CN108495714A - 转子、研磨机、抽气壳体和用于研磨机的研磨件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于食品和饲料业的研磨机(2)的转子(1)，其具有在0.5‑0.6米之间的外径并且包括多个基本呈圆柱形、尤其是中空圆柱形的研磨件(3)，一个这样的研磨件(3)具有基本呈圆柱壳形的外研磨表面(4)，其中该研磨件(3)同轴地重叠布置，通过此方式在两个相邻的研磨件(3)的研磨表面(4)之间产生了基本呈环形的气隙(5)，其中转子(1)的包络面(H)和转子(1)的整个研磨表面之比大于1.05但是小于1.25。

Description

转子、研磨机、抽气壳体和用于研磨机的研磨件

技术领域

本发明涉及用于食品和饲料业的转子和研磨机，涉及用于研磨机的研磨件以及根据独立权利要求的前序部分的抽气壳体。

背景技术

研磨机用于食品和饲料业以选择性地逐层磨碎谷物产品、豆类等如大米、(硬)小麦、碾碎的干小麦、黑麦、大麦、小米、豌豆、扁豆、藜麦、硬质小麦、干豆和辣椒的外层，例如以使后续加工更加容易并且影响感官特性。为此采用旋转磨盘，其被涂覆有耐磨材料和/或被设置有耐磨表面。由于该设计，随着待研磨的产品经过研磨机，其与耐磨材料或耐磨表面接触并且被磨碎。但是，关于也称作研磨级的所提供的研磨能力，已知的研磨机尚有许多方面无法令人满意。

通常期望在低能耗的条件下增加产量。这能够通过现有技术的研磨机仅在多个研磨机平行或连续布置的情况下才能完成。例如，采用申请人为Bühler AG(乌兹威尔)申请的具有55千瓦的电机输出功率和8吨/小时的产量的研磨机，在研磨硬质小麦的情况下目前最多仅能够得到2％的研磨级。通过增加研磨盘的旋转速度，将可能得到更高的研磨级或产量，但是耐磨表面或耐磨材料将被损坏。另外，磨碎研磨粉尘将迅速堵塞耐磨表面或耐磨材料并且降低研磨能力。

计量将在研磨机内研磨的产品以及控制(闭环和/或开环)研磨机的出口构成了进一步的挑战，这至今仍不能令人满意。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种用于研磨机的转子，其避免已知研磨机的缺点并尤其允许在具有充足的研磨能力条件下的高产量，其不会被磨碎的研磨粉尘堵塞。另外，该转子应当能承受高的旋转速度和圆周速度。

该目的通过根据独立权利要求的特征部分的转子来实现。

该转子包括多个基本呈圆柱形的研磨件，每个研磨件都具有基本呈圆柱壳形的外研磨表面。

由于加工原因，不可能制备具有90°边缘的研磨表面，因此研磨表面通常为圆形的或倒角的。在本发明的含义中，术语“基本呈圆柱壳形的研磨表面”将因此被理解为表示接近圆柱壳表面并且可具有圆形的或倒角的边缘的研磨表面。

该研磨件优选以中空圆柱体形式构成。这尤其因重量和成本原因而是优选的。另外，在转子内会产生空气流，空气流有助于除去磨碎研磨粉尘并由此消除研磨表面的堵塞。

研磨件同轴重叠布置，通过此方式在两个相邻的研磨件的研磨表面之间形成基本呈环形的气隙。本领域技术人员应当清楚，研磨件基本具有相同的外径。另外，由于研磨表面形成有圆形或倒角的边缘，该气隙同样接近环形。

根据本发明，该转子的包络面与转子的整个研磨表面之比大于1.05、优选大于或等于1.1、更优选大于或等于1.12。

该转子的包络面与转子的整个研磨表面之比小于1.25。

由于研磨表面形成有圆形的或倒角的边缘，故转子的包络面由具有转子直径的圆柱形包络面限定。转子高度在研磨件外边缘之间来测量。

相应地，整个研磨表面被限定为研磨件的研磨表面的总和，其中每个研磨表面由具有转子直径(等于研磨件直径)的圆柱形的包络面和研磨件高度所限定。该研磨件高度不包括任何可能突出超过研磨件高度的垫片、紧固件等。

已经惊讶地发现，根据本发明的比值允许转子具有非常高的旋转速度，由此相应地可能实现比之前更高的产量。另外，气隙允许移除磨碎的研磨粉尘，以使研磨表面不会变得堵塞，尤其是在研磨件为中空的情况下。

该转子优选具有在0.7-1.2平方米之间的整个研磨表面和/或具有在0.8-1.5平方米之间的包络面。

该转子具有在0.5-0.6米之间的外径。

在此，尤其在中空转子情况下可能实现的是将足够的气体输送经过气隙以除去磨碎研磨粉尘。另外，通过这种外径，可以在转子的相对低的转速下实现最佳的圆周速度。

在此，该转子优选具有0.5-0.6米之间的高度。

这可能实现提供充足的研磨表面以满足产量和研磨级的所述需求。

研磨件高度和外径的比值优选在1/8-1/12之间。

该环形气隙的高度优选在5-9毫米之间。

优选研磨件彼此之间的距离相等和相同，以形成气体通过转子的最佳和最均匀的可能流动以及相关的磨碎的研磨粉尘的移除。

研磨件优选包括具有基本呈圆柱壳形的外表面的主体以及施加至该外表面的涂层。

由此简化了研磨件的加工。另外，可能移除磨损的研磨表面或涂层并且重新涂覆该主体。

该涂层优选为金刚石涂层。其可包括天然的或人造的金刚石。该涂层包括作为磨料的金刚石，并且可包括作为载体和/或磨料的另外的辅助材料。可能替代地或附加地使用另外的材料，比如石英、刚石、金刚砂、石榴子石、碳化硅、氧化铬和氮化硼。

该金刚石涂层优选为电镀金刚石涂层。本文中，该主体优选包括至少一个金属外表面。

电镀金刚石涂层允许形成非常稳定的研磨表面，其能够承受非常高的旋转速度和圆周速度。

该涂层尤其是金刚石涂层优选具有在0.3-0.8毫米之间的平均颗粒尺寸。

这种类型的平均颗粒尺寸已经被证明为特别适用于食品和饲料的处理。

本发明的另一个目的在于提供一种用于食品和饲料业的研磨机，其避开了已知研磨机的缺点并且在充足的研磨性能的条件下尤其具有高产量，其中转子不会被磨碎的研磨粉尘所堵塞。

这个目的通过根据独立权利要求的特征部分的研磨机来达到。

该研磨机包括基本呈圆柱形的转子、具有分别用于待研磨产品和已经研磨的产品的入口和出口的转子壳体、以及用于驱动转子的驱动机构。该转子为根据本发明的转子。

根据本发明，该转子被直接驱动。尤其是，该驱动机构的驱动轴直接连接至转子。在此是指驱动轴不像迄今常见的那样借助传动件如链条、传送带、带等或传动机构被驱动。因为被磨损和/或润滑的机器部件可设计成与产品分开，故这种布置允许特别卫生的研磨机结构。在此，驱动轴优选与转子同轴布置。

该研磨机和/或转子壳体优选具有研磨室，该研磨室具有基本呈圆柱壳形的且同轴包围转子的室壁。该室壁与该研磨表面有一定距离地布置，从而形成研磨间隙。在运行中，待研磨产品将被运送至研磨间隙并在此处被研磨。在此，转子的旋转轴线优选垂直于重力矢量布置，以使待研磨产品只能在重力作用下传送。但根据应用，当然也可能实现转子的其它布置。

研磨间隙宽度即径向测量室壁和研磨表面之间的距离优选在15-25毫米之间。

该室壁优选设置有多个气体通道开口。该气体通道开口允许气体流出或流入转子壳体，从而轻质的磨碎研磨粉尘可由此被去除。该气体通道开口优选呈缝状构成。与圆孔相比，缝更不易于堵塞。

缝的宽度优选在0.8-1.5毫米之间。就此意义上讲，缝宽作为在缝的两侧壁之间的在垂直于缝纵向延伸的方向上的距离来测量。

该室壁优选设有凸出的制动条和挡条，其基本平行于转子轴线延伸或同轴围绕转子轴线地延伸。该制动条和挡条使制动条区和挡条区内的研磨间隙宽度减小并使得待研磨产品转向，由此其可确保待研磨产品被均匀加工。

在这里，制动条是可调节的，以使相对于室壁的凸出程度能在4-10毫米之间调节。

该出口优选具有至少一个用于调节产品流动的闸板。闸板优选如此布置，闸板的滑板启闭方向基本垂直于重力矢量。因此滑板运动不会受到磨碎产品的重量的阻碍，磨碎产品根据滑板位置而堆积并由滑板承重。另外，例如与具有配重的关闭锥形件相比，闸板可被更好且更精确地调节。该闸板优选以具有多个出口的环形隔板形式构成。

该闸板和/或环形隔板优选根据驱动机构所耗功率来控制(通过闭环控制和/或开环控制)，就是说(部分地)被启闭。因为研磨能力和最终研磨级与驱动机构功耗相关，故可简单地通过研磨机特性曲线以待研磨产品堆积在研磨间隙中的方式调节出期望的研磨级，并且闸板和/或环形隔板以该驱动机构的功耗保持恒定的方式被控制和/或调节。

该转子可以在1400-1800转/分钟之间的转速下和/或在40-100米/秒的圆周速度下运行。

该研磨机优选包括抽气装置，其优选能以40-95立方米/分钟之间的抽吸功率运行。

多个抽气通道优选围绕室壁布置且流体连通至抽气装置。

这些抽气通道优选形成该室壁的壳罩并且重叠布置。在运行期间，优选借助抽气装置在抽气通道上产生空气流，以使空气从外侧流至转子上并流过相邻的转子研磨件之间的气隙和室壁的气体通道开口并且夹带轻质的磨碎研磨粉尘。

该抽气通道优选形成为具有侧表面和多个径向底部的研磨室的壳体，底部在侧表面与室壁之间延伸。该侧表面优选不与转子和室壁同心布置，而是如此延伸，在转子或腔室的周向上看，在腔室或转子之间的距离增大，尤其连续增大。该侧表面优选以螺旋方式延伸。

该抽气通道允许气流在转子和室壁的整个高度范围均匀分布，以基本抑制研磨表面消耗和气体通道开口堵塞。另外，优选的侧表面走向容许在转子和室壁的整个周向上形成恒定压降。

该转子优选是一侧安装的。尤其是，该转子被安装在下侧区域内，其中，转子上端面配设有锥形的或截头圆锥体形的覆盖件。在此区域内也设有用于待研磨产品的入口。该入口优选布置在中心位置，也就是说与转子同心。这允许待研磨产品在整个转子周向上在研磨间隙内均匀分布。另外，在入口区中不再需要输送装置，这在卫生设计方面是符合期望的。

本发明也涉及用于食品和饲料业的研磨机的运行方法。在此，可相应地采用以上关于根据本发明的研磨机的描述。

本发明还涉及用于食品和饲料业的本发明研磨机的研磨件。

该研磨件基本呈圆柱形、尤其是中空圆柱形，并且具有基本呈圆柱壳形的外研磨表面。

根据本发明，研磨表面高度与研磨件外径之比在1/8-1/12之间。

从根据本发明的研磨件的以上描述和类似应用中明显看出这种研磨件的优势和可能发展。由此可能实现对现有转子的改造。

本发明还涉及用于食品和饲料业的研磨机的抽气壳体。

该抽气壳体尤其适用于改造现有的研磨机。

该抽气壳体包括侧表面，该侧表面能够围绕研磨机的转子或研磨室的室壁布置，该研磨机配设有气体通道开口，其可与抽气装置流体连通。

在此，该侧表面如此设计，其没有与转子或室壁同心布置，而是在转子或腔室的周向上看，在侧表面与室和/或转子轴线(以及因此研磨表面)之间的径向距离优选连续增大。该侧表面更优选以螺旋方式延伸。

该抽气壳体优选形成可围绕转子或室壁布置的多个抽气通道。

该抽气通道最好重叠布置。在运行期间，最好借助抽气装置在抽气通道上产生空气流，由此在研磨室中产生负压，并且轻质的磨碎研磨粉尘可从研磨室去除。

该抽气壳体优选包括侧表面和多个径向底部，该径向底部在侧表面与研磨室的室壁之间延伸。

该抽气壳体能够使空气流在转子和室壁的整个高度上均匀分布，以基本抑制研磨表面的损耗和气体通道开口的堵塞。另外，优选的侧表面走向容许在转子和室壁的整个周向范围形成恒定压降。

附图说明

以下，依据优选实施例并结合附图来更好地描述本发明，其中：

图1示出研磨机的一个优选实施例的剖视立体图；

图2示出室壁上翻时的图1的研磨机的立体图；

图3示出室壁闭合时的图2的研磨机的整体；

图4示出没有转子壳体的图3的研磨机；

图5示出堆叠的研磨件的剖视图；

图6示出研磨机的优选实施例的径向剖视图；

图7示出不带转子但带有可见的环形隔板的研磨机的优选实施例视图；

图8示出室壁上翻的研磨机的另一个实施例的立体图。

具体实施方式

图1-7示出配备有转子1的研磨机2。转子1布置在研磨机2的转子壳体9的研磨室14内，其中，转子轴线R与重力矢量G平行布置。

转子1由十个研磨件3组成，研磨件3如此堆叠，即在两个相邻的研磨件3之间形成气隙5。

每个研磨件3由具有外表面7的金属的中空圆柱形主体6构成。电镀金刚石涂层8已经被施加到外表面7。

涂层8整体形成了该转子的研磨表面4。

转子1被室壁15所包围，在图2中能更清楚地看到室壁，因为半个室壁围绕铰链21向上翻转，就像例如在清洗研磨机2时的情况那样。在图2中部分示出了呈缝状的气体通道开口。

转子1在其上端具有锥形覆盖件22，其用于分布待研磨产品。

在运行期间，转子1被电机12在旋转方向D上驱动转动，电机布置在转子1的下方。电机12的驱动轴13直接地且与转子1同轴地连接至转子轴23。转子1仅安装在电机12和转子轴23之间的区域内。因此当产品经入口10加入时，产品可朝向锥形覆盖件22的顶点，由此可被分布到转子1的整个周面。

产品在重力作用下掉落穿过在研磨表面4和室壁15之间形成的研磨间隙S，所述研磨间隙具有20毫米的间隙宽度。在此，产品表面被快速旋转(1500-1800转/分)的转子的研磨表面4接触和磨碎。

为了防止产品颗粒脱离研磨表面4或为了延长在研磨间隙内的停留时间，使产品转向的制动条和挡条17、18布置在室壁15上。制动条17沿同心布置的转子1和室壁15的轴向延伸，而在图8中可看见的挡条18以周向部段形式构成并沿室壁15的周向延伸。研磨表面4和制动条17之间的径向距离可被调整。

接下来，产品经环形出口11离开研磨室14。尤其可在图7中清楚看见的环形隔板19布置在出口11处并借助致动器24可运动。环形隔板19可堵住出口11以使产品堆积在研磨间隙S中。通过调整出口横截面，环形隔板19也可限定研磨机2的产量。

在产品研磨过程中生成并由产品磨碎表面构成的研磨粉尘通过抽气装置(未示出)从生产线去除。在此，借助抽气装置在研磨室14中产生负压。室壁15被设计成筛面并具有多个呈缝状的气体通道开口16，其尺寸被设定为它们截留产品但容许抽走研磨粉尘。

由于在研磨室14中存在负压，故空气流过在电机区和驱动轴13区内的入口27并被引导至转子1的中空内部。转子的气隙5允许空气流过。在此，产生的研磨粉尘被气流夹带并经室壁15的开口16从研磨间隙S被除去。为了在转子1的整个高度h上产生一致的抽吸功率，围绕研磨室14布置四个环形通道25。每个环形通道均在一端连接至抽气装置的抽吸管接口26并围绕研磨室14延伸。径向底部29在环形通道25之间形成并在室壁15和抽气壳体20的侧表面28之间延伸。因为环形通道25的壁由室壁15形成，故空气可从研磨室14流出。环形通道25的另一端具有小的抽气口，其允许从周围环境吸入少量空气。但空气主要(超过吸入量的80％)经进气口27被吸入。

在图6中可见的侧表面28没有与转子或室壁15同心延伸，而是呈螺旋形从小的进气口起沿转子1的周向(等同于旋转方向)延伸。由此，在转子1的整个周向上形成恒定的抽气功率并消除了堵塞和材料堆积。

Claims (15)

1.一种用于食品和饲料业的研磨机(2)的转子(1)，包括多个基本为圆柱形、尤其是中空圆柱形的研磨件(3)，每个研磨件具有基本呈圆柱壳形的外研磨表面(4))，其中所述研磨件(3)被同轴地重叠布置，从而在两个相邻的研磨件(3)的所述研磨表面(4)之间形成基本呈环形的气隙(5)，其特征是，所述转子(1)的包络面(H)与所述转子(1)的整个研磨表面之比大于1.05但小于1.25，并且所述转子(1)具有在0.5-0.6米之间的外径。

2.根据权利要求1所述的转子(1)，其特征是，所述转子(1)具有在0.7-1.2平方米之间的整个研磨表面和/或具有在0.8-1.5平方米之间的包络面(H)。

3.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征是，所述转子(1)具有在0.5-0.6米之间的高度(h)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征是，研磨件高度(sh)与外径之比在1/8-1/12之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征是，所述环形气隙(5)的高度在5-9毫米之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)，其特征是，所述研磨件(3)包括具有基本呈圆柱壳形的外表面(7)的主体(6)和施加至所述外表面(7)的涂层(8)，其中所述涂层(8)尤其为金刚石涂层且优选是电镀金刚石涂层，所述电镀金刚石涂层的平均颗粒尺寸优选在0.3-0.8毫米之间。

7.一种用于食品和饲料业的研磨机(2)，包括根据前述权利要求中任一项所述的转子(1)、具有分别用于待研磨产品或研磨后产品的入口(10)和出口(11)的旋转壳体(9)以及用于驱动所述转子(1)的驱动机构(12)，其特征是，所述转子(1)被直接驱动，尤其是所述驱动机构(12)的驱动轴(13)直接连接至所述转子(1)，并且尤其所述转子能以在1400-1800转/分之间的转速和/或在40-100米/秒之间的圆周速度运行。

8.根据权利要求7所述的研磨机(2)，其特征是，具有基本呈圆柱壳形的所述转子壳体(9)的室壁(15)的研磨室(14)同轴围绕所述转子(1)，其中所述室壁(15)和研磨表面(4)之间的距离(S)在15-25毫米之间。

9.根据权利要求7或8所述的研磨机(2)，其特征是，所述室壁(15)配设有多个尤其具有在0.8-1.5毫米之间的宽度的气体通道开口(16)、优选是缝。

10.根据权利要求7至9中任一项所述的研磨机(2)，其特征是，所述室壁(15)配设有凸出的制动条和挡条(17,18)，它们分别基本平行于所述转子轴线(R)延伸或围绕所述转子轴线(R)同轴地延伸，其中所述制动条(17)设计成是可调节的，从而相对于所述室壁(15)的凸出程度能在4-10毫米之间调节。

11.根据权利要求7至10中任一项所述的研磨机(2)，其特征是，它还包括抽气装置，该抽气装置优选能以在40-95立方米/分钟之间的抽吸功率运行，其中围绕所述室壁(9)布置的多个抽气通道(21)优选流体连通至所述抽气装置。

12.一种用于根据权利要求7至11中任一项所述的用于食品和饲料业的研磨机(2)的研磨件(3)，其特征是，研磨件高度(sh)与所述研磨件(3)的外径之比在1/8-1/12之间。

13.一种用于食品和饲料业的研磨机(2)的抽气壳体(2)，该研磨机(2)具有能被驱动并被配设有气体通道开口的室壁(15)包围的转子(1)，尤其是根据权利要求7至10中任一项所述的研磨机(2)，包括能围绕所述室壁(15)布置并能与抽气装置流体连通以产生负压的侧表面(28)，其特征是，在所述侧表面(28)与所述室壁(15)和/或转子轴线(R)之间的径向距离至少局部在所述转子(1)的周向上增大，尤其连续增大。

14.根据权利要求13所述的抽气壳体(20)，其特征是，所述抽气壳体(20)还包括多个径向底部(29)，所述径向底部在所述室壁(15)和所述侧表面(28)之间延伸。

15.根据权利要求13或14所述的抽气壳体(20)，其特征是，所述室壁(15)以螺旋方式延伸。