ仕様の制御装置を用いて、選別機械の使用を容易することを可能にする。例えば、選別機械にＰＬＣ制御装置（プログラマブル ロジック コントローラ）を有することが知られている。この装置では、選別機械の全体の処理が、１つのボタンを押すことで、プログラムされた開始および停止の手順に従って、選別機械を開始または停止することができる。

選別機械の処理ユニットに種々の異なるセンサを備えて、使用者に選別機械の作動状態を示すことが知られている。例えば、スクリーン自体の作動速度またはスクリーンの入力源を監視することによって、スクリーンへの負荷がその能力との関係で適切であるかどうかを決定することが可能である。

同様に、使用者に機械の異なる欠陥を知らせるためのセンサシステムを用いることが知られている。このような状態を監視するセンサをマイクロプロセッサ仕様の制御装置に包含させることによって、プログラムされた停止手順に従う制御方法において選別処理を停止させる選別装置もたらすことが可能である。これにより、例えば、機械が停止する前に選別されるべき材料がなくなって機械に損傷を与える危険性をなくす。

選別能力に影響を与える他の要因として、供給材料、スクリーン角度、スクリーンの面積、及びメッシュの大きさ等を含んでいる。これらの与えられた要因において、選別能力に影響を与える主たるものは、供給能力である。

しかし、全ての公知の選別解決法において、同一の問題があり、それは、処理の供給速度を最適にすることが難しい。最大選別能力が選別機械によって得られるような方法で供給材料を変化させる場合、選別機械の供給速度を調整できるようにするため、選別機械の使用者に多くの技能を要求する。また、一方、選別によって生産された製品は、できるだけクリーンでなければならない。これら両方の目的は、非常に小さな供給能力で、少ない生産能力ではあるが、良い品質の生産でクリーンな選別を生じさせる場合に、スクリーンの供給能力によってかなり影響を受ける。また、供給能力があまりに大きいと、今度は、良好な生産能力をもたらすが、選別の純度に対するコストがかかる。

選別機械の供給能力を選択するために、スクリーンの最上板に供給される供給材料の層が十分に厚くなるようにして、スクリーンが選別された最終製品の最大量を生じさせるように最適化する作業がある。一方で、ユーザーは、スクリーンが過負荷とならないように、かつスクリーンの純度を維持するように、スクリーン上の材料を十分薄い層にするように調整しなければならない。

スクリーンの純度を保つことは、異なる小片を互いにいかに良く分離できるかに関わる。当業者であれば、スクリーン手段の最上面の材料層をあまりに厚くすると、最上段のスクリーンのメッシュサイズよりも小さい小片が、全体のメッシュを通過させなくしてしまうことが明らかである。

それゆえ、あまりに厚い材料層は、スクリーンを過負荷にさせることになる。これは、スクリーンのランニング速度を低下させることになり、また、スクリーンを振動させる形式の場合には、振動の動きを少なくし、そして、選別能力を低下させることになる。これは、また、種々の損傷を引き起こし、例えば、動力伝達装置、軸受、または駆動軸におけるダメージ、またはフレーム構造における疲労によるダメージを発生させる。振動スクリーンにおける一般的な損傷は、例えば、ばねの損傷または振動機の損傷が挙げられる。

実際に、スクリーンの過負荷は、油圧装置において油圧の上昇を引き起こし、電気装置において駆動モータに使われる電流が増加することになる。動力方法にかかわらず、最悪な場合、過負荷は、スクリーンのランニング速度を低下させることが明らかである。

公知の方法における問題点を解決するために、本発明は、少なくとも１つのスクリーン表面と、このスクリーン表面に向けてかつ前記スクリーン表面上に選別されるべき材料を供給するコンベヤとを含み、前記材料が前記スクリーン表面に沿って移動しながら、前記材料が、前記スクリーン表面の上に留まる第１小片と、前記スクリーン表面を通過する第２小片とに分離される、選別機械を制御する方法であって、
前記スクリーン表面(6a)上の材料の供給量が、自動測定により決定され、前記スクリーン上の材料によって生じた負荷は、前記スクリーン表面上の材料を輸送または処理するスクリーン駆動装置の変数を測定することによって測定され、前記変数は、駆動圧力、駆動電流、または駆動ランニング速度であり、前記コンベヤ（5）の供給速度が、以下の方法で、即ち、−前記スクリーン表面上の材料の供給量による変数の測定値(Valm)に対する上限プリセット値及び下限プリセット値(Valmax,Valmin)が用いられ、かつ前記測定値(Valm)が一方の前記プリセット値を越えるとき、前記コンベヤの供給速度が低下し、前記測定値(Valm)が他方の前記プリセット値を越えるとき、前記コンベヤの供給速度が増加し、
かつ、−前記変数の前記測定値(Valm)の変化速度がプリセット値(Valm/Δt）maxを越えるとき、前記測定値(Valm)が、前記上限プリセット値(Valmax)と前記下限プリセット値(Valmin)の間にある間、前記コンベヤの供給速度を変化させる、上記２つの方法を用いて、前記供給速度が異なる供給速度に変えられるように、自動制御装置(C)による測定に基づいて制御されることを特徴としている。
また、本方法の好ましい実施形態は、請求項２〜４に記載されている。
さらに、本発明に従う選別機械は、少なくとも１つのスクリーン表面(6a)と、このスクリーン表面に向けてかつ前記スクリーン表面上に選別されるべき材料を供給するように配置されたコンベヤ（5）とを含み、前記材料が前記スクリーン表面に沿って移動しながら、前記スクリーン表面が、前記スクリーン表面(6a)上に留まる第１小片(F1)と、前記スクリーン表面(6a)を通過する第２小片とに材料を分離でき、さらに、選別処理の状態を測定するセンサを含んでいる選別機械であって、
センサ(S)と、コントローラ(C)と、アクチュエータ(A)とを備え、前記センサ(S)は、前記スクリーン表面上の材料の供給量に依存する変数を測定するために配置され、この目的のために、前記センサは、前記スクリーン表面上の材料を輸送または処理するスクリーン駆動装置の変数を測定することによって、前記スクリーン上の材料によって生じた負荷を測定するように配置され、かつ前記変数が、駆動圧力、駆動電流、または駆動ランニング速度であり、前記コントローラは、前記センサからの前記変数に関係した測定値を受け入れるために、前記センサ(S)にデータ伝送ラインを介して接続され、前記アクチュエータ(A)は、前記コンベヤに連結されて作動し、かつ前記コンベヤの供給速度を変えるために配置されており、前記コントローラ(C)は、データ伝送ラインを介して前記アクチュエータ(A)に接続され、前記センサ(S)から受け入れた測定値(Valm)に応じて前記アクチュエータに制御命令を与えるように配置されており、次の方法において、即ち、前記測定値に対する上限プリセット値(Valmax)と下限プリセット値(Valmin)が、前記コントローラ(C)においてプログラム可能でかつ変更可能であり、さらに、前記測定値(Valm)が一方の前記プリセット値(Valmax,Valmin)を越えるとき、前記コンベヤに供給速度を減少させる制御命令を与え、また、前記測定値が他方のプリセット値を越えるとき、速度を増加させる制御命令を与え、かつ、前記測定値(Valm)の変化速度に対するプリセット値((Valm/Δt）max)が、前記コントローラ(C)においてプログラム可能でかつ変更可能であり、さらに、前記変化速度が前記プリセット値((Valm/Δt）max)を越えるとき、前記測定値(Valm)が、前記上限プリセット値(Valmax)と前記下限プリセット値(Valmin)の間にある間、前記コンベヤの供給速度を変化させる、上記２つの動作を前記コントローラが含んでおり、前記コンベヤに供給速度を変化させる制御命令を与えるように前記コントローラが配置されていることを特徴としている。

選別機械は、スクリーンにより選別される材料の供給を調整できることが本発明の利点であり、その選別プロセスは、選別機械自体への損傷なしにまたは選別の純度を悪化させることなく、最大の結果を生じさせることである。本発明は、適当な変数を自動的に測定することにより間接的に実行できる、スクリーン上への材料の供給量の決定に基づいている。振動スクリーンは、機能するための入力パワーが必要であり、これを利用する。

本発明は、添付の図面を参照して、好ましい実施形態によって以下で詳細に説明される。

図１は、本発明の実施形態における各構成要素を示し、これらは、フレーム１、トラック（軌道）２、支持脚３、供給ホッパー４、リフトコンベヤ５、スクリーン６、メイン排出コンベヤ７、ウイング排出コンベヤ８,９、及び振動機１０からなる。

図１は、自己推進型のトラック搭載式選別機械を示し、この選別機械は、その作動位置に設けられ、従来技術でよく知られた機能要素を有している。この機械の主構成部品は、選別処理の処理ユニットに互いに連結されるフレーム１である。選別機械は、例えば、ディーゼルエンジン(図示略)によって駆動される油圧ポンプ(図示略)により、生じた油圧によって、フレームの下側部分に連結されたトラック２の支持体上で移動することができる。

一般的に、選別機械は、この機会の処理ユニットの全てを駆動する共通の油圧システムを含むが、別の油圧システムを用いることもできる。完全に電気伝動装置を用いることもまた知られている。

作動位置では、選別機械は、地面上にあるが、トラックの支持体上、また支持脚部３上にも位置している。実際の選別処理に加わる処理ユニットは、供給ホッパー４、グリズリモジュール(grizzly module)(図示略)、供給ホッパーコンベヤ(図示略)、リフトコンベヤ５、スクリーン６、主排出コンベヤ７、及びウイング排出コンベヤ８,９である。この場合、スクリーンは、２枚板の振動スクリーンであり、スクリーンの振動動作は、振動機１０によって生じる。

選別機械の材料供給は、例えば、ショベルローダーを用いて行われ、これにより供給材料が供給ホッパーに輸送される。供給ホッパーの上側部分には、一般的にグリズリモジュール(図示略)があり、このモジュールは、供給材料から大きなサイズの粒子を取り除くことである。グリズリモジュールを通過した供給材料は、供給ホッパー４に入り、この供給ホッパーは、供給ホッパーの底部に位置する供給ホッパーコンベヤに供給材料を導く。供給ホッパーコンベヤは、さらに上部スクリーンのスクリーン板の頂部に供給材料を搬入するリフトコンベヤ５に供給材料を移動する。こうして、図１に従う選別機械の供給設備は、供給ホッパーコンベヤとリフトコンベヤの組み合わせで構成される。これら２つのコンベヤは、同一の油圧駆動回路で駆動することができ、それゆえ、これらの２つの速度は同期化される。

この場合、リフトコンベヤ５がスクリーンの上方端に材料を運び、そこから供給材料を、重力およびスクリーンコンベヤの振動によりスクリーンの下方端に移動させるように、スクリーン６は傾斜している。作動位置において、リフトコンベヤ５の速度は、スクリーンの上方端において供給材料が最上段のスクリーン板の表面に広がるようになっており、そして、スクリーンの下方端に向けて薄くなった層を形成し、スクリーン板上の複数の孔よりも大きい粒子のみが、スクリーンの端部に位置する頂部板上に、この供給材料が残される。

供給材料の層の部分は、ウイング排出コンベヤ８上の上部スクリーン板を通過しない。この供給材料の層の部分は、上部スクリーン板を通過するが、第２ウイング排出コンベヤ９上の下部スクリーン板を通過しない。下部スクリーン板を通過した供給材料の部分は、主排出コンベヤ７上の端部に至る。

スクリーン板は、供給材料及びその製品によって異なる形式のスクリーン板に交換することができる。そして、異なる寸法でその形状を異にするスクリーン孔を用いることが可能である。例えば、ゴム製メッシュや、スチールワイヤーで織られたスクリーン板を用いて、円形、細長い、または矩形状の孔を備えることが可能である。

ある応用では、シュレッダー(図示略)が、供給ホッパー(図示略)及びリフトコンベヤ５の間に配置される。この目的は、スクリーン板に容易にもつれて、孔の障害となる大きな根の塊または他の対応する粒子を細かく切ることである。このシュレッダは、例えば、回転刃の動きによって行うことができる。

本発明の実施形態の構成要素が図２に示されており、この構成要素は、フレーム２１、トラック２２、支持脚２３、供給ホッパー２４、リフトコンベヤ２５、スクリーン２６、主排出コンベヤ２７、ウイング排出コンベヤ２８、振動機３０、クラッシャー３１、ディーゼルエンジン３２、リフトコンベヤシュート３３、分配シュート３４、戻りコンベヤ３５、戻りコンベヤシュート３６、供給機械コンベヤ３８、及び供給材料３９からなる。

図２は、作動位置にある、自己推進型のトラック搭載式のスクリーン機械を示している。この機械の主部品は、選別プロセスの処理ユニットを互いに接続するフレーム２１を含む。この選別機械は、フレームの下側部分に連結されるトラックの支持体上で、例えば、ディーゼルエンジン３２によって駆動される油圧ポンプ(図示略)により生じる油圧によって、移動することができる。

作動位置において、選別機械は、地面上にあり、また、トラックの支持体上および支持脚２３の支持体上にも位置する。

実際の選別プロセスを行う処理ユニットは、供給ホッパー２４、リフトコンベヤ２５、リフトコンベヤシュート３３、スクリーン２６、分配シュート３４、戻りコンベヤ３５、戻りコンベヤシュート３６、主排出コンベヤ２７、及びウイング排出コンベヤ２８からなる。この場合、スクリーンは、３枚構成の振動スクリーンであり、スクリーンの振動動作は、振動機３０によって発生する。

選別機械への供給は、例えば、クラッシュ機械によって引き起こされ、この機械の排出コンベヤ３８上で供給材料３９が供給ホッパー２４に運ばれる。この供給ホッパーは、リフトコンベヤ２５に供給材料を導き、次に、供給材料をスクリーン２６の最上段のスクリーン板上のリフトコンベヤシュート３３の案内により供給材料を持ち上げる。こうして、図２に従う選別機械の供給設備は、主として、リフトコンベヤで構成されているが、全てのデバイスに連結されて選別機械を制御する供給設備として考えることが可能である。また、処理において、選別機械に先行する、例えば、クラッシュ機械及びこのクラッシュ機械に供給する装置として考えることが可能である。

この場合、スクリーン２６は、指向性を有する振動であり、即ち、選別機械において、ほぼ水平位置に配置することが可能である。この指向性の振動動作は、スクリーン板の表面上の供給材料３９によって形成される材料層を分配シュート３４の方向に運ぶ。最適な状態では、リフトコンベヤの搬送速度は、リフトコンベヤシュート３３に隣接するスクリーン端にある最上段のスクリーンレベル位置の表面上に供給材料が広がるようにする速度であり、これにより、分配シュート３４に隣接するスクリーン端に向けて薄くなる層を形成することであり、これは、スクリーン板上の複数の孔よりも大きい粒子のみが、スクリーン端にある最上板上に供給材料が残ることである。

最上段のスクリーン板を通過しない供給材料の一部は、分配シュート３４に導かれてクラッシャー３１にまで到達する。このクラッシャーは、スクリーンに拒絶された粒子サイズを小さくする。クラッシャーによって粉砕された材料を、重力によって、戻りコンベヤシュート３６を介して材料をリフトコンベヤ２５に戻させる戻りコンベヤ３５に移動させる。こうして、その祖粒サイズがスクリーン２６の最上段のスクリーン板を通過するのに十分小さいサイズになるまで、供給材料の粒子を循環させるいわゆる閉じた循環路が形成される。

最上段のスクリーンレベルを通過する供給材料層の一部分は、中間端にあるスクリーン板ではなくて、分配シュート３４に案内されて、第１のウイング排出コンベヤ上まで到達する。中間にあるスクリーン板を通過する供給材料層の一部分は、最下段のスクリーン板ではなくて、分配シュート３４に案内されて第２のウイング排出コンベヤ上まで到達する。最下段のスクリーン板を通過する供給材料層の一部分は、主排出コンベヤ２７上まで到達する。

図１の選別機械と同様に、図２の選別機械も、勿論異なる方法で設備することができる。

図１、図２に示す選別機械は、一般的に、機械の警報器または制御システムのいずれかに連結される異なる種類のセンサを設けることができ、これらのセンサは、機械の状態を監視する。例えば、次のことを監視することができる。

−スクリーンのランニング速度
−スクリーンの油圧駆動による圧力、またはスクリーンの電気駆動により使われる電流
−油液の温度
−ディーゼルエンジンの温度および油圧
−エンジン負荷
−シュレッダーのランニング速度
−シュレッダーの油圧駆動による圧力、またはシュレッダーの電気駆動により使われる電流
−クラッシャーのランニング速度
−クラッシャーの油圧駆動による圧力、またはクラッシャーの電気駆動により使われる電流
−１つまたは複数の排出コンベヤのランニング速度
−１つまたは複数の排出コンベヤの油圧駆動による圧力、または１つまたは複数の排出コンベヤの電気駆動により使われる電流

監視されるべき上述の変数または他の変数を監視する複数のセンサを、機械の制御装置に連結することが知られており、この方法により、警報器の場合、機械を停止またはその速度を落とす。このような警報は、例えば、モータの過負荷、又は処理ユニットの突然の故障による停止によって生じる。

従来の選別機械の制御システムは、機械に接続されて、先行するまたは後続する同様の処理を行う。このような機械は、例えば、クラッシャーであり、このクラッシャーの機能は、図１の実施形態のウイング排出コンベヤからスクリーンに排除されたものを粉砕してより細かいサイズにする。別の例では、選別機械に供給する図２の実施形態のクラッシャーを用いることが可能である。この方法において機械を制御システムに連結することによって達成される利点は、機械を共通の緊急停止回路に連結することが可能になることであり、ここで、これらの機械のいずれかの緊急停止スイッチがユーザーによって操作されると、一緒に連結された全ての機械が停止される。また、マイクロプロセッサ制御の機械を共通の開始及び停止の手順につなげることが可能であり、この場合、一緒に連結された機械が、停止した時には材料が空であることを確認でき、また、他方、処理の一部が、開始動作に接続してオーバーフローとなることがないようにできる。

上述のセンサおよび回路は、従来技術として公知である。しかし、スクリーン上の材料の供給量を監視することの重要性は、これまで認められていなかった。

以下に、本発明の制御原理及びその変形例を詳細に説明する。現存するセンサを新しい方法に用いることができ、また、機械及び同一の処理を行うために連結された他の機械に、この制御方法を行うために、センサを設けることができる。

図３は、本発明に従う選別機械の制御方法を示す。最初に、供給装置が通常の作動を行う。マニュアル又は警報仕様の停止命令が機械に与えられると、所定の時間間隔でマイクロプロセッサの制御装置によりチェックが行われる。このような命令が与えられると、マイクロプロセッサの制御装置により直ちに、供給装置が停止する。

上述の条件が満たされない場合、マイクロプロセッサの制御装置により、所定の時間間隔で、スクリーンが過負荷であるかどうかをチェックする。これは、スクリーンのセンサシステムによってマイクロプロセッサの制御装置に伝達された情報に基づいて決定される。このマイクロプロセッサの制御装置は、スクリーンのランニング速度が所定の限界値以下に低下した場合、スクリーンが過負荷であると判断し、また、油圧作動のスクリーンの駆動回路の油液の圧力が所定限界値を越えて上昇した場合、または電気駆動のスクリーンのモータによって使われる電流が所定の限界値を越えて増加した場合も、スクリーンが過負荷であると判断する。これら全ての変数は、スクリーンの動き又はスクリーンの動きにより生じる駆動手段（振動機）の作動に関係する。スクリーンの状態についての情報を得るために特別に設計された１つのセンサは、スクリーンの動き、すなわち、動作速度を監視する光学センサとすることができる。スクリーンの動きについてのデータを直接得ることができる他のセンサを用いることもできる。これらのセンサは、例えば、スクリーンに機械的に接続されたものとすることができる。

マイクロプロセッサの制御装置が、スクリーンの負荷が正常であると検出する場合、マイクロプロセッサの制御装置は、所定の時間間隔で上述のチェックを続行する。

マイクロプロセッサの制御装置が、スクリーンが過負荷であると検出する場合、マイクロプロセッサの制御装置は、供給設備を停止するか、又は過負荷状態を越えた状態になるまでスクリーン上に加えられた負荷を減少させるためにランニング速度を減速させるかのいずれかを選択する。最適な状況において、マイクロプロセッサは、供給量のみ減少させ、過負荷状態の許容可能な持続時間の最大時間を設定する。この最大時間を越えたとき、マイクロプロセッサの制御装置は、供給を完全に停止する。

図３に示すようなシステムは、図４ａおよび図４ｂを参照して以下で記述すべき原理において、作動させることが可能な機能を含んでいることが明らかである。

図４ａは、油圧作動のスクリーンの油圧駆動回路の測定圧力値Ｐsm（図面は、圧力の仮想の動作を示す）が、所定の曲線に従って展開する状況における制御装置の作用を詳細に示す。２つの限界値である、上限値Ｐsmaxと下限値Ｐsminは、スクリーンの油圧駆動回路の圧力に対して用いられる。圧力値Ｐsmが制御装置においてプリセットされた最大値Ｐsmaxを越えるとき、制御装置は、プリセットされた最大値Ｓfmaxから最小値Ｓfminに供給設備のランニング速度Ｓfcを減速する。この速度の減速動作がスクリーンの負荷を減少させると、スクリーンの油圧駆動回路の測定圧力値Ｐsmは、通常プリセットされた最大圧力値Ｐsmax以下に低下する。

測定圧力値が最大値Ｐsmax以下になると、制御装置は、供給設備のランニング速度Ｓfcを増加させる動作を行わないが、測定圧力値が下限値Ｐsmin以下になった後、ランニング速度を変える（増加させる）。測定圧力値が下限値を越えている間は、何の動作も起こさないが、測定圧力値が、上限値Ｐsmaxを越えた後では、ランニング速度が変わる（低下する）。

こうして、制御システム内に数値形式で適当なデータ入力手段により入力される上限値及び下限値を形成することが可能である。また必要ならば、例えば、生の材料および／またはスクリーンが変わったとき、これらの上限値及び下限値を変更することができる。ランニング速度Ｓfcは、上限値と下限値の間にあるならば、測定圧力値に変動が生じても一定に保つことができる。

しかし、図４ａに示す例において、スクリーンの駆動回路において最後に増加する圧力は異常である。測定圧力値が上限値Ｐsmaxを越えた後で、制御システムが、供給設備のランニング速度Ｓfcを最小値Ｐsminにまで減少すると、スクリーンの駆動回路の圧力値Ｐsmは、制御装置でプリセットした圧力の最大値Ｐsmax以上に留まる。これは、例えば、軸受の故障、又はスクリーン板の完全な封鎖を示している。

この例において、圧力値Ｐsmが最大値Ｐsmaxを越える状況で、制御システムが耐えられる最大時間ｔmaxが、制御装置においてプリセットされる。この最大時間が経過すると、制御装置は、供給設備全体を停止させる。こうして、制御システムは、乱れる状態の危険度を考慮することができる。

当業者であれば、一般的なヒステリシスの領域は、上述した閾値に関係することが明らかであろう。

さらに、測定された変数のプリセット限界値に到達すると、供給速度を変える代わりに、自動制御装置がこの変数の速度変化を監視でき、そして、変化する速度がプリセット値を越えたとき行動を起こす。この場合、また、変数の限界値を有することは利点がある。

図４ｂは、単一のプリセット値Ｐsmaxが用いられる制御原理を示している。圧力値Ｐsmが、制御装置においてプリセットされた最大値Ｐsmaxを越えるとき、制御装置は、プリセットされた最大値Ｓfmaxからプリセットされた最小値Ｓfminに供給設備のランニング速度Ｓfcを減少させる。スクリーンの油圧駆動回路の測定圧力値Ｐsmは、プリセットされた圧力最大値Ｐsmax以下に減少すると、制御装置は、プリセットされた最小値Ｓfminからプリセットされた最大値Ｓfmaxに戻るように供給設備のランニング速度Ｓfcを増加させる。図４ｂのグラフにおいて、時間Δｔの間で、圧力値Ｐsmが急激に上昇し、測定圧力値の変化速度がプリセット値を越えることにより、プリセットされた最大限界圧力値Ｐsmaxに到達する前であっても供給設備の速度を低下させる。

測定圧力値が所定の下限圧力値を越えるときに、この予想可能な形式の制御装置を用いることが望ましい。また、この場合、図４ａに従う最小圧力値が用いられる。

変化速度が反対の傾向を示す場合、すなわち、プリセットされた負の値（プリセットされた絶対値）以下に減少する。この手段を図４ｂに適用して、測定圧力値Ｐsmが急速に低下すると、供給速度は、その圧力値がプリセットされた最大限界圧力値Ｐsmax以下に低下する前にすでに上昇する。

測定された変数の速度変化を用いる予想可能な制御装置が図４ａの手順に適用することができる。ここで、変数の測定値が上限及び下限のプリセット値の間にあるとき、変化速度は、対応するプリセット値を越える前にすでに供給速度の増加または減少を生じさせる。

図４ａまたは図４ｂの原理は、スクリーン駆動手段の圧力値以外の別の変数、例えば、電流の測定に適用することができる。同一の原理を適用して、駆動ランニング速度が測定される。この場合、ランニング速度は、負荷に対して逆比例するが、手順は、図４ａ及び図４ｂに類似する。絶対値での処理が行われる場合、これは、測定値がプリセットされた最大値を越える場合、供給速度は増加することになり、また、測定値がプリセットされた最小値以下（過負荷状態を表わす）に減少する場合、供給速度は、減少することになる。同様に、図４ｂに適用すると、供給速度を減少させる命令を開始する変化速度は、負となり、また、図４ｂの予想可能な制御手順が供給速度の増加のために用いられると、供給速度を増加させる変化速度が正になる。

このように、図４ａに従う全ての選択肢に共通することは、プリセット限界値間の領域から、測定値（Valm)がプリセットされた限界値（Valmax,Valmin)の一方を越える場合、供給速度が増加し、また、プリセット限界値間の領域から、他のプリセット限界値を越える場合、即ち、測定値が反対の方向に移動するとき、供給速度が減少する。図４ｂに従う変化速度のためのプリセット限界値は、記号（Δvalm/Δｔ）maxで表わすことができる。

上述したように、スクリーン自体の速度は、スクリーンの動きから適当な方法で決定することができる。この変数は、駆動ランニング速度と同様の原理に従って制御装置において使用することができる。

図５は、本発明に従う選別機械の制御方法を示している。図３の状況と比較するとき、この選別機械は、次の１つまたはいくつかのオプション設備として、１つまたは複数の排出コンベヤ、および／またはシュレッダー、および／またはクラッシャー、および／またはクラッシャー機械または処理の方向において、選別機械に続く他の機械等を含んでいる。
さらに、選別機械は、図５に従う制御装置によって制御され、少なくとも１つの処理ユニットにおける油圧駆動部を備えている。

図５に見ることができるように、制御システムは、また、複雑な選別機械を制御するのに適する。

選別機械の動作中、供給速度が自動的に調整される供給設備は、スクリーンの上流に配置される。この制御装置のための測定値は、好ましくは、上述したように、スクリーンの作動から得られる。しかし、スクリーンの状態についての情報は、ここで上述した選別機械の他の処理ユニット、または、処理材料の流れの方向において、選別機械に続く他の機械の状態から間接的に得ることができる。処理ユニットは、好ましくは、図２のクラッシャー３１のように、スクリーン下流に設けられ、最上段のスクリーン板、または、選別される材料の小片を運ぶいくつかの排出コンベヤから材料を集めるユニットである。

シュレッダーは、供給ホッパーコンベヤとリフトコンベヤの間のスクリーンの上流側に用いる場合、その状況が監視される。選別機械に続く機械としては、第２スクリーン選別機械、クラッシャー機械またはコンベヤ機械があり、これらは、選別機械の制御システムに連結される。

材料によって生じる負荷、または上述のいくつかの処理ユニット、または選別機械に続く上述のいくつかの機械が決定される。これらの部分での負荷は、スクリーン自体における材料の供給量で示すことができる。駆動圧力（もし油圧作動であれば）、駆動電流（もし電気作動であれば）またはランニング速度は、材料によって生じた負荷が決定されたときに測定される変数となりえる。材料によって生じた負荷およびそれぞれの処理ユニットまたは同一の処理における選別機械に続くいくつかの機械におけるエンジン負荷の間に相関がある場合、エンジン負荷を決定することができる。同様に、それぞれの処理ユニット又は選別機械に続くいくつかの機械の油圧システムの油液の温度間に相関がある場合、この油液の温度が決定される。

図６において、本発明に従う制御ループが単純化した表示で示される。ここで、選別機械の機能部分が概略的に示されており、図１と同一の部材は、同一の番号で示される。スクリーン６の動きを生じさせる駆動手段は、記号Ｍで示される。センサＳは、駆動手段Ｍの変数を測定する。センサＳは、データ伝送ラインを介して測定値をマイクロプロセッサによるコントローラＣに伝送する。このコントローラは、別のデータ伝送ラインを介して制御命令を、スクリーン６の上流にある供給手段の供給速度に影響を与えることができるアクチュエータＡに与える。コントローラＣは、実際の測定結果とプリセット値を比較する比較器を含む。図６に見ることができるように、スクリーン６は、供給量Ｆから第１部分を分離する上部板（スクリーン表面）６ａと、上側デッキを通過する部分が第２部分Ｆ２および第３部分Ｆ３に分離する下部板（スクリーン表面）６ｂを有している。勿論、本発明は、所定数のスクリーン板を有する選別機械に限定されるものではないが、デッキの数は、図６に示す数よりも多くても少なくてもよい。

コントローラＣにプリセット値を入力させるためのデータ入力手段は、記号Ｉで示される。これらは、例えばキーボードとすることができる。

図６の閉じた制御ループは、例えば、スクリーン関連して、選別処理の他の処理ユニット上での負荷の測定のように、センサＳが、スクリーンとは異なる場所の上で、材料の量に従属する変数を測定するとき、同様の方法で適合できることに注目してほしい。

供給手段の速度が変えられるアクチュエータＡは、供給手段に影響を与える変数、例えば、供給手段の駆動システムの変数を変えることができる制御手段とすることができる。供給手段が油圧駆動を有する場合、アクチュエータは、油圧媒体の圧力または流量（ポンプ出力）に影響を与える。この供給手段が電気駆動である場合、アクチュエータは、電気モータの電気変数に影響を与えることができる。

実際、アクチュエータに変わるものは多数ある。アクチュエータが油圧作動式供給手段の油圧弁である場合、好ましくはアナログ的に制御可能であり、例えば、パルス幅変調形式の制御装置を備えることができる。対応して、電気作動式の供給手段では、例えば、周波数変換器で制御することができる。

本発明は、例として挙げた供給ホッパーコンベヤとリフトコンベヤの供給手段を備える選別機械に限定されるものではない。供給設備は、これら以外のいずれであってもよい。供給設備は、振動フィーダーまたは振り子式フィーダー、あるいは他のスクリーンの上流側に配置され、供給容量を制限する他の処理ユニットからなることも可能である。

本発明は、それ自身供給装置を備えてもいなくても、例示した自己推進型の選別機械にのみ制限されるものではない。この選別機械は、固定のものであってもよく、選別処理の他の処理ユニットと同様に供給装置をそれ自体の底部に立設させることもできる。

本発明は、油圧回路の数に制限されない。選別処理の全ての処理ユニットは、共通の油圧回路に連結することができ、またそれら全てを独立させることもできる。

排出コンベヤは、共通の動力伝達装置に連結し、過負荷状態において、それらを同時に減速させ、又同時に圧力を増加させ、あるいは、個別に監視するように分離させることもできる。

供給設備の速度は、スクリーン上の材料の量に基づいて制御されるが、この供給設備は、スクリーンの上流に配置されたいくつかの供給手段とすることができ、その供給速度によってスクリーン上の材料の蓄積に影響を与えることができる。この供給手段は、速度が同期するコンベヤの組み合わせまたは単一コンベヤとすることができる。

本発明を実現するために必要な手段は、そのようなものとして知られている。用いられる複数のセンサは、従来の速度、圧力、及び温度のセンサである。これらは、一般的にアナログセンサである。速度センサは、デジタルパルスセンサとすることもできる。

マイクロプロセッセにおける測定データを処理する前に、増幅、Ａ／Ｄ変換、及びＤ／Ａ変換等の、測定信号における従来の処理方法を用いることが必要となる場合もある。これは、マイクロプロセッサによって処理ユニットに与えられる制御命令が変換されるときにも適合する。

図１は、本発明に適用される自己推進型のトラック搭載式選別機械を示す図である。 図２は、本発明に適用される別の自己推進型のトラック搭載式選別機械を示す図である。 図３は、本発明に従う選別機械の制御方法を示す図である。 図４ａは、本発明の制御方法によって、一方の変数が監視され、他方の変数が制御されるときに、時間に対応して監視される２つの変数の変化を示す図である。 図４ｂは、本発明の制御方法によって、一方の変数が監視され、他方の変数が制御されるときに、時間に対応して監視される別の２つの変数の変化を示す図である。 図５は、本発明に従う選別機械の別の制御方法を示す図である。 図６は、本発明に従う閉じた制御ループを示す図である。

符号の説明

１、２１ フレーム
２、２２ トラック
４、２４ 供給ホッパー
５、２５ リフトコンベヤ
６、２６ スクリーン
７、２７ 主排出コンベヤ
８、９、２８ ウイング排出コンベヤ
３０ 振動機
３１ クラッシャー
Ｃ 自動制御装置

Claims (5)

1. 少なくとも１つのスクリーン表面と、このスクリーン表面に向けてかつ前記スクリーン表面上に選別されるべき材料を供給するコンベヤとを含み、前記材料が前記スクリーン表面に沿って移動しながら、前記材料が、前記スクリーン表面の上に留まる第１小片と、前記スクリーン表面を通過する第２小片とに分離される、選別機械を制御する方法であって、
   前記スクリーン表面(6a)上の材料の供給量が、自動測定により決定され、
   前記スクリーン上の材料によって生じた負荷は、前記スクリーン表面上の材料を輸送または処理するスクリーン駆動装置の変数を測定することによって測定され、前記変数は、駆動圧力、駆動電流、または駆動ランニング速度であり、
   前記コンベヤ（5）の供給速度が、以下の方法で、即ち、
   −前記スクリーン表面上の材料の供給量による変数の測定値(Valm)に対する上限プリセット値及び下限プリセット値(Valmax,Valmin)が用いられ、かつ前記測定値(Valm)が一方の前記プリセット値を越えるとき、前記コンベヤの供給速度が低下し、前記測定値(Valm)が他方の前記プリセット値を越えるとき、前記コンベヤの供給速度が増加し、
   かつ、
   −前記変数の前記測定値(Valm)の変化速度がプリセット値(Valm/Δt）maxを越えるとき、前記測定値(Valm)が、前記上限プリセット値(Valmax)と前記下限プリセット値(Valmin)の間にある間、前記コンベヤの供給速度を変化させる、上記２つの方法を用いて、前記供給速度が異なる供給速度に変えられるように、自動制御装置(C)による測定に基づいて制御されることを特徴とする方法。
2. 最大速度と最小速度が、前記コンベヤに対してプリセットされていることを特徴とする請求項１記載の方法。
3. 測定値(Valm)が所定の最大時間(ｔmax)を越える時間に対してプリセット値を越えているとき、前記コンベヤの供給速度は、プリセット値より下方にあることを特徴とする請求項１または２に記載の方法。
4. 前記コンベヤは、停止されることを特徴とする請求項３記載の方法。
5. 少なくとも１つのスクリーン表面(6a)と、このスクリーン表面に向けてかつ前記スクリーン表面上に選別されるべき材料を供給するように配置されたコンベヤ（5）とを含み、前記材料が前記スクリーン表面に沿って移動しながら、前記スクリーン表面が、前記スクリーン表面(6a)上に留まる第１小片(F1)と、前記スクリーン表面(6a)を通過する第２小片とに材料を分離でき、さらに、選別処理の状態を測定するセンサを含んでいる選別機械であって、
   センサ(S)と、コントローラ(C)と、アクチュエータ(A)とを備え、
   前記センサ(S)は、前記スクリーン表面上の材料の供給量に依存する変数を測定するために配置され、この目的のために、前記センサは、前記スクリーン表面上の材料を輸送または処理するスクリーン駆動装置の変数を測定することによって、前記スクリーン上の材料によって生じた負荷を測定するように配置され、かつ前記変数が、駆動圧力、駆動電流、または駆動ランニング速度であり、
   前記コントローラは、前記センサからの前記変数に関係した測定値を受け入れるために、前記センサ(S)にデータ伝送ラインを介して接続され、
   前記アクチュエータ(A)は、前記コンベヤに連結されて作動し、かつ前記コンベヤの供給速度を変えるために配置されており、
   前記コントローラ(C)は、データ伝送ラインを介して前記アクチュエータ(A)に接続され、前記センサ(S)から受け入れた測定値(Valm)に応じて前記アクチュエータに制御命令を与えるように配置されており、次の方法において、即ち、
   前記測定値に対する上限プリセット値(Valmax)と下限プリセット値(Valmin)が、前記コントローラ(C)においてプログラム可能でかつ変更可能であり、さらに、前記測定値(Valm)が一方の前記プリセット値(Valmax,Valmin)を越えるとき、前記コンベヤに供給速度を減少させる制御命令を与え、また、前記測定値が他方のプリセット値を越えるとき、速度を増加させる制御命令を与え、かつ、
   前記測定値(Valm)の変化速度に対するプリセット値((Valm/Δt）max)が、前記コントローラ(C)においてプログラム可能でかつ変更可能であり、さらに、前記変化速度が前記プリセット値((Valm/Δt）max)を越えるとき、前記測定値(Valm)が、前記上限プリセット値(Valmax)と前記下限プリセット値(Valmin)の間にある間、前記コンベヤの供給速度を変化させる、上記２つの動作を前記コントローラが含んでおり、前記コンベヤに供給速度を変化させる制御命令を与えるように前記コントローラが配置されていることを特徴とする選別装置。

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