система автоматического управления мукомольным 4- или 8- валковым станком и способ управления помолом в мукомольном 4- или 8-валковом станке

Формула изобретения

1. Система автоматического управления мукомольным 4- или 8-валковым станком, содержащая средство для установки величины щели мелющими валками каждой пары мелющих валков, устройства подачи продукта для равномерного распределения продукта по всей длине мелющих валков и для регулирования производительности дозирования по мелющим валкам в пределах ширины диапазона по отношению к поступающему количеству продукта, а также средства для включения и выключения мелющих валков, отличающаяся тем, что устройство для подачи продукта и средства для включения и выключения мелющих валков содержат общий механический чувствительный элемент, а система снабжена двумя датчиками соответственно цифрового и аналогового сигнала и служащими соответственно для управления включением и выключением мелющих валков и для регулирования производительности дозирования либо путем изменения частоты вращения питающего валка, либо путем изменения количества подаваемого продукта.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что устройство для подачи продукта содержит приводной двигатель, служащий для регулирования производительности дозирования, и электронный преобразователь, служащий для бесступенчатого изменения (управления) частоты вращения.

3. Система по п. 1, отличающаяся тем, что механический чувствительный элемент выполнен в виде перфорированного листа, а датчик выполнен в виде контактного элемента, установленного с возможностью перемещения посредством чувствительного элемента.

4. Система по п. 3, отличающаяся тем, что каждому чувствительному элементу соответствует один контактный элемент, служащий в качестве датчика соответственно аналогового или цифрового сигнала и установленный на наружной концевой стороне валкового станка.

5. Система по п. 1, отличающаяся тем, что датчик цифрового сигнала содержит два последовательно включенных цифровых коммутационных элемента, причем последний служит для выработки аналогового сигнала.

6. Способ управления помолом в мукомольном 4- или 8-валковом станке, предусматривающий распределение продукта по всей длине мелющих валков, регулирование производительности дозатора по мелющим валкам и установление величины щели между мелющими валками, а также включение или выключение мелющих валков в зависимости от подачи продукта, отличающийся тем, что регулирование подачи продукта осуществляют в зависимости от количества поступающего продукта.

7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что вырабатывают два или более цифровых сигнала, один из которых соответствует количеству поступающего продукта и управляет включением и отключением мелющих валков, а другие управляют подачей продукта.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системе автоматической подачи продукта для мукомольного валкового станка с механическим чувствительным элементом, устройством подачи продукта с регулируемыми приводными средствами для питающих валков, а также сцеплением и расцеплением мелющих валков, а также к способу управления помолом в мукомольном валковом станке.

Уровень техники.

Для регулирования подачи продукта в мукомольном валковом станке должны выдерживаться твердо заданные рамочные условия. Ими являются следующие условия: должно обеспечиваться равномерное распределение продукта по всей длине мелющих валков; в пределах ширины полосы соответственно притекающее к валковому станку количество продукта должно перерабатываться, соответственно по возможности кратковременные колебания в подаче с некоторым выравниванием должны проходить на мелющие валки; при перерыве в подаче продукта к валковому станку с минимальной задержкой должна прекращаться подача продукта на мелющие валки и мелющие валки одновременно должны расцепляться друг с другом.

В течение десятилетий зарекомендовали себя в отношении устройства такие различные основные элементы, как распределительный валок и питающие валки, а также механический зонд в качестве чувствительного элемента для тонкого регулирования поступления на мелющие валки. Мгновенная регулировка поступающего на мелющие валки количества продукта в принципе может осуществляться двумя способами, за счет регулирования числа оборотов питающих валков или за счет регулирования дозировочного зазора между дозирующим затвором и питающим валком, которое также обозначается как перестановка сегмента.

На практике сегодня можно видеть оба осуществления, следовательно регулирование числа оборотов, а также перестановку сегмента.

Пример регулирования числа оборотов описан в полезной модели ФРГ N 8614504 и очень хорошо зарекомендовал себя для некоторых применений. Однако регулирование числа оборотов внедрено в меньшем объеме по сравнению с перестановкой сегмента. В европейском патенте N 38054 опубликовано регулирование дозировочного зазора. Если подлежащий дозированию продукт обладает свойствами муки или крупы, то большинство работников мукомольной промышленности предпочитают на практике перестановку сегмента. Напротив, в случае хлопьевидных продуктов, например, как при дозировке продуктов грубого помола перед вторым помолом в мельнице, регулирование числа оборотов часто проявляет себя как превосходящее перестановку сегмента.

Проблема, которая при этом теперь возникает, состоит в том, что заранее в принципе для каждого валкового станка должно быть установлено то, какая концепция должна использоваться для регулирования подачи. Последующее переоборудование часто не производится, так что все время может повторяться то, что отдельные помолы проводятся не при оптимальном регулировании подачи.

Известно, что помол является главным элементом в работе каждой мельницы. Поэтому несколько параметров влияют на качество работы по помолу. Особое место по значению занимает регулирование подачи продукта к мелющим валкам, а также, далее, свободная от неисправностей работа требующихся для этого элементов. Степень автоматизации в современной мельнице уже достигла сегодня значительно высокого уровня. Не в последнюю очередь также в смысле гарантии качества требуется дальнейшее повышение автоматизации, по меньшей мере настолько, насколько параметры, на которые уже сегодня осуществляется влияние с помощью приборных средств, могут быть использованы для еще более высокого совершенства, так что за счет вмешательства человека, соответственно ведения процесса, возникает более легкий доступ.

Интересно, что при этом как раз в отношении валкового станка вырисовывается собственный конфликт по поводу пути достижения цели, причем этот конфликт частично вызван почти идеологическими предубеждениями, в том числе и в мире специалистов. Механика сегодня устарела. Современные технические средства, такие как электроника или сенсорная техника, например оптическая, емкостная, инфракрасная измерительная техника, превосходят механику и являются более предпочтительными, поскольку при этом непосредственно производятся электрические или электронные сигналы. Компьютерная техника занимает все еще у многих специалистов почти мистическое место по значению, при настойчивом отказе, соответственно эйфорическом принятии. Результатом этого является то, что предлагается большое количество решений, причем каждое без исключения может быть принято лишь в ограниченном объеме.

Изложение существа изобретения.

Изобретением теперь ставится цель по меньшей мере частично смягчить эти недостатки, чтобы задача была решаемой с помощью управления более высокого уровня или без него, и, в частности, явилось бы возможным немедленное или последующее интегрирование в компьютерное управления более высокого уровня без того, чтобы потребовались связанные с большими затратами работы по переоборудованию.

Устройство согласно изобретению отличается тем, что оно имеет первый механический датчик сигнала для цифрового сигнала, а также второй механический датчик сигнала для аналогового сигнала.

В противоположность начальному сомнению в том направлении, что новая идея согласно изобретению также не внесет много нового, вскоре, однако, неожиданно для всех участвующих выявилось то, что при выборе двух различных датчиков сигнала, исходя их механического чувствительного элемента, одновременно возникают по меньшей мере три положительных эффекта: механика, как и прежде, является наиболее благоприятным по цене осуществлением по сравнению со всеми другими видами сенсорной техники; механика является надежной в эксплуатации, не требует специализированного профессионального образования для обслуживания; механика всегда содержит силы трения при любом движении.

Но теперь выявилось, что за счет трения получается естественное демпфирование, в частности для аналогового сигнала, и без затрат (как для соответствующих электронных демпфирований) отличный эффект стабилизации для регулирования подачи продукта. Наибольшее неожиданное преимущество, как бы основа нового изобретения, проявило себя вместе с созданной за счет него возможностью реализации большего числа различных путей решения, будь это то, что, основываясь на нем являются управляемыми, соответственно регулируемыми, части известных самих по себе осуществлений, или то, что до самой высокой степени также являются реализуемыми или даже позднее встраиваемыми все ступени автоматизации. Как раз последний пункт проявляет себя в качестве все более важного для обозримого будущего, так как от мельничной установки, как и прежде, ожидается то, что при хорошем техническом обслуживании она будет экономически применимой в течение нескольких десятилетий. В противоположность этому для многих частей современной компьютерной техники фактом является срок службы от 7 до 10 лет.

Новое изобретение позволяет теперь целый ряд особенного предпочтительных осуществлений. Так, через аналоговый сигнал может регулироваться число оборотов питающего валка и через цифровой сигнал можно управлять сцеплением и расцеплением. Это разделение имеет то особое преимущество, что настройка на практике как регулировки подачи продукта, так и сцепления и расцепления может осуществляться независимым образом. Каждая функция является понятной и наглядной сама по себе. При этом приводные средства, соответственно приводной двигатель, для питающего валка могут регулироваться бесступенчатым образом за счет аналогового сигнала через электрический преобразовательный узел.

Следующий подход к решению заключается в том, чтобы придать аналоговый сигнал регулировке затвора подачи продукта и цифровой сигнал придать сцеплению и расцеплению, при этом регулировка затвора подачи продукта (перестановка сегмента) может осуществляться в соответствии с европейским патентом N 38054. При этом предпочтительно известным самим по себе образом перемещаемый механическим путем чувствительный элемент выполнен в виде зонда (например, елочка или перфорированный лист), проходящего при напряжении пружины в направлении перемещаемого потока продукта, и датчик сигнала выполнен в виде перемещаемого чувствительным элементом контактного элемента. Зонду придано по одному контактному элементу в качестве датчика сигнала для аналогового сигнала, соответственно для цифрового сигнала, преимущественно по одному на наружной концевой стороне валкового станка. Датчику сигнала для аналогового сигнала придается реле близости для преобразования механического сигнала в аналоговый электрический сигнал, и датчику сигнала для цифрового сигнала может придаваться (в немецком тексте ошибочно записано "может управлять "-" kann stenern" прим.пер.) переключатель контактов электрического вентиля <для> сцепления и расцепления.

При следующей идее выполнения датчику сигнала для аналогового сигнала непосредственно приданы, соответственно интегрированы в валковый станок, узел преобразования напряжения и узел преобразования тока. Преимущественно располагают на расстоянии от валкового станка узел преобразования частоты для регулировки по меньшей мере двух или большого числа питающих валков. При следующей идее выполнения приводной двигатель непосредственно профланцовывается к реверсивной передаче для перемены направления вращения как для питающего валка, так и для расположенного параллельно распределительного валка. Реверсивная передача для перемены направления вращения имеет для этого понижающее передаточное отношение от 1:5 до 1:20, преимущественно приблизительно 1:10, причем редукционная и реверсивная передача может образовываться всего лишь из трех пар зубчатых колес.

При следующей особенно предпочтительной идее выполнения приводному двигателю придается регулирующая передача, а также управляющий узел для выбора различных ступеней чисел оборотов питающих валков и аналоговый сигнал для регулирования затвора подачи продукта, и через цифровой сигнал производится управление сцеплением и расцеплением.

Изобретение относится далее к системе автоматики подачи продукта для мукомольного валкового станка с механическим чувствительным элементом, устройством подачи продукта, а также средствами для регулирования подачи продукта, причем через чувствительный элемент и механический датчик сигнала может производиться аналоговый сигнал, причем далее системе автоматики подачи продукта придан управляющий и запоминающий узел для различных положений регулирующего устройства.

При этом преимущественно либо через аналоговый сигнал в соответствии с подводимым к валковому станку количеством продукта регулируется положение открытия питающего сегмента и через управляющий и запоминающий узел устанавливаются различные ступени чисел оборотов питающего валка, либо через аналоговый сигнал в соответствии с подведенным к валковому станку количеством продукта регулируется число оборотов питающих валков и через управляющий и запоминающий узлы устанавливаются различные положения питающего сегмента.

В обоих этих случаях из аналогового сигнала может быть произведен, например через переключатель предельного значения, цифровой сигнал и с его помощью может производиться управление сцеплением расцеплением.

Во всех случаях является возможным направлять электрический сигнал через два включенных последовательно цифровых переключающих элемента и только после этого использовать как аналоговый сигнал. Новое изобретение позволяет использование управляющего узла, запоминающего устройства и компьютера координированно с управляющим сигналом для установки зазора помола по устанавливаемой заранее программе.

Изобретение относится далее к новому способу управления помолом мукомольного валкового станка, имеющего регулировочное устройство, а также устройство сцепления и расцепления для мелющих валков и регулируемую через чувствительный элемент подачи продукта подачу продукта на мелющие валки, который отличается тем, что через механический чувствительный элемент производят аналоговый сигнал, через который производят регулирование в зависимости от подводимого к валковому станку количества продукта, и далее производят по меньшей мере один независимый регулируемый цифровой сигнал, который либо управляет сцеплением и расцеплением мелющих валков либо в зависимости от параметров более высокого уровня (производительность мельницы, качество продукта) управляет различными основными регулировками подачи продукта.

Только благодаря новому изобретению было выявлено то, что производство аналогового и регулируемого независимо от него цифрового сигнала предоставляет наибольшую возможную свободу выбора в отношении вида воздействия на помол и тем самым впервые обеспечиваются оптимальные условия помола для любого случая применения через входящие в него параметры. В частности теперь с помощью простых и благоприятных по цене средств может автономно на наиболее глубоком возможном уровне обеспечиваться любая функция.

С одной стороны это относится к регулированию количества продукта, к сцеплению и расцеплению; с другой стороны, с помощью малых затрат за счет ручного управления или за чет компьютерных и запоминающих средств могут выбираться различные основные регулировки для подачи продукта, на которые затем осуществляется регулирование подачи продукта.

Особенно предпочтительным образом при этом производятся два цифровых сигнала, причем первый цифровой сигнал от механического чувствительного элемента управляет в функции от поступления продукта сцеплением и расцеплением мелющих валков и второй, произведенный независимым управляющим узлом цифровой сигнал определяет основные регулировки подачи продукта.

Таким образом в зависимости от вида продукта может предварительно выбираться определенное число оборотов для питающего валка, или оно в любое время может регулироваться в случае смены продукта. Или для сегмента, соответственно дозировочного зазора, может выбираться основная регулировка, соответственно она может изменяться при смене продукта. Регулировка подачи продукта в любом случае происходит автономно, соответственно автоматически через произведенный механическим чувствительным элементом аналоговый сигнал.

Особенно предпочтительным является этот новый путь решения для установок с высокой степенью автоматизации. При этом может предусматриваться, что управляющий узел содержит запоминающие и компьютерные средства и может использоваться координированию с управляющим сигналом для регулировки зазора помола по устанавливаемой заранее программе.

Таким образом обе основные возможности могут быть не только автоматизированы, но каждая может быть автоматизирована своим способом.

При регулировке количества продукта за счет регулировки сегмента, например согласно европейскому патенту N 38054, с пневматическим регулированием дозировочного зазора для этого в зависимости от условий помола может регулироваться оптимальное число оборотов питающего валка.

При регулировке количества продукта за счет регулировки числа оборотов питающих валков согласно полезной модели ФРГ N 8614505 за счет цифрового сигнала управляющего узла может быть произведена регулировка для дозировочного зазора на оптимальное значение.

Таким образом не только может определяться наилучшая регулировка подачи продукта, причем в любом случае являются регулируемыми наиболее благоприятные условия для выбрасывания продукта питающими валками, но тем самым также может достигаться эффект стабилизации для помола в целом, так как чем более равномерной является подача продукта для каждого валкового станка, тем более стабильным является помол в целом.

Далее изобретение поясняется с помощью нескольких примеров осуществления с дальнейшими подробностями.

Краткое описание изобретения.2 На фиг.1 схематически показаны основные элементы помола мукомольным валковым станком.

На фиг.2 показан пример с преобразователем аналогового сигнала, а также цифровым переключателем контактов.

На фиг. 3 показана особая форма осуществления фиг.1 с электропневматическим вентилем для сцепления и расцепления мелющих валков.

На фиг. 4 схематически показано устройство (в немецком тексте ошибочно записано "производство" "Erzengung" примеч.пер.) электромеханического преобразовательного узла с поворотным потенциометром.

На фиг.5 схематически показана передача для работы питающего валка.

На фиг.6 показан пример регулирования подачи за счет пневматической регулировки сегментного затвора управления различными ступенями числа оборотов питающих валков.

На фиг.7 показан разрез 8-валкового станка.

Пути осуществления изобретения.

Далее ссылка делается на фиг.1, на которой показан мукомольный валковый станок 1, в нормальном случае выполненный двойным, но у которого изображена лишь половина. Поступление продукта осуществляется через питающий цилиндр 2 в зоне подачи продукта 3, имеющей в нижней части распределительный валок 4, а также питающий валок 5, приводимые через передачу 6, а также приводные средства 7 в одинаково направленное вращательное движение.

В питающем цилиндре 2 находится механический чувствительный элемент 8, непосредственно шарнирно соединенный с механическим датчиком сигнала 9. Чувствительный элемент 8 за счет натяжной пружины 10 (в немецком тексте ошибочно записано "натяжного поля" " Spannfeld" примеч.пер.) без поступления продукта удерживается в его самом высоком положении. Поступающий продукт отжимает чувствительный элемент 8 вниз, при этом датчик сигнала 9 осуществляет аналоговое перемещение, соответственно передает далее известный сам по себе аналоговый сигнал на преобразовательный узел 11. Питающий зазор 12 образуется за счет сегмента 13, причем схематически для этого изображено устройство перестановки сегмента 14. На фиг.1 изображены две основные возможности, при этом, исходя из сигнала чувствительного элемента 8 и преобразовательного устройства (S/R/ 15 по изображенным штриховыми линиями соединениям 16, соответственно 16", оказывается воздействие либо на число оборотов питающего валка 5 либо на положение питающего сегмента 13.

Выгружаемый в питающем валке 6 (должна быть указана позиция 5, примеч. пер.) продукт подводится в соответствии со стрелкой 17 к паре мелющих валков 18. Пара мелющих валков состоит из неподвижного валка 19 и свободного валка 20. Свободному валку 20 придано устройство сцепления и расцепления 21, управляемое в зависимости от управляющего сигнала от чувствительного элемента 8 через линию управления 22. Свободному валку 20 далее придано устройство регулировки зазора помола 23, которое при определенных обстоятельствах может переставляться от руки или через моторное средство 24, а также электронный запоминающий компьютерный узел 25, это происходит в зависимости от того, является ли это функцией удельной работы помола или качества размалываемого продукта или производительности пропускания продукта через валковый станок 1.

На фиг.2 (показано) предпочтительное выполнение фиг.1 с дальнейшими подробностями в отношении управляющих и регулирующих элементов, причем изображены два датчика сигнала, один датчик сигнала 9 для аналогового сигнала, производимого за счет движения, соответственно положения, дискового кулачка 30 и передаваемого через преобразователь аналогового сигнала 31 в виде электрического аналогового сигнала напряжения по линии управления 32 на электронное анализирующее устройство 33.

С помощью второго датчика сигнала 34 для цифрового сигнала через переключатель контактов 35 и линию управления 36 также осуществляется передача на электронное анализирующее устройство 33, от которого подается через линию управления 37 цифровой сигнал на устройство сцепления и расцепления 21. Аналоговый сигнал преобразуется в статическом преобразователе частоты 38 непосредственно для приводного двигателя 39, через который регулируется число оборотов питающего валка 5.

На фиг.3 показано следующее возможное выполнение в несколько упрощенной конструкции, при этом аналоговый сигнал от преобразователя аналогового сигнала 31 может перенастраиваться через цифровой сигнал для специальных рабочих положений. Цифровой сигнал непосредственно управляет электропневматическим вентилем 40, управляющим двумя пневматическими цилиндрами 41 и 42 для сцепления и расцепления мелющих валков. С помощью ручного переключателя 43 на месте могут выбираться различные основные положения (автоматика ручного обслуживания и т.д.) для соответственно требующихся рабочих состояний за счет снабжения сжатым воздухом.2 На фиг.4 схематически еще более упрощенно изображена обработка аналогового сигнала, здесь преобразуемого за счет поворотного потенциометра, и показано преобразование механического в электрический аналоговый сигнал. Натяжная пружина 10 таким об разом может быть приведена в различные положения и в зависимости от специфического качества продукта и условий его поступления через натяжной винт 51 приводиться к различным напряжениям растяжения.

На фиг. 5 (показана) очень простая понижающая передача соответственно с одним комплектом зубчатых колес на питающем валке 5 и на распределительном валке 4 и лишь одним комплектом перегонных роликов 60, соответственно 61. Это выполнение обладает тем преимуществом, что перегон, требующийся для перегона от питающего валка к распределительному валку 5, одновременно является понижающей передачей от приводного двигателя к питающему валку.

На фиг. 6 (показано) следующее особенно предпочтительное выполнение для полного авторегулирования подачи продукта через аналоговый сигнал, а также возможности моторной предварительной регулировки ступени числа оборотов питающего валка, будь это за счет ручного ввода 70 через управление 71. При этом может осуществляться приведение через ступенчатую коробку передач, переключающий рычаг 73 и автоматические средства перестановки 74 в одну из ступеней чисел оборотов 1, 2, 3, 4 или 5. Однако также является возможным приводить в требуемую ступень передачу 72 через компьютерное и запоминающее средства 75 и установленную заранее программу в смысле многократного цифрового сигнала.

На фиг. 6 цифровой сигнал вводят в соответствии с внешними параметрами через управление. Одновременно через преобразователь аналогового сигнала на управление подается аналоговый сигнал от механического датчика сигнала 9. Это обеспечивает, в частности, то преимущество, что в компьютере может быть обработан соответствующий сигнал положения для задач контроля и могут быть скоординированы различные управления.

Собственное регулирование подачи осуществляется через известный благодаря европейскому патенту N 38054 вид пневматического регулирования дозирующего сегмента, соответственно дозировочного зазора 12. Сцепление и расцепление управляется за счет отображенного пневматическим аналоговым сигналом цифрового сигнала, образованного через управляющий вентиль пороговой величины 76.

На фиг.7 изображены обе половины мукомольного 8-валкового станка. Каждый чувствительный элемент, выполненный здесь в виде стоящего вертикально перфорированного листа, соответственно придан одной вертикальной половине, следовательно двум расположенным друг над другом парам валков 19/20, 19"/20".

Фиг.2: а преобразователь аналогового сигнала, б светодиод, в - переключатель контактов расцепления, г электронное анализирующее устройство, д сцеплены, е автоматически, ж вручную, з потенциометр, и постоянный ток, к статический преобразователь частоты, л сеть;

фиг.3: а статический преобразователь частоты, б сеть;

фиг. 4: а электронное анализирующее устройство, б статический преобразователь, частоты, в сеть;

фиг.5: а двигатель, б передача, в валок, У.о. валок Н.р.

фиг.6: а компьютер, б управление.