DE3145671A1

DE3145671A1 - Verfahren zum mahlen von mahlgut und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3145671A1
Application number: DE19813145671
Authority: DE
Inventors: Jeffrey George High Wycome Buckinghamshire Barker; William George King; Geoffrey Alan Wheatley Oxford LeGrys; Roberts Sevenoaks Kent Wiggins
Original assignee: Ranks Hovis McDougall Ltd
Current assignee: Ranks Hovis McDougall Ltd
Priority date: 1980-11-19
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1982-06-24
Also published as: IT1145129B; FR2494135A1; AU7758881A; CH645038A5; US4674689A; GB2088247B; JPS57113846A; FR2494135B1; AU544078B2; CA1159427A; GB2088247A; IT8168505A0

Description

Verfahren zum Mahlen von Mahlgut und Einrichtung zur Durchführung

des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Mahlen von Mahlgut und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere eine Scheibenmühle für das Verarbeiten von Getreidesamen, wie z.B. Weizen, Gerste und Mais sowie deren Abkömmlinge, wie beispielsweise Weizengries oder andere Samen, die in vorbestimmter Weise zu zerkleinern sind. Solche Scheibenmühlen finden auch Anwendung in der Verarbeitung von ölhaltigen Samen wie Sorghum (Grassamen), Soja und Raps; schließlich werden sie für das Zerkleinern von Glas und anderen anorganischen Granulaten ebenfalls eingesetzt.

Bekanntlich sind Scheibenmühlen lediglich ein Typ von Mühlen, welche seit vielen Jahren für das Mahlen von Getreidekörnern oder -samen eingesetzt sind, um Mehl zu erzeugen. Andere Typen von Mühlen sind beispielsweise Walzenmühlen, Hammermühlen, Stiftmühlen und Zentrifugalmühlen sowie die traditionellen Mühlsteine.

So zeigt beispielsweise die GB-PS 14 81 258 eine Kornmühle für den Hausgebrauch, deren Mahlaggregate axial einstellbar sind, so daß der Grad der Feinheit des zu mahlenden Materials und der Abrieb der Mühlsteine einfach zu berücksichtigen sind.

—5—

Die GB-PS 11 72 894- zeigt eine Scheibenmühle für das Feinmahlen von Kakao und ähnlichen Samen, bei der Vorkehrungen für die Berücksichtigung der bei der Abnützung der Riffelung auftretenden Probleme vorgesehen sind. Die auftretenden Zentrifugalkräfte sind dabei ein wichtiger Faktor, da die Mahlscheiben im gleichen Drehsinn aber mit unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit rotieren. Die Drehachsen der Mahlscheiben können sowohl übereinstimmen als auch exzentrisch gegeneinander versetzt sein. Im letzten Falle werden die Zentrifugalkräfte, die auf die Partikel des Mahlgutes wirken, erhöht.

Schließlich zeigt die GB-PS 12 66 379 eine Scheibenmühle für hochdichte Faserstoffaufschwemmungen, insbesondere für das Zerfasern der Aufschwemmung. Die dort verwendeten Mahlscheiben sind zu diesem Zwecke mit ihren einander gegenüberliegenden Flächen vertikal angeordnet. Mit Hilfe einer Stelleinrichtung kann die eine Welle, welche die eine Mahlscheibe tragt, derart verstellt werden, daß zwar die einander gegenüberliegenden Oberflächen der Mahlscheibe genau parallel zueinander liegen, aber die eine Welle gegenüber der anderen Welle axial versetzt ist. Auf diese Weise wird ein exzentrischer Mahlprozess erreicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Mahlverfahren und die dazu verwendeten Scheibenmühlen dahingehend zu verbessern, daß sowohl der Mahlprozess als auch der Ausstoß oder Durchsatz einer solchen Scheibenmühle optimiert wird.

Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Abstand zwischen der ersten profilierten Oberfläche des ersten Zerkleinerungselementes und einer zweiten profilierten Oberfläche eines zweiten Zerkleinerungselementes sowie der Grad der Achsversetzung zwischen beiden profilierten Oberflächen derart einzustellen ist, daß in einem Mahlprozess ein optimales Zerkleinern des stückigen Materials erfolgt.

-6-

■ « mm

Hierbei werden, als Zerkleinerungselemente rotierende Scheiben, verwendet, so daß das zerkleinerte Material an der Peripherie der Scheiben zum Austritt gelangen kann.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden beide Scheiben um jede ihrer Drehachsen angetrieben, um eine Relativbewegung zwischen beiden Profilierungen zu erzeugen und der Abstand zxd-schen beiden Scheiben und die axiale Versetzung beider-Drehachsen derart eingestellt, daß eine optimale Zerkleinerung des Mahlgutes und sein Ausbringen an der Peripherie der Scheiben erreicht wird.

Eine Mühle zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß beide Zerkleinerungselemente einander zugewandte profilierte Oberflächen aufweisen und daß Mittel für den Antrieb beider Zerkleinerungselemente vorgesehen sind, um zwischen beiden befindliches Mahlgut zu zermahlen, und daß Mittel für die Einstellung des Abstandes zwischen den profilierten Oberflächen und dem Grad ihrer Achsversetzung vorgesehen sind, um den Mahlvorgang zu optimieren.

Wach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine solche Mühle dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Scheibe einander zugewandte, dem Zermahlen des Mahlgutes dienende profilierte Oberflächen aufweisen, und daß Mittel für den rotatorischen Antrieb beider Seheiben vorgesehen sind, daß ferner Mittel für das voneinander unabhängige Einstellen der Drehgeschwindigkeiten der Scheiben vorgesehen sind sowie daß ferner Mittel für das Einstellen der Achsversetzung zwischen beiden Drehachsen der Scheiben, vorgesehen sind, um den Zerkleinerungsgrad des Mahlgutes zu optimieren.

Die vorzugsweise zu verwendenden Scheiben weisen in ihren einander zugewandten Oberflächen Nuten auf, die sich tangential zu einem gedachten Kreis um das Zentrum der Achse der Scheiben erstrecken und die zur Periphexüe der Scheibe hin zunehmend flacher werden.

-7-

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Ausbildung der neuen Scheibenmühle lasst sich für jedes Mahlgut ein optimales Mahlergebnis erzielen, da sowohl &er Abstand zwischen den Mahlscheiben, als auch ihre Exzentrität in weiten Grenzen leicht einstellbar sind. Ferner, lassen sich Mahlscheiben unterschiedlicher Profilierung verwenden, an die die vorstehend genannten Parameter anpassbar sind.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Im einzelnen zeigen

Figur 1 eine Frontansicht einer Scheibenmühle gemäß der Erfindung,

Figur 2 eine Seitenansicht der Scheibenmühle gemäß Figur 1,

Figur 5 einen Schnitt durch eine schematische. Darstellung der Mahlscheiben der Scheibenmühle gemäß den Figuren 1 und 2 und

Figuren
4 bis 8

Draufsichten auf die profilierten Oberflächen unterschiedlich ausgebildeter Mahlscheiben zur Verwendung in Scheibenmühlen gemäß der Erfindung.

¥ie die Figuren Λ und 2 zeigen, sind in einem Rahmen 1 eine obere Scheibe 2 und eine untere Scheibe 3, zwischen denen ein Spalt 4 vorhanden ist, drehbar gelagert. Hierzu ist für die untere Scheibe 3 eine Drehachse 5 vorgesehen, die von einem Elektromotor 6 über eine Kupplung 7» ein Getriebe 8 und einen Drehmoment-Wandler

-8-

·^:· ^: ·^:- -· ^ι»· .» 3U5671

mit unterschiedlicher Geschwindigkeit angetrieben werden kann. Zwischen dem Drehmoment-Wandler 9 und der unteren Scheibe 3 ist ferner ein Lastwandler 10 mit hier nicht mehr dargestellten Ladezellen (load cells) vorgesehen, um die auftretende Last von der unteren Scheibe auf den Drehomement-Wandler 9 zu übertragen.

Für den Antrieb der oberen Scheibe 2 ist ein Elektromotor 11 vorgesehen, der über einen Eiemen 12 auf einen Drehmoment-Wandler 13 mit unterschiedlicher Geschwindigkeit einwirken kann. Über einen weiteren Riemen 14 wird dann die obere Scheibe 2 um eine Achse 15 in- Drehbewegungen versetzt. Die Drehachse 15 und damit die obere Scheibe 2 können über Schienen 16 auf und ab bewegt werden, um dadurch den Spalt 4 zwischen der oberen Scheibe 2 und der unteren Scheibe 3 einstellen zu können. Die Achse 15 kann über Schienen 17 - vgl. Figur 1 - gegenüber der Achse, 5 seitlich versetzt werden, um eine Axialversetzung zwischen den Drehachsen 5 und 15 der Scheiben 2 und 3 zu erzielen.

Am oberen Ende des Rahmens 1 ist ein Schüttgutbehälter 18 für das Mahlgut vorgesehen, der über eine Zuführung mit einem Fülltrichter 19 verbunden ist, an den sich ein Einlaufrohr 20 anschließt, um das Mahlgut, wie z.B. Samenkörner, einer axialen öffnung 21, vgl. Figur 3, in der oberen Scheibe 2 zuzuführen. Wie am besten aus Figur 3 ersichtlich, weitet sich diese öffnung 21 nach unten auf.

Die Wirkungsweise der beschriebenen Einrichtung ist folgende: Das zu zerkleinernde Mahlgut, wie beispielsweise Weizen, wird vom Schüttgutbehälter 18 über den Einfülltrichter 19 und das Einlaufrohr 21 zwischen die Scheiben 2 und 3 vermittels Schwerkraft gefördert. Die Scheiben 2 und 3 werden von den genannten Elektromotoren 6 und 11 in gleichem oder entgegengesetzten Drehsinne angetrieben. Zuvor ist jedoch der Spalt 4· in der gewünschten Größe eingestellt worden. Ebenso ist der Grad der Achsversetzung

-9-

zwischen den Achsen 5 und 15 eingestellt worden. Beide Größen bestimmen den Zerkleinerungsgrad des zu zerkleinernden Mahlgutes. Das zerkleinerte Mahlgut wird an. der Peripherie der Scheiben P und 3 ausgetragen.

Nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind folgende Vorrichtungs- und Verfahrens-Parameter vorhanden:

Durchmesser der Scheiben * 200 mm

Geschwindigkeit von oberer und

unterer Scheibe « 10 bis 1000 U/min

kleinste Spaltgröße = 0,05 mm

größte Spaltgröße =6 mm

maximale Achsversetzung »■ 80 mm

maximales Drehmoment bei 10 U/min ■= 160 WM

maximales Drehmoment bei 1000 U/min * 8 NM

Antriebsmotor für die obere Scheibe » 1 PS

Antriebsmotor für die untere Scheibe = 1,5 PS

Durchsatz bei Weizen = 60 kg/h

Der maximale Durchsatz für das beschriebene Ausführungsbeispiel der Scheibenmühle ist in der Größenordnung von 100 kg/h. Selbstverständlich hat eine Scheibenmühle größerer Abmessungen einen größeren Durchsatz.

Wie die Figuren 4 bis 8 zeigen, sind fünf unterschiedliche Paarungen von Scheiben vorgesehen, die wechselweise benutzt werden können. Alle diese Scheiben sind entweder aus Metall oder Stahl oder aus gehärtetem Stahl gefertigt, welch letzterer besnnders geeignet ist* Das in Figur 4- dargestellte erste Scheibenpaar weist an den einander zugewandten Oberflächen eine Riffelung auf, die eine radiale Orientierung aufweist. Die einzelnen Riefen oder Nuten werden maschinell eingearbeitet von etwa 30 bis 60 Grad mit 2 Grad Abstand, so daß etwa 180 Riefen oder Nuten pro Scheibe vorhanden sind.

-10-

-^:- ^: ·^:» ·-- ■»■ .:- 3H5671 - ίο -

Bei dem in Figur 5 dargestellten Scheibenpaar 2 und 3 ist die liiffelung tangential zu einem gedachten Kreis ausgeführt, welcher als Zentrum die Drehachse der Scheibe aufweist. Die Tiefe der Riefen oder Nuten ist konstant, jedoch ist der Spalt zwischen den Scheiben um 2 1/2° kegelförmig aufeinander zulaufend. Der schmälste Abstand der Scheiben ist daher in ihrer Peripherie, wobei die obere Scheibe die kegelförmige Ausbildung im Profil aufweist.

Das Scheibenpaar 2 und 3 gemäß der Figur 6 ist mit den üblichen mühlsteinähnlichen Eiefen versehen. Diese« Riefen laufen tangential zu einem gedachten Kreis, wie es in bezug auf Figur 5 bereits erläutert worden ist. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 sind die Eiefen oder Nuten sowohl in der unteren als auch in der oberen Scheibe kegelförmig ausgebildet, so daß die Scheiben an ihrer Peripherie sich näher gegenüberstehen als in ihrem Zentrum.

Das in der Figur 7 dargestellte Scheibenpaar 2 und 3 entspricht im wesentlichen dem der Figur 6, jedoch mit der Ausnahme, daß kleinere und größere Nuten oder Eiefen vorgesehen sind, die langer und kürzer ausgebildet sind. Ebenfalls ist ihre. Konizität vergrößert, um die innere Zufuhrzone für das Mahlgut zu vergrößern, so daß die Mahlkapazität erhöht wird. Wie Figur 7 zeigt, sind die Hauptfördernuten in der unteren Scheibe nahe dem Zentrum der Scheibe angeordnet, um so die Mahlkapazität zu erhöhen.

Das Scheibenpaar 2 und 3 gemäß Figur 8 ist ähnlich ausgebildet wie das der Figur 6, jedoch enden diese in einem Randstreifen, um so die Eiffeiung auf einen nominalen Durchmesser von etwa 150 mm gegenüber dem Scheibendurchmesser zu beschränken.

Alle dargestellten und beschriebenen Scheiben sind für den Einsatz in der beschriebenen Mahl einrichtung gemäß den Figuren 1 und 2 vorgesehen. Selbstverständlich sind auch anders profilierte Scheiben in der beschriebenen Mahl einrichtung zu verwenden, wenn sie nur geeignet sind, das Mahlgut durch den Spalt des Scheibenpaares zum Zwecke der Zerkleinerung zu fördern.

Claims

I S . Ί Ί .X Ί 3Η5671

HEINZ H. PUSCHMAN-N *· PATENTANWALT THOMAS-WIMMER-RING 14 . D 8000 MÖNCHEN 22

TELEFON (089)295739 TELEX 524878 rrm

■

Ranks Hovis McDougall Limited München, den -«---««- *

King Edward House P 887/81

27-30 King Edward Gourt Pu/ba Windsor, Berkshire STA 1TJ.

PATENTANSPRÜCHE

I. Verfahren zum Zerkleinern von stückigem Material, das mittels Schwerkraft durch eine zentrale öffnung eines ersten Zerkleinerungselementes gefördert wird, dessen Unterseite profiliert ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der ersten profilierten Oberfläche des ersten Zerkleinerungselementes und einer zweiten profilierten Oberfläche eines zweiten Zerkleinerungselementes sowie der Grad der Achsversetzung zwischen beiden profilierten Oberflächen derart einzustellen ist, daß in einem Mahlprozeß ein optimales Zerkleinern des stückigen Materials erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eichnet, daß als Zerkleinerungselement rotierende Scheiben verwendet werden und daß das zerkleinerte Material an der Peripherie der Scheiben zum Austritt gelangen kann.

3- Verfahren zum Zermahlen von Samen, Körnern oder Samenabkömmlingen als Mahlgut, das mittels Schwerkraft durch eine axiale öffnung in einer oberen' Scheibe in einem Bereich zwischen der oberen und einer unteren Scheibe gefördert wird, wobei die einander zugewandten Oberflächen beider Scheiben profiliert sind, dadurch gekennz ei chnet, daß beide Scheiben utn Jede ihrer Drehachsen angetrieben werden, um eine Relativbewegung zwischen beiden Profilierungen zu erzeugen, daß der Abstand zwischen beiden Scheiben.und die axiale Versetzung

-2-

• ·« mm a

_₂'_ 3U5671

beider Drehachsen derart eingestellt werden, um eine optimale Zerkleinerung des Mahlgutes und sein Ausbringen an der Peripherie der Scheiben zu erreichen.

¹V. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t, daß die Scheiben in einander entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden.

5. Mühle, bestehend aus einem ersten Zerkleinerungselement mit einer dem Durchtritt des Mahlgutes dienenden.axialen Öffnung, und einem zweiten Zerkleinerungselement unterhalb des ersten Zerkleinerungselementes, dadurch gekennzeichnet, daß beide Zerkleinerungselemente (2, 3) einander zugewandte profilierte Oberflächen aufweisen, daß Mittel (6,. 11) für den Antrieb beider Zerkleinerungselemente vorgesehen sind, um zwischen beiden befindliches Mahlgut zu zermahlen, und daß Mittel (16, 17) für die Einstellung des Abstandes (4-) zwischen den profilierten Oberflächen und dem Grad ihrer Achsversetzung (5, Ί5) vorgesehen sind, um den Mahlvorgang zu optimieren.

6. Mühle gemäß Anspruch 5, dadurch g ekennzei chne t, daß mindestens eines der Zerkleinerungselemente (2, 3) eine Scheibe ist.

7. Mühle mit einer oberen Scheibe, die eine axiale Öffnung für den Durchtritt von Mahlgut in Form von körnerförmigen Samen und Samenabkömmlingen infolge Schwerkraft aufweist, und einer unterhalb dieser angeordneten unteren Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und die untere Scheibe (2, 3) einander zugewandte, dem Zermahlen des Mahlgutes dienende profilierte Oberflächen aufweisen, daß Mittel (6, 11) für den rotatorischen Antrieb beider Scheiben vorgesehen sind, daß Mittel (7 - 14-) für das voneinander unabhängige Einstellen der Drehgeschwindigkeiten der Scheiben vorgesehen sind,

-3-

3U5671

und daß ferner Mittel (16, 17) für das Einstellen der Achsversetzung zwischen beiden Drehachsen. (5, 15) der Scheiben vorgesehen sind, um den Zerkleinerunesgrad des Mahlgutes uu optimieren.

8. Mühle nach Anspruch 7» dadurch gekenn ze ich η et, daß die öffnung (21) der oberen Scheibe (2) nach unten zu aufgeweitet ist.

9. Mühle nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Scheiben (2, 3) aus Metall, aus üblichem Stein oder einem anderen geeigneten harten Material oder üblichem Metall bestehen.

10. Mühle nach Anspruch 9r dadurch gekennz e ichne t, daß die Scheiben (2, 3) in ihren einander zugewandten Oberflächen Nuten aufweisen, die sich tangential zu einem gedachten Kreis um das Zentrum der Achse der Scheiben (2, 3) erstrecken und die zur Peripherie der Scheibe hin zunehmend flacher werden.

11. Mühle nach Anspruch 10, dadurch gekennz eichnet, daß die Hüten in den Scheiben (2, 3) gruppenweise angeordnet sind, wobei die Nuten jeder Gruppe parallel zueinander und ' zunehmend kurzer in ihrer Längenausdehnung sind.