Müllereiwalzenstuhl Die Erfindung betrifft einen Müllereiwalzenstuhl, insbesondere eine neuartige Mess- und Steuervor richtung für die einzelnen Walzenstuhlfunktionen.
Bisher ist zur Steuerung von Müllereiwalzen- stühlen die Verwendung von sogenannten Tannen bäumen, d. h. von Gebilden aus Stäben, die auf gehängt sind, bekannt. Auch wurde bereits erfolg reich ein an einem Hebel befestigter Propeller zur Steuerung zumindest der Speisevorrichtung des Wal zenstuhls verwendet, wobei dieser Propeller sich stets an die Oberfläche des Speisekegels arbeitet. Diese Vorrichtungen weisen aber Nachteile auf, be sonders sind es: eine gewisse Hysteresis in der An zeige und in allen Fällen eine recht beträchtliche Schmutzanfälligkeit.
Da diese Elemente weiter die Messwerte mechanisch zu einem Messwertauswer- tungsgerät weitergeben, kann die Empfindlichkeit in der Regel nicht sehr gross sein, da zur Steuerung noch beträchtlich Arbeit aufgewendet werden muss.
Um diese Nachteile zu beheben, wurde ein neuartiger Müllereiwalzenstuhl entwickelt, der da durch gekennzeichnet ist, dass ein elektrokapazitives Speisemenge-Messgerät zur Steuerung mindestens einer Walzenstuhlfunktion vorgesehen ist.
Dieses neuartige Speisemengen-Messgerät, das zur Steuerung des Walzenstuhles dient, weist den Vorteil auf, dass gerade wegen seiner Arbeitsweise auf elektrokapazitiver Basis keine Hysteresis mehr besteht. Auch ist der vom zu steuernden Medium zu leistende Arbeitsaufwand praktisch Null, da der elektrostatische Verschiebefluss im Bereich der Kapa zität auf den Materialfluss einen vernachlässigbaren Einfluss hat.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert, wobei die Ausbildung des elek- trokapazitiven Speisemengen-Messgerätes beschrie ben und gezeigt wird, welche Steuerungsaufgaben durch dieses Speisemengen-Messgerät erfüllt werden können.
Ferner wird gezeigt, wie die Messwerte des elek- trokapazitiven Speisemenge-Messgerätes verstärkt zur Steuerung von verschiedenen Stellorganen des Wal zenstuhls verwendet werden können.
Die Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen einfachen Zweiwalzenstuhl mit dem elektrokapazi- tiven Speisemenge-Messgefältc und den zu steuernden Versteilorganen des Walzenstuhls.
Die Fig. 2 zeigt einen Schnitt entlang II-II in Fig. 1.
In einem Gehäuse 1 des Müllereiwalzenstuhls sind eine Festwalze 2 und eine verstellbare Walze 3 angeordnet. Weiter enthält dieses Gehäuse die Speisewalze 5 und die Speiseklappe 6.
Die Festwalze 3 ist über ein Lager 10 und eine Wippe 11 gehalten, wobei die Wippe 11 durch einen Kolben 15 in einem Zylinder 16 durch die Stange 17 und die Zwischenfeder 18 verstellbar ist, da die Wippe 11 im Drehpunkt 12 gelagert, ist. Im Bereich des Auslasses 21 im Gehäuse 1 des Müllerei- walzenstuhls sind Leitbleche 22 vorgesehen. Die Speiseklappe 6 ist durch einen Kolben 25 in einem Zylinder 26 über die Stange 27 und den Hebel 28 um die Lagerwelle 29 verschwenkbar.
Der Walzenstuhleinlauf erfolgt durch das Rohr 4. Im Bereich des Rohres 4 und über die ganze Breite des Walzenstuhls angeordnet, isst das; elektro- kapazitive Speisemenge-Messgerät angeordnet. Eine Grundplatte 31 ist mit dem Müllereiwalzenstuhlge- häuse verbunden, trägt eine Isolation 32, und auf dieser isst die Polsonde 33 angebracht.
Der elektro- kapazitive Verschiebefluss erfolgt von der Pol sonde 33 zum gegenüberliegenden Walzenstuhlge- häuse 1. Polsonde 33 und Grundplatte 31 sind über entsprechende Leitungen 43 und 41 mit dem Ver- stärk- und Messgerät 40 verbunden. Dieses Verstärk- und Messgerät 40 ist an eine Strom- und Spannungs quelle 50 angeschlossen.
Zur Verstellung der Kolben 15 und 25, die entsprechend der Walze 3 und der Speiseklappe 6 zugeordnet sind, ist ein durch ein Gebläse 60 gespiesenes Pneumatiksystem vorgesehen. An das Gebläse 60 ist eine Leitung 61 angeschlossen, die sich verzweigt zu einem Drosselorgan 62, dem eine Magnetspule 63 zugeordnet ist. Ein weiterer Zweig führt zu einem Absperrorgan 72 mit einer zugeordneten Magnetspule 73. Dieses Absperrorgan 72 ist durch die Leitung 75 mit einem Drossel organ 76, steuerbar durch eine Magnetspule 77, verbunden. Vom Drosselorgan 76 führt eine Leitung 78 zum Zylinder 16.
Im Mess- und Steuergerät 40 sind den einzelnen Magnetspulen 63, 73 und 77 entsprechende Einstellorgane 83, 93 und 97 zuge ordnet. Weiter sind diese Magnetspulen 63, 73 und 77 durch entsprechende Leitungspaare 84, 94 und 98 mit diesem Gerät 40 verbunden. Im Leitungs paar 94 ist ein vom Mess- und Steuergerät 40 aus betätigter Umschalter 95 vorgesehen. Im Mess-und Steuergerät befindet sich ebenfalls ein Durchsatz- Mengenanzeiger 45.
Dieser Vorrichtungsaufbau er laubt folgende Funktionsweise: Das zu vermahlende Gut tritt durch das Fallrohr 4 in den Walzenstuhl ein. Oberhalb der Speisewalze 5 und der Speiseklappe 6 verteilt sich dieses Gut je nach der zufliessenden Materialmenge gemäss den in Fig. 2 dargestellten Linien 101, 102 oder<B>103.</B> Die Polsonde 33 ist durch die Leitung 43 mit dem Mess- und Steuergerät 40 verbunden.
In diesem Mess- und Steuergerät 40 wird eine hochfrequente Span nung erzeugt, die an die Polsonde 33 gelegt wird. Die mit dem Walzenstuhlgehäuse 1 verbundene Platte 31 liegt auf Erdpotential.
Damit ergibt sich ein elektrokapazitiver Ver- schiebefluss zwischen der Polsonde 33 und dem gegenüberliegenden Walzenstuhlgehäuse 1. Dieser kapazitive Verschiebefluss wird nun durch das ein tretende Material, das einen Materialkegel bildet, beeinflusst.
Je nachdem, ob nun eine sehr grosse Materialmenge mit dem sich dadurch ergebenden Kegel 103 oder eine geringere Materialmenge mit den sich ergebenden Kegel 102 oder 101 zu fliessen, wird der kapaziäve Verschiebefluss be- einflusst. Diese Beeinflussung, das heisst Verände rung dieses Flusses, ergibt in bekannter Weise eine Veränderung einer Spannung,
und diese varänderliche Spannung wird nun im Steuer- und Messgerät 40 einerseits zur Betätigung eines Durchsatzanzeigege- räts 45 und anderseits nach genügender Verstär kung und geeigneter Umwandlung zur Betätigung von Walzenstuhl-Steuerelementen verwendet. Dabei ist es von untergeordneter Bedeutung, ob diese verstärkten Messwerte nun über elektrische Geräte pneumatische oder hydraulische Arbeitselemente be einflussen oder ob diese elektrischen Elemente direkt zur Steuerung von elektrischen Arbeitselementen die nen.
Im vorliegenden Beispiel wird ein elektropneu- matisches Steuerungssystem gezeigt, d. h. die elektri schen Messwerte dienen zur Steuerung von pneuma tischen Steuerelementen, welche ihrerseits pneuma tische Arbeitselemente steuern. Folgende drei Steue rungsaufgaben sollen im folgenden behandelt werden: Die Leerlaufüberwachung, die Speiseklappen - re spektive Speisewalzensteuerung - und die Walzen spaltsteuerung.
Im Moment, da kein Material mehr dem Walzen stuhl zufliesst, ist es von äusserster Wichtigkeit, die Walzen sofort auseinanderzurücken. Durch das elek- trokapazitive Messgerät, das aus der Polsonde 33, isoliert befestigt auf der Grundplatte 31, und dem Walzenstuhlgehäuse 1, das mit der Grundplatte 31 verbunden ist, besteht, wird bei fehlendem Material eine Spannung im Speisemessgerät 40 erzeugt, die eine Betätigung des Umschalters 95 aus der Ruhe stellung in die Arbeitsstellung bewirkt, was weiter hin die Stromschlaufe durch die Magnetspule 73 schliesst, so dass hierin ein Strom fliesst.
Der An sprechmoment bezüglich des Verschiebeflusses des elektrokapazitiven Speisemenge-Messgeräts ist durch das Element 93 einstellbar. Durch diese geschlossene Stromschleife über die Leiter 94 und den Umschalter 95 wird die Magnetspule 73 erregt. Dadurch wird das pneumatische Absperrventil 72 geschlossen. Aus dem Gebläse 60 durch die Leitungen 61 und 75 und durch das Drosselorgan 76 und weiter durch die Leitung 78 fliesst nun keine pneumatische Energie mehr zum Zylinder 16. Die Feder 18 gegenüber dem Kolben 15 einerseits und der Wippe 11 anderseits entspannt sich, der Kolben 15 bewegt sich nach rechts, und die Walze 3 entfernt sich von der Walze 2, so dass diese im Moment fehlender Speisung keinen Schaden mehr erleiden können.
Zur Steuerung der Speisung bestehen zwei Mög lichkeiten. Eine erste besteht darin, eine Speiseklappe gegenüber der Speisewalze zu verändern, derart, dass der Spalt zwischen diesen beiden Elementen grösser oder kleiner wird. Die zweite Möglichkeit besteht darin, die Drehzahl der Speisewalze zu ver ändern. Und als dritte Variante wäre die Kombi nation der beiden zu erwähnen.
In der Fig. 1 wurde die erste Variante dieser Speiseregulierung gezeigt. Je nach der zu vermahlen- den Materialmenge ergibt sich im Bereich des ka- pazitiven Messorgans durch die Polsonde 33 und das Gehäuse 1 eine verschieden starke Abdeckung, d. h. ein verschieden hoher Kegel des Materials über der Speisewalze 5, wie dies durch die Darstellung in Fig. 2 entlang der Linien 101, 102 und 103 vor gezeigt ist. Durch diese verschiedene Materialhöhe zwischen den beiden Kapazitätsplatten werden im Steuer- und Messgerät verschiedene Spannungen er zeugt.
Diese Spannungen werden nun zur Regulierung der Speiseklappe 6 verwendet. Nach genügender Verstärkung und Einregulierung durch das Organ 83 wird nach Maligabe der Messung, durch das Material hervorgerufen, eine bestimme Spannung durch das Leiterpaar 84 über die Magnetspule 63 gelegt. Damit wird das mit der Magnetspule 63 zu steuernde Drosselorgan 62 mehr oder weniger stark geöffnet. Je nach dem öffnungsgrad wird vom Ge bläse 60 durch die Leitung 61 und die Leitung 68 der Kolben 25 im Zylinder 26 mehr oder weniger stark beaufschlagt, wodurch entgegen der Wirkung der Zugfeder 30 die Steuerklappe 6 gegenüber der Speisewalze 5 mehr oder weniger stark geöffnet wird.
Durch diese neuartige Messvorrichtung ergibt sich nun der grosse Vorteil, dass nicht nur eine Leer laufkontrolle, sondern auch eine Speisesteuerung au tomatisierbar ist.
Als weiterer Schritt zur Automatisierung lässt sich mit dem genau gleichen Speisemenge-Messgerät, bestehend aus dem kapazitiven Fühler 33, 31 und dem Steuer- und Messgerät 40, in Abhängigkeit des speiseseitigen Materialstromes der Walzenspalt zwi schen den Mahlwalzen 2 und 3 beeinflussen.
Die in Abhängigkeit der Speisemenge an das Mess- und Steuergerät 40 abgegebene Spannung wird verstärkt und durch das Gerät 97 derart gewandelt, dass eine Beziehung zwischen Speisemenge und Mahl spalt der Mahlwalzen 2 und 3 besteht. Die verstärkte und modifizierte Spannung wird auf das Leiterpaar 98 und über die Magnetspule 77 gelegt. Diese Magnetspule 77 steuert nun in Abhängigkeit der anliegenden Spannung das Drosselorgan 76, wodurch die pneumatische, vom Gebläse 60 durch das Absperr organ 72 und die Leitung 75 zufliessende Energie der Leitung 78 in gedrosselter Weise zugeführt wird, was je nach der Beaufschlagung dieser Leitung 78 ein mehr oder weniger starkes Anpressen des Kol bens 75 an die Wippe 11 bewirkt.
Damit ist auch in Abhängigkeit der Speisemenge die Walzenspalt regulierung gewährleistet.
Als Ausführungsvariante zeigt die Fig. 2 die elektronische Steuerung der Speisewalzendrehzahl. Die veränderliche Dielektrizitätskonstante im Bereich des kapazitiven Messorgans infolge veränderlicher Materialgutströme bewirkt eine veränderliche Span nung im Steuer- und Messgerät 40, die verstärkt und durch das Gerät 53 derart umgewandelt wird, dass in Funktion der Speisemenge über das Leitpaar 54 der Motor 51 des Speisewalze 5 in gewünschter Weise erregt wird. Dies bewirkt eine bestimmte, geeignete Drehzahl der Speisewalze 5.
Wie bereits erwähnt, kann diese Steuerung der Speisewalze 5 sowohl in Kombination mit der Steuerung der Speise klappe 6 als auch unabhängig davon erfolgen.
Anhand der Ausführungsbeispiele gemäss Fig. 1 und 2 wurde im wesentlichen das Einsatzgebiet dieses neuartigen kapazitiven Mengemess- und -steuer- gerätes für Müllereiwalzenstühle gezeigt. Es liegt aber dabei doch im Bereich der Erfindungsidee, dass die Messwerte dieses Gerätes ebenfalls zur Steue rung des Kühlmittelflusses in den beiden Mahlwal zen 2 und 3 herangezogen werden können. Dadurch kann ja, wie bekannt, die Arbeit dieser Walzen beeinflusst werden.
Bei sogenannten Doppelwalzenstühlen, bei denen das Mahlgut durch ein Speiserohr 4 den beiden Walzenstühlen zugeführt wird und die Aufteilung in die beiden Teilströme erst kurz vor dem Wal- zenstuhl erfolgt, wird eine Erdsonde und werden dazu zwei Polsonden mittig angeordnet, so dass die elektrischen Verschiebeströme nach links und rechts erfolgen.
Dadurch ist gewährleistet, dass bei unter schiedlicher Einregulierung sowohl des Speisespalts zwischen der Speiseklappe 6 und der Speisewalze 5 als auch bei den Mahlspalten zwischen den Mahl walzen 2 und 3 einwandfreie Mahlarbeit geleistet wird ohne Gefährdung der Mahlwalzen der beiden in einem Stuhl angeordneten Walzenpaare.
Es ist selbstverständlich, dass zur Verstärkung der elektrokapazitiv ermittelten Messwerte im Steuer- und Messgerät 40 in bekannter Weise Röhrenver stärker oder ruhende Elemente wie Transistoren, Dioden, Magnetverstärker usw. verwendet werden können. Da derartige Verstärker bekannt sind, wurde nicht näher darauf eingegangen. Auch gehört es zum bekannten Stand der Steuer- und Regeltechnik, dass bei Bedarf gewisse Messwerte über ein gewisses Zeitintervall integriert werden und erst dieses Integral zur Steuerung herangezogen wird.
Auch soll die Anordnung der Polsonde gleich achsig zu den Mahlwalzen nicht limitativ aufgefasst werden. Vielmehr liegt es im Bereich der Erfindung, dass eine oder zwei Polsonden stirnseitig des Walzen stuhls im Bereich des Mahlguteinlaufs oder in der Mitte des Mahlguteinlaufs mit nach links und rechts erzeugtem elektrokapazitivem Verschiebefluss ange ordnet sind, wenn man eine bestimmte Steuerungs- charakteristik erhalten will.
Auch soll die pneumati sche Steuerung der Speisevorrichtung und der Wal zenanpressung und -ausrückung kein einschränkendes Merkmal der erfindungsgemässen Vorrichtung sein. Vielmehr ist jede, für diese Steuerung günstige Ener gieform anwendbar, sei es nun pneumatische, hydrau lische, elektrische oder in irgendeiner Weise me chanische Energie. Es ist ja ohne weiteres möglich, elektrische Werte zur Steuerung irgendeiner dieser Energieformen zu verwenden.