Installation de broyage et de mélange de fournées successives de matières
et notamment d'aliments pour animaux
La présente invention se rapporte à une installation de broyage et de mélange de fournées successives de matières et notamment d'aliments pour animaux.
Selon la pratique moderne, de tels aliments sont normalement produits par broyage ou autre genre de désintégration de grains et en les mélangeant à des concentrés de protéine, des minéraux ou autres additifs qui ne nécessitent habituellement pas de broyage. Les divers grains sont emmagasinés dans des silos et, après le broyage, les farines sont habituellement emmagasinées dans des bacs individuels encombrants pour être retirées dans les proportions requises en vue du mélange ultérieur. Les additifs qui ne nécessitent pas de broyage sont habituellement amenés dans le mélangeur et le mélange résultant est ensuite utilisé soit sous forme de farine, soit converti en cubes ou en grains ou boulettes.
Selon la présente invention, l'installation de broyage et de mélange de fournées successives de matières notamment d'aliments pour animaux, comprend des moyens pour broyer une quantité mesurée d'au moins un ingrédient pour chaque fournée et un mélangeur pour le mélanger à une quantité mesurée d'au moins un autre ingrédient, en ce que les ingrédients à broyer sont mesurés automatiquement alors qu'ils sont amenés au broyeur par l'intermédiaire d'un bac alimentant le désintégrateur, et sont transportés, dès qu'ils ont été broyés, directement du broyeur au mélangeur et l'aliment du broyeur de la quantité mesurée d'ingrédients pour chaque fournée est automatiquement amorcé dès que le mélangeur dans lequel les ingrédients broyés doivent être transportés, est vide.
De préférence, l'amorçage de la fourniture au broyeur de la quantité mesurée d'ingrédients pour chaque fournée est empêché tant que le bac d'alimentation du broyeur est vide.
Le mélangeur peut comporter des moyens sensibles au niveau disposés de manière à amorcer ou à permettre une reprise de la fourniture lorsque le niveau dans le mélangeur tombe au-dessous d'une valeur donnée. Alternativement, la reprise de la fourniture peut être sous la commande d'une minuterie réglée en vue de donner un peu plus de temps qu'il ne suffit pour que le mélangeur soit vide.
De préférence, au moins un ingrédient est mesuré par un dispositif de mesure continue, par exemple un compteur volumétrique tel qu'un transporteur à vis. On a trouvé que le volume de matière débitée par un transporteur dans un temps donné peut être maintenu constant avec un degré de précision satisfaisant. Ainsi, en pesant simplement un volume donné, par exemple 28 dm3 environ de la matière en question pour déterminer sa densité, un transporteur peut être calibré de manière à débiter un poids donné pour un nombre donné de révolutions, et si sa vitesse est constante, il peut être commandé par un interrupteur à temps pour débiter un poids donné de matière avant que l'interrupteur ne le mette hors circuit.
Au lieu d'être entraîné à une vitesse constante pour un temps variable, le transporteur à vis peut être entraîné pour un temps constant, sa vitesse étant modifiée selon la quantité mesurée requise. Dans une variante, la vitesse peut varier et la quantité peut être déterminée par le nombre de révolutions du transporteur à vis de manière à compenser automatiquement toutes variations de vitesse.
Des moyens peuvent commander automatiquement la vitesse d'alimentation du broyeur à partir du bac qui l'alimente selon la charge du broyeur (ou ses moyens d'entraînement) de manière à réduire la vitesse d'alimentation si le broyeur (ou ses moyens d'entraînement) tend à être surchargé. Dans tous les cas, la vitesse d'alimentation au broyeur à partir de son bac d'alimentation sera en général très inférieure à la vitesse d'alimentation mesurée dans ce bac, par exemple le temps mis pour alimenter une fournée de grain dans le bac peut être une question de minutes, tandis que le temps nécessaire pour la broyer peut être une question d'heures.
Dans une forme de l'invention dans laquelle le broyeur débite un ingrédient à un seul mélangeur, le broyeur est automatiquement mis hors circuit lorsqu'une quantité mesurée de l'ingrédient a été amenée dans le mélangeur et reste hors circuit alors que la matière est mélangée dans le mélangeur et déchargée de celui-ci. Ce broyeur est automatiquement remis en circuit lorsque le mélangeur est vide. Le broyeur peut être muni d'un bac par l'intermédiaire duquel l'ingrédient mesuré lui est amené et des moyens pour arrêter automatiquement le broyeur lorsque ce bac est vide. Des moyens sont de préférence prévus pour empêcher automatiquement le dispositif de mesure de marcher tant que le broyeur n'a pas atteint sa vitesse de régime.
Dans une variante de l'invention dans laquelle un broyeur alimente deux mélangeurs alternativement, chaque mélangeur reçoit l'ingrédient broyé à partir du broyeur tandis que l'autre mélangeur, soit mélange, soit délivre, une charge précédente. De cette manière, la période pendant laquelle le broyeur est inopérant peut être réduite ou supprimée. Ainsi, suivant certains facteurs tels que le débit du broyeur, la capacité du mélangeur et le temps de mélange requis, le broyeur peut être maintenu continuellement en marche et l'ingrédient peut lui être amené avec des interruptions relativement courtes.
L'installation peut comprendre des moyens pour amener des quantités mesurées de deux ou davantage d'ingrédients différents au broyeur. Ainsi, chacun d'une série de silos peut être muni d'un transporteur à compteurs ou de mesure, dont chacun est muni d'un dispositif de distribution séparé de manière à décharger la quantité requise de chaque ingrédient. Dans ce cas, le transporteur à vis peut fonctionner simultanément ou de façon successive. Dans une variante, l'installation peut comprendre un prémélangeur et des moyens pour lui amener les quantités mesurées des différents ingrédients et amener le mélange de celui-ci au broyeur.
L'installation peut également comprendre un ou plusieurs transporteurs-collecteurs pour transporter un ou plusieurs ingrédients mesurés entre le dispositif de mesure et le broyeur, et des moyens pour s'assurer que le transporteur-collecteur marche lorsque le dispositif de mesure fonctionne.
Divers dispositifs sont de préférence prévus pour arrêter l'installation ou interrompre son fonctionnement si elle ne marche pas comme désiré.
Un compteur de fournée peut être prévu pour mettre l'installation hors circuit lorsque la quantité requise de matière a été broyée et mélangée. De plus, il est désirable de prévoir des moyens pour arrêter automatiquement le fonctionnement si un bac d'alimentation à partir duquel un ingrédient doit être fourni est vide. Alternativement, pour s'assurer que l'opération n'est pas interrompue parce qu'un bac est vide à partir duquel un ingrédient ne serait pas demandé, il peut être préférable de compter sur un interrupteur d'écoulement associé à un dispositif de mesure et des moyens pour interrompre le fonctionnement si l'interrupteur d'écoulement indique qu'un ingrédient n'est pas mesuré au moment voulu.
Ceci peut être dû au fait que le dispositif de mesure ne marche pas au moment voulu ou que la fourniture d'ingrédient est terminée ou interrompue par blocage. Dans ce cas, des moyens pourraient être prévus pour rendre inopérant l'interrupteur d'écoulement pendant une période limitée lors du démarrage pour permettre à l'écoulement de s'établir.
Un mélangeur peut être prévu avec un transporteur de décharge qui peut comporter des moyens pour l'arrêter automatiquement lorsque le mélangeur est vide.
De plus, lorsque le transporteur de décharge comporte un récipient pour recevoir le mélange, des moyens peuvent être prévus pour interrompre automatiquement le fonctionnement lorsque ce récipient est plein. Si le transporteur de décharge est agencé en vue de fournir le mélange soit à un récipient, soit à un appareil pour effectuer un autre processus, les moyens pour interrompre le fonctionnement peuvent être disposés de manière à provoquer la reprise de la fourniture en réponse à une demande de mélange pour ce processus.
De préférence, l'installation comprend des dispositifs de sécurité munis de circuits de maintien pour donner et maintenir une indication concernant la partie du circuit défectueuse, cette indication ne disparaissant pas lorsque le défaut est éliminé.
Dans ces formes d'exécution préférées, I'invention fait spécialement usage de la capacité et du débit des composants de l'équipement. Ainsi, un cycle d'opérations nécessitant peu ou pas de capacité d'emmagasinage intermédiaire peut être répété de façon continue et automatique de manière à produire un débit total sensible, par exemple en marchant pendant toute la nuit. L'équipement, bien qu'il soit à la portée des fermiers ou autres utilisateurs dont les ressources ne permettraient pas l'usage de certains équipements connus à une grande échelle, est néanmoins capable d'avoir un débit important sans nécessiter de supervision ou de travail.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de l'installation faisant l'objet de la présente invention.
La fig. 1 est un schéma-bloc d'une installation automatique pour broyer et mélanger un aliment pour animaux, en particulier pour la volaille;
les fig. 2 à 5 sont des schémas plus détaillés en élévation ou en perspective de l'équipement dans certains blocs,
la fig. 2 montrant des silos à grain et un équipement de mesure,
la fig. 3 un équipement de broyage,
la fig. 4 des bacs d'additifs avec équipement de mesure, et
la fig. 5 l'équipement de mélange.
Le silo de grain et l'équipement de mesure représentés à la fig. 2 comprennent plusieurs silos 21 pouvant comporter plusieurs rangées, chaque silo ayant une capacité d'environ 75 tonnes. Le grain est déchargé dans les parties supérieures des silos au moyen de transporteurs longitudinaux 14 et, si cela est nécessaire, de transporteurs transversaux (non représentés). A partir du fond de chaque silo, le grain est amené au moyen d'un transporteur de mesure à vis 23 à un transporteur collecteur 24 qui est commun à tous les silos. Chaque transporteur consiste en un transporteur à vis et les transporteurs de mesure sont entraînés à une vitesse contrôlée de manière à décharger un volume donné de grain dans un temps donné.
La densité du grain peut être déterminée de temps à autre en mesurant le poids d'un volume donné, par exemple 28 dm3 et on a constaté que de cette manière il est possible de décharger un poids donné de grain dans un temps donné avec un degré de précision satisfaisant. Comme représenté à la fig. 3, le transporteur collecteur 24 décharge le grain dans une fosse collectrice 31 à partir de laquelle il est monté par un élévateur 32 et déchargé dans un bac de grains 33 à partir duquel il passe dans une série de broyeurs 34 qui le broient en farine. Un seul bac à grain est représenté mais si on le désire, on pourrait en prévoir une série, par exemple ayant chacun une capacité d'une tonne.
Dans la disposition représentée, le bac à grain est muni d'un transporteur 35 qui amène le grain aux deux broyeurs en parallèle. A partir de chaque broyeur, la farine est soufflée par un ventilateur 36 vers le haut dans une conduite 37 menant à un cyclone 38 à deux étages (comme représenté à la fig. 5) d'où elle descend par une valve 39 à moteur vers une paire de mélangeurs 60 dont chacun peut avoir une capacité d'une tonne et demie environ. Dans les mélangeurs, le grain est mélangé avec des additifs.
Les additifs préparés de différentes manières sont emmagasinés dans des bacs 56 représentés à la fig. 4.
Comme les silos à grain, chaque bac d'additif comporte au fond un transporteur de mesure 57 se déchargeant dans un transporteur-collecteur commun 58 alimentant un transporteur réversible 59. Celui-ci peut être entraîné dans chaque direction de manière à amener les additifs à l'une ou l'autre de deux trémies 61 au fond des deux mélangeurs principaux 60 représentés à la fig. 5. Ainsi. avec la valve 39 dans une position et le transporteur réversible 59 tournant dans un sens, la farine et les additifs sont amenés dans l'un des deux mélangeurs 60 tandis qu'avec la valve dans l'autre position et le transporteur à vis tournant dans le sens opposé, ces deux produits sont amenés dans l'autre mélangeur.
Dans quelques cas, des additifs peuvent être amenés manuellement dans les trémies 61, par exemple à partir de sacs.
On comprendra que la valve 39 à moteur peut être remplacée par un transporteur à vis réversible et/ou le transporteur réversible 39 peut être remplacé par une valve à moteur pour déterminer vers quel mélangeur la farine et les additifs doivent être respectivement déchargés.
Les matières mélangées provenant de chaque mélangeur principal 60 sont élevées par le transporteur à vis de décharge 65. Chaque fois qu'un transporteur à vis de décharge marche, le mélangeur marche également pour aider à décharger dans un entonnoir 66 muni d'un transporteur à vis réversible 67.
Celui-ci peut être entraîné dans un sens pour décharger la matière comme indiqué par la flèche 68 vers l'équipement production de farine mélangée et dans le sens opposé indiqué par la flèche 69, pour la décharger vers l'équipement de production de grains ou boulettes.
Dans l'installation décrite, les diverses conduites d'équipement peuvent être doublées et des conduites additionnelles peuvent être incorporées. Par exemple, entre les deux broyeurs 34 décrits, on pourrait prévoir un troisième broyeur pouvant être alimenté à partir soit d'une rangée de silos ou directement ou par l'intermédiaire d'un prébroyeur à partir d'une fosse à grain dans laquelle le grain est déchargé. Ce broyeur peut décharger la farine à chacun des cyclones 38 ou à un cyclone additionnel pour produire des farines non mélangées.
Chaque broyeur peut alimenter un cyclone séparé et chaque cyclone peut alimenter une paire de mélangeurs séparés, tout l'équipement pouvant être doublé.
En général, les composants de l'installation peuvent être de construction connue et l'invention réside dans la manière suivant laquelle ils sont combinés et actionnés automatiquement comme on va le décrire plus loin.
L'équipement peut être actionné de différentes manières et il peut être utile pour l'opérateur de choisir le mode d'opération suivant les circonstances. En particulier il peut être désirable d'avoir un réglage pour un fonctionnement entièrement automatique pendant la nuit de manière à préparer une quantité relativement grande d'un mélange obtenu de façon continue (en consommant de l'énergie à bon marché) mais pendant le jour, de décharger des additifs à ce mélange à la main selon des exigences plus variées.
En supposant qu'un fonctionnement entièrement automatique soit exigé, on notera que les transporteurs à vis de mesure 23 déchargent du grain à une vitesse mesurée de sorte que s'ils sont actionnés à un nombre de tours donné ou pour un temps donné à une vitesse contrôlée, ils déchargent une quantité prédéterminée de grain aux broyeurs et par conséquent une quantité prédéterminée de farine au mélangeur. De facon semblable les transporteurs à vis 57 déchargent une quantité mesurée d'additif.
L'équipement est muni d'un dispositif de commande de séquence (dont il existe plusieurs types connus) ou des minuteries au moyen desquelles tout l'équipement peut être contrôlé pour exécuter un des différents programmes selon les exigences. Des signaux sont prévus dans l'équipement de commande à partir de dispositifs sensibles au niveau dans les bacs d'emmagasinage et de retenue et dans les mélangeurs ainsi qu'à partir de dispositifs sensibles à l'écoulement dans les divers transporteurs à vis, et l'équipement est destiné à assurer un fonctionnement entièrement automatique.
Pour illustrer ces possibilités, certains programmes spécifiques vont être maintenant décrits à titre d'exemple.
Premièrement on va décrire un programme qui convient dans une installation semblable d'une façon générale à celle décrite en référence au dessin mais n'ayant qu'un mélangeur principal 60.
Programme Z 1. L'installation est mise en marche par un bouton
poussoir.
2. Le broyeur 34 est mis en marche.
3. Les transporteurs à vis de mesure 23 sont mis en
marche.
4. Lorsque les quantités mesurées ont été déchargées,
les transporteurs 23 s'arrêtent l'un après l'autre lors
que le broyage de la fournée est terminé et le bac 33
est rempli, sur quoi le broyeur s'arrête et le mélan
geur se met en marche.
5. Les transporteurs d'additif 57 se mettent en marche
et après décharge d'une quantité mesurée d'additif,
ils s'arrêtent.
6. Après le temps de mélange réglé d'avance, le trans
porteur de décharge se met en marche pour vider
le mélangeur.
7. Lorsque le mélangeur est vide, il s'arrête et son trans
porteur de décharge s'arrête. Les opérations 2 à 7
sont alors répétées automatiquement.
Prograiiiine 2
Ce programme est le même que le programme 1, excepté que le mélangeur une fois mis en marche selon l'opération No l fonctionne continuellement. Dans ces circonstances, l'opération No 5 est introduite et les transporteurs d'additif se mettent en marche avant que le broyeur ne s'arrête. Pour les autres opérations, ce programme est le même que le programme 1. Le programme No 2 convient pour les cas dans lesquels le débit du broyeur est important par rapport à la capacité du mélangeur de sorte que le temps pris pour remplir le mélangeur n'est pas important par rapport à l'opération de mélange et au temps de vidage. Le temps économisé pour l'opération de mélange doit être équilibré par rapport à l'énergie nécessaire pour maintenir continuellement en marche le mélangeur.
On comprendra qu'une seule unité de commande de programme multiple peut permettre d'obtenir à volonté soit le programme 1, soit le programme 2 en plus de nombreuses variations telles que modification des proportions des ingrédients et du temps de mélange. De plus, diverses variations sont possibles dans le fonctionnement des transporteurs de mesure qui peuvent être disposés pour marcher soit simultanément, soit successivement de manière à amener les proportions différentes de grains variés à partir de divers silos.
Si on le désire, le bac 33 du broyeur peut être remplacé par un petit prémélangeur.
Lorsque, comme représenté au dessin, I'installation comprend deux ou davantage de mélangeurs (que l'on désignera par A et B) à chacun desquels la farine provenant du ou des mêmes broyeurs peut être déchargée, le programme suivant peut convenir:
Prc > gnnznie 3 1. Après réglage des minuteries pour la formule d'ali
mentation requise et le compteur de fournées pour
la quantité requise de mélange, un bouton-poussoir
est actionné, sur quoi le broyeur et les deux mélan
geurs se mettent en marche et continuent à fonction
ner tout le temps.
2. Lorsque le moteur du broyeur est à sa vitesse de
régime, les transporteurs de mesure de grain se met
tent en marche, amenant le grain dans le broyeur
par l'intermédiaire de chaque bac d'alimentation.
Simultanément, les transporteurs de mesure d'addi
tif se mettent également en marche pour amener les
additifs dans le même mélangeur A dans lequel le
broyeur amène la farine moulue.
3. Les transporteurs de mesure s'arrêtent l'un après
l'autre et le broyage ainsi que le mélange dans le
mélangeur A s'effectuent jusqu'à ce que la première
fournée de grain soit expulsée du bac de broyeur,
sur quoi la valve 39 à moteur passe d'une position
à une autre (ou un transporteur réversible change
de direction) de sorte que la seconde fournée de
farine broyée est dirigée dans le mélangeur B.
4. Dès que le bac du broyeur et le mélangeur B sont
vides, la mesure de la seconde fournée de grain dans
le bac de broyeur et également la seconde fournée
d'additif dans le mélangeur B (au moyen du trans
porteur réversible 59) peuvent commencer immédia
tement; le broyage et le mélange dans le mélangeur
B s'effectuent alors.
5. Dans l'intervalle, le mélangeur A termine le temps
de mélange réglé préalablement, après quoi le trans
porteur de décharge est mis en marche et vide le
mélangeur A. Lorsque le mélangeur A est vide, le
transporteur s'arrête et le mélangeur A devient dis
ponible pour recevoir la troisième fournée des ingré
dients dans une opération suivante.
6. Lorsque la seconde fournée de grain est expulsée,
la valve à moteur et le transporteur réversible sont
ramenés en liaison avec le mélangeur A et la mesure
de la troisième fournée de grain et d'additif com
mence. Dans l'intervalle, le mélangeur B termine les
opérations de mélange et de décharge de la deuxième
fournée comme décrit ci-dessus. L'utilisation alter
née des deux mélangeurs susdits est répétée automa
tiquement jusqu'à ce que la quantité totale telle que
réglée sur le compteur de fournées ait été terminée
lorsque l'installation s'arrête. L'installation s'arrête
également si le ou les bacs de farine dans lesquels
le transporteur de décharge amène la farine sont
prématurément remplis ou si l'alimentation d'un des
ingrédients programmés est interrompue.
Les détails du programme ci-dessus peuvent être modifiés dans une large mesure selon les exigences. En général, le fonctionnement est terminé par un compteur de fournées qui est réglé préalablement pour arrêter l'installation lorsqu'un nombre donné de cycles a été exécuté. De plus, des dispositifs de sécurité peuvent être prévus pour s'assurer que le fonctionnement de l'installation soit arrêté ou interrompu si la foumiture d'un des ingrédients s'arrêtait, ou dans le cas d'un fonctionnement défectueux.
Le fonctionnement de l'équipement est commandé par un dispositif de commande de séquence comprenant une minuterie principale qui peut, si on le désire, commander le cycle complet d'opérations conjointement avec un compteur de fournées qui met hors circuit toute l'installation à la fin d'un nombre désiré de cycles d'opérations. Chaque transporteur de mesure peut cependant être commandé par une minuterie individuelle de sorte que la quantité de chaque ingrédient introduite peut facilement être réglée indépendamment des autres ingrédients. Les minuteries se remettent en place d'ellesmêmes dans leur position initiale mais seulement lorsqu'une impulsion électrique donnée pendant une opération suivante provoque ce retour.
Par conséquent, si l'opération devait être interrompue pour une raison quelconque et ensuite reprise, la minuterie provoquerait la décharge du reste de la quantité désirée d'ingrédient et n'amorcerait pas un nouveau cycle.
Le programme complet peut être entièrement commandé sur une base de temps en permettant pour chaque opération une période excédant le maximum reis.
Dans bien des cas cependant, une économie de temps peut être effectuée et le réglage du programme simplifié en utilisant des dispositifs sensibles au niveau et à l'écoulement pour commander les diverses opérations de démarrage et d'arrêt. Alternativement ou en plus, de tels dispositifs peuvent être utilisés pour fournir une commande de sécurité pour retarder le démarrage d'une opération si une opération précédente n'a pas été terminée de façon satisfaisante.
Par exemple, à la fin de l'opération 4, dans le programme 1, lorsque les quantités de grain mesurées ont été déchargées et moulues et la farine déchargée dans le mélangeur, la mise en marche du mélangeur peut être amorcée par un dispositif sensible au niveau dans le bac 33 indiquant que ce bac est vide. Alternativement, une pause minutée peut être prévue après chaque mise hors circuit du dernier transporteur à vis, le temps étant choisi de telle manière qu'il soit suffisamment long pour permettre au bac de se vider.
De plus, chaque transporteur de mesure est muni de préférence d'un dispositif sensible à l'écoulement agencé de manière à arrêter l'installation si le transporteur ne marche pas au moment voulu où il n'y a pas d'écoulement à travers celui-ci car la fourniture de la matière au transporteur est arrêtée ou interrompue par un blocage. De façon semblables chaque bac peut être muni d'un dispositif sensible au niveau pour empêcher toute opération nécessitant une alimentation à partir de celui-ci s'il est vide.
De plus, divers bacs sont munis de dispositifs sensibles au niveau pour indiquer qu'ils sont pleins. En particulier, si les bacs recevant la farine mélangée à partir des mélangeurs étaient pleins, le dispositif servirait à arrêter le transporteur de décharge 65 et ceci empêcherait automatiquement l'amenée de tout autre ingrédient à partir du mélangeur correspondant. Lorsque la matière est aspirée des bacs, l'opération est reprise.
Le mécanisme de commande pourrait être disposé de manière à répondre aux exigences suivantes. La fourniture de matière au bac d'alimentation d'un broyeur peut être arrêtée jusqu'à ce que le broyeur marche à sa vitesse de régime. Si le broyeur est muni d'un prémélangeur, ce dernier est empêché de fournir du grain prémélangé jusqu'à ce que le broyeur ait atteint sa vitesse de régime. Le transporteur de décharge d'un mélangeur est mis en marche à la fin du temps de mélange réglé préalablement et s'arrête immédiatement si le mélangeur est vide ou si le bac de retenue dans lequel il se décharge est rempli. Lorsque le transporteur de décharge marche, le mélangeur fonctionne également de préférence pour aider la décharge.
Si une commande d'un composant doit dépendre d'une ou de plusieurs conditions, on peut utiliser des grilles et)) ou ou > ) telles que des contacts en série pour la première ou des contacts en parallèle pour la seconde.
Des relais et des contacteurs usuels peuvent être utilisés pour commander les moteurs d'entraînement des divers composants. Bien que l'installation décrite ait été prévue pour le mélange d'aliments pour animaux, elle peut être également utilisée pour la protection d'autres mélanges composites dans lesquels une désintégration est suivie d'opérations de mélange ou d'autres traitements.
Plant for crushing and mixing successive batches of materials
and especially animal feed
The present invention relates to an installation for grinding and mixing successive batches of materials and in particular animal feed.
According to modern practice, such foods are normally produced by grinding or other kind of disintegration of grains and mixing them with protein concentrates, minerals or other additives which usually do not require grinding. The various grains are stored in silos and, after crushing, the flours are usually stored in bulky individual bins to be removed in the proportions required for subsequent mixing. Additives which do not require grinding are usually fed into the mixer and the resulting mixture is then used either as a flour or converted into cubes or grains or pellets.
According to the present invention, the installation for grinding and mixing successive batches of materials, in particular animal feed, comprises means for grinding a measured quantity of at least one ingredient for each batch and a mixer for mixing it with one batch. measured quantity of at least one other ingredient, in that the ingredients to be ground are measured automatically as they are fed to the grinder via a tank feeding the disintegrator, and are transported, as soon as they have been crushed, directly from the grinder to the mixer and the feed from the grinder the measured amount of ingredients for each batch is automatically started as soon as the mixer in which the ground ingredients are to be transported is empty.
Preferably, the initiation of the supply to the grinder of the measured amount of ingredients for each batch is prevented as long as the grinder feed pan is empty.
The mixer may include level sensitive means arranged to initiate or allow resumption of supply when the level in the mixer falls below a given value. Alternatively, the resumption of supply may be under the control of a timer set to give a little more time than is sufficient for the mixer to be empty.
Preferably, at least one ingredient is measured by a continuous measuring device, for example a volumetric meter such as a screw conveyor. It has been found that the volume of material delivered by a conveyor in a given time can be kept constant with a satisfactory degree of precision. Thus, by simply weighing a given volume, for example about 28 dm3 of the material in question to determine its density, a conveyor can be calibrated so as to deliver a given weight for a given number of revolutions, and if its speed is constant, it can be controlled by a switch in time to deliver a given weight of material before the switch turns it off.
Instead of being driven at a constant speed for a variable time, the screw conveyor can be driven for a constant time, its speed being changed according to the measured amount required. In a variant, the speed can vary and the quantity can be determined by the number of revolutions of the screw conveyor so as to automatically compensate for any variations in speed.
Means may automatically control the feed speed of the crusher from the tray which feeds it according to the load of the crusher (or its drive means) so as to reduce the feed speed if the crusher (or its means of training) tends to be overloaded. In all cases, the feed speed to the grinder from its feed tray will generally be much lower than the feed speed measured in this tray, for example the time taken to feed a batch of grain into the tray. can be a matter of minutes, while the time it takes to grind it can be a matter of hours.
In one form of the invention in which the grinder delivers an ingredient to a single mixer, the grinder is automatically switched off when a measured amount of the ingredient has been supplied to the mixer and remains switched off while the material is being fed. mixed in and discharged from the mixer. This grinder is automatically switched on again when the mixer is empty. The crusher can be provided with a container through which the measured ingredient is supplied to it and means for automatically stopping the mill when this container is empty. Means are preferably provided to automatically prevent the measuring device from running until the crusher has reached its operating speed.
In a variant of the invention in which one mill feeds two mixers alternately, each mixer receives the ground ingredient from the mill while the other mixer either mixes or delivers a previous charge. In this way, the period during which the crusher is inoperative can be reduced or eliminated. Thus, depending on certain factors such as mill flow rate, mixer capacity and required mixing time, the mill can be kept running continuously and the ingredient can be fed to it with relatively short interruptions.
The plant may include means for supplying measured amounts of two or more different ingredients to the mill. Thus, each of a series of silos can be provided with a meter or measuring conveyor, each of which is provided with a separate dispensing device so as to discharge the required quantity of each ingredient. In this case, the screw conveyor can operate simultaneously or successively. In a variant, the installation can comprise a premixer and means for supplying it with the measured quantities of the various ingredients and for bringing the mixture of the latter to the mill.
The installation may also include one or more conveyor-collectors for transporting one or more measured ingredients between the measuring device and the grinder, and means for ensuring that the conveyor-collector is running when the measuring device is operating.
Various devices are preferably provided for stopping the installation or interrupting its operation if it does not operate as desired.
A batch counter can be provided to shut down the plant when the required amount of material has been crushed and mixed. In addition, it is desirable to provide means for automatically stopping operation if a feed tray from which an ingredient is to be supplied is empty. Alternatively, to ensure that the operation is not interrupted because a bin is empty from which an ingredient would not be requested, it may be better to rely on a flow switch associated with a metering device. and means for interrupting operation if the flow switch indicates that an ingredient is not being measured at the desired time.
This may be because the measuring device is not working when needed or if the supply of ingredient is terminated or interrupted by blockage. In this case, means could be provided to disable the flow switch for a limited period during start-up to allow flow to establish.
A mixer may be provided with a discharge conveyor which may include means for automatically stopping it when the mixer is empty.
In addition, when the discharge conveyor has a container for receiving the mixture, means may be provided for automatically interrupting operation when this container is full. If the discharge conveyor is arranged to supply the mixture either to a container or to an apparatus for carrying out some other process, the means for interrupting operation may be arranged so as to cause the supply to resume in response to a mix request for this process.
Preferably, the installation comprises safety devices provided with holding circuits for giving and maintaining an indication concerning the defective part of the circuit, this indication not disappearing when the fault is eliminated.
In these preferred embodiments, the invention makes special use of the capacity and throughput of the components of the equipment. Thus, a cycle of operations requiring little or no intermediate storage capacity can be repeated continuously and automatically so as to produce a sensible total flow, for example by walking through the night. The equipment, although within the reach of farmers or other users whose resources would not allow the use of certain known equipment on a large scale, is nevertheless capable of having a high throughput without requiring supervision or supervision. job.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of the installation forming the subject of the present invention.
Fig. 1 is a block diagram of an automatic installation for grinding and mixing animal feed, in particular for poultry;
figs. 2 to 5 are more detailed elevation or perspective diagrams of the equipment in some blocks,
fig. 2 showing grain silos and measuring equipment,
fig. 3 crushing equipment,
fig. 4 additive tanks with measuring equipment, and
fig. 5 mixing equipment.
The grain silo and the measuring equipment shown in fig. 2 include several silos 21 which may have several rows, each silo having a capacity of approximately 75 tonnes. The grain is discharged into the upper parts of the silos by means of longitudinal conveyors 14 and, if necessary, transverse conveyors (not shown). From the bottom of each silo, the grain is fed by means of a measuring screw conveyor 23 to a collecting conveyor 24 which is common to all the silos. Each conveyor consists of a screw conveyor and the measuring conveyors are driven at a controlled speed so as to discharge a given volume of grain in a given time.
The density of the grain can be determined from time to time by measuring the weight of a given volume, for example 28 dm3 and it has been found that in this way it is possible to discharge a given weight of grain in a given time with a degree of satisfactory precision. As shown in fig. 3, the collecting conveyor 24 unloads the grain into a collecting pit 31 from which it is mounted by an elevator 32 and discharged into a grain bin 33 from which it passes into a series of crushers 34 which grind it into flour. A single grain container is shown but if desired, a series could be provided, for example each having a capacity of one ton.
In the arrangement shown, the grain container is provided with a conveyor 35 which brings the grain to the two mills in parallel. From each mill, the flour is blown by a fan 36 upwards into a duct 37 leading to a two-stage cyclone 38 (as shown in Fig. 5) from which it descends through a motorized valve 39 towards a pair of mixers 60 each of which can have a capacity of about a ton and a half. In mixers, the grain is mixed with additives.
The additives prepared in different ways are stored in tanks 56 shown in FIG. 4.
Like grain silos, each additive tank has at the bottom a measuring conveyor 57 discharging into a common conveyor-collector 58 feeding a reversible conveyor 59. This can be driven in each direction so as to bring the additives to. one or the other of two hoppers 61 at the bottom of the two main mixers 60 shown in FIG. 5. So. with the valve 39 in one position and the reversible conveyor 59 rotating in one direction, the flour and additives are fed into one of the two mixers 60 while with the valve in the other position and the screw conveyor rotating in the opposite direction, these two products are fed into the other mixer.
In some cases, additives can be fed manually into the hoppers 61, for example from bags.
It will be understood that the motorized valve 39 may be replaced with a reversible screw conveyor and / or the reversible conveyor 39 may be replaced with a motorized valve to determine to which mixer the flour and additives are to be discharged respectively.
The mixed materials from each main mixer 60 are elevated by the discharge screw conveyor 65. Each time a discharge screw conveyor runs, the mixer also runs to help discharge into a funnel 66 provided with a discharge conveyor. reversible screw 67.
This can be driven in one direction to discharge the material as indicated by arrow 68 to the mixed flour production equipment and in the opposite direction indicated by arrow 69, to discharge it to the grain production equipment or dumplings.
In the installation described, the various equipment lines can be doubled and additional lines can be incorporated. For example, between the two mills 34 described, a third mill could be provided which can be fed either from a row of silos or directly or via a pre-mill from a grain pit in which the grain is unloaded. This mill can discharge flour to each of the cyclones 38 or to an additional cyclone to produce unmixed flour.
Each mill can feed a separate cyclone, and each cyclone can feed a pair of separate mixers, with all equipment doubling.
In general, the components of the installation can be of known construction and the invention resides in the way in which they are combined and actuated automatically as will be described later.
The equipment can be operated in different ways and it may be useful for the operator to choose the mode of operation depending on the circumstances. In particular it may be desirable to have a setting for fully automatic operation at night so as to prepare a relatively large amount of a mixture obtained continuously (consuming cheap energy) but during the day. , to discharge additives to this mixture by hand according to more varied requirements.
Assuming fully automatic operation is required, it will be appreciated that the measuring screw conveyors 23 discharge grain at a measured speed so that if they are operated at a given number of revolutions or for a given time at a given speed controlled, they discharge a predetermined quantity of grain to the mills and consequently a predetermined quantity of flour to the mixer. Similarly the screw conveyors 57 discharge a measured amount of additive.
The equipment is provided with a sequence controller (of which there are several known types) or timers by means of which all the equipment can be controlled to execute one of the different programs as required. Signals are provided in the control equipment from level sensitive devices in the storage and holding bins and in the mixers as well as from flow sensitive devices in the various screw conveyors, and the equipment is intended to ensure fully automatic operation.
To illustrate these possibilities, certain specific programs will now be described by way of example.
First, a program will be described which is suitable in an installation similar in general to that described with reference to the drawing but having only one main mixer 60.
Program Z 1. The installation is started by a button
pusher.
2. The grinder 34 is started.
3. The 23 measuring screw conveyors are put in
market.
4. When the measured quantities have been unloaded,
23 carriers stop one after the other when
that the grinding of the batch is finished and the tank 33
is filled, whereupon the crusher stops and the melan
geur starts up.
5. The additive conveyors 57 start up
and after discharging a measured quantity of additive,
they stop.
6. After the pre-set mixing time, the trans
discharge carrier turns on to empty
the mixer.
7. When the mixer is empty, it stops and its trans
discharge carrier stops. Operations 2 to 7
are then repeated automatically.
Prograiiiin 2
This program is the same as program 1, except that the mixer once started according to operation No l runs continuously. Under these circumstances, operation No. 5 is entered and the additive conveyors start up before the mill stops. For other operations, this program is the same as program 1. Program No 2 is suitable for cases in which the flow rate of the grinder is large compared to the capacity of the mixer so that the time taken to fill the mixer is not is not important in relation to the mixing operation and the emptying time. The time saved for the mixing operation must be balanced against the energy required to keep the mixer running continuously.
It will be understood that a single multiple program control unit can allow either program 1 or program 2 to be obtained at will in addition to numerous variations such as modification of the proportions of the ingredients and of the mixing time. In addition, various variations are possible in the operation of the measuring conveyors which can be arranged to run either simultaneously or successively so as to bring the different proportions of various grains from various silos.
If desired, the crusher bin 33 can be replaced with a small premixer.
When, as shown in the drawing, the installation comprises two or more mixers (which will be designated by A and B) to each of which the flour coming from the same mill (s) can be unloaded, the following program may be suitable:
Prc> gnnznie 3 1. After setting the timers for the ali formula
required information and the batch counter for
the required amount of mix, one push button
is activated, whereupon the crusher and the two melan
geurs start up and continue to function
ner all the time.
2. When the chipper motor is at full speed.
scheme, grain measuring conveyors is set
tent running, bringing the grain into the crusher
through each input tray.
Simultaneously, the addi measurement carriers
tif also set in motion to bring the
additives in the same mixer A in which the
grinder brings ground flour.
3. The measuring conveyors stop one after the other
the other and grinding as well as mixing in the
mixer A are carried out until the first
batch of grain is expelled from the crusher bin,
on which the motorized valve 39 moves from one position
to another (or a reversible carrier changes
direction) so that the second batch of
crushed flour is directed into mixer B.
4. As soon as the grinder tank and mixer B are
empty, the measure of the second batch of grain in
the crusher bin and also the second batch
of additive in mixer B (by means of the trans
reversible carrier 59) can begin immediately
mentally; grinding and mixing in the mixer
B are then performed.
5. In the meantime, mixer A ends the time
previously set mixture, after which the trans
discharge carrier is started and empties the
mixer A. When mixer A is empty, the
conveyor stops and mixer A becomes dis
available to receive the third batch of ingredients
dients in a subsequent operation.
6. When the second batch of grain is expelled,
the motor valve and the reversible conveyor are
brought back in conjunction with mixer A and measurement
of the third batch of grain and additive com
mence. In the meantime, mixer B completes the
mixing and discharging operations of the second
batch as described above. Alter use
born of the two aforementioned mixers is repeated automa
tically until the total quantity such as
set on the batch counter has been completed
when the installation stops. The installation stops
also if the flour container (s) in which
the discharge conveyor brings the flour are
prematurely filled or if the feeding of one of the
programmed ingredients is interrupted.
The above program details can be changed to a large extent according to the requirements. In general, operation is terminated by a batch counter which is pre-set to stop the installation when a given number of cycles have been executed. In addition, safety devices can be provided to ensure that the operation of the installation is stopped or interrupted if the supply of one of the ingredients stops, or in the event of faulty operation.
The operation of the equipment is controlled by a sequence controller comprising a master timer which can, if desired, control the full cycle of operations in conjunction with a batch counter which switches off the entire installation at the start. end of a desired number of cycles of operations. Each measuring conveyor can however be controlled by an individual timer so that the amount of each ingredient introduced can easily be set independently of the other ingredients. The timers reset themselves to their initial position, but only when an electrical impulse given during a subsequent operation causes this return.
Therefore, if the operation were to be interrupted for some reason and then resumed, the timer would cause the remainder of the desired amount of ingredient to discharge and not start a new cycle.
The complete program can be fully controlled on a time basis allowing for each operation a period exceeding the maximum reis.
In many cases, however, time savings can be made and program setup simplified by using level and flow sensitive devices to control the various start and stop operations. Alternatively or in addition, such devices can be used to provide a safety command to delay the start of an operation if a previous operation has not been satisfactorily completed.
For example, at the end of operation 4, in program 1, when the measured grain quantities have been discharged and ground and the flour discharged into the mixer, the switching on of the mixer can be initiated by a device sensitive to the level in bin 33 indicating that this bin is empty. Alternatively, a timed break can be provided after each shutdown of the last screw conveyor, the time being chosen such that it is long enough to allow the bin to empty.
In addition, each measuring conveyor is preferably provided with a flow sensitive device arranged so as to stop the installation if the conveyor does not operate at the desired time when there is no flow through it. - here because the supply of the material to the conveyor is stopped or interrupted by a blockage. Similarly each bin may be provided with a level sensitive device to prevent any operation requiring feeding from it if empty.
In addition, various bins are equipped with level sensitive devices to indicate that they are full. In particular, if the bins receiving the mixed flour from the mixers were full, the device would serve to stop the discharge conveyor 65 and this would automatically prevent the supply of any other ingredient from the corresponding mixer. When the material is sucked from the bins, the operation is resumed.
The operating mechanism could be arranged to meet the following requirements. The supply of material to the feed pan of a mill can be stopped until the mill is running at its operating speed. If the grinder is equipped with a premixer, the premixer is prevented from delivering premixed grain until the grinder has reached operating speed. The discharge conveyor of a mixer is started at the end of the previously set mixing time and stops immediately if the mixer is empty or if the holding tank into which it discharges is full. When the discharge conveyor is running, the mixer preferably also operates to aid the discharge.
If an order of a component must depend on one or more conditions, we can use grids and)) or or>) such as contacts in series for the first or contacts in parallel for the second.
Conventional relays and contactors can be used to control the drive motors of the various components. Although the installation described was intended for mixing animal feed, it can also be used for the protection of other composite mixtures in which disintegration is followed by mixing operations or other treatments.