Fachgebiet
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Mahlmaschine zum Vermahlen von Cerealien, Cerealienteilen, Nahrungs-, Futter- und Heilmitteln gemäss dem entsprechenden Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Stand der Technik
Es sind Verfahren und Mahlmaschinen gemäss dem entsprechenden Oberbegriff bekannt.
Die veröffentlichte Patentanmeldung WO-96/33 808 beinhaltet einen Walzenstuhl mit zwei parallel nebeneinander angeordneten Doppelmahlstufen mit je einer grösseren Leitwalze, gepaart mit je zwei kleineren Mahlwalzen. Jede Doppelmahlstufe hat eine in bekannter, mechanischer Art konzipierte Einlaufspeisung und Regelung des Mahlgutschleiers, welcher mit vorgegebener Geschwindigkeit in einen zur Senkrechten etwas schräg angeordneten Speisekanal gefördert wird. Dieser Speisekanal führt zum ersten Mahlspalt. In diesem Kanal wird der Mahlgutschleier einerseits durch die Erdanziehung, anderseits durch den leichten Unterdruck im Walzenstuhl beschleunigt. Auf welche Art die Luft zufliesst, damit Luftzirkulation entsteht, ist nicht näher definiert. Nach der ersten Mahlstufe gelangt der Mahlgutschleier durch einen Kanal zur zweiten Mahlstufe.
Dieser zweite Kanal ist einerseits aus einer ortsfesten Blechfläche, anderseits durch die bewegliche Leitwalzenoberfläche gebildet und ebenfalls an den Unterdruck im Walzenstuhl angeschlossen. Die Leitwalze bewirkt einerseits einen Fördereffekt auf das Mahlgut und presst es anderseits durch Zentrifugalkraft an die ortsfeste Blech-Gegenfläche.
Die Patentschrift CH 560 069 beinhaltet eine Mahlstufe mit zwei etwa gleich grossen Mahlwalzen, mit einer Einlaufspeisung und Regelung mechanischer Bauart. Nachfolgend führt ein gerader Kanal zum Mahlspalt, im Wesentlichen wie im vorausgehenden Beispiel beschrieben. Zusätzlich ist jedoch die Luftzirkulation im Walzenstuhl gezeigt, mit einem Absauganschluss unmittelbar über dem Mahlspalt, angeschlossen an die Entsorgungs-Saugpneumatik des Walzenstuhls. Die Saugpneumatik bezieht ihre Luftmenge aus dem Mahlgut-Sammelgehäuse des Walzenstuhls, aus dem Anschluss unmittelbar über dem Mahlspalt, sowie einem regulierbaren Ansaugstutzen von ausserhalb des Walzenstuhls. Vor dem Mahlspalt wird der Mahlgutschleier durch Erdanziehung und dem Anschluss an die Saugpneumatik beschleunigt.
Die Patentschrift CH 504 230 beinhaltet eine schräg angeordnete Mahlstufe mit zwei etwa gleich grossen Mahlwalzen, einer Einlaufspeisung und Regelung mechanischer Bauart und einem bogenförmig angeordneten Kanal, der zum Mahlspalt führt. Vor dem Mahlspalt wird der Mahlgutschleier beschleunigt durch Erdanziehung, sowie durch die Entsorgungs-Saugpneumatik, deren gesamte angesaugte Luftmenge von ausserhalb des Walzenstuhls durch den genannten bogenförmigen Kanal fliesst, und welche vor dem Mahlspalt vom Mahlgutschleier getrennt, und nach der Mahlstufe vom Mahlgutschleier wieder genommen und dem Saugpneumatikrohr mittels der Gestalt des Walzenstuhlgehäuses zugeleitet wird.
Die Patentschriften EP 0 334 919 B1 und EP 0 335 925 B1 beinhalten einen Walzenstuhl mit vier horizontal angeordneten Walzenpaaren etwa gleicher Grösse, wobei je zwei Walzenpaare übereinander als obere und untere Mahlstufe angeordnet sind. Die Speisung und Regelung der oberen Mahlstufe ist im Wesentlichen wie in den vorerwähnten Beispielen gelöst. Nach der oberen Mahlstufe wird der Mahlgutschleier durch einen ortsfesten Blechtrichter gesammelt und der unteren Mahlstufe zugeleitet. Der Mahlgutschleier wird durch die Blechflächen abgebremst. Er erhält eine schwache Beschleunigungskomponente durch die Erdanziehung, und die Saugpneumatik kann des grossen Querschnittes wegen kaum Wirkung erreichen.
Die Nachteile aller obigen Walzenstuhlausführungen bestehen darin, dass die spezifische Durchsatzmenge auf den heutigen Stand von etwa 100 kg . h<-><1> pro 8 mm Walzenlänge begrenzt ist, da die Mahlgutschleierbeschleunigung vor dem Mahlspalt durch Erdanziehung und Saugpneumatik ungenügend ist, und der Mahlspalt diese Funktion nur begrenzt, die Mahlleistung mindernd übernehmen kann. Ausserdem sind die Zuführkanäle vor dem Mahlspalt zu lang und erfordern durch ihre Breite das Fördern zu grosser Luftmengen.
Es wurden auch Versuche durchgeführt mit dem Ziel, die Vermahlungsleistung zu erhöhen durch Steigerung der Geschwindigkeit des Mahlgutschleiers mittels Beschleunigungswalzen, wirksam auf den Letzteren, nachdem dieser mit bekannten Dosier-/Speiseeinrichtungen erzeugt worden ist. Die Patentschrift DBP 1 134 569 zeigt eine kleine Auffang-/Leit-/Beschleunigungswalze, Windwalze genannt, unabhängig von den Dosier-/Speiseeinrichtungen arbeitend, eingebaut über dem Mahlspalt beider Mahlwalzen. Der Vorschlag nimmt jedoch keinerlei Einfluss auf die Dosier-/Speiseleistung, deren Menge die Vermahlungsleistung bestimmt. Ein weiterer Vorschlag, der dasselbe bezweckt, beinhaltet das Patent CH 348 598. Die Beschleunigung des Mahlgutschleiers wird hier mit zwei Gummiwalzen auf die Geschwindigkeit der schnelleren Mahlwalze von 3,5 bis 6 m . s<-><1> gebracht.
Die Gummiwalzen sind unabhängig zwischen der Dosierung/Speisung und dem Mahlspalt eingebaut. Der Nachteil beider Vorschläge besteht darin, dass die Beschleunigung des Mahlgutschleiers erst nach dessen Bildung erfolgt, weshalb dieser ausgedünnt verändert wird, jedoch keine Steigerung der spezifischen Vermahlungsleistung erfolgt.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der Erfindung bestand deshalb darin, die Beschleunigung des Mahlgutschleiers vor dem Mahlspalt zu erhöhen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäss gelöst entsprechend den in den unabhängigen Ansprüchen kennzeichnenden Merkmalen. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Ansprüchen aufgeführt. Die Erfindung wird in den nachfolgenden Beschreibungen und Zeichnungen beispielsweise dargestellt.
Aufzählung der Zeichnungen
Fig. 1 Zwei übereinander angeordnete Walzenpaare mit den zugehörigen, erfindungsgemässen Einlaufspeisungen und Regelungen auf beide Mahlwalzen der oberen Mahlstufe sowie eine erfindungsgemässe Einlaufbeschleunigung zur unteren Mahlstufe.
Fig. 2 Walzenpaar mit einer erfindungsgemässen Einlaufspeisung und Regelung auf eine Walze.
Ausführung der Erfindung
Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen Vermahlungsbereich einer Mahlmaschine mit zwei Mahlmodulen (1), (2), mit je 2 Mahlwalzen (auch Mahlmäntel genannt) (11, 11 min ) und (19, 19 min ). Es könnten auch noch weitere sein zum Mahlen, Quetschen, Auflösen (hier nicht gezeigt). Darüber angeordnet ist ein Speisebehälter (3) und darunter eine Mahlgutsammeltrimelle (4). Der Füllungsgrad des Speisebehälters, mit allseitig durchsichtigen Wänden (5) wird mit einem handelsüblichen Sensor (6) überwacht. Im Weiteren sind Regulierklappen (7, 7 min ) auf einer mit einem Schrittmotor (8, 8 min ) (hier nicht gezeigt) angetriebenen Achse (9, 9 min ) aufgesteckt.
Damit wird ein zwischen den Regulierklappen (7, 7 min ) und zwei Speisewalzen (10, 10 min ) vorgesehener Dosierspalt (A, A min ) in Abhängigkeit der Motorbelastung automatisch reguliert, oder wenn die Automatik nicht vorgesehen ist, eingestellt. Zwischen den Speisewalzen (10, 10 min ) und den Mahlwalzen (11, 11 min ) ist mittels einem Stab (12) ein in Achsrichtung stirnseitig wegziehbares Leitelement (13, 13 min ) zwischen einer Rückwand und einer Stirnwand angeordnet und mit den Stiften (14, 14 min ) drehgesichert. Verstellbare Federbleche (15, 15 min ) werden in einem derart minimalsten Abstand zu den Mahlwalzen (11, 11 min ) eingestellt, dass eine erfahrungsgemäss vorgegebene, zugeförderte Luftmenge gering gehalten werden kann.
Das Mahlgut wird je mittels der Speisewalzen (10, 10 min ) gegen die Regulierklappen (7, 7 min ) aus dem Speisekasten (3) durch den regulierten Dosierspalt (A, A min ) gefördert, beschleunigt und gelangt auf die Mahlwalzen (11, 11 min ), welche das Mahlgut ebenfalls fördern und beschleunigen, wobei ein Mahlgutschleier gebildet wird, welcher im Tangentialpunkt (T, T min ) zwangsläufig etwa die Umfangsgeschwindigkeit der Speisewalzen (10, 10 min ) und der Mahlwalzen (11, 11 min ) erreicht. Da einerseits die Radialbeschleunigung der Speisewalzen (10, 10 min ) grösser als diejenige der Mahlwalzen (11, 11 min ) ist, anderseits eine Zuförderkanalbreite (B, B min ) grösser als die Rückförderkanalbreite (C, C min ) ist, leiten die Mahlwalzen das Mahlgut mit wenig Geschwindigkeitsverlust zum Mahlspalt (D).
Die Luftmenge, die beim Federblech (15, 15 min ) eintreten kann, wird durch den Unterdruck der Saugpneumatik über die teilweise geöffneten Stirnseiten des Leitelementes (13, 13 min ) abgesaugt. Allfälligen Mahlgutrückstau fördern die Speisewalzen (10, 10 min ) durch den zwischen ihnen vorgesehenen Spalt zurück in den Speisekasten (3). Zur Kontrolle der Speiseteile und der Federbleche (15, 15 min ) ist je eine Kontrolltüre (22, 22 min ) angebracht. Zum Sauberhalten der Mahlwalzen sind Abstreifer (16, 16 min ) eingebaut.
Die beschriebenen, erfindungsgemässen Elemente ermöglichen eine Mahlgutschleiergeschwindigkeit von mehr als 16 m . s<-><1>, vorzugsweise von mehr als 25 m . s<-><1> und vorzugsweise zwischen 30 und 40 m . s<-><1>.
Darunter folgend ist die zweite Mahlstufe (2) mit einer Speise-/Beschleunigungswalze (17) gezeigt. Es könnten auch deren zwei sein für erhöhte Mahlgutmengen, wie im oberen Mahlmodul (1) gezeigt Der Mahlgutschleier wird nach dem Mahlspalt (D) des oberen Mahlmoduls (1) mit einem Kanal (18) auf die Speise-/Beschleunigungswalze (17) und die Mahlwalze (19) geleitet, beschleunigt und weiter mit der Mahlwalze in einen zwischen den Mahlwalzen (19, 19 min ) gebildeten Mahlspalt (D min ) transportiert. Die Absperrung der Luftzufuhr in den konvergierenden Beschleunigungsspalt, gebildet durch die Speisewalzen (10, 10 min ) und die Mahlwalzen (11, 11 min ) erfolgt hier durch die Federbleche (20) und (21). Falls gewünscht ermöglicht das \ffnen der Kontrolltüren (22) und (23) die Entnahme von Produktmustern aus dem Kanal (18) auf allgemein übliche Art, sowie die Kontrolle des Abstreifers (16).
Die Kontrolle des Abstreifers (16 min ) erfolgt durch \ffnen der Kontrolltüre (22 min ).
Fig. 2 zeigt ein Zweiwalzenmodul (1 min ) für kleinere Mahlgut-Durchsatzmengen oder gröberer Vermahlung, mit einer Speisewalze (10). Die Funktion und der Aufbau ist ähnlich dem vom Modul (1), (Fig. 1), mit Ausnahme der Luftentnahme über dem Mahlspalt (D). Diese erfolgt wie beim Modul (1), (Fig. 1), durch den Spalt (E min min ), der von der Luftbewegung durch die Mahlwalze (11 min ) jedoch mittels einem Blech (24) und einem Federblech (21) getrennt ist. Entsprechend ist das Leitelement (13 min min ) angepasst, das hier einerseits den Produktschleier vom Beschleunigungsspalt (T) kommend lenkt, anderseits der Luft aus dem Spalt (E min min ) das Entweichen in den Absaugraum ermöglicht.
Mittels einem Stab 12 ist das Leitelement (13 min min ) in Achsrichtung stirnseitig, d.h. senkrecht, mit Blick auf die Figur gesehen, wegziehbar und zwischen einer Rückwand und einer Stirnwand angeordnet. Die Kontrolltüre (25) ermöglicht die Innenraumkontrolle und die Demontage des Bleches (24).
Area of Expertise
The invention relates to a method and a grinding machine for grinding cereals, cereal parts, food, feed and medicinal products according to the corresponding preamble of the independent claims.
State of the art
Methods and grinding machines according to the corresponding generic term are known.
The published patent application WO-96/33 808 contains a roller mill with two parallel double grinding stages arranged side by side, each with a larger guide roller, paired with two smaller grinding rollers. Each double grinding stage has an infeed feed and control of the regrind, which is designed in a known, mechanical manner and which is conveyed at a predetermined speed into a feed channel arranged somewhat obliquely to the vertical. This feed channel leads to the first grinding gap. In this channel, the grist veil is accelerated on the one hand by gravity and on the other hand by the slight negative pressure in the roller mill. The way in which the air flows in to create air circulation is not defined in more detail. After the first grinding stage, the grist veil passes through a channel to the second grinding stage.
This second channel is formed on the one hand from a stationary sheet metal surface, on the other hand by the movable guide roller surface and is also connected to the negative pressure in the roller mill. The guide roller on the one hand creates a conveying effect on the regrind and, on the other hand, presses it against the stationary sheet metal counter surface by centrifugal force.
The patent specification CH 560 069 contains a grinding stage with two grinding rollers of approximately the same size, with an infeed feed and control of a mechanical design. A straight channel then leads to the grinding gap, essentially as described in the previous example. In addition, however, the air circulation in the roller mill is shown, with a suction connection directly above the grinding gap, connected to the pneumatic waste disposal system of the roller mill. The suction pneumatics draw their air volume from the regrind collection housing of the roller mill, from the connection directly above the grinding gap, and from an adjustable suction nozzle from outside the roller mill. In front of the grinding gap, the grist veil is accelerated by gravity and the connection to the suction pneumatics.
The patent specification CH 504 230 contains an obliquely arranged grinding stage with two grinding rollers of approximately the same size, an inlet feed and control of mechanical design and an arcuate channel which leads to the grinding gap. In front of the grinding gap, the grist veil is accelerated by gravity, as well as by the disposal-suction pneumatics, the total amount of air sucked in from outside the roller mill flows through the arcuate channel, and which is separated from the grind veil in front of the grinding gap, and removed again from the grind veil after the grinding stage is fed to the suction pneumatic tube by means of the shape of the roller mill housing.
The patents EP 0 334 919 B1 and EP 0 335 925 B1 contain a roller mill with four horizontally arranged pairs of rollers of approximately the same size, two pairs of rollers being arranged one above the other as the upper and lower grinding stage. The supply and control of the upper grinding stage is essentially solved as in the examples mentioned above. After the upper grinding stage, the grist veil is collected through a stationary sheet funnel and fed to the lower grinding stage. The grind veil is braked by the sheet metal surfaces. It receives a weak acceleration component due to gravity, and the suction pneumatics can hardly have any effect due to the large cross-section.
The disadvantages of all of the above roll mill designs are that the specific throughput is currently around 100 kg. h <-> <1> is limited per 8 mm roller length, because the grinding material veil acceleration in front of the grinding gap is insufficient due to gravity and suction pneumatics, and the grinding gap only has a limited function, which can reduce the grinding performance. In addition, the feed channels in front of the grinding gap are too long and, due to their width, require the delivery of excess air.
Experiments have also been carried out with the aim of increasing the grinding capacity by increasing the speed of the regrind by means of accelerating rollers, effective on the latter after it has been produced with known metering / feeding devices. The patent specification DBP 1 134 569 shows a small collecting / guiding / accelerating roller, called a wind roller, which works independently of the metering / feeding devices and is installed above the grinding gap of both grinding rollers. However, the proposal has no influence on the dosing / feed performance, the amount of which determines the grinding performance. Another proposal that has the same purpose is contained in the patent CH 348 598. The acceleration of the regrind is here with two rubber rollers to the speed of the faster grinding roller from 3.5 to 6 m. s <-> <1> brought.
The rubber rollers are installed independently between the metering / feeding and the grinding gap. The disadvantage of both proposals is that the grinding stock veil is only accelerated after it has been formed, which is why it is changed thinned out, but there is no increase in the specific grinding performance.
Presentation of the invention
The object of the invention was therefore to increase the acceleration of the regrind in front of the grinding gap.
This object was achieved according to the invention in accordance with the features characterizing in the independent claims. Preferred embodiments are listed in the dependent claims. The invention is illustrated in the following descriptions and drawings, for example.
List of drawings
Fig. 1 Two pairs of rollers arranged one above the other with the associated inlet feeds and controls according to the invention on both grinding rollers of the upper grinding stage and a feed acceleration according to the invention to the lower grinding stage.
Fig. 2 pair of rollers with an inventive feed and control on a roller.
Implementation of the invention
Fig. 1 shows a cross section through a grinding area of a grinding machine with two grinding modules (1), (2), each with 2 grinding rollers (also called grinding coats) (11, 11 min) and (19, 19 min). There could also be others for grinding, crushing, dissolving (not shown here). A food container (3) is arranged above it, and below it is a trimmed material (4). The degree of filling of the food container with walls (5) which are transparent on all sides is monitored with a commercially available sensor (6). In addition, regulating flaps (7, 7 min) are attached to an axis (9, 9 min) driven by a stepper motor (8, 8 min) (not shown here).
This automatically regulates a metering gap (A, A min) between the regulating flaps (7, 7 min) and two feed rollers (10, 10 min) depending on the engine load, or if the automatic system is not provided. Between the feed rollers (10, 10 min) and the grinding rollers (11, 11 min), a guide element (13, 13 min), which can be pulled away in the axial direction between a rear wall and an end wall, is arranged by means of a rod (12) and connected with the pins (14 , 14 min) secured against rotation. Adjustable spring plates (15, 15 min) are set at such a minimal distance from the grinding rollers (11, 11 min) that a quantity of air supplied, which has been determined by experience, can be kept low.
The regrind is conveyed by the feed rollers (10, 10 min) against the regulating flaps (7, 7 min) from the feed box (3) through the regulated metering gap (A, A min), accelerated and reaches the grinding rollers (11, 11 min), which also convey and accelerate the regrind, whereby a regrind is formed, which inevitably reaches the circumferential speed of the feed rollers (10, 10 min) and the grinding rollers (11, 11 min) at the tangential point (T, T min). Since on the one hand the radial acceleration of the feed rollers (10, 10 min) is greater than that of the grinding rollers (11, 11 min), and on the other hand a feed channel width (B, B min) is larger than the return channel width (C, C min), the grinding rollers guide this Grist with little loss of speed to the grinding gap (D).
The amount of air that can occur in the spring plate (15, 15 min) is sucked off by the vacuum of the suction pneumatics via the partially open end faces of the guide element (13, 13 min). Any backlog of ground material feed the feed rollers (10, 10 min) back into the feed box (3) through the gap provided between them. A control door (22, 22 min) is attached to check the food parts and the spring plates (15, 15 min). Wipers (16, 16 min) are installed to keep the grinding rollers clean.
The described elements according to the invention enable a regrind speed of more than 16 m. s <-> <1>, preferably of more than 25 m. s <-> <1> and preferably between 30 and 40 m. s <-> <1>.
Below, the second grinding stage (2) with a feed / acceleration roller (17) is shown. There could also be two for increased amounts of regrind, as shown in the upper grinding module (1). After the grinding gap (D) of the upper grinding module (1), the regrind veil is channeled (18) onto the feed / acceleration roller (17) and the Grinding roller (19) passed, accelerated and transported further with the grinding roller into a grinding gap (D min) formed between the grinding rollers (19, 19 min). The air supply in the converging acceleration gap, formed by the feed rollers (10, 10 min) and the grinding rollers (11, 11 min), is shut off here by the spring plates (20) and (21). If desired, opening the control doors (22) and (23) enables product samples to be removed from the channel (18) in a generally customary manner, and the scraper (16) to be checked.
The scraper (16 min) is checked by opening the control door (22 min).
Fig. 2 shows a two-roll module (1 min) for smaller throughput quantities or coarser grinding, with a feed roller (10). The function and structure is similar to that of the module (1), (Fig. 1), with the exception of the air extraction above the grinding gap (D). As with module (1), (Fig. 1), this takes place through the gap (E min), which is separated from the air movement through the grinding roller (11 min), however, by means of a plate (24) and a spring plate (21) . The guide element (13 min min) is adapted accordingly, which on the one hand directs the product curtain coming from the acceleration gap (T), and on the other hand allows the air from the gap (E min min) to escape into the suction chamber.
By means of a rod 12, the guide element (13 min min) is axially on the end face, i.e. vertical, seen with a view of the figure, pull-away and arranged between a rear wall and an end wall. The control door (25) enables the interior to be checked and the sheet (24) to be removed.