里克Meyerhoefer，Delta计算机系统
大约是世界上发电的3％，打破岩石的挖掘过程被消耗。在加拿大独自一人，每年矿山消耗超过150拍焦耳。对于角度来看，1个1015焦耳可以驱动卡尔加里的三个星期，所以在开采能源需求的任何显著下降可能有利于大大后果，无论是在成本和环境影响。加拿大自然资源部想通这个问题是值得探讨，并宣布加拿大冲击粉碎它！挑战，要求申请人制定“新的清洁技术解决方案，转换能量如何用于采矿业的破碎和磨碎的岩石。”构想实验室的克里夫·爱德华兹有什么，他认为是一个成功的理念;采用高的压力和温度控制以粉碎与超临界CO 2的岩石。
其核心思想是，通过压缩来打破岩石是很硬的;用紧张打破它们要容易得多。想想把密封的汽水罐挤压到爆和简单地把它放在冰箱里的效果有什么不同。20世纪30年代，美国矿务局(U.S. Bureau of Mines)就曾试验过用蒸汽来粉碎岩石(将某些东西分解成更小的颗粒)。然而，就像许多其他方法一样，这种方法可能已经被抛弃了，因为这个过程所需的能量相对于结果来说太大了。但爱德华兹想知道，是否有另一种流体可以采用低能量的方法。
二氧化碳似乎是一个强大的竞争者。在相对易于实现的74巴和31°C，物质从亚临界流体过渡到超临界流体。此时，温度和压力的微小变化会导致密度的大变化，因此，体积。从理论上讲，岩石可以沐浴在超临界CO2中，使物质渗透岩石的孔，然后快速减压，使二氧化碳逐渐扩大，突然扩大，从内部爆裂岩石。Edwards涉及爆炸爆炸用于从地面释放岩石的爆炸的方法，其中来自岩石内的气体快速膨胀导致断裂相对效率。
他对这项技术的应用有信心。不幸的是，当时还没有一个能将这一想法付诸实践的工具。
从合作到执行
Edwards达到了Mistywest，一个温哥华，B.C.的工程设计咨询，其中挖掘了项目经理和机械工程师Cole Crocker是该项目的技术领先。
“有一个很大的学问，”克罗克说。“我会去调查的热力学和决定是否使用液体CO2与为了与气态二氧化碳填充它达到临界。在早期阶段，我们会做快速测试和学习的东西，然后再迭代上。我们整个第一阶段只是达到了最低可行的实验“。
该第一桌面设备是唯一的2英尺长和高度手册，本质上是两个压力缸连同中央破裂盘和手动阀的管道 - 但它的工作。在一个周期中，装置变成大致100克岩石成更小的岩石和灰尘。一个周期导致无非是微米级的粉末。该团队用他们的成功震惊了。我们面临的挑战就是如何以它的规模。
MistyWest联系了总部位于温哥华的运动控制解决方案专家PQ Systems寻求帮助。PQ系统公司推荐了一种新的设计方案，即双节缸，并与Westcoast cylinder公司合作进行设计。从本质上讲，有两个圆柱体，通过一个共用的中心头连接在一起，这个中心头上有一个共同的连杆，连杆两端各有一个活塞。一边是液压的，包含一个MTS SSI Temposonics传感器，用于确定活塞位置。另一边压缩二氧化碳，并有另一个传感器监测压力。PQ系统决定系统的最优运动控制器是Delta计算机系统的RMC75E。
粉碎实践
这个操作看似缓慢而简单，每分钟只能移动不到一加仑的二氧化碳。CO2侧的一个阀门控制CO2从供应罐流入第二腔(压力容器B，或“PVb，”上面)，并在压缩开始前关闭密封。当液压缸(HC-1)一侧的活塞延伸2-4分钟时，二氧化碳被压缩到超临界压力状态，通过关闭快速作用阀密封到主腔，并在那里保持10-30分钟。由于压缩气体会使其大幅升温，一个单独的测温探头可以确保系统保持在允许的范围内。Delta控制器将共享杆缩回到给定位置，最后释放阀门，允许气体膨胀回二次腔，完成循环。此外，RMC75E还负责在压力波动的情况下精细地控制压力水平，避免产生过多的热量。
第二代气缸的尺寸为80英寸。长度为6英寸。每个气缸侧面的孔，每个侧面允许30英寸。中风。整个组装有10英尺高。粉碎系统可以接受1-2公斤的岩石和1-2升的二氧化碳在它的主室。注意，主腔室在上图中没有显示。相反，它通过管道和阀门连接到二氧化碳瓶底部的孔上。岩石被装入主压力室。实际上，二氧化碳钢瓶是双重用途的，既是将二氧化碳压入主室的压缩装置，又是将主室的二氧化碳膨胀的收集罐。
运动控制器在这一系统中的作用是关键，因为在压缩室的容积是中央管理粉碎工序。有趣的是，Δ控制器从基于所述CO 2压力，而不是液压压力，这是非常规的反馈环路工作。该系统流动的液压流体，直到达到所期望的CO 2压力。减压阶段重置CO 2室中回基于目标系统的卷上的设定点。
“三角洲正在做两件事，”米斯蒂韦斯特的科尔·克罗克说。“它将流体压缩到岩石的主腔，这将涉及压力反馈。我们关闭主腔阀，并使用位置反馈关闭二次CO2腔的活塞。我们缩回多远是很重要的，因为我们需要知道第二腔的体积，因为它决定了减压后产生的压力。所以，Delta控制着加压和收缩体积。我们需要能够在压缩过程中进行微调，同时知道我们已经缩回到正确的体积，为减压做准备。”
PQ Systems技术销售rob Robert de Rot推荐了单轴Delta RMC75E，它提供了一个USB链接，用于与Windows的PC运行Delta的RMCTOOLS软件和以太网进行通信，以便与PLC和HMI通信。PQ系统指出，RMCTOOLS在粉碎机解决方案中发挥着重要作用，因为“软件很快学习，并提供了双环位置压力控制等功能，以及快速从位置转换到压力控制的能力一个毫秒控制循环，“这可以大大帮助这种应用。如果需要更快的响应，控制回路还可以进一步缩短至0.5,0.25，或甚至0.125毫秒。RMC75E使用Delta的AP2和D8扩展模块进行输入和输出。AP2模块允许RMC75执行具有两个16位模拟输入的差分位置压力控制，并将控制信号输出到MOOG伺服阀。D8模块提供八个独立的I / O链路可单独配置，可用于更大的灵活性，有用在诸如此之类的原型概念证明。RMC75最多可以接受这些扩展模块中的四个。
破碎的未来挑战
加拿大自然资源的影响加拿大粉碎它！挑战赛规定的至少20％的节能减排目标。构想实验室估计，其CO2粉碎系统达到至少24％的能量减少相对于传统的粉碎系统中，虽然微调继续找到确切CO2状态，将产生最佳岩石渗透和扩展压裂。一旦这些数字证明了，爱德华兹预计采矿业参与进来。构想实验室已经取出的方法临时专利，这可以根据需要被应用到生产任何东西从较小的岩石细粉。系统架构将在更大的尺度变化，但基本的过程将会继续存在。
“这里的主要应用是代替典型球磨机或半自磨机在矿井的粉碎电路研磨，”峭壁Edwards说。“辅助应用程序可能包括水泥行业，他们在那里粉碎研磨和石灰石。它也可以在聚合或回收行业的应用“。
Edwards在不久的将来展示了在规模上表现出技术将在未来两年内保证一家试点工厂，然后将为行业提供典范。
三角洲的计算机系统
www.deltamotion.com.
提交：控制（不是运动控件）那绿色工程
