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Müllereiwalzenstuhl Die Erfindung betrifft einen Müllereiwalzenstuhl,
insbesondere eine neuartige Meß- und Steuervorrichtung für die einzelnen Walzenstuhlfunktionen.
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Bisher ist zur Steuerung von Müllereiwalzenstühlen die Verwendung
von sogenannten Tannenbäumen, d. h. von Gebilden aus Stäben, die aufgehängt sind,
bekannt. Auch wurde bereits erfolgreich ein an einem Hebel befestigter Propeller
zur Steuerung zumindest der Speisevorrichtung des Walzenstuhls verwendet, wobei
dieser Propeller sich stets an die Oberfläche des Speisekegels arbeitet. Diese Vorrichtungen
weisen aber Nachteile auf, besonders sind es eine gewisse Hysteresis in der Anzeige
und in allen Fällen eine recht beträchtliche Schmutzanfälligkeit. Da diese Elemente
weiter die Meßwerte mechanisch zu einem Meßwert-Auswertungsgerät weitergeben, kann
die Empfindlichkeit in der Regel nicht sehr groß sein, da zur Steuerung noch beträchtliche
Arbeit aufgewendet werden muß.
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Um diese Nachteile zu beheben, wurde ein neuartiger Müllereiwalzenstuhl
entwickelt, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein elektrokapazitives Speisemengen-Meßgerät
zur Steuerung mindestens einer Walzenstuhlfunktion vorgesehen ist.
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Dieses neuartige Speisemengen-Meßgerät, das zur Steuerung des Walzenstuhles
dient, weist den Vorteil auf, daß gerade wegen seiner Arbeitsweise auf elektrokapazitiver
Basis keine Hysteresis mehr besteht. Auch ist der vom zu steuernden Medium zu leistende
Arbeitsaufwand praktisch Null, da die elektrokapazitive Verschiebung im Bereich
des elektrokapazitiven Speisemengen-Meßgeräts auf den Materialfluß einen vernachlässigbaren
Einfluß hat.
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In Weiterführung der Erfindungsidee wird die Ausbildung des elektrokapazitiven
Speisemengen-Meßgerätes angegeben.
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In Weiterführung der Erfindungsidee werden Steuerungsaufgaben des
Speisemengen-Meßgerätes gezeigt.
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Als weitergeführte Erfindungsidee wird zudem gezeigt, daß die Meßwerte
des elektrokapazitiven Speisemengen-Meßgerätes verstärkt zur Steuerung von verschiedenen
Stelleinrichtungen des Walzenstuhls dienen.
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F i g. 1 zeigt einen Querschnitt durch einen einfachen Zweiwalzenstuhl
mit dem erfindungsgemäßen elektrokapazitiven Speisemengen-Meßgerät und den zu steuernden
Verstellvorrichtungen des Walzenstuhls; F i g. 2 zeigt einen Schnitt entlang 11-II
in Fig.1. In einem Gehäuse 1 des Müllereiwalzenstuhls sind eine Festwalze 2 und
eine verstellbare Walze 3 angeordnet. Weiter enthält dieses Gehäuse die Speisewalze
5 und die Speiseklappe 6.
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Die Verstellwalze 3 ist über ein Lager 10 und eine Wippe 11
gehalten, wobei die Wippe 11 durch einen in einem Zylinder 16 bewegbaren Kolben
15, die Stange 17 und die Zwischenfeder 18 verstellbar ist, da die
Wippe 11 im Drehpunkt 12 gelagert ist. Im Bereich des Auslasses 21
im Gehäuse 1 des Müllereiwalzenstuhls sind Leitbleche 22 vorgesehen. Die Speiseklappe
6 ist durch einen in einem Zylinder 26 befindlichen Kolben 25 über die Stange 27
und den Hebel 28 um die Lagerwelle 29 verschwenkbar.
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Der Walzenstuhl-Einlauf erfolgt durch das Speiserohr 4. Im Bereich
des Rohres 4 und über die ganze Breite des Walzenstuhls reichend ist das elektrokapazitive
Speisemengen-Meßgerät angeordnet. Die Grundplatte 31 dieses Gerätes ist mit dem
Müllereiwalzenstuhl-Gehäuse leitend verbunden, trägt eine Isolation 32, und auf
dieser ist eine Kondensatorplatte 33 angebracht. Die elektrakapazitive Verschiebung
erfolgt von der Kondensatorplatte 33 zum gegenüberliegenden Walzenstuhlgehäuse
1. Die Kondensatorplatte 33 und die Grundplatte 31 sind über Leitungen 43
und 41 mit dem Verstärker- und Steuergerät 40 verbunden. Dieses Verstärker-
und Steuergerät 40
ist an eine Strom- und Spannungsquelle 50 angeschlossen.
Zur Verstellung der Kolben 15 und 25, die entsprechend der Walze 3 und der Speiseklappe
6 zugeordnet sind, ist ein durch ein Gebläse 60 gespeistes Pneumatiksystem vorgesehen.
An das Geblase
60 ist eine Leitung 61 angeschlossen, von der ein
Zweig zu einem Drosselorgan 62 geht, dem eine Magnetspule 63 zugeordnet ist. Ein
weiterer Zweig führt zu einem Absperrorgan 72 mit einer zugeordneten Magnetspule
73. Dieses Absperrorgan 72 ist durch die Leitung 75 mit einem durch eine Magnetspule
77 einstellbaren Drosselorgan 76 verbunden. Vom Drosselorgan 76 führt eine Leitung
78 zum Zylinder 16. Im Verstärker- und Steuergerät 40 sind den einzelnen Magnetspulen
63, 73 und 77 entsprechende Einstellorgane 83, 93 und 97 zugeordnet. Weiter sind
diese Magnetspulen 63, 73 und 77 durch Leitungspaare 84, 94 und 98 mit diesem Gerät
40 verbunden. Im Leitungspaar 94 ist ein vom Verstärker- und Steuergerät
40 aus betätigter Umschalter 95 vorgesehen. Im Verstärker- und Steuergerät
befindet sich ebenfalls ein Durchsatz-Mengenanzeiger 45. Dieser Vorrichtungsaufbau
erlaubt folgende Funktionsweise: Das zu vermahlende Gut tritt durch das Speiserohr
4 in den Walzenstuhl ein. Oberhalb der Speisewalze 5 und der Speiseklappe 6 verteilt
sich dieses Gut je nach der zufließenden Materialmenge gemäß den in F i g. 2 dargestellten
Linien 101, 102 oder 103. In dem Verstärker- und Steuergerät 40 wird eine hochfrequente
Spannung erzeugt, die an die Kondensatorplatte 33 gelegt wird. Die mit dem Walzenstuhlgehäuse
1 verbundene Grundplatte 31 liegt auf Erdpotential.
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Damit ergibt sich eine elektrokapazitive Verschiebung zwischen der
Kondensatorplatte 33 und dem gegenüberliegenden Walzenstuhlgehäuse 1. Diese
kapazitive Verschiebung wird nun durch das eintretende Material, das einen Materialkegel
bildet, beeinflußt. Je nach dem, ob nun eine sehr große Materialmenge mit dem sich
dadurch ergebenden Kegel 103 oder eine geringere Materialmenge mit den sich ergebenden
Kegel 102 oder 101 zufließt, wird die kapazitive Verschiebung beeinflußt. Diese
Beeinflussung, d. h. die Veränderung der Verschiebung, ergibt in bekannter Weise
eine Veränderung der an der Kondensatorplatte 33 liegenden Spannung. Diese veränderliche
Spannung wird nun im Verstärker- und Steuergerät 40 einerseits zur Betätigung
eines Durchsatzanzeigegeräts 45 und anderseits nach genügender Verstärkung und geeigneter
Umwandlung zur Betätigung von Walzenstuhl-Steuerelementen verwendet. Dabei ist es
von untergeordneter Bedeutung, ob diese verstärkten Meßwerte nun über elektrische
Geräte pneumatische oder hydraulische Arbeitsvorrichtungen beeinflussen oder ob
diese elektrischen Geräte direkt zur Steuerung von elektrischen Arbeitsmitteln dienen.
Im Ausführungsbeispiel wird ein elektropneumatisches Steuerungssystem gezeigt, d.
h., die elektrischen Meßwerte dienen zur Steuerung von pneumatischen Schalteinrichtungen,
welche ihrerseits pneumatische Arbeitsmittel steuern. Folgende drei Steuerungsaufgaben
sollen im folgenden behandelt werden: die Leerlaufüberwachung, die Speiseklappen-
bzw. Speisewalzensteuerung und die Walzenspaltsteuerung.
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In dem Moment, wo kein Material mehr dem Walzenstuhl zufließt, ist
es von äußerster Wichtigkeit, die Walzen sofort auseinanderzurücken. Durch das elektrokapazitive
Meßgerät, das aus der Kondensatorplatte 33, isoliert befestigt auf der Grundplatte
31, und dem Walzenstuhlgehäuse 1, das mit der Grundplatte 31 verbunden ist, besteht,
wird bei fehlendem Material eine Spannung im Verstärker- und Steuergerät 40 erzeugt,
die eine Betätigung des Umschalters 95 aus der Ruhestellung in die Arbeitsstellung
bewirkt; dadurch wird der Stromkreis durch die Magnetspule 73 geschlossen, so daß
hierin ein. Strom fließt. Der Zeitpunkt des Ansprechens des elektrokapazitiven Speisemengen-Meßgeräts
ist durch die Vorrichtung 93' einstellbar. Durch diesen geschlossenen Stromkreis
über die Leiter 94 und den Umschalter 95 wird die Magnetspule 73 erregt, wodurch
das pneumatische Absperrventil 72 geschlossen wird. Aus dem Gebläse 60 gelangt durch
die Leitungen 61 und 75 und durch das Drosselorgan 76 und weiter durch die Leitung
78 nun kein Druckmittel mehr zum Zylinder 16.
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Die Feder 18 gegenüber dem Kolben 15 einerseits und der Wippe 11 andererseits
entspannt sich, der Kolben 15 bewegt sich nach rechts, und die Verstellwalze 3 entfernt
sich von der Walze 2, so daß diese im Moment fehlender Speisung keinen Schaden mehr
erleiden können.
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Zur Steuerung der Speisung bestehen zwei Möglichkeiten. Eine erste
besteht darin, eine Speiseklappe gegenüber der Speisewalze zu verändern, derart,
daß der Spalt dazwischen größer oder kleiner wird. Die zweite Möglichkeit besteht
darin, die Drehzahl der Speisewalze zu verändern. Und als dritte Variante wäre die
Kombination der beiden zu erwähnen.
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In der F i g. 1 wurde die erste Variante dieser Speiseregulierung
gezeigt. Je nach der zu vermahlenden Materialmenge ergibt sich im Bereich des kapazitiven
Meßgeräts durch die Kondensatorplatte 33 und das Gehäuse 1 eine verschieden starke
Abdeckung, d. h. ein verschieden hoher Kegel des Materials über der Speisewalze
5, wie dies durch die Darstellung in F i g. 2 entlang der Linien 101, 102
und
103 gezeigt ist. Durch diese unterschiedliche Materialhöhe zwischen der Kondensatorplatte
33 und der Gehäusewand ergeben sich im Verstärker- und Steuergerät unterschiedliche
Spannungen. Diese Spannungsänderungen werden zur Regulierung der Speiseklappe 6
verwendet. Nach Maßgabe der Messung wird nach genügender Verstärkung und Einregulierung
durch die Vorrichtung 83 eine sich ergebende Spannung durch das Leiterpaar 84 über
die Magnetspule 63 gelegt. Damit wird das mit der Magnetspule 63 zu steuernde Drosselorgan
62 mehr oder weniger stark geöffnet. Je nach, dem öffnungsgrade wird vom Gebläse
60 durch die Leitung 61 und die Leitung 68 der Kolben 25 im Zylinder 26 mehr oder
weniger stark beaufschlagt, wodurch entgegen der Wirkung der Zugfeder 30 die Steuerklappe
6 gegenüber der Speisewalze 5 mehr oder weniger stark geöffnet wird.
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Durch diese neuartige Meßvorrichtung ergibt sich nun der große Vorteil,
daß nicht nur eine Leerlaufkontrolle, sondern auch eine Speisesteuerung automatisierbar
ist.
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Als weiterer Schritt zur Automatisierung läßt sich mit dem genau gleichen
kapazitiven Speisemengen-Meßgerät 33, 31 und dem Verstärker- und Steuergerät 40
in Abhängigkeit des speiseseitigen Materialstromes der Walzenspalt zwischen den
Mahlwalzen 2 und 3 beeinflussen.
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Die in Abhängigkeit der Speisemenge an das Verstärker- und Steuergerät
40 abgegebene Spannung wird verstärkt und durch das Gerät 97 derart gewandelt, daß
eine Beziehung zwischen Speisemenge und Mahlspalt der Mahlwalzen 2 und 3 besteht.
Die verstärkte
und modifizierte Spannung wird auf das Leiterpaar
98 und über die Magnetspule 77 gelegt. Diese Magnetspule 77 steuert nun in Abhängigkeit
von der anliegenden Spannung das Drosselorgan 76, wodurch das vom Gebläse 60 durch
das Absperrorgan 72 und die Leitung 75 zufließende Druckmittel der Leitung 78 in
gedrosselter Weise zugeführt wird, was je nach der Beaufschlagung dieser Leitung
78 ein mehr oder weniger starkes Anpressen des Kolbens 15 an die Wippe 11 bewirkt.
Damit ist auch in Abhängigkeit der Speisemenge die Walzenspaltregulierung gewährleistet.
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Als Ausführungsvariante zeigt die F i g. 2 die elektronische Steuerung
der Speisewalzen-Drehzahl. Die veränderliche Dielektrizitätskonstante im Bereich
des kapazitiven Meßorgans infolge veränderlicher Materialgutströme bewirkt eine
veränderliche Spannung im Verstärker- und Steuergerät 40, die verstärkt und durch
das Gerät 53 derart umgewandelt wird, daß in Funktion der Speisemenge über das Leitpaar
54 der Motor 51 der Speisewalze 5 in gewünschter Weise erregt wird. Dies bewirkt
eine bestimmte, geeignete Drehzahl der Speisewalze 5. Wie bereits erwähnt, kann
diese Steuerung der Speisewalze 5 sowohl in Kombination mit der Steuerung der Speiseklappe
6 als auch unabhängig davon erfolgen.
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An Hand der Ausführungsbeispiele gemäß F i g. 1 und 2 wurde im wesentlichen
das Einsatzgebiet dieses neuartigen kapazitiven Speisemengen-Meßgerätes für Müllereiwalzenstühle
gezeigt. Es liegt aber dabei doch im Bereich der Erfindungsidee, daß die Meßwerte
dieses Gerätes ebenfalls zur Steuerung des Kühlmittelflusses in den beiden Mahlwalzen
2 und 3 herangezogen werden können. Dadurch kann ja, wie bekannt, die Arbeit dieser
Walzen beeinflußt werden.
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Bei sogenannten Doppelwalzenstühlen, bei denen das Mahlgut durch ein
Speiserohr 4 den beiden in ein Gehäuse zusammengefügten Walzenstühlen zugeführt
wird, erfolgt die Aufteilung in die beiden Teilströme erst kurz vor jedem einzelnen
Walzenstuhl. Im Bereich der Speisungen jedes einzelnen Walzenstuhles werden relativ
zum Speiserohr 2 gegeneinander isolierte Kondensatorplatten mutig angeordnet. Diesen
zugeordnet dienen Teile des Gehäuses des Doppelwalzenstuhles als Erde zur Bildung
von elektrischen Verschiebungen nach links und rechts. Dadurch ist gewährleistet,
daß bei unterschiedlicher Einregulierung sowohl des Speisespalts zwischen der Speiseklappe
6 und der Speisewalze 5 als auch bei den Mahlspalten zwischen den Mahlwalzen 2 und
3 einwandfreie Mahlarbeitet geleistet wird ohne Gefährdung der Mahlwalzen der beiden
in einem Stuhl angeordneten Walzenpaare.
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Es ist selbstverständlich, daß zur Verstärkung der elektrokapazitiv
ermittelten Meßwerte im Verstärker-und Steuergerät 40 in bekannter Weise Röhrenverstärker
oder ruhende Elemente, wie Transistoren, Dioden, Magnetverstärker od. dgl., verwendet
werden können. Da derartige Verstärker bekannt sind, wurde nicht näher darauf eingegangen.
Auch gehört es zum bekannten Stand der Steuer- und Regeltechnik, daß bei Bedarf
gewisse Meßwerte über ein gewisses Zeitintervall integriert werden und erst dieses
Integral zur Steuerung herangezogen wird.
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Auch soll die Anordnung der Kondensatorplatte gleichachsig zu den
Mahlwalzen nicht begrenzend aufgefaßt werden. Vielmehr liegt es im Bereich der Erfindung,
daß eine oder zwei Kondensatorplatten stirnseitig des Walzenstuhls im Bereich des
Mahlguteinlaufs oder in der Mitte des Mahlguteinlaufs mit nach links und rechts
erzeugter elektrokapazitiver Verschiebung angeordnet sind, wenn man eine bestimmte
Steuerungscharakteristik erhalten will. Auch soll die pneumatische Betätigung der
Speisevorrichtung und der Walzenanpressung und -ausrückung kein einschränkendes
Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung sein. Viehmehr ist jede für diese Steuerung
günstige Energieform anwendbar, sei es nun pneumatische, hydraulische, elektrische
oder inirgendeiner Weise mechanische Energie. Es ist ja ohne weiteres möglich, elektrische
Werte zur Steuerung irgendeiner dieser Energieformen zu verwenden.