CN1020859C - 连续混合和均匀化的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别适用于粉料的连续混合和均匀化的装置。要是设置成特别适用于在一个预混合室内同时混合所有的生配料，则还可以有最佳的连续均匀化。所用的配料秤4及其所配置的螺旋输送出料装置25基本上均设置呈管状，并在一起构成差动流量调节器6。因此，由于物料接触整个系统的管状内表面以及物料的运动，使装置得到持久的自动净化。此外还可将多个配料秤4相对于一个中心17作几何形状相同的配置，从而得到很高质量的混合。

Description

本发明涉及一种可倾倒碾磨谷物的混合和均匀化装置，该装置具有多个连续工作的配料定量秤。

对于混合和均匀化可倾倒碾磨谷物，特别是食品工业和饲料工业用的生配料以前几乎一概使用所谓混料机。这类混料机对于所有的甚至是最小的生配料，例如制造烘焙食品的混合料都可以达到良好搅拌和高度的均匀性。实际上有很多种设计方案，按其专业领域具有特殊的结构。最简单的技术方案是将上述混料机同时设置成容器秤。按照某个规定的配方利用重量信号依次地称量所需的生配料，接着用包括整个混料机容器在内的混合工具使之均匀化。这里由于混合工具结构适宜而且具有最佳的持续时间，所以均匀性是可以控制的。但是上述技术方案有两个根本的缺点。首先是因工作过程是严格分开进行的，于是形成一个断续的工作方式：

-定量-秤量

-混合-均匀化

-出料

其次是混料机的容积例如规定为一至二立方米，还规定一个混合和均匀化循环所需的时间，每小时可以混合的料量。因此产量增加的限度是不大的。

曾想用各种方式来减少这些缺点，例如通过借助于定量秤的方式同时添加至少一部分生配料。通过使用一个前置容器秤，这样可使产量达到真正的增加，在该容器秤内进行均匀化过程期间可以完全按照配方制备一种新的混合料，并且在几秒种内可以将该混合料排出到混料机中。此外，要是在该混料器的后面配置一个同样大小的后置容器，则可使 排料所需的时间缩短，在该后置容器内每次将装料完全排出。因而可以由后置容器通过出料元件发出一股连续的物流。因此对于每小时以较高产量连续地输出均匀化的物料的装置在结构上要有较大的耗费，因为结构或房屋要有一定的高度，这样才能使上述三个容器彼此间配置好，以便可以用重力输送物料。要是依次加工的混合物料不应被污染或是对卫生提出很高的要求的话，则要定期地进行高要求的净化处理，并且在每次更换混合料以后必须要尽可能将剩余料从容器中排除。

为了减少上述缺点，近来扩展到使用连续系统。公知的一些技术方案是采用皮带运输机秤。在市场上广泛地推广这种连续系统或是局部地淘汰掉混料机直到现在还是不可能的。卫生方面的问题也许只能局部有改善。但是均匀性并不是在所有的情况下都象使用混料机时那样好，特别是采用许多皮带运输机秤的投资耗费是相当可观的。由于至少有一部分配料或碾磨谷物的流动性不好，所以就不能利用简单的定量元件，例如用于流体的或是用于可自由流动谷物的那种定量元件。

本发明的任务是，消除这些已知的缺点，达到可以连续输出均匀化的物料，还可使所有的配料在高度均匀性的情况下具有很大的生产能力。

本发明的技术方案其特征在于，混合和均匀化装置具有一个预混合室，用于同时、连续地混合各个配料定量秤的配料。

首先新的发明较明确地指出，为了使多种配料准确符合于配方和均匀化方面的高度要求，因此，整个工作场地，例如还有通往预混合室的物料途径，这些对于整个结果来说是较为重要的。还应注意，除了每个单独装置的精度以外还有协调配合不仅要在技术上加以控制，而且相互间的工作时间对于获得良好的最终效果也是极为重要的。

尤其是，最好将至少一部分配料定量秤设置成差动流量调节器，其中对于所有流动性较差的，例如粉状或絮状的配料，将其配料定量秤设置成具有管状横截面和一个螺旋输送出料装置的管道秤。但是对于混合粉料和细粒料来说，可用结构简单具有闸门或档板控制装置的差动流量调节器来使可自由流动的细粒料定量，而粉料则可用一个具有螺旋输送出料装置的差动流量调节器加以定量。

按照本发明构思的进一步发展，可将多个配料定量秤以几何形状相似的配置方式直接配置到一个共有的中心上，或是相对于预混合室配置成几何形状相似的，这样就由所有配料定量秤的出料装置终端和一个共有的中心形成大致相同的间距。借助于上述技术方案可以消除迄今在连续均匀化难以处理的碾磨谷物时存在的薄弱环节。已知的是，连续混合和均匀化限制了所有各种配料供料的同时性。特别是使用以管道螺旋输送机作为出料装置的管道秤，在差动流量测量原理上完全可以同时输入难于处理的、要定量的生配料，例如糠、碾磨的粗粒谷物或含有高油脂的面料，因此不仅在起始时，工作期间以及甚至是在混合作业终止时都没有干扰和不可控制的混合料流。

利用差动流量测量原理可以使秤量时间几乎降到零，因为秤量就在物料连续流动时进行，这样，精度或秤量精度是很高的。物流的汇合是理想的，其情况好象是一杯牛奶咖啡那样，一边是咖啡，另一边是牛奶，两者同时倒入杯中。管道秤的管状横截面如同管道螺旋输送机一样，在特别难处理的秤内腔物料可以按其整个横截面流动，这样就引起在正常工作时物料基本上快速地掠过所有的内表面，因而形成一个自动净化作用。没有地方可使物料粘住或停住。几乎没有剩余料，这在食品加工业中本来是一个公知的问题。这个问题可以通过相应的对整个控制的程序设计，使其在每次物料变换以后将当时所有的物料完全排空。

最好是使配料定量秤水平地通到一个集料漏斗或预混合室内，将物料直接输送到一个均化器内，这样配料定量秤的管道螺旋输送机的出料量就直接汇合在一个共有的中心上。还可以使这个结果得到改善，只要对于物料从管道螺旋输送机输送到集料漏斗的结构设置成，不使一股较强的物流将较弱的物流排挤到一侧，此时宁可立即形成混合。

许多混合作业需要将分量极小的添加剂附加混合到两种、三种或多种主要生配料的混合料中，为此，可以使用一个或多个微差动定量秤。另一个技术方案，最好是，要是将一些配料定量秤呈环状配置并且相对于一个中心配置在同样的高度上，其中将配料定量秤设置在一个外圆环内，并在这样的情况下将多个微配料秤配置在圆环内。这个新的技术方案其优点在于，使各种待混合料直接在汇合前构成，并且直接在或接近均匀化以前使其汇合。这样 可以使汇合所有混合配料的同时性要求一起得到保证。因此对于准确符合配方、混合料和均匀性这些很高的要求来说是满足了基本前提的要求。

另一个很特别的有利结构其特征在于，预混合室和均化器构成一个单元，其中均化器是连续工作的。因此，可以再次指出，两种技术方案之间的长期争论通常只是由于支持者和制造者对以往单纯双方都各执己见所致的，而且甚至只采用另一技术方案的某个开端也可以带来意想不到的进展。混合多种配料还不能说明混合料的混合料的均匀性，这样既不能说明一定物料量，例如标准物料量，也不能说明在连续混合时经过一个较长的周期后混合是稳定的。因而在碾磨混合中附加要求均匀性或均匀化。由于许多可能的干扰因素，直到现在只相信混料机系统能保证达到完全的均匀性，可以说是在证实一个习惯于实验室科学工作的人所具有的思考方式。采用大比例的小型实验室混合器对此要付出的代价却是耗费大而不连续的工作过程。

因此，最好是提出一种可控制物料从均化器出口输回到预混合室的装置，例如在开动混合时有故障或是最后某个可选的物料量和/或经过某个可选的时间后使混合物料由预混合室至均化器至预混合室等等有一个再循环。因为在一台传统的均化器中物料只能向前运动，按流动方向来看只是形成横向混合。但是现在新的均化器则可迫使其具有附加的纵向混合。

特别有利的是，要是预混合室和均化器构成一个单元，并将该单元设置成连续工作的气动均化器，该均化器可以具有一个中央出料管。最好是在中央出料管的底区设置一个可调的底部排出口，而且，该底部排出口通过计算装置和/或品质传感装置在诸如湿度、高度、蛋白质、粗纤维等等品质数据的基础上是可以控制的。按照发明构思的进一步发展，还可以将均化器设置成具有均匀化元件的机械式垂直输送机，因此使其具有拨送功能并且输回到预混合室的装置是可控制的。最好是用一个可控制的预混合室的底部混合室的底部排出口来配置垂直输送机。

对于成品的均匀性提出很高的要求时，可以在预混合室内配置气动作用的装置，或者配置机械的混合工具。同时，应对垂直输送机配置可控制的出料装置，以控制出料和输回物料。在每种情况下都可使用自动工作装置，在均化器的出口可以配置一个物料品质参数的测量监视仪。对于特殊的使用情况，例如饲料混合，可以紧接均化器配置一个物料混合和物料停留时间的储存装置，对该装置最好是配置一个循环式物料输送机。

借助于本发明可以卓有成效地处理或混合大部分物料，其中有些被认为是难于处理的物料。按照使用情况所处理的物料涉及到面粉、粗面粉、粗麦粉、糠麸等等的各种不同品质，还涉及到诸如干胶料、颜料、维生素C、钙、磷酸盐、蛋粉、盐、发酵粉等等配料的各种不同品质，或是用于饲料的相应饲料配料的各种不同品质。甚至还可以利用相当于水或其他流质配料定量的瞬时重量信号。

此外，本发明还适用于特殊的混合作业，例如面食或面包制造的混合料-因为单位时间通过的物料量其瞬间数据是以很高的精度随时测定的-同时可以直接控制水和蛋汤或例如各种流质的定量。

现在借助于一些实施例对发明作进一步的详述。

图1表示本发明连续混合和均匀化装置的示意图，

图2表示一个预混合室，

图3表示配料定量秤对混合室呈圆形配置的一个平面布置图，

图4表示一种结构形式，附加使用物料储存装置，

图5表示一个机械预混合器-均化器，

图6表示一个简化的预混合器-均化器

图6a表示和图6相同的结构，但对均匀性有高要求，

图7表示一个气动均化器。

下面参阅图1，图2和图3。一种原料A由一个配料箱1通过一个出料装置2，还由一个螺旋输送机或配料叶轮3输入到一个配料定量秤4中。配料定量秤4连同一个管道螺旋输送机5构成一个差动流量调节器6。由第二个配料箱1′，一个出料装置2′以及一个螺旋输送机3′排出原料B，并对第二个配料定量秤4或一个相应的差动流量调节器6定量，由两个差动流量调节器6同时将由一个控制装置7规定重量的物料输入到一个预混合室8，并且直接输入到一个均化器9中，再通过一个出料接管10转作进一步处理（箭头11）。如在图1、 图2和图3中可知，配料定量秤4的出口26，26′等等到中心17的距离均配置成相同的。整个物料流由控制装置7来控制。由控制装置7或混合器计算机7将相应的信号转送到所有相对应的装置元件上。特别是每个配料定量秤4通过一个控制导线12得到一个准确的定量指令。一个正向电子装置13发出所需要的信号，例如发到供料装置2/3或2′/3′。并且相应地接通或是断开一个振动器14/14′。同样每次将另一个信号发到管道螺旋输送机5的一个传动装置部件15上，为借助转速来规定起动的容积定量额定值，就在容积定量终止后由单位时间的重量值借助于差动称量来解除信号，并且按照规定的混合编排或配方来调节信号。

在许多使用情况中，还要把一种或多种但其分量是很少的添加配料添加到两种或多种主配料的混合中，例如添加到两种面料的混合中。为此要使用专用的本来已知的微差动定量秤16。要是只需要使用一个微差动定量秤16，就可以把该秤直接配置在预混合室8上。因而使所有上述的生配料均被汇集到一个（假想的）中心17上，并且直接流入到均化器9中。均化器9具有一个传动装置18，由该装置使一个桨叶轴19以较高的速度旋转，这样，就由众多的桨叶20在一个封闭的管状壳体21内形成一个剧烈的涡流。

此外，如在图1中可见，差动流量调节器6作为一个结构单元是通过一个柔韧的密封圈31与一个固定的出料装置30相连接，并且在管道螺旋输送机5的出料端同样通过一个橡胶密封圈32与位置固定的集料漏斗8相连接。所需的本来公知的、用于重量值或重量值接收机的测量元件均未示出。

配料定量秤4基本上是和供料元件3和管道螺旋输送机5以及相应的设置成差动流量调节器6的控制装置一起工作的。要是物料量在配料定量秤4内的装料高度是可选择的，则通过相应的称量信号由供料元件3来停止物料的继续输入。至少在开动装置时，物料在秤内要经过短暂的稳定时间后再测定其在秤容器24中的实际重量，而且可以通过接通传动装置部件15开始出料。要是相应的数值已被存储在控制装置7内，则可以通过预先对管道螺旋输送机5规定的一个转速来排出要求的物料量。这样形成的物料定量是管道螺旋输送机5的转速和容积效率的函数。这就是说，通过容积的定量在一定条件下其定量精度略次于通过差动重量测量所能达到的精度。在出料量较小时，可以发觉配料定量秤4′内的重量有减少现象。可以把单位时间内重量减少转换到重力测重来测定所排出的物料。借助于较精确的重力测重测量值就可以立即通过传动装置部件15来修正管道螺旋输送机5的转速变动，这种变动可能是必要的。管道螺旋输送机5的出料口26（图3）或相当于每个其他配料定量秤4的第二出料口26′原则上各有一条直至重合各股物流而且是相同的运输线路。经过一定的定量时间间隔，秤容器24内的物料下降到下装料高度上。在这个假定为下装料量的数值下，重新发生一个开动供料元件3的信号，于是重新使上述秤容器24补充装料。装料期间对于管道螺旋输送机5的物料定量是不能使用重量信号的。但是在装料周期，仍保持一个相应的储存值或规定值，或是保持一个列为物料定量的转速，或是使最终测定的出料螺旋输送机转速保持恒定不变。该装置首先特别适用于混合粉状物料，特别是在磨碎机，饲料磨碎机，糕点工场的应用范围内，或例如还适用于面食工厂的备料作业，至少有些配料是有点流动性的。但这可以通过相应的结构设计在均化器9的范围内增加对流质配料的补充混合。

在图4中示有多个如图1的相似的结构。物料在一个预混合室8内并从该室通过重力被直接输入到一个连续均化器9内。这个技术方案适用于简单的混合作业。所示的均化器9相应地作了简化。在均化器9的出料口配置有一个不锈钢（NIR）测量监视仪47，此后物料通过一个水平螺旋输送机40被输入到一个出料管道41中。现在按这种方式的布置，可以使均匀化不足的物料通过第二垂直螺旋输送机42进到一个储料装置43内，物料从该装置出来经过一个定量闸板45和一个管岔44，以最小的配量通过一个输入管46再次被输入到出料管道41中。但还有可能，用多格的循环输送机使物料就在储料装置内作均匀处理，这样物料就从管岔44输回到水平螺旋输送机40和垂直螺旋输送机42内。在这里，所有监视、控制和调节作业都可以象图1那样，也通过一个程序控制或混合机、计算机7来进行。

混合质量用连续方法时还取决于各种生配料的均匀性。因此图4还表示有可能均匀化各种生配 料。将多种相同的生配料合并成组，并分别按其分量例如25%，33%或50%输入到一个差动流量调节器内。同时每种分量的添加精度只需要保持在±5%以内。这就是说，在装有各种同样生配料的相应料仓箱1′，1″，1″′中可以采用便宜的诸如旋转闸门的出料元件，这些闸门具有随时可以预选的出料转速。但是要重新以相同的精度，通过配料定量秤16′来搞清楚分组的关系，并按大意对其他配料定量秤16进行控制。

图5表示一种特别有利的结构布置，其中预混合室8是设置成一个带有均化器9的组合单元。在图5所示的预混合室8内附加配置有简单的混合工具50，这些混合工具可以具有本来已知的形状。重要的事实是，在这里甚至使所有的物料分量同时以相同的精度和正确的组分都进入到预混合室8中，因此立即形成一个良好的混合。实际的均匀化，就是使所有的配料达到最好的均布，这是在机械式旋流均化器51中进行的。在漏斗件52中，由一个进料螺旋输送机53将进入的物料输送到配备有均化桨叶54的旋流均化器51内。该均化器51由一个可作反向转动的驱动电动机55来使其转动。同时混合工具50可以由同一个转动装置来使其转动。由一个溢出口56将物料首先通过一个不锈钢（NIR）测量监视仪47，物料由该处或是通过一个导回管57流回到预混合室8内，或是通过一个出料闸门58输送给其他用途。对于很简单的情况，例如两台磨碎机在一起混合，混合料可以直接从预混合室8通过一个可控制的挡料底板59排出，还可通过一个输送机60被输送到出料闸门58，作其它的用途。在相反的情况下，当对均匀性有特高的要求时，也可以将物料和/或剩余物料通过挡料底板59和管岔61输送给一个剩余物料处理装置62。

现在对图6说明如下，图中局部示有一种按图5简化的结构形式。特别是集料漏斗8是由一个简单组合的预混合室一均化器构成，在集料漏斗内配置有相应的均化工具，这些工具也可以用流体介质作补充（如在图7中所示）。例如，要是只要混合并均匀化不同的粉料，就始终可以用这种结构形式，因而此时也就不需要添加最少量的配料。

另一种特别有利的结构布置示于图6中，现在首先有可能，使连续由磨碎机加工出来的主料，例如烘焙的面粉或粗面食粉直接通过第一个主秤63。主秤63测定磨碎机的连续物流M，并将其直接输入到预混合室8。一个小型的前置储存装置64在差动秤前面接纳重力测重的测量阶段的物料倒流。现在可以根据规定的配方连续地将所有多余的配料对主秤63连同每一个从属定量秤65，66，67等等的每个瞬间重量信号进行修正，此时借助于一个适当的、类似于图4和图5所示的，但是按照重量作用的控制装置，在要求的百分数内添加并均匀化上述余料。因而第一次有可能、按照磨碎机内的工作过程本来就是连续情况，使得粉料混合在连续的工作中是均匀的，没有相应的中间贮存，这对所有的物料是一大进步，这些物料的品质是不需要贮存的。

图6a是图6的另一个结构布置。此时可以实现所有的、例如图5的、又如图6的优点，因此具有最微量的配料就是对均匀性本身最高的要求。用8象征性地表示所有差动定量装置相对于预混合室8的配置其几何形状是相似的，例如相当于图1至图3所示。

图7相当于图5和图6的一个交替结构布置。预混合室8的均化器9在图中被合并成一个气动均化器70。进料装置可以等同于图5来设置。在正常生产时，所有物料分量输入预混合室8内，并使其所装物料达到混合管道71的溢流口72高度上。同时通过一个设有多孔板的双重底部，由一台鼓风机74通过一个可调的节气阀75向内吹风。因此，要使各种配料更多地被输入到周缘上，通过流动和剧烈旋涡使均匀化的混合物料朝向当中（箭头76）流出，而空气也在当中由一个抽气装置77进行抽气，可以用干燥空气使其均匀性达到极佳的水平，因而特别有利于磨碎料的均匀性。气动均化器70的出料区被设置成例如可以通过升和降混合管71来控制底都排出口78上的料量，这种结构还特别适用于排空剩余料。

此外，本发明还可能有许多更新的组合，这方面只示出一些图。在结构布置上最好是使所有示意性表示的图4至图7的结构设置成和图1，图2和图3相对应。

Claims (13)

1、一种用于混合和均匀化谷物粉料和类似物料的装置，该装置具有多个连续工作的配料定量秤，其中至少一部分设计成差动流量调节器，其特征在于，该装置具有一个同时连续拌合与纵向混合各种配料的预混合室(8)，和一个带有用于产生横向与纵向混合的混合工具的均匀器(9)。

2、按权利要求1的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，在每一配料定量秤上设置一个带有可控制的底部活门的存贮料斗，其中前置料斗容纳配料秤的50%至100%。

3、按权利要求1或2的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，配料定量秤（4）设计成具有管状横截面与一个螺旋出料装置（25）的管状秤。

4、按权利要求1至3中之一项的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，多个配料定量秤（4）按几何上相似的布置直接设置在一个以共同的汇集点（17）为中心的预混合室（8）上，因而所有配料定量秤的出料构件的端头跟共同汇集点（17）的距离大致相同。

5、按权利要求1至4中之一项的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，一部分配料定量秤（4）呈环形设置并相对于汇集点（17）处于相同高度，不仅在水平方向上而且在垂直方向上对预混合室（8）供料。

6、按权利要求1至5中之一项的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，预混合室（8）和均化器（9）构成一个结构单元。

7、按权利要求6的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，预混合室（8）与均化器（9）设计成气动均化器（70）。

8、按权利要求7的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，气动均化器（70）具有一个中心出料管（71）。

9、按权利要求8的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，中心出料管（71）的底部设置有一个可调节的底部出料口（78）。

10、按权利要求6至9中之一项的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，均化器（9）设计成带有一个回到预混合室（8）的回流的垂直输送机。

11、按权利要求10的用于混合和均匀化装置，其特征在于，垂直输送机直立地设置在预混合室（8）的底部出料口（78）上方并突出在预混合室（8）上方。

12、按权利要求10或11的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，在预混合器（8）内设有机械混合工具（50）。

13、按权利要求10至12中之一项的用于混合和均匀化的装置，其特征在于，垂直输送机配置有用于控制产品出料与产品再循环的可控制的产品出料装置（出料闸门58、底部活门59）。

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