DE2636469B2 - Beschickungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beschikkung eines Walzenmahlwerkes mit Produkten wie Getreide, umfassend einen Beschickungstrichter, eine Verteilerrolle, welche in der Aistrittsöffnung des Trichters parallel zu den Mahlwalzen drehbar gelagert ist, um die in dem Trichter enthaltenen Produkte in der Mahlzone zu verteilen, und einen Schieber, welcher die Stärke der Schicht der mittels der Verteilerrolle aus dem Trichter abgeführten Produkte steuert.

Walzenmahlwerke werden gewöhnlich in Müllereien zum Mahlen von Getreide eingesetzt. Sie weisen irn wesentlichen ein Paar paralleler Mahlwalzen auf, welche in einem gewissen Abstand zueinander angeordnet sind und gegenläufig angetrieben werden und deren Oberflächen in geeigneter Weise derart behandelt sind (kanneliert oder geschliffen), daß zwischen ihnen eine zur Aufnahme der zu Puder zu zerkleinernden Produkte dienende Mahlzone geeigneter Größe geschaffen wird.

Neuere Untersuchungen, die die Zerkleinerung des in der Mahlzone zu zerkleinernden Produktes betreffen, sowie Fortschritte in der mechanischen Konstruktion haben zu einer beachtlichen Leistungssteigerung der Walzenmahlwerke geführt. Zum Beispiel besaß ein erstes Mahlwerk, welches zur Vermahlung von Getreide diente und eine Länge von einem Meter aufwies, gegen 1950 eine stündliche Leistung unter 1,5 t. Dieses Mahlwerk wurde gegen 1960 auf eine Leistung von 6,5 t/h gesteigert, während heute eine Leistung von l/h in Betracht gezogen werden kann.

Im übrigen erfolgt die Vermahlung des Getreides zu Mehl in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten,

wobei bei jedem dieser Verfahrensschritte eine bestimmte Einstellung der Mahlwalzen auf einen geeigneten Abstand erfolgen muß. Von dieser Tatsache hängt die Leistung jeder Verfahrensstufe ab, so daß die Leistung des gleichen Walzenmahlwerks in ziemlich großen Bereichen schwanken kann (z.B. 100kg/h bis 20 t/h). Außerdem verändert sich die Beschaffenheit der Produkte während der Vermahlung ebenfalls in großen Bereichen. Die unterschiediche Beschaffenheit kann darin bestehen, daß Getreide, Kleie, Grieß usw. vorliegt, wobei jedes dieser Produkte unterschiedliche Eigenschaften aufweist.

Es muß also dafür gesorgt werden, daß das Mahlwerk gleichmäßig und konstant beschickt wird, wobei die Beschickung mit Produkten unterschiedlicher Beschaffenheit erfolgt und Leistungsstreuungen von 1 zu 200 auftreten können.

Um die oben erwähnten Leistungssteigerungen des vorgenannten Walzenmahlwerks zu erreichen, muß die Beschickung genau in die Mahlzone erfolgen, und zwar in Form einer einlagigen Schicht, die gleichmäßig über die Länge des Mahlwerks verteilt ist und tangential an die beiden Mahlwalzen herangeführt wird.

Die Beschickung von Walzenmahlwerken erfolgt am häufigsten mit Hilfe von Vorrichtungen, die einen Beschickungstrichter aufweisen sowie eine Verteilerrolle, welche in der Austrittsöffnung des Trichters parallel zu den Mühlwalzen drehbar gelagert ist, um die in dem Trichter enthaltenen Produkte in der Mahlzone zu verteilen, und die einen Schieber aufweisen, welcher die Stärke der Schicht der mittels der Verteilerrolle aus dem Trichter abgeführten Produkte steuert.

Bei dieser Vorrichtung wird die Beschickungsleistung im wesentlichen einerseits von der Umfangsgeschwindigkeit Vder Rolle, welche der Bewegungsgeschwindigkeit der Produkte außerhalb des Trichters entspricht, und andererseits durch die Stellung des Schiebers bestimmt, welcher den Durchlaßquerschnitt für das sich am Ausgang des Trichters befindliche Produkt festgelegt.

Die bekannten und in Mühlenbetrieben verwendeten Beschickungsvorrichtungen ermöglichen nicht die Erzielung von Leistungen, wie sie weiter oben erwähnt wurden. Wenn bei diesen Vorrichtungen die Leistung erhöht werden soll, muß die Schichtstärke der aus dem Trichter austretenden Produkte durch eine Bewegung des Schiebers in Öffnungsstellung verstärkt werden oder es muß die Winkelgeschwindigkeit der Verteilerrolle erhöht werden.

Eine Vergrößerung des Öffnungsquerschnittes des Schiebers führt zu einer Steigerung der Streuung zwischen den Bahnkurven der Produkte, welche über und unter der austretenden Schicht liegen, so daß die Beschickung der Mahlzone nur für einen Teil der austretenden Produkte korrekt ist, wodurch die Funktionsweise und insbesondere die Leistung des Mahlwerks verschlechtert werden. Darüber hinaus wird durch ein übermäßiges Öffnen des Schiebers eine spontane Produktströmung erzeugt, wenn die Verteilerrolle angehalten wird, wodurch einerseits das Anfahren des Mahlwerkes und andererseits eine effektive Steuerung der Leistung durch die Rolle und/oder den Schieber erschwert werden. Die öffnung des Schiebers ist also praktisch auf einen vorgegebenen Wert begrenzt, der bei einigen Millimetern liegt.

Die Steigerung der Umfangsgeschwindigkeit V der Verteilerrolle hat im wesentlichen eine beachtliche Verlängerung der Bahnkurven der austretenden Pro-

dukte zur Folge. Das heißt, mit anderen Worten, daß die mittels der Verteilerrolle abgeführten Produkte außerhalb der vorgegebenen Mahlzone des Mahlwerkes fallen, wobei die Beschickungsvorrichtung gegenüber dem Zylindermahlwerk derart angeordnet ist, daß die Produkte bei gewöhnlichen Drehzahlen der Verteilerrolle in diese Zone hineinfallen.

Um eine solche über die Mahlzone hinausgehende Verteilung bei großen Leistungen zu vermeiden, kann eine Ablenkeinrichtung vorgesehen werden, gegen welche die zu weit hinausgetragenen Produkte anprallen. In einem solchen Fall ist jedoch die Verteilung der Produkte durch den vor dem Walzenstuhl befindlichen Arbeiter nicht mehr sichtbar und die Vorrichtung ist nur schwer zugänglich. Praktisch arbeiten die herkömmlichen Beschickungsvorrichtungen bei großen Leistungen unter schlechten Betriebsbedingungen.

Die Erfindung ist deshalb darauf gerichtet, eine Beschickungsvorrichtung zu schaffen, v. jlche dem Walzenmahlwerk bei sehr unterschiedlichen Leistungen gegebenenfalls unterschiedliche Produkte in einer geeigneten Verteilung, d. h. mit nur geringer Streuung ihrer Bahnkurven zuführt.

Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, den Radius R der Verteilerrolle derart zu wählen, daß er gleich oder größer als 2 V„,²/g ist, wobei V_n, die maximale Umfangsgeschwindigkeit der Verteilerrolle bezeichnet, bei welcher also die gewünschte maximale Leistung erreicht wird, während g die Erdbeschleunigung bezeichnet.

Bei einer solchen Vorrichtung wird die Verlängerung der Bahnkurven der Produkte selbst dann begrenzt, wenn Umfangsgeschwindigkeiten V erreicht werden, bei denen dem Zylindermahlwerk eine große Produktmenge zugeführt wird. Hierdurch bleibt die Streuung der Bahnkurven über alle möglichen unterschiedlichen Ausstoßleistungen relativ gering, und die Bahnkurven der Produkte liegen praktisch immer im unmittelbaren Bereich der Mahlzone. Die Öffnung des Schiebers kann trotz einer großen Austrittsmenge klein bleiben, damit das Risiko vermieden wird, daß sich eine spontane Strömung der Produkte einstellt, wenn die Verteilerrolle angehalten wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Beschickungsvorrichtung ferner eine Gleitbahn auf, welche auf eine starke Neigung einstellbar ist und welche zwischen der Ver'eilerrolle und der Mahlzone angeordnet ist. Eine solche Gleitbahn, die vom Arbeiter aus gesehen hinter der aus dem Trichter austretenden Produktschicht liegt, behindert weder die Sichtverhältnisse noch den Zugang zur Verteilungszone. Vielmehr wird dadurch vorteilhaft die Streuung der Bahnkurven begrenzt und insbejondere der Einfluß der Luftbewegung auf die dem Mahlwerk zugeleiteten Produkte verringert, insbesondere der Einfluß auf flache und weniger dichte Produkte (wie z. B. Kleie), welche dazu neigen, zu fliegen.

Die Erfindung wird anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Beschickungsvorrichtung für ein Walzenmahlwerk und

Fig. 2 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

In der Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 10 eine Vorrichtung bezeichnet, die einem Walzenmahlwerk 12 gemäß einem bestimmten Verteilungsschema zu zerkleinernde Produkte zuführt, wie z. B. Getreide, mehlartige und grießartige Produkte. Das klassische Walzenmahlwerk 12 weist im wesentlichen zwei parallel zueinander angeordnete Mahlwalzen 14 und 16 auf, die gegensinnig um ihre Achsen angetrieben sind und einen bestimmten Abstand zueinander aufweisen, so daß zwischen ihnen eine Mahlzone 18 einer für das zu Staub zu zerkleinernde Produkt geeigneten Breite vorhanden ist. Die Außenflächen der Mahlwalzen 14 und 16 sind kanneliert oder derart geschliffen, je nachdem, für welchen Zweck das Mahlwerk eingesetzt werden soll, wobei die Achse der äußeren Mahlwalze 14 einstellbar ist, um einerseits den Abstand zwischen den beiden Mahlwalzen zu regulieren und andererseits die Abnutzung der Mahlwalzen zu kompensieren, wie dies mit strichpunktierten Linien in der F i g. 1 eingezeichnet ist.

Die Beschickungsvorrichtung 10 weist im wesentlichen einen Beschickungstrichter 20 auf, von dem nur der untere Teil sichtbar ist, eine Verteilerrolle 22, die um eine zu den Mahlwalzen 14 und 16 parallele Achse drehbar an der Austrittsöffnung 24 des Beschickungsirichters gelagert ist, und einen Schieber 26, der die Schichtstärke der aus dem Beschickungstrichter 20 mittels der Rolle 22 abgeleiteten Produkte steuert.

Im einzelnen besteht der Schieber 26 aus einer Klappe 28-, die auf einer Achse 30 schwenkbar gelagert ist, wobei die Achse ihrerseits exzentrisch auf einer Steuerrolle 32 befestigt ist, deren Winkelstellung mittels eines Arbeitszylinders 34 einstellbar ist. Mit Hilfe dieser Einrichtung kann der Arbeitszylinder 34 eine Schließbewegung oder Öffnungsbewegung des Schiebers 26 steuern. Die Klappe 28 ist ihrerseits in an sich bekannter Weise von einem nicht dargestellten Gegengewicht belastet, welches die Klappe entgegen dem durch die sich innerhalb des Beschickungstrichters befindlichen Produkte ausgeübten Druck belastet (sei es im Uhrzeigersinn, wenn man die F i g. 1 betrachtet), und/oder gegen nicht dargestellte Anschläge, die die Schwenkbewegung in der einen oder anderen Richtung begrenzen.

Die Hauptaufgabe des Arbeitszylinders 34 besteht darin, für ein vollständiges Schließen des Schiebers 26 zu sorgen, damit auf diese Weise verhindert wird, daß sich eine selbständige Strömung zwischen dem unteren Rand 36 der Klappe 28 und der Rolle 22 hindurch ausbildet. Bei Produkten mit einer normalen Fließfähigkeit bildet sich beim Anhalten der Rolle 22 unter dem Rand 36 eine vordere Abschrägung, die ein selbständiges Fließen der Produkte aus dem Trichter heraus verhindert. Trotzdem kann sich bei Produkten mit einer guten Fließfähigkeit (Getreide, Grieß ...) eine solche spontane Strömung ausbilden, insbesondere wenn große Schieberöffnungen vorgesehen sind. Dieses Phänomen ist eine Ausnahme, kann jedoch in Grenzfällen auftreten. Nun, eine solche selbständige Strömungsausbildung ist störend, da sie keine effektive Steuerung der Verteilung durch eine einzige Vorschubgeschwindigkeit der Rolle 22 ermöglicht, sondern darüber hinaus insbesondere zu einem Blockieren des Walzenmahlwerks 12 führt, so daß die Mahlwalzen 14 und 16 nicht mehr wieder in Bewegung gesetzt werden können, wenn die Mahlzone 18 nicht von jeglichen Produkten befreit wird. Es ist also sehr vorteilhaft, wenn der Schieber 26 vor dem Anhalten der Verteilerrolle 22 geschlossen wird.

Die Beschickungsvorrichtung 10 kann ferner eine Zuteilrolle 38 aufweisen, die stromauf von der Verteilerrolle 22 und parallel zu dieser angeordnet ist. Die Zuteilrolle 38 kann von zwei Förderschnecken mit umgekehrten Steigungen gebildet sein, die mit den

Enden gegeneinander gesetzt sind, um sicherzustellen, daß entlang der Rolle 22 eine gleichmäßige Verteilung der Produkte erfolgt.

Die Rolle 22 ist nach einem bestimmten Prinzip gestaltet, welches sich aus der F i g. 2 ergibt. Wie bereits ausgeführt wurde, muß die Vorrichtung 10 in der Lage sein, das Walzenmahlwerk 12 mit einer Produktmenge zu versorgen, die sich in großen Bereichen verändern kann, und für eine solche Verteilung zu sorgen, daß die austretenden Produkte in der Mahlzone 18 in einer einzigen Schicht angeordnet werden, die im wesentlichen zu den beiden Mahlwerken 14 und 16 tangential ist, und zwar in dem in der Fig. 1 dargestellten Fall, bei welchem die beiden Walzenachsen in der gleichen Horizontalebene liegen, im wesentlichen vertikal.

Die Leistung der Beschickungsvorrichtung 10 bei einer vorgegebenen Länge der Verteilerrolle 22 (z. B. 1 m) hängt im wesentlichen von der öffnung des Schiebers 26 und der Umfangsgeschwindigkeit V der Rolle 22 ab. Es ist bekannt, daß die Öffnung des Schiebers 26 auf einen Wert begrenzt bleiben muß, bei welchem normalerweise überhaupt keine selbständige Strömung des Produktes beim Anhalten der Verteilerrolle 22 auftreten kann. Diese Öffnung ist praktisch auf einige Millimeter begrenzt (z. B. 8 mm). Im übrigen ist die Drehgeschwindigkeit der Rolle 22 für eine Rolle mit einem vorgegebenen Durchmesser ebenfalls auf einen Maximalwert begrenzt, bei dessen Überschreiten die mit einer zu großen Geschwindigkeit angetriebenen Produkte in eine Zone fallen wurden, die außerhalb der Mahlzone 18 liegt (dies ist durch den Pfeil A in der F i g. 2 eingezeichnet).

Um zu vermeiden, daß die Leistung auf einen Wert begrenzt wird, der im Verhältnis zu dem mit den Beschickungsvorrichtungen erzielbarcn Wert zu klein ist, wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen, den Radius Ader Verteilerrolle 22 derart zu wählen, daß er gleich oder größer als der Wert 2 V_7nVg- ist, wobei V„,die Umfangsgeschwindigkeit angibt, die vorgesehen sein müßte, um die gewünschte maximale Leistung der Vorrichtung 10 zu erzielen, und wobei g die Erdbeschleunigung ist.

Es wurde beobachtet, daß die Bahnkurve jedes Produktpartikelchens sich nacheinander aus einem Kreisbogen (dabei wird das Partikelchen durch die Rolle 22 angetrieben) und aus einer Parabel (wobei das Partikelchen frei fällt) zusammensetzt. Genauer gesagt, verläßt jedes Partikelchen die Rolle 22, um dann frei zu fallen, sobald die Zentrifugalkraft f, der das Partikelchen ausgesetzt ist, die Schwerkraft ρ überwindet, d. h. sobald seine Winkelstellung κ folgende Gleichung erfüllt:

sin λ = V¹IRg. (1)

Um so größer der Winkel λ ist, um so mehr entfernt sich die Bahnkurve (siehe Bahnkurve A) von der senkrechten Bahnkurve 5, die dann auftritt, wenn der Winkel « Null ist (also bei der Geschwindigkeit V = 0). Gemäß der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Radius R derart gewählt wird, daß der Winkel λ im Bereich oder unter 30° bleibt, wenn die Geschwindigkeit V ihren maximalen Wert V_n, erreicht, bei welchem die gewünschte maximale Leistung erzielt wird. R kann auch nach folgender Gleichung bestimmt werden:

(21

Mit einem solchen Radius verlassen die Partikclchcn die Rolle 22 entlang Bahnkurven C, die im Bereich dei Bahnkurve ß bleiben. Mit anderen Worten ausgedrücki heißt das, daß bei der Auswahl eines die Gleichung (2] erfüllenden genügend großen Radius sichergestellt wird daß die Bahnkurvenstreuung bei sehr unterschiedlichen Geschwindigkeiten und damit sehr unterschiedlichen Leistungen gering bleibt.

Zum Beispiel muß die Umfangsgeschwindigkeit V_n bei einer Verteilerrolle von einem Meter Länge und 40 mm Radius (gewöhnliche Abmessungen) etwa 0,60 m/s betragen, um bei Getreide eine maximale Leistung von 13 t/h bei einer Schieberöffnung von 8 mm zu erzielen. Bei einer solchen Geschwindigkeit läge der Winkel α im Bereich von 70°, was zu noch weiteren Bahnkurven als die Bahnkurven A führen würde, die bei kleineren Geschwindigkeiten V erzielt werden. Wenn dagegen eine Rolle verwendet wird, deren Radius die Gleichung (2) erfüllt, z. B. eine Rolle mit dem Radius /? = 80 mm, dann beträgt der Winkel α für diese gleiche Geschwindigkeit V_n, von 0,60 m/s etwa 30°. Es ergibi sich also eine deutliche Verringerung der Streuung dei Bahnkurven bei gleichen Leistungen.

Diese Verringerung der Bahnkurvenstellung kanr ebenfalls beobachtet werden, wenn man die durch die Verteilerrolle 22 angetriebene Schicht insgesamt betrachtet. Diese Schicht besitzt praktisch eine Stärke die der Öffnung des Schiebers 26 entspricht, wobei die untere Lage mit der Umfangsgeschwindigkeit der Rolle angetrieben wird, während die oberen Lagen mit einei größeren Geschwindigkeit angetrieben werden, welche derjenigen Geschwindigkeit entspricht, die mit dei Rolle 22 erzielt werden würde, wenn der Radius bis au die Gesamtstärke der Schicht verlängert werden würde Bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit Vergibt sicr also eine gewisse Streuung zwischen den Bahnkurver der unteren Schichtlagen und der oberen Schichtlagen Es ist jedoch offensichtlich, daß die Vergrößerung de: Radius R entsprechend der Gleichung (2) zu einei Verringerung dieser Streuung führt.

Durch die Verringerung der Streuung der Bahnkur ven wird es gemäß der Erfindung ermöglicht, Mahlwer ke selbst mit großen Leistungen zu beschicken. DU Produkte werden der Mahlzone des Mahlwerkes ir Form einer Schicht geringer Dicke zugeführt, di< praktisch tangential zu den beiden Mahlwalzen verläuft.

Es kann außerdem beobachtet werden, daß dis Vergrößerung des Radius R entsprechend der Glei chung (2) zu einer verbesserten Bewegung vor Produkten mit einer schlechten Fließfähigkeit führer (indem die Antriebsoberfläche vergrößert wird), wäh rend gleichzeitig eine große Schieberöffnung vorgese hen sein kann, ohne daß eine selbständige Strömung de; Produkte auftritt. Darüber hinaus bewirkt in dem Fall bei dem das Produktgewicht des während de Verteilung zurückgehaltenen Produktes durch dei Schieber ausgeglichen wird, die Vergrößerung de Radius R eine verstärkte Veränderung der zulässigei Leistungen, da der Schieber schwenkbar gelagert ist. E wird daher durch den Schieber eine feinere Einstellunj der Leistung ermöglicht, die vorteilhafter durchführba ist, als eine durch die Veränderung der Rollengeschwin digkeit erzielbare, weniger gebräuchliche Leistungsver änderung.

Die Vorrichtung 10 kann vorteilhaft eine Gleitbahi 40 aufweisen, die in einer stark geneigten Lage zwischei der Rolle 22 und der Mahlzone 18 des Mahlwerkes 1: angeordnet ist. Es ist ferner eine nicht dargestellt! Einrichtung vorgesehen, durch welche die Neigunj

und/oder die Position der Gleitbahn 40 veränderbar ist. Der Zweck dieser Gleitbahn besteht einerseits darin, die Bahnkurvenstreuung der von der Verteilerrolle 22 abgegebenen Produkte zu verringern und andererseits den Einfluß der Luft auf diese Produkte, insbesondere auf diejenigen Produkte, die flach und weniger dicht sind und die Tendenz haben, zu fliegen. Die Mahlwalzen 14 und 16 reißen bei ihrer Drehung Luft mit, so daß dadurch eine Streuung der Bahnkurven hervorgerufen wird. Die Gleitbahn 40 begrenzt diesen Einfluß der Luftbewegung auf ein Minimum. Im übrigen können die verteilten Produkte eine gewisse Dicke besitzen und erreichen die Mahlzone in Form einer Schicht mit einer

geeigneten Ausrichtung.

Die Gleitbahn 40 ist derart angeordnet, daß sie aiii Bahnkurven der durch die Verteilerrolle 22 verteilte! Produkte in sehr spitzen, sehr kleinen Winkeli schneidet. Auf diese Weise wird die nach untei gerichtete Bewegung der Produkte praktisch nich verlangsamt und die Produkte werden einfach in dii Mahlzone geleitet, wo sie sich dann in der bestei Ausrichtung befinden und infolge der plötzlichei

ίο Beschleunigung eine dichte, relativ dünne Schich bilden. Die Gleitbahn 40 ermöglicht ferner ein< Anpassung der Vorrichtung an den Verschleiß de; Mahlwalzen des Mahlwerkes.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Beschickung eines Walzenmahlwerkes mit Produkten wie Getreide, umfassend einen Beschickungstrichter, eine Verteilerrolle, welche in der Austrittsöffnung des Trichters parallel zu den Mahlwalzen drehbar gelagert ist, um die in dem Trichter enthaltenen Produkte in der Mahlzone zu verteilen, und einen Schieber, welcher die Stärke der Schicht der mittels der Verteilerrolle aus denn Trichter abgeführten Produkte steuert, dadurch gekennzeichnet, daß der Radius (R) der Verteilerrolle (22) derart gewählt ist, daß er gleich oder größer als 2 V„,²/g ist, wobei V_1n die maximale Umfangsgeschwindigkeit der Verteilerroile und g die Erdbeschleunigung bezeichnen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Gleitbahn (40) vorgesehen ist, welche auf eine starke Neigung einstellbar ist und welche zwischen der Verteilerrolle (22) und der Mahlzone (18) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungseinrichtung (32,34) vorgesehen ist, mit welcher der Schieber (26) in seine Schließstellung bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuteilrolle (38) vorgesehen ist, die vorteilhaft von zwei gegeneinander gesetzten Förderschnecken mit umgekehrter Steigung gebildet und in dem Beschickungstrichter (20) stromauf von der Verteilerrolle (22) angeordnet ist.