WO1992010295A1 - Produktspeiseautomatik und verfahren zur steuerung eines müllereiwalzenstuhles - Google Patents
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C4/00—Crushing or disintegrating by roller mills
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- B02C4/32—Adjusting, applying pressure to, or controlling the distance between, milling members
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- B02C4/286—Feeding devices
Definitions
- the invention relates to an automatic product feed for a milling roller mill with a mechanical sensor, a product feeding device with adjustable drive means for the feed rollers and a grinding roller engagement and disengagement, as well as a method for controlling the grinding of a milling roller mill.
- the instantaneous setting of the quantity of product to be fed to the grinding rollers can basically be done in two ways, by regulating the speed of the feed rollers, or by regulating the metering gap between a metering slide and the feed roller, which is also referred to as segment adjustment.
- the grinding is recognized as the heart of every mill. A number of parameters therefore influence the quality of the grinding work. Of particular importance is the regulation of the product feed to the grinding rollers, as well as the trouble-free operation of the elements required for this.
- the level of automation in a modern mill has already reached a remarkably high level. Last but not least, in terms of quality assurance, a further increase in automation is required, at least to the extent that the parameters, which are already influenced by the device, can be exploited for even greater perfection, so that easier access is created by human intervention or the control of the process .
- the object of the invention is now to at least partially alleviate these disadvantages, that the task can be solved with or without a higher-level control, and in particular the possibility of an immediate or later integration into a higher-level computer control is possible without the need for complex conversion work.
- the device according to the invention is characterized in that it has a first mechanical signal transmitter for a digital signal and a second mechanical signal transmitter for an analog signal.
- a mechanical system is still the cheapest version compared to all other sensor technologies.
- a mechanical system is reliable and does not require any specialized training for the support.
- the new invention now allows a large number of particularly preferred configurations.
- the speed of the feed roller can be regulated via the analog signal and the engagement and disengagement can be controlled via the digital signal.
- This separation has the particular advantage that the practical setting of both the product feed control and the engagement and disengagement can be carried out independently.
- Each function is understandable and manageable.
- the drive means or a drive motor for the feed roller can be regulated continuously by the analog signal via an electrical converter unit.
- Another solution is to assign the analog signal to the control of a product feed slide and the digital signal to the engagement and disengagement.
- the control of the product feed slide (segment adjustment) can be carried out in accordance with EP-PS No. 38 054.
- the mechanically movable sensor is preferably designed in a manner known per se as a probe which extends under spring tension in the direction of the product stream to be moved (for example Christmas tree or perforated plate) and the signal transmitter as a contact element moved by the sensor.
- the probe is a contact element as a signal generator for the analog signal, respectively. for the digital signal, preferably each assigned to an outer end side of the roller mill.
- a proximity switch for converting the mechanical signal into an analog electrical signal is assigned to the signal transmitter for the analog signal, and a contact switch of an electrical valve can control the engagement and disengagement of the signal transmitter for the digital signal.
- the signal transmitter for the analog signal is directly associated with a voltage converter unit and a current converter unit, or is integrated into the roller mill.
- a frequency converter unit for regulating at least two or a plurality of feed rollers is preferably arranged at a distance from the roller mill.
- the drive motor is flanged directly to a reversing direction of rotation, both for the feed roller and for a distribution roller arranged in parallel.
- the reversing direction of rotation For this purpose, has a reduction ratio of 1: 5 to 1:20, preferably about 1:10, it being possible for the reduction and reversing gear to be formed from only three pairs of gearwheels.
- the drive motor is assigned an adjusting gear and a control unit for the selection of different speed levels of the feed rollers, and the analog signal for regulating a product feed slide valve and the engagement and disengagement are controlled via the digital signal.
- the invention further relates to an automatic product feed for a milling roller mill with a mechanical sensor, a product feed device and means for regulating the product feed, wherein an analog signal can be generated via the sensor and a mechanical signal transmitter, the automatic product feed also being a control and memory unit is assigned for different positions of an adjustment device.
- either the opening position of a feed segment is regulated via the analog signal corresponding to the product quantity fed to the roller mill, and various speed stages of the feed roller are set via the control and storage unit, or the speed of the feed rollers is set via the analog signal according to the product quantity fed to the roller mill regulated and various positions of a food segment set via the control and storage unit.
- the analog signal can e.g. A digital signal is generated via limit switches, which controls the engagement and disengagement.
- the new invention allows a control unit to use memory and computer means, which can be used in a coordinated manner with a control signal for setting the grinding gap according to a program which can be determined beforehand.
- the invention further relates to a new method for controlling the grinding of a mill roller mill, which has an adjusting device and an engagement and disengagement device for the milling rollers and a product feed on the milling rollers controlled by a product feed sensor, which is characterized in that an analog sensor is used via a mechanical sensor Signal is generated via which is regulated depending on the amount of product fed to the roller mill, and furthermore at least one independently adjustable digital signal is generated which either engages and disengages the grinding rollers or different basic settings depending on superordinate parameters (mill output, product quality) controls the product feed.
- the new invention only brought about the knowledge that the generation of an analog and an independently adjustable digital signal allows the greatest possible freedom of choice for influencing the grinding and thus for the first time enables optimum grinding conditions for each application via the parameters involved.
- each function can be guaranteed autonomously at the lowest possible level.
- Two digital signals are very particularly preferably generated, a first digital signal from the mechanical sensor controlling the engagement and disengagement of the grinding rollers as a function of the product feed, and a second digital signal generated by an independent control unit determining basic settings of the product feed.
- a certain number of revolutions can be preselected for the feed roller, or this can be adjusted at any time in the event of product changes.
- basic settings can be selected for the segment or the metering gap or adjusted when changing products.
- the product feed control takes place autonomously or automatically via the analog signal generated by the mechanical sensor.
- control unit memory Contains computer means and can be used coordinated with a control signal for setting the grinding gap according to a previously defined program.
- an optimum feed roller speed can be set depending on the grinding conditions.
- a digital unit signal from a control unit can be used to set an optimal value for the metering gap.
- Fig. 1 shows schematically the basic elements of the milling of a milling roller mill
- Fig. 2 shows an example with analog signal converter and digital contact switch
- Fig. 3 shows a particular embodiment of Fig. 1 with an electropneumatic valve for engaging and disengaging the grinding roller;
- Fig. 4 shows schematically the generation of a mechanical-electrical converter unit with a rotary potentiometer
- Fig. 5 shows schematically a transmission for the operation of the feed roller
- 6 shows an example of a feed control by pneumatic control of a segment slide and the control of different speed levels of the feed rollers
- Fig. 7 shows a section through an 8-roll mill.
- FIG. 1 shows a mill roller mill 1 which is normally built in duplicate, but only half of which is shown.
- the product is fed in via a feed cylinder 2 in a product feed area 3, which in the lower part has a distribution roller 4 and a feed roller 5 which can be brought into the same direction by a gear 6 and drive means 7.
- a mechanical sensor 8 which is directly connected in an articulated manner to a mechanical signal transmitter 9.
- the sensor 8 is held in its highest position by a clamping field 10 without a product inlet.
- the incoming product pushes the sensor 8 down, the signal generator 9 executing an analog movement or. an in itself known analog signal is transmitted to a converter unit 11.
- a feed gap 12 is formed by a segment 13, with a segment adjustment device 14 being shown schematically.
- the two basic possibilities are shown in FIG. 1, starting from the signal of the sensor 8 and a shaping device (S / R) 15 via dashed lines 16, respectively. 16 'is either influenced on the speed of the feed roller 5 or on the position of the feed segment 13.
- the material discharged in the feed roller 6 is fed to a pair of grinding rollers 18 in accordance with the arrow 17.
- the grinding roller pair consists of a fixed roller 19 and a loose roller 20.
- the loose roller 20 is assigned an engagement and disengagement device 21, which is controlled as a function of a control signal by the sensor 8 via a control line 22.
- the loose roller 20 is also assigned a flour gap setting device 23, which can be adjusted, if necessary, by hand or by means of a motor 24 and an electronic memory computer unit 25, depending on whether it is a function of the specific grinding work or the quality of the grinding material, or the throughput through the roller mill 1.
- FIG. 2 shows a preferred embodiment of FIG. 1 with further details on the control and regulation elements, two signal generators being shown, one signal generator 9 for the analog signal, which is generated by the movement or. the position of a cam plate 30 is generated and transferred via an analog signal converter 31 as an electrical analog voltage signal via a control line 32 to evaluation electronics 33. With a second signal generator 34 for a digital signal, the evaluation electronics 33 are also transferred via a contact switch 35 and a control line 36, from which a digital signal is given to the engagement and disengagement device 21 via a control line 37. The analog signal is converted in a frequency converter 38 directly for a drive motor 39, via which the speed of the feed roller 5 is regulated.
- FIG. 3 shows a further embodiment, in a somewhat simplified structure, in which case the analog signal from the analog signal converter 31 can be overridden via the digital signal for special operating positions.
- the digital signal directly controls an electro-pneumatic valve 40 which controls two pneumatic cylinders 41 and 42 for engaging and disengaging the grinding rollers.
- electro-pneumatic valve 40 which controls two pneumatic cylinders 41 and 42 for engaging and disengaging the grinding rollers.
- various basic positions (automatic manual service etc.) can be selected for the desired operating states by supplying compressed air.
- FIG. 4 the processing of the analog signal, here converted by a rotary potentiometer, is shown in a more simplified form and shows the conversion of a mechanical into an electrical analog signal.
- the tension spring 10 can be brought into different positions in this way and, depending on the specific product quality and inlet conditions, can be introduced via a tension screw 51 under different tensile stresses.
- FIG. 5 shows the very simple reduction gear, each with a gear set on the feed roller 5 and on the distribution roller 4 and only one set of overdrive rollers 60 and 61.
- This configuration has the advantage that the overdrive required for the overdrive from the feed roller to the distribution roller is simultaneously a reduction gear from a drive motor to the feed roller.
- FIG. 6 shows a further particularly advantageous embodiment for a complete self-regulation of the product feed via an analog signal and the possibility of the motor presetting of a feed roller speed stage, be it by manual input 70 via a control 71.
- a shift lever 73 and automatic adjusting means 74 are brought into one of the speed stages 1, 2, 3, 4 or 5.
- the digital signal is introduced via the controller according to external parameters.
- an analog signal is sent from the mechanical signal transmitter 9 to the controller via an analog signal converter.
- FIG. 7 shows the two halves of a milling mill with 8 rollers.
- Each sensor which is designed here as a vertical perforated plate, is assigned to a vertical half, that is to say two pairs of rollers 19/20, 19 '/ 20 1 lying one above the other.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Adjustment And Processing Of Grains (AREA)
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- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Abstract
Die Erfindung schlägt eine neue Produktspeiseautomatik vor, bei der für die Kontrolle der Produktspeisefunktionen von einer mechanischen Sonde (8) in den Produktzulauf, ein Analogsignal gebildet und wenigstens ein weiteres unabhängig von dem Analogsignal einstellbares Digitalsignal erzeugt und für die Produktspeiseautomatik verwendet wird. Auf diese Weise können bereits mit einem Minimum an Elektronik bis zur höchsten Stufe einer Computersteuerung alle bisher bekannten Steuerungs- und Regelfunktionen in Abhängikeit von der Produktspeisung bzw. für eine Optimierung der Vermahlungsbedingung, gegebenenfalls mit von aussen eingebrachten Digitalsignalen für verschiedene Stufeneinstellungen und mit sehr einfachen baulichen Automatik-Mitteln realisiert werden. Ferner schlägt sie ein entsprechendes Verfahren für die Vermahlung mit einem Müllereiwalzenstuhl (1) vor.
Description
Produktspeiseautomatik und Verfahren zur Steuerung eines Müllereiwalzenstuhles
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Produktspeiseautomatik für einen Müllerei-Walzenstuhl mit einemmechanischen Sensor, einer Produktspeise-Einrichtung mit einstellbaren Antriebsmitteln für die Speisewalzen sowie einer Mahlwalzenein- und Ausrückung, sowie ein Verfahren zur Steuerung der Vermahlung eines Müllereiwalzenstuhles.
Stand der Technik
Für die Regelung der Produktzufuhr in einem Müllereiwalzenstuhl müssen die fest vorgegebenen Rahmenbedingungen eingehalten werden. Es sind dies
- eine gleichmässige Produktverteilung auf die ganze Länge der Mahlwalzen
- innerhalb einer Bandbreite muss die jeweils dem Walzenstuhl zufliessende Produktmenge verarbeitet bzw. nach Möglichkeit kurzfristige Zuführschwankungen etwas ausgeglichen den Mahlwalzen zudosiert werden
- Bei Unterbruch der Produktzufuhr an den Walzenstuhl
muss mit minimaler Verzögerung der Produktspeisung an die Mahlwalzen gestoppt und gleichzeitig die Mahl¬ walzen auseinandergerückt werden.
Seit Jahrzehnten haben sich in Bezug auf die Vorrichtung verschiedene Grundelemente wie Verteilwalze und Speise¬ walzen und auch eine mechanische Sonde als Sensor für die Feinregelung des Zulaufes an die Mahlwalzen bewährt. Die momentane Einstellung der an die Mahlwalzen zu¬ laufende Produktmenge kann grundsätzlich auf zwei Arten erfolgen, durch Regelung der Drehzahl der Speisewalzen, oder durch Regelung des Dosierspaltes zwischen einem Dosierschieber und der Speisewalze, welche auch als Segmentverstellung bezeichnet wird.
In der Praxis findet man heute beide Ausführungen, also die Drehzahlregelung wie auch die Segmentverstellung.
Ein Beispiel für die Drehzahlregelung ist in dem DE-GM Nr. 86 14 505 beschrieben und hat sich für etliche Anwendungen sehr gut bewährt. Allerdings hat sich die Drehzahlregelung im Verhältnis zu der Segmentverstellung in geringerem Ausmass durchgesetzt. In der EP-PS 38 054 ist ebenfalls von der Anmelderin eine Regelung des Dosierspaltes veröffentlicht. Hat das zu dosierende Produkt eine mehlige oder griessige Beschaffenheit, wird in der Praxis die Segmentverstellungvonder Mehrzahl der Müller bevorzugt. Dagegen hat sich bei flockigen Produk¬ ten wie die Dosierung von Schrot, z.Bsp. vor der zweiten Mahlpassage in der Mühle, die Drehzahlregelung oft als der Segmentverstellung überlegen erwiesen.
Das Problem, das hierbei nun entsteht liegt darin, dass im voraus grundsätzlich für jeden Walzenstuhl festgelegt
werden muss, welches Konzept für die Speiseregelung ein¬ gebaut werden muss. Ein späterer Umbau wird of nicht durchgeführt, sodass es immer wieder vorkommen kann, dass einzelne Mahlpassagen nicht eine optimale Speisere¬ gelung haben.
Die Vermahlung wird als das Herz jeder Mühle anerkannt. Eine Anzahl Parameter beeinflussen daher Qualität der Mahlarbeit. Einen besonderen Stellenwert hat die Rege¬ lung der Produktspeisung zu den Mahlwalzen, ferner der störungsfreie Betrieb der dazu erforderlichen Elemente. Der Automatisierungsgrad in einer modernen Mühle hat heute bereits ein beachtlich hohes Niveau erreicht. Nicht zuletzt auch im Sinne einer Qualitätssicherung wird eine weitere Erhöhung der Automatisierung gefor¬ dert, zumindest soweit , als die schon heute geräte¬ technisch beeinflussten Parameter für eine noch höhere Perfektion ausnutzbar sind, sodass durch menschlichen Eingriff bzw. der Führung des Prozesses leichterer Zugang entsteht.
Interessant ist, dass sich dabei gerade in Bezug auf den Walzenstuhl ein eigentlicher Zielkonflikt abzeichnet, wobei dieser teilweise von beinahe ideologischen Vorur¬ teilen, auch in der Fachwelt, verursacht wird. Die Mechanik sei heute veraltet. Moderne Techniken, wie Elektronik oder Sensortechnik, z.Bsp. optische, kapa¬ zitive, Infrarot-Messtechnik seien überlegen, und vorteilhafter, weil dabei unmittelbar elektrisch-elek¬ tronische Signale erzeugt werden. Die Computertechnik hat immer noch bei vielen Fachleuten einen fast mysti¬ schen Stellenwert, bei starker Ablehnung resp. eupho¬ rischer Annahme. Das Ergebnis ist, dass eine Vielzahl von Lösungen angeboten werden, wobei jede, ohne Aus-
nähme, nur begrenzt akzeptiert wird.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung wird nun die Aufgabe gestellt, diese Nachteile zumindest teilweise zu mildern, dass mit oder ohne übergeordnete Steuerung die Aufgabe lösbar, und insbesondere die Möglichkeit einer sofortigen oder späteren Iπtegrierung in eine übergeordnete Rechnersteuerung möglich ist, ohne dass aufwendige Umbauarbeiten erforderlich sind.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie einen ersten mechanischen Signalgeber für ein Digitalsignal sowie einen zweiten mechanischen Signalgeber für ein Analogsignal aufweist.
Entgegen anfänglichen Bedenken, dass der neue Erfindungsgedanke auch nicht viel mehr bringe, zeigte sich aber bald zur Überraschung aller Beteiligten, dass mit der Wahl von zwei unterschiedlichen Signalgebern, ausgehend von einem mechanischen Sensor gleichzeitig wenigstens drei positive Effekte entstehen:
Eine Mechanik ist nach wie vor die preisgünstigste Ausführung gegenüber allen anderen Sensortechniken.
Eine Mechanik ist betriebssicher, benötigt keine spezialisierte Fachausbildung für die Betreuung.
Eine Mechanik weist immer Reibkräfte bei jeder Bewegung auf.
Es hat sich nun aber gezeigt, dass mit der Reibung eine natürliche Dämpfung, insbesondere für das Analogsignal, entsteht und ohne Kosten (wie für entsprechende elek¬ tronische Dämpfungen) ein ausgezeichneter Stabilisie¬ rungseffekt für die Regelung der Produktspeisung sich ergibt. Der grösste unerwartete Vorteil, gleichsam der Kern der neuen Erfindung, ergab sich mit der dadurch geschaffenen Möglichkeit einer grossen Zahl von ver¬ schiedenen Lösungswegen zu realisieren, sei es, dass darauf aufbauend Teile von an sich bekannten Ausfüh¬ rungen steuer- bzw. regelbar sind, oder dass bis zum höchsten Grad alle Automatisierungsstufen ebenfalls realisierbar oder sogar später einbaubar sind. Gerade der letzte Punkt erweist sich als für die absehbare Zukunft immer wichtiger, denn von einer Mühlenanlage wird nach wie vor erwartet, dass sie bei guter Wartung bis zu mehreren Jahrzehnten ökonomisch verwendbar ist. Wohingegen für viele Teile der modernen Computertechnik eine Lebensdauer von 7 bis 10 Jahren Tatsache ist.
Die neue Erfindung erlaubt nun eine ganze Anzahl beson¬ ders bevorzugter Ausgestaltungen. So kann über das Ana¬ logsignal die Drehzahl der Speisewalze geregelt und über das Digitalsignal die Ein- und Ausrückung gesteuert werden. Diese Trennung hat den besonderen Vorteil, dass die Praxiseinstellung sowohl der Produktspeiseregelung, wie der Ein- und Ausrückung unabhängig durchführbar ist. Jede Funktion ist für sich verständlich und überschau¬ bar. Dabei können die Antriebsmittel bzw. ein Antriebs¬ motor für die Speisewalze durch das Analogsignal über eine elektrische Wandlereinheit stufenlos geregelt wer¬ den.
Ein weiterer Lösungsansatz liegt darin, das Analogsignal der Regelung eines Produktspeiseschiebers und das Digi¬ talsignal der Ein- und Ausrückung zuzuordnen, dabei kann die Regelung des Produktspeiseschiebers (Segment¬ verstellung) entsprechend der EP-PS Nr. 38 054 erfolgen. Dabei wird bevorzugt auf an sich bekannte Weise der me¬ chanisch bewegbare Sensor als eine unter Federspannung in Richtung des zu bewegenden Produktstromes sich er¬ streckender Sonde (z. Bsp. Christbaum oder Lochblech) und der Signalgeber als ein von dem Sensor bewegte Kontaktelement ausgebildet. Der Sonde wird je ein Kontaktelement als Signalgeber für das Analogsignal resp. für das Digitalsignal, bevorzugt je an einer äusseren Endseite des Walzenstuhles zugeordnet. Dem Signalgeber für das Analogsignal wird ein Nähe¬ rungsschalter für die Umwandlung des mechanischen Signa¬ les in ein analoges elektrisches Signal zugeordnet, und dem Signalgeber für das Digitalsignal kann ein Kontakt¬ schalter eines elektrischen Ventiles die Ein- und Aus¬ rückung s euern.
Bei einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird dem Sig¬ nalgeber für das Analogsignal eine Spannungswandlerein¬ heit und eine Stromwandlereinheit unmittelbar zugeord¬ net, bzw. in den Walzenstuhl integriert. Bevorzugt ord¬ net man in Abstand zu dem Walzenstuhl eine Frequenz¬ wandlereinheit für die Regelung von wenigstens zwei oder einer Vielzahl von Speisewalzen an. Bei einem weiteren Ausgestaltungsgedanken wird der Antriebsmotor direkt an ein Drehrichtungssinn-Umkehrgetriebe angeflanscht, so¬ wohl für die Speisewalze wie für eine parallel angeord¬ nete Verteilwalze. Das Drehrichtungssinn-Umkehrgetriebe
weist hierzu ein Untersetzungsverhältnis von 1 : 5 bis 1 : 20, bevorzugt etwa 1 : 10 auf, wobei das Reduktions¬ und Umkehrgetriebe aus nur drei Zahnradpaaren gebildet sein kann.
Bei einem weiteren ganz besonders vorteilhaften Ausge¬ staltungsgedanken wird dem Antriebsmotor ein Einstell¬ getriebe sowie eine Steuereinheit für die Wahl verschie¬ dener Drehzahlstufen der Speisewalzen, und das Analogsignal für die Regelung eines Produktspeiseschiebers zugeordnet und über das Digitalsignal die Ein- und Ausrückung gesteuert.
Die Erfindung betrifft ferner eine Produktspeiseauto¬ matik für einen Müllereiwalzenstuhl mit einem mecha¬ nischen Sensor, einer Produktspeiseeinrichtung sowie Mitteln für die Regelung der ProduktSpeisung, wobei über den Sensor und einen mechanischen Signalgeber ein Analossignal erzeugbar ist, wobei ferner der Produkt¬ speiseautomatik eine Steuer- und Speichereinheit zugeordnet ist für verschiedene Positionen einer Ein¬ steilvorrichtung.
Bevorzugt wird dabei entweder über das Analogsignal entsprechend der dem Walzenstuhl zugeführten Produkt¬ menge die Oeffnungsstellung eines Speisesegmentes geregelt, und über die Steuer- und Speichereinheit verschiedene Drehzahlstufen der Speisewalze eingestellt, oder es wird über das Analogsignal entsprechend der dem Walzenstuhl zugeführten Produktmenge die Drehzahl der Speisewalzen geregelt und über die Steuer- und Speicher¬ einheit verschiedene Positionen eines Speisesegmentes eingestellt. In diesen beiden Fällen kann von dem Analogsignal z.Bsp.
über Grenzwertschalter ein Digitalsignal erzeugt, und damit die Ein- und Ausrückung gesteuert werden.
In allen Fällen ist es möglich, ein elektrisches Signal durch zwei in Serie geschaltete digitale Schaltelemente zu leiten, und erst danach als analoges Signal zu verwerten. Die neue Erfindung erlaubt einer Steuer¬ einheit, Speicher und Rechnermittel und diese koordi¬ niert mit einem Steuersignal für die Mahlspaltein¬ stellung nach zuvor festlegbarem Programm einzusetzen.
Die Erfindung betrifft ferner ein neues Verfahren zur Steuerung der Vermahlung eines Müllereiwalzenstuhles, welches eine Einsteileinrichtung sowie eine Ein- und Ausrückvorrichtung für die Mahlwalzen und eine über einen Produktzulaufsensor geregelte Produktspeisung an den Mahlwalzen aufweist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass über einen mechanischen Sensor ein analoges Signal erzeugt wird, über welches in Abhängigkeit von der dem Walzenstuhl zugeführten Produktmenge geregelt, und ferner wenigstens ein unabhängiges einstellbares Digitalsignal erzeugt wird, welches entweder die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen oder in Abhängigkeit von übergeordneten Parametern (Mühlenleistung, Produkt¬ qualität) verschiedene Grundeinstellungen der Produkt¬ speisung steuert.
Die neue Erfindung erst hat die Erkenntnis gebracht, dass die Erzeugung eines analogen und eines davon unabhängig einstellbaren Digitalsignal die grösst mögliche Wahlfreiheit für die Art der Beeinflussung der Vermahlung gestattet und damit erstmals für jeden Anwen¬ dungsfall über die dabei involvierten Parameter optimale Mahlbedingungen ermöglicht werden. Insbesondere kann nun
mit einfachen, kostengünstigen Mitteln jede Funktion auf der tiefstmöglichen Ebene autonom gewährleistet werden.
Einerseits betrifft dies
- die Regelung der Produktmenge
- die Ein- und Ausrückung,
anderseits können mit wenig Aufwand durch Handsteuerung oder durch Rechner- und Speichermittel verschiedene Grundeinstellungen für die Produktspeisung gewählt werden, auf welche dann die Regelung der Produktspeisung erfolgt.
Ganz besonders bevorzugt werden dabei zwei Digitalsig¬ nale erzeugt, wobei ein erstes Digitalsignal von dem mechanischen Sensor in Funktion des Produktzulaufs die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen steuert, und ein zweites von einer unabhängigen Steuereinheit erzeugtes Digitalsignal Grundeinstellungen der Produktspeisung bestimmt.
Es kann auf diese Weise je nach Art des Produktes eine bestimmte Umdrehungszahl für die Speisewalze vorgewählt, oder diese im Falle von Produktwechseln jederzeit ver¬ stellt werden. Oder es können für das Segment bzw. den Dosierspalt Grundeinstellung gewählt bzw. bei Produkt¬ wechseln verstellt werden. Die Produktspeiseregelung erfolgt in jedem Fall autonom bzw. automatisch über den von dem mechanischen Sensor erzeugten, analogen Signal.
Ganz besonders vorteilhaft ist dieser neue Lösungsweg für Anlagen mit hohem Automatisierungsgrad. Dabei kann vorgesehen werden, dass die Steuereinheit Speicher- und
Rechnermittel enthält und koordiniert mit einem Steuersignal für die Mahlspalteinstellung nach zuvor festlegbarem Programm einsetzbar ist.
Es können auf diese Weise die beiden Grundmöglichkeiten nicht nur automatisiert, sondern jede auf ihre Weise optimiert werden.
Bei der Regelung der Produktmenge durch Regelung des Segmentes etwa ge äss der EP-PS 38 054 mit einer pneumatischen Regelung Dosierspaltes kann dazu je nach Mahlbedingungen eine optimale Speisewalzendrehzahl eingestellt werden.
Bei Regelung der Produktmenge durch Regelung der Speisewalzendrehzahl gemäss der DE-GM 8614505 können für den Dosierspalt durch ein Digitalεignal einer Steuereinheit auf einen optimalen Wert eingestellt werden.
Es kann so nicht nur die beste Produktregelung ermittelt werden, wobei die günstigsten Verhältnisse für den Produktauswurf der Speisewalzen in jedem Fall einstellbar sind, sondern damit auch ein Stabilisierungseffekt für die Gesamtvermahlung erzielt werden, denn je gleichmässiger die Produktspeisung für jedenWalzenstuhl, umso stabiler die Vermahlung insgesamt.
In der Folge wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispielen mit weiteren Einzelheiten erläutert.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Fig. 1 zeigt schematisch die Grundelemete der Vermahlungeines Müllereiwalzenstuhles;
Fig. 2 zeigt ein Beispiel mit Analogsignalwandler sowie Digitalkontaktschalter;
Fig. 3 zeigt eine besondere Ausführungsform der Fig. 1 mit elektropneumatisehern Ventil für die Ein- und Ausrückung der Mahlwalze;
Fig. 4 zeigt schematisch die Erzeugung einer mechanisch-elektrischen Wandlereinheit mit einem Drehpotentiometer;
Fig. 5 zeigt schematisch ein Getriebe für den Betrieb der Speisewalze;
Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer Speiseregelung durch pneumatische Regelung eines Segmet¬ schiebers und der Steuerung verschiedener Drehzahlstufen der Speisewalzen
Fig. 7 zeigt einen Schnitt durch einen 8-Walzenstuhl.
Wege zur Ausführung der Erfindung
In der Folgewirdnun auf die Fig.1 Bezuggenommen, dievon einem Müllereiwalzenstuhl 1 zeigt, welcher normaler¬ weise doppelt gebaut wird, wovon aber nur eine Hälfte dargestellt ist. Der Produktzulauf erfolgt über einen Speisezylinder 2 in einem Produktspeiseraum 3, welcher im unteren Teil eine Verteilwalze 4 sowie eine Speise¬ walze 5 aufweist, welche über ein Getriebe 6 sowie Antriebmitteln 7 in gleichsinnigeUmlaufbewegungbringbar sind.
In dem Speisezylinder 2 befindet sich ein mechanischer Sensor 8, der direkt mit einem mechanischen Signalgeber 9 gelenkig verbunden ist. Der Sensor 8 wird durch ein Spannfeld 10 ohne Produktzulauf in seiner höchsten Stellung gehalten. Das zulaufende Produkt drückt den Sensor 8 nach unten, wobei der Signalgeber 9 eine analoge Bewegung durchführt resp. ein an sich be-
kanntes analoges Signal an eine Wandlereinheit 11 über¬ trägt. Ein Speisespalt 12 wird durch ein Segment 13 gebildet, wobei schematisch dazu eine Seg¬ mentverstelleinrichtung 14 dargestellt ist. In der Figur 1 sind die zwei Grundmöglichkeiten eingezeichnet, indem ausgehend von dem Signal des Sensors 8 und einer Umform¬ einrichtung (S/R) 15 über strichlierte Verbindungen 16, resp. 16' entweder Einfluss auf die Drehzahl der Speise¬ walze 5 oder auf die Stellung des Speisesegmentes 13 genommen wird.
Das in der Speisewalze 6 ausgetragene Gut wird ent¬ sprechend dem Pfeil 17 einem Mahlwalzenpaar 18 zuge¬ führt. Das Mahlwalzenpaar besteht aus einer Festwalze 19 und einer Loswalze 20. Der Loswalze 20 ist eine Ein- und Ausrückvorrichtung 21 zugeordnete, welche in Ab¬ hängigkeit eines Steuersignals von dem Sensor 8 über eine Steuerleitung 22 gesteuert wird. Der Loswalze 20 ist ferner eine Mehlspalteinstelleinrichtung 23 zuge¬ ordnet, welche gegebenenfalls von Hand oder über motorische Mittel 24 sowie einer elektronischen Speicher-Rechnereinheit 25 verstellbar ist, dies in Abhängigkeit, sei es als Funktion der spezifischen Mahl¬ arbeit, oder der Mahlgutqualität, oder dem Gutdurchsatz durch den Walzenstuhl 1.
In der Figur 2 ist eine bevorzugte Ausgestaltung der Fig. 1 mit weiteren Einzelheiten zu den Steuer- und Re¬ gelungselementen, wobei zwei Signalgeber dargestellt sind, ein Signalgeber 9 für das Analogsignal, welches durch die Bewegung resp. die Stellung einer Kurvenschei¬ be 30 erzeugt und über einen Analogsignalwandler 31 als elektrisches analoges Spannungssignal über eine Steuer¬ leitung 32 an eine Auswertelektronik 33 übergebenwird.
Mit einem zweiten Signalgeber 34 für ein Digitalsignal wird über ein Kontaktschalter 35 und einer Steuerleitung 36 ebenfalls der Auswertelektronik 33 übergeben, von welcher ein Digitalsignal über eine Steuerleitung 37 an die Ein- und Ausrückvorrichtung 21 gegeben wird. Das Analogsignal wird in einem Frequenzumrichter 38 direkt für einen Antriebsmotor 39 umgewandelt, über welchen die Drehzahl der Speisewalze 5 geregelt wird.
Die Figur 3 zeigt eine weitere Ausgestaltungsm glich- keit, in einem etwas vereinfachten Aufbau, dabei kann das Analogsignal vom Analogsignalwandler 31 über das Digitalsignal für besondere Betriebsstellungen über¬ steuert werden. Das Digitalsignal steuert direkt ein elektropneumatisches Ventil 40, welches zwei pneumati¬ sche Zylinder 41 und 42 für die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen steuert. Mit einem Handschalter 43 können vor Ort verschiedene Grundstellungen (Hand-Service-Automatik usw) für jeweils gewünschte Betriebszustände durch Ver¬ sorgung mit Druckluft gewählt werden.
In der Figur 4 ist schematisch noch stärker vereinfacht die Verarbeitung des Analogsignals, hier durch ein Dreh¬ potentiometer gewandelt dargestellt, und zeigt die Umwandlung eines mechanischen in ein elektrisches Analogsignal. Die Spannfeder 10 kann in verschiedene Positionen so gebracht und je nach spezifischer Produkt¬ qualität und Zulaufbedingungen über eine Spannschraube 51 unter verschiedene Zugspannungen eingebracht werden.
In der Figur 5 ist das sehr einfache Untersetzgetriebe mit je einem Zahnradsatz auf der Speisewalze 5 und auf der Verteilwalze 4 und nur einem Satz Uebertriebsrollen 60 bzw. 61. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass
der für den Uebertrieb von der Speisewalze zu der Verteilwalze erforderliche Uebertrieb gleichzeitig Untersetzungsgetriebe ist von einem Antriebsmotor zu der Speisewalze.
In der Figur 6 ist eine weitere besonders vorteilhafte Ausgestaltung für eine völlige Selbstregelung der Pro¬ duktspeisung über ein Analogsignal sowie der Möglichkeit der motorischen Voreinstellung einer Speisewalzendreh¬ zahlstufe, sei es durch Handeingabe 70 über eine Steue¬ rung 71. Dabei können über ein Stufenschaltgetriebe, ein Schalthebel 73 und automatische Verstellmittel 74 in eine der Drehzahlstufen 1, 2, 3, 4 oder 5 gebracht werden. Es ist aber auch möglich, über Rechner- und Speichermittel 75 und einem zuvor festgelegten Programm im Sinne eines Mehrfachdigitalsignals das Getriebe 72 in die gewünschte Stufe zu bringen.
In der Figur 6 wird das Digitalsignal nach äusseren Parametern über die Steuerung eingebracht. Gleichzeitig wird über einen Analogsignalwandler von dem mechanischen Signalgeber 9 ein Analogsignal an die Steuerung gegeben. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass ein entspre¬ chendes Positionssignal für Ueberwachungsaufgaben in dem Rechner verwertet und verschiedene Steuerungen koordi¬ niert werden können.
Die eigentliche Speisereglung erfolgt über die in der EP-PS 38 054 bekannten Art, der pneumatischen Regelung des Dosiersegmentes resp. des Dosierspaltes 12. Die Ein- und Ausrückung wird durch ein von dem pneumatischen Analogsignal abgebildeten Digitalsignal gesteuert, welches über ein Schwellwertsteuerventil 76 gebildet wird.
In der Figur 7 sind die beiden Hälften eines Müllerei-8- Walzenstuhles dargestellt. Jeder Sensor der hier als senkrecht stehendes Lochblech ausgebildet ist, ist je einer senkrechten Hälfte, also zwei übereinander liegenden Walzenpaaren 19/20, 19'/201 zugeordnet.
Claims
1. Produktspeiseautomatik für einen Müllerei- 4- oder 8-Walzenstuhl (1) mit einem mechanischen Sensor (8), einer Produktspeise-Einrichtung mit einstellbaren Antriebsmitteln für die Speisewalzen (5) sowie Mitteln zur Mahlwalzenein- und Ausrückung (21), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sie einen ersten mechanischen Signalgeber (34) für ein Digitalsignal sowie einen zweiten mechanischen Signalgeber (9) für ein Analogsignal aufweist.
2. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass über das Analogsignal die Drehzahl der Speisewalze (5) regelbar, und über das Digitalsignal die Ein- und Ausrückung (21) steuerbar ist.
3. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein Antriebsmotor (7, 39) für die Speisewalze (5) durch das Analogsignal über eine elektronische Wandlereinheit (38) stufenlos regelbar ist.
. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Analogsignal der Regelung eines Produktspeiseschiebers (13) und das Digitalsignal der Ein- und Ausrückung (21) zugeordnet ist.
5. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der an sich bekannte mechanisch bewegbare Sensor (8) als eine unter Federsapnnung (10) in Richtung des zu bewegenden Produktstromes sich erstreckendes Lochblech und der Signalgeber als ein von dem Sensor bewegtes Kontaktelement (9, 34) ausgebildet ist.
6. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c hn e t, dass der Sonde je ein Kontaktelement (9 resp. 34) als Signalgeber für das Analogsignal resp. für das Digitalsignal, bevorzugt je an einer äusseren Endseite des Walzenstuhles zugeordnet ist.
7. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Signalgeber für das Analogsignal ein Näherungsschalter (31) für die Umwandlung des mechanischen Signales in ein analoges elektrisches Signal zugeordnet ist.
8. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Signalgeber für das Digitalsignal ein Kontaktschalter (35) eines elektrischen Ventils für die Ein- und Ausrückung (21) zugeordnet ist.
9. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 1 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass dem Signalgeber für das Analogsignal eine Span¬ nungswandlereinheit (z.Bsp. ein Potentiometer) (31) und eine Stromwandlereinheit (38) unmittelbar zugeordnet, bzw. in dem Walzenstuhl (1) integriert wird.
10. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in Abstand zu dem Walzenstuhl (1) eine Frequenz¬ wandlereinheit (33) für die Regelung von wenigstens zwei oder einer Vielzahl von Speisewalzen (5) zugeordnet ist.
11. Produktspeiseautomatik nach einem der Patent¬ ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Antriebsmotor (7) direkt an ein Drehrichtungs¬ sinn-Umkehrgetriebe (6) angeflanscht ist, für die Speisewalze (5) sowie eine parallel angeordnete Verteil¬ walze (4) .
12. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 11 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Drehrichtungssinn-Umkehrgetriebe ein Uebersetz- ungsverhältnis von 1 : 10 aufweist.
13. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 11 oder 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Umkehrgetriebe (6) aus drei Zahnradpaaren besteht.
14. Produktspeiseautomatik nach den Patentansprü¬ chen 1 und 4, wobei das Analogsignal für die Regelung eines Produktspeiseschiebers zugeordnet ist und über das Digitalsignal die Ein- und Ausrückung steuerbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass der Speisewalze (5) ein Antriebsmotor (7) und eine EinStelleinrichtung (73, 74) sowie eine Steuereinheit (71, 75) für die Wahl verschiedener Drehzahlstufen der Speisewalzen (5) zugeordnet ist.
15. Produktspeiseautomatik für einen Müllerei 4- oder 8-Walzenstuhl mit einem mechanischen Sensor, einer Produktspeiseeinrichtung sowie Mitteln für die Regelung der Produktspeisung, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass über dem Sensor (8) und einem mechanischen
Signalgeber ein Analogsignal erzeugbar ist, wobei ferner der Produktspeiseautomatik eine Steuer- und
Speichereinheit (71, 75) zugeordnet ist für die Wahl verschiedener Positionen einer EinStelleinrichtung (72,
73).
16. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass über das Analogsignal entsprechend der dem Walzenstuhl (1) zugeführten Produktmenge die Drehzahl der Speisewalze (5) regelbar und über die Steuer- und Speichereinheit verschiedene Positionen eines Speisesegmentes (13) einstellbar sind.
17. Produktspeiseautomatik nach Patentanspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass von dem Analogsignal z.Bsp. über Grenzwertschalter ein Digitalsignal erzeugbar, und damit die Ein- und Ausrückung (21) steuerbar ist.
18. Produktspeiseautomatik nach einem der Patent¬ ansprüche 15 - 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Steuereinheit (71) Speicher- und Rechnermittel (95) enthält und koordiniert mit einem Steuersignal für die Mahlspalteinstellung nach zuvor festlegbarem Programm einsetzbar ist.
19. Produktspeiseautomatik nach einem der Patent¬ ansprüche 1 - 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein elektrisches Signal durch zwei in Serie geschaltete digitale Schaltelemente geleitet, und erst danach als analoges Signal verwendet wird.
20. Verfahren zur Steuerung der Vermahlung eines Müllerei- 4- oder 8-Walzenstuhles, welcher Einsteilein¬ richtungen sowie Ein- und AusrückVorrichtungen für die Mahlwalzen und eine über einen Produktzulaufsensor geregelte Produktspeisung an die Mahlwalzen aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass über einen mechanischen Sensor ein analoges Signal erzeugt wird, über welches in Abhängigkeit von der dem Walzenstuhl zugeführten Produktmenge die Produktspeisung geregelt, und ferner wenigstens ein unabhängiges einstellbares Digitalsignal erzeugt wird, welches entweder die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen oder die Abhängigkeit von übergeordneten Parametern (Mühlenleistung, Produktqualität) verschiedene Grundeinstellungen der Produktspeisung steuert.
21. Verfahren nach Patentanspruch 20, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass zwei oder mehrere Digitalsignale erzeugt werden, wobei ein erstes Digitalsignal von dem mechanischen Sensor in Funktion des Produktzulaufes die Ein- und Ausrückung der Mahlwalzen steuert, und ein zweites oder mehrere von einer unabhängigen Steuereinheit erzeugte Digitalsignale Grundeinstellungen der Produktspeisung steuert.
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