CN113333070A - 磨粉机及其调控方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及磨粉机技术领域，具体涉及磨粉机及其控制方法。该磨粉机实时采集文丘里管内的面粉颗粒度，将颗粒度M1与面粉阈值M2进行比较，当M1＞M2时，驱动电机转动，按第一预设值降低相邻两个磨辊间距，并返回所述粒度传感器获取面粉的颗粒度M1。并通过控制模块的判断比较，确定磨辊间距的调控方式，以达到实时采集实施调控的效果，及时修改面粉颗粒度，尽可能解决面粉颗粒度不均匀的问题。且，自动化控制，客观调控，操作简便。通过对小麦磨粉机磨辊轧距实现自动调整，是小麦磨粉机实现磨粉智能化的基础，通过设置各类监测传感器，再通过数据的对比和监测值的反馈，实现磨粉机磨辊的自动化智能动态调节，减少人员干预，提高磨粉的效率。

Description

磨粉机及其调控方法

技术领域

本发明涉及磨粉机技术领域，具体涉及磨粉机及该磨粉机的调控方法。

背景技术

面粉研磨工作中，面粉的颗粒均匀度直接影响面粉的级别、使用效果。因此，有效调控面粉研磨工作非常重要。目前一般情况下是根据经验，通过接取一些研磨后的面粉后通过师傅们的经验进行收到调节磨粉机轧距；还有的是通过取样到实验室通过面粉颗粒度检测仪，获取检测数据后根据数据进行微调。人工判断的做法对人工经验要求较高，同时也存在主观性，依然会出现面粉颗粒度不均的问题。如果采用实验室取样分析，容易造成调控滞后的问题。

技术内容

本发明提供一种磨粉机及该磨粉机的调控方法，以解决实施调控磨粉机，得到均匀面粉颗粒的问题。

本发明提供一种磨粉机，其包括料位箱、磨粉腔、面粉盒、相互平行的多个磨辊，以及驱动电机、联轴器，粒度传感器和控制模块；

料位箱的出料口连通所述磨粉腔，所述磨粉腔内设置多个相互平行的磨辊，所述磨辊配置辊距调整结构，所述驱动电机通过联轴器与所述辊距调整结构电连接；

所述磨粉腔通过输送管道连通所述面粉盒，所述输送管道内配置粒度传感器；

所述粒度传感器和所述驱动电机均与所述控制模块电连接。

在一些实施例中，优选为，所述磨辊配置辊体测温传感器，所述辊体测温传感器与所述控制模块电连接。

在一些实施例中，优选为，所述料位箱内设置料位计，以测定磨粉腔内的物料高度，所述料位计与所述控制模块电连接；和/或，

所述料位箱的入口处构造有物料监测传感器，以测定物料进料状态，所述物料监测传感器与所述控制模块电连接。

在一些实施例中，优选为，所述磨辊包括：相邻且平行设置的主动轮和从动轮，所述主动轮、所述从动轮均通过同步带带动对应的磨辊；所述磨辊的调节结构包括：主动牛头连接臂、从动牛头连接臂和滑台；

所述主动牛头连接臂的一端与所述联轴器相连，另一端安装于微调结构；所述主动牛头连接臂滑动式安装于所述滑台；所述主动轮限定在所述主动牛头连接臂内；

所述从动牛头连接臂的一端安装于所述滑台，另一端安装于所述微调结构，所述从动轮限定在所述从动牛头连接臂内。

在一些实施例中，优选为，所述微调结构包括：调节杆和弹簧，所述主动牛头连接臂的另一端与所述调节杆相连，所述从动牛头连接臂的另一端与所述调节杆相连，且所述调节杆的另一端设置轴肩，所述弹簧套设在所述轴肩上，弹簧的另一端固定在磨粉机的支架上。

本发明还提供了一种磨粉机的调控方法，其包括：

粒度传感器获取面粉的颗粒度M1；

将所述颗粒度M1与面粉阈值M2进行比较，当M1＞M2时，驱动电机转动，按第一预设值降低相邻两个磨辊的间距，并返回所述粒度传感器获取面粉的颗粒度M1。

在一些实施例中，优选为，所述磨粉阈值的获取方式为：

确定面粉所需级别；

根据级别和粒度对比关系，确定面粉阈值M2。

在一些实施例中，优选为，所述磨粉机的调控方法还包括：获取磨辊温度值T；

将所述磨辊温度值T与温度阈值T_阈值进行比较，当T≥T_阈值，则按预设方式降低磨辊温度，然后返回所述获取磨辊温度值T。

在一些实施例中，优选为，所述预设方式包括：按第二预设值降低料位箱向所述磨粉腔的喂料量；和/或，按第三预设值降低磨辊转速；和/或，对所述磨辊进行冷风吹扫降温。

在一些实施例中，优选为，获取料位箱的进料状态，所述进料状态包括进料和关闭；

获取磨粉腔的料位高度H，将料位高度H与高度阈值H_阈值进行比较，当H≥H_阈值，将所述料位箱的进料状态调整为关闭，当H＜H_阈值，所述料位箱的进料状态调整为进料。

本发明提供的磨粉机，实时采集文丘里管内的面粉颗粒度，并通过控制模块的判断比较，确定磨辊间距的调控方式，以达到实时采集实施调控的效果，及时修改面粉颗粒度，尽可能解决面粉颗粒度不均匀的问题。且，自动化控制，客观调控，操作简便。

通过对小麦磨粉机磨辊轧距实现自动调整，是小麦磨粉机实现磨粉智能化的基础，通过设置各类监测传感器，再通过数据的对比和监测值的反馈，就可以实现磨粉机磨辊的自动化智能动态调节，不再需要人员干预，并且磨粉的效率和产品的质量也更加容易控制。

附图说明

图1为本发明一个实施例中磨粉机的结构示意图；

图2为本发明另一个实施例中磨粉机的结构示意图；

图3为本发明一个实施例中磨粉细度调整监控循环控制的步骤示意图；

图4为本发明一个实施例中进料状态调整的循环控制的步骤示意图；

图5为本发明一个实施例中磨辊温度的循环控制的步骤示意图；

图6为本发明一个实施例中磨粉机的调控方法步骤示意图。

注：1、主动轮；2、联动丝杠；3、固定支座；4、支座；5、联轴器；6、滑台；7、滑台固定支座；8、气动张紧装置；9、张紧弹簧；10、主动牛头连结臂；11、从动轮；12、从动牛头连结臂；13、驱动电机；14、粒度传感器；15、料位计；16、物料监测传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

本发明一个实施例中提供一种磨粉机，如图1-2，其包括进料管、料位箱、磨粉腔、面粉盒，以及驱动电机13(含编码器、抱闸等功能)、联轴器5，联动丝杠2，，粒度传感器14和控制模块；联动丝杆和磨粉机壳体间设置固定支座3。料位箱的出料口连通磨粉腔，磨粉腔内设置多个相互平行的磨辊，磨辊配置辊距调整结构，驱动电机通过支座4固定在磨粉机上，且驱动电机通过联轴器与辊距调整结构电连接；磨粉腔通过文丘里管连通面粉盒，文丘里管内配置粒度传感器14；粒度传感器14和驱动电机均与控制模块电连接。

磨粉机壳体上还设置显示屏(可以为触摸屏)，控制模块包括PLC可编程控制单元、磨辊辊距控制单元等，配置变频器、辊体测温传感器、粒度传感器14等。

磨粉机的调控方法主要包括：粒度传感器14获取面粉的颗粒度M1；将颗粒度M1与面粉阈值M2进行比较，当M1＞M2时，驱动电机转动，按第一预设值降低相邻两个磨辊的间距，并返回粒度传感器14获取面粉的颗粒度M1。

实时采集文丘里管内的面粉颗粒度，并通过控制模块的判断比较，确定磨辊间距的调控方式，以达到实时采集实施调控的效果，及时修改面粉颗粒度，尽可能达到面粉颗粒度均匀的效果。且，自动化控制，客观调控，操作简便。

接下来对磨粉机进行详细的说明：

一种磨粉机，如图1，图2所示，其包括自上而下依次连通的料位箱，磨粉腔，面粉盒，其中料位箱上部安装进料管，物料自进料管输送至料位箱，在料位箱中集聚，集聚的物料逐步进入磨粉腔，磨粉腔内安装多个平行排列的磨辊，磨辊受驱动电机和调整结构控制；研磨的粉粒通过输送管道落入面粉盒。输送管道通常选用文丘里管。

进料管的入口处设置物料监测传感器16，用于监测进料状态，包括：进料、关闭进料。料位箱内竖向安装料位计15，以测定料位箱内的物料高度。磨辊配有辊体测温传感器。磨粉机内设置控制模块，粒度传感器14、料位计15和辊体测温传感器均与控制模块相连。控制模块也与驱动电机、调整结构电连接。

设置辊体测温传感器的意义在于，由于磨粉的过程属于摩擦挤压研磨，时间过长辊体会产生热量聚集，使磨辊温度不断升高，温度过高会影响面粉品质。然而面粉厂又是24小时不停机不间断生产，所有现在很多做法就是减少投料，磨辊转速降低来变相缓解温度问题，这样其实使生产效率降低。

料位计15一方面防止物料积聚堵塞上方物料管道；可以通过料位状态反馈使喂料辊喂料增加速度提高喂料量；达到料位峰值时可以使上游供料设备进料量减少或者暂时停机防止系统连锁堵塞物料。

其中，磨辊有主动轮1或从动轮11通过皮带带动。为了调整磨辊间的距离，需要调整主动轮1和从动轮11之间的间距。调节结构包括：主动牛头连接臂10、从动牛头连接臂12，主动轮1套于主动牛头连接臂10内，从动轮11套于从动牛头连接臂12内。主动牛头连接臂10的一端通过联轴器与驱动电机相连，另一端安装于微调结构。从动牛头连接臂12的一端通安装于滑台，且连接安装在磨粉机上的过气动张紧装置8，另一端安装于微调结构，滑台通过滑台固定支座7固定在磨粉机上。

微调结构包括调节杆和弹簧，主动牛头连接臂10、从动牛头连接臂12安装在调节杆上，调节杆的另一端设置轴肩，轴肩套设张紧弹簧9，张紧弹簧9顶在磨粉机的支架上。

驱动电机转动，通过联轴器带动主动牛头连接臂10位置移动，在滑块上滑动，带动主动轮1移动位置，带动主动辊移动，主动牛头连接臂10拉动调节杆，弹簧产生回弹力，对主动轮1和从动轮11之间的位置做微调，进而调整主动辊和从动辊间的距离。

磨粉机轧距调整的改造作为数字化工厂或者磨粉设备物联网的一个关键，改造后不仅可以有上述的有点，还可以实现多台磨粉机轧距调整的设备联动，甚至结合上下游的传感器检测数据实现轧距的动态实时调节，所以磨粉机轧距的

调整只不过是单机自动化升级的一个必要环节。本专利通过简单的利用现有最常用的磨粉机设备，在将原有手动调节手轮去掉后，安装可以链接精准控制的私服电机和伺服驱动装置后，一台简单的小麦磨粉机轧距自动调节装置就改造完成了。使用私服电机的好处在于可以在不改变现有设备的结构的情况下(现有设备内部没有预留安装控制调节装置的位置所以只能外部安装)可以通过支架和联轴器就能使原有的手动调节改造为自动调节，实现单边联动和双面四个手轮的联动等动作。且私服电机控制精度高、位置可以反馈、有抱闸装置、可以过载保护等优点。

本专利不仅适用于老旧设备的自动化升级改造，还可以在新产品设计将外部安装私服电机移至内部。

该磨粉机的调控方法，该调控方法包括多个监控循环。具体包括如下循环控制：

循环1：磨粉细度调整监控循环控制，如图3所示：

步骤110，监测研磨后的面粉的颗粒度M1；

步骤120，获取面粉级别，根据面粉级别和颗粒度对应关系，确定面粉颗粒度阈值M2；

比如：特级粉20-90微米，一级粉90-200微米，二级粉200-500微米。

步骤130，；

当M1＞M2时，驱动电机转动，按第一预设值降低相邻两个磨辊的间距。

需要说明的是，在另一些实施例中，M2可以为阈值范围，监测面粉颗粒度小于阈值范围的最小值，则增大磨辊的间距，大于阈值范围的最大值，则缩小磨辊的间距。

步骤110-步骤130在磨粉过程中实施循环执行，完成粒度传感器、控制模块、磨辊调节结构电机的信号传输和控制。

第一预设值为预设的条件步进值，逐步调整，在循环执行中，当M1≤M2时，则保持磨辊间距。

循环2：进料状态调整的循环控制，如图4所示：

步骤210，监测进料管的物料状态；

进料管处的物料监测传感器在开机后，实时监测物料状态，向控制模块传送物料进料状态，比如：进料或未进料，还可以接收控制模块的信号。

步骤220，监测喂料电机的转速；

当进料时可以检测到电机的转速，当减少进料量时，电机转速降低，当增大进料量是，电机转速提高，当未进料时，电机停止转动。

步骤230，监测料位箱内的物料高度；

料位箱内的料位计在开机后，实时监测料位箱的物料高度，向控制模块传送物料高度。

步骤240，将料位高度H与料位高度阈值H_阈值进行比较，根据比较结果控制喂料电机的转速；

当H≥H_阈值，将料位箱的进料状态调整为关闭或按一定下降步进值降低进料速度，当H＜H_阈值，料位箱的进料状态调整为进料。

在一些实施例中，H_阈值为范围值，控制模块在得到物料高度后，与预设物料高度阈值范围比较，当料位高度H大于物料高度阈值范围的最高值时，控制模块向喂料电机发出信号，降低喂料电机转动速度或喂料电机停止运行。当物料高度小于物料高度阈值范围的最低值时，控制模块向喂料电机发出信号，提高喂料电机转动速度，加快喂料。

步骤210-步骤240在磨粉过程中实施循环执行，完成物料监测传感器、控制模块、料位计、喂料电机的信号传输和控制。

物料监测传感器、喂料电机转速传感器、料位计三个传感器能够提供不同位置的监测值，能提高监测信息的全面性，提高运行安全度。

循环3：磨辊温度的循环控制，如图5所示：

步骤310，监测磨辊温度值T；

步骤320，将磨辊温度值T与温度阈值T_阈值进行比较，根据比较结果调整磨辊温度；

当T≥T_阈值，则按预设方式降低磨辊温度。

步骤330-1，控制模块根据“降低磨辊温度”的信号，确定执行方式，并将执行方式发送给喂料电机，控制喂料电机按第二预设值逐步降低料位箱向磨粉腔的喂料量；

步骤330-2，控制模块根据“降低磨辊温度”的信号，确定执行方式，并将执行方式发送给磨辊驱动电机，按第三预设值逐步降低磨辊的转速；

步骤330-3，控制模块“降低磨辊温度”的信号，确定执行方式，并将执行方式发送给冷风吹扫降温，加速冷风吹扫降温对磨辊进行降温吹扫。

需要说明的是，步骤330-1、步骤330-2、步骤330-3可以同时执行，也可以选择其一或其二执行。

下面给出一个小麦磨粉机的控制实施例如图6所示：

获取当前进料管物料监测传感器监测料位状态S1；通过料位计获取当前料位箱料位值状态S2；磨辊辊体内部增加辊体测温传感器W1；通过喂料电机获取喂料辊转速情况Z1；获取当前磨辊轧距间隙大小X1；通过粒度传感器获取物料经过磨辊后磨粉颗粒度的大小M1；对比M1面粉颗粒值和工艺控制要求面粉达标颗粒度M2；判断当M1大于M2时，轧距自动调整减小第一预设值；另外系统会根据料位箱料位值高低，当S2达到最大值，系统停止进料，进料管S1监测状态值为S1＝0；当S2达到最大值，喂料磨辊电机的变频器动作，自动控制喂料的速度。然后磨粉机磨出的成品分体经过面粉颗粒度传感器检测颗粒值正常则不需要调整磨辊轧距，如果不合格磨辊轧距根据比对值大小对应增大或减小间隙值。

辊距的调节关系到小麦磨粉机出粉率、小麦粉颗粒大小、喂料器进料快慢、磨辊温升、生产效率和能耗等，此外通过对辊间轧距的改造还可以配合各类传感器检测系统(包括小麦面粉在线实时颗粒度大小检测仪、喂料器传感器、温度传感器等)做到单机设备和联动设备的智能化。该小麦磨粉机辊距的调整可以配合各类工艺的要求实现动态调节，使设备的能耗和工作状态达到最佳状态。

配合该控制方法，该磨粉机根据实验情况新增辊体测温传感器，方便实验时从轴端获取温度值，然后和磨辊轴磨粉状态下的温度变化曲线拟合出磨辊温度变化曲线，方便科研数据的推演和后续工业的改进。该磨粉机要监测不同轴的转速变化对磨辊磨粉效率和磨辊温度变化的影响，配置喂料电机(轴端)转速传感器；对于输送料管的有料无料的监测，以及设置料位计，监测电容传感器。

该磨粉机磨辊辊距能实现单一可调、单面联动可调和双面4轴联动可调的功能；(介绍一下，一台磨粉机一个磨辊上两端各有一个调节手轮，所以磨辊轧距的调节需要单一调节、单面联动和4个联动，这主要时根据磨粉颗粒度大小来调整轧距的大小的)

磨辊辊距调节精度要控制在≤0.05mm，保证磨辊轧距位置状态可以反馈至触摸屏或者上位机，另外到达指定位置后具备锁死抱闸功能，确保磨辊间隙维持在调节后的位置状态。

另外，本领域内的技术人员应当理解的是，在本发明实施例的申请文件中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本发明实施例的说明书中，说明了大量具体细节。然而应当理解的是，本发明实施例的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。类似地，应当理解，为了精简本发明实施例公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明实施例的示例性实施例的描述中。

然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明实施例要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明实施例的单独实施例。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种磨粉机，其特征在于，其包括料位箱、磨粉腔、面粉盒、相互平行的多个磨辊，以及驱动电机、联轴器，粒度传感器和控制模块；

所述料位箱的出料口连通所述磨粉腔，所述磨粉腔内设置多个相互平行的磨辊，所述磨辊配置辊距调整结构，所述驱动电机通过所述联轴器与所述辊距调整结构电连接；

所述磨粉腔通过输送管道连通所述面粉盒，所述输送管道内配置粒度传感器；

所述粒度传感器和所述驱动电机均与所述控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的磨粉机，其特征在于，所述磨辊配置辊体测温传感器，所述辊体测温传感器与所述控制模块电连接。

3.根据权利要求1所述的磨粉机，其特征在于，所述料位箱内设置料位计，以测定磨粉腔内的物料高度，所述料位计与所述控制模块电连接；和/或，

所述料位箱的入口处构造有物料监测传感器，以测定物料进料状态，所述物料监测传感器与所述控制模块电连接。

4.根据权利要求1-3任一项所述的磨粉机，其特征在于，所述磨辊包括：相邻且平行设置的主动轮和从动轮，所述主动轮、所述从动轮均通过同步带带动对应的磨辊；所述磨辊的调节结构包括：主动牛头连接臂、从动牛头连接臂和滑台；

所述主动牛头连接臂的一端与所述联轴器相连，另一端安装于微调结构；所述主动牛头连接臂滑动式安装于所述滑台；所述主动轮限定在所述主动牛头连接臂内；

所述从动牛头连接臂的一端安装于所述滑台，另一端安装于所述微调结构，所述从动轮限定在所述从动牛头连接臂内。

5.根据权利要求4所述的磨粉机，其特征在于，所述微调结构包括：调节杆和弹簧，所述主动牛头连接臂的另一端与所述调节杆相连，所述从动牛头连接臂的另一端与所述调节杆相连，且所述调节杆的另一端设置轴肩，所述弹簧套设在所述轴肩上，弹簧的另一端固定在磨粉机的支架上。

6.一种权利要求1-5任一项所述的磨粉机的调控方法，其特征在于，包括：

粒度传感器获取面粉的颗粒度M1；

将所述颗粒度M1与面粉阈值M2进行比较，当M1＞M2时，驱动电机转动，按第一预设值降低相邻两个磨辊的间距，并返回所述粒度传感器获取面粉的颗粒度M1。

7.权利要求6所述的磨粉机的调控方法，其特征在于，所述磨粉阈值的获取方式为：

确定面粉所需级别；

根据级别和粒度对比关系，确定面粉阈值M2。

8.权利要求6所述的磨粉机的调控方法，其特征在于，所述磨粉机的调控方法还包括：获取磨辊温度值T；

将所述磨辊温度值T与温度阈值T_阈值进行比较，当T≥T_阈值，则按预设方式降低磨辊温度，然后返回所述获取磨辊温度值T。

9.权利要求8所述的磨粉机的调控方法，其特征在于，所述预设方式包括：按第二预设值降低料位箱向所述磨粉腔的喂料量；和/或，按第三预设值降低磨辊转速；和/或，对所述磨辊进行冷风吹扫降温。

10.权利要求6-9任一项所述的磨粉机的调控方法，其特征在于，获取料位箱的进料状态，所述进料状态包括进料和关闭；

获取磨粉腔的料位高度H，将料位高度H与高度阈值H_阈值进行比较，当H≥H_阈值，将所述料位箱的进料状态调整为关闭，当H＜H_阈值，所述料位箱的进料状态调整为进料。

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