UA113169C2 - Пристрій і спосіб подрібнення частинок у текучому матеріалі - Google Patents

Abstract

Винахід належить до пристрою (1) для подрібнення частинок у текучому матеріалі, зокрема порошку або напіврідині для виготовлення шоколадної маси. Пристрій (1) містить щонайменше одну валкову пару (2, 3), для якої встановлюється щонайменше один технологічний параметр, зокрема тиск притиску валків і/або швидкість обертання щонайменше одного з валків (2, 3). Пристрій (1) містить також рівнемір (11) для вимірювання висоти (5) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або розташованому перед валками міжвалковому кориті (4). Залежно від визначеної висоти (5) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті (4) регулюючий блок (10) змінює щонайменше один технологічний параметр. Крім того, винахід належить до способу подрібнення частинок у текучому матеріалі та до способу калібрування регулюючого блока (10).

Description

Винахід відноситься до пристрою і способу, а також до способу калібрування регулюючого блоку пристрою для подрібнення частинок у текучому матеріалі відповідно до обмежувальних частин незалежних пунктів формули.

Щоб забезпечити постійну якість розмелу, при роботі валкового млина різні технологічні параметри доводиться регулювати окремо. Оскільки механічні властивості матеріалу, що розмелюється, відрізняються від партії до партії або ж змінюються в процесі розмелу, зокрема при декількох проходах крізь той самий валковий млин, необхідно гарантувати узгодження технологічних параметрів з відповідними механічними властивостями матеріалу, що розмелюється.

Регульованими технологічними параметрами є міжвалковий зазор, тиск притиску валків, температура валків, температура матеріалу, що розмелюється, і швидкість або частота обертання валків.

З ЕР 0492080 відома зміна одного технологічного параметра, зокрема тиску притиску валків, на певне значення при досягненні встановленої висоти рівня заповнення усередині завантажувального бункера валкового млина. Це відбувається доти, доки рівень заповнення не встановиться на стабільному значенні без установлення заданого значення. Цим досягається те, що валковий млин можна експлуатувати зі стабільним регулюванням технологічних параметрів навіть при мінливих механічних властивостях матеріалу, що розмелюється.

Недолік цього способу в тому, що за рахунок зміни тиску притиску та рівня заповнення в завантажувальному бункері ступінь подрібнення частинок у матеріалі, що розмелюється, після розмелу змінюється залежно від тиску притиску і рівня заповнення. Це не дозволяє одержувати продукт зі сталим розміром частинок.

В ЕР 2103223 розкриті спосіб і пристрій для зменшення розміру частинок у матеріалі, зокрема шоколадній масі, причому зазор між двома валками змінюється залежно від споживаної їх приводним двигуном електричної потужності.

Крім того, в ЕР 0953291 описаний спосіб виготовлення шоколаду, при якому зазор між двома валками виміряється і рівняється з еталонним значенням. На основі отриманої різниці змінюється швидкість обертання одного з валків.

Задачею винаходу є створення пристрою для подрібнення частинок у текучому матеріалі,

Зо який усував би недоліки відомого рівня техніки та забезпечував би, зокрема, постійний ступінь подрібнення навіть при мінливих властивостях матеріалу, що розмелюється. Це завдання вирішується за допомогою пристрою згідно з пунктом 1 формули винаходу.

Запропонований пристрій для подрібнення частинок у текучому матеріалі містить, щонайменше, одну валкову пару, для якої встановлюється, щонайменше, один технологічний параметр, зокрема тиск притиску валків і/або швидкість обертання, щонайменше, одного з них.

Число валкових пар визначається числом зазорів між валками. Валкова пара складається, як правило, із двох валків. Якщо пристрій містить більше однієї валкової пари, то той самий валок може відноситись до різних валкових пар. Отже, подвійне число валків і валкових пар є необов'язковим. У крайньому випадку, валюова пара може містити тільки один валок, якщо міжвалковий зазор утворений між валком і стінкою.

Пристрій додатково включає рівнемір для вимірювання висоти рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або розташованому перед валками міжвалковому кориті.

Рівнемір може вимірювати висоту рівня в міжвалковому зазорі валкової пари, для якої встановлюється технологічний параметр, або в іншому попередньому або наступному міжвалковому зазорі. У якості альтернативи рівень може вимірятися в розташованому перед валками міжвалковому кориті.

Додатково пристрій має у своєму розпорядженні регулюючий блок, який вимірює, щонайменше, один технологічний параметр залежно від визначеної висоти рівня текучого матеріалу.

У якості "текучого матеріалу" у контексті винаходу слід розуміти матеріал, в'язкість якого достатня низька, щоб забезпечити його мимовільне розтікання. Текучим матеріалом у контексті винаходу вважаються, зокрема, рідини й напіврідини, а також сипучі матеріали, такі як порошок.

Пристрій підходить, зокрема, для подрібнення частинок у порошок або напіврідини для виготовлення шоколадної маси.

Краще, коли пристрій являє собою валковий млин. Кращий пристрій має, щонайменше, два валки, які розташовані у вигляді валкової пари й притискаються один до одного за допомогою тиску притиску. Додатково в пристрої можуть розташовуватися й додаткові валки. Зокрема, запропонований пристрій може містити чотири або п'ять валків.

Число валків, що активно використовуються у процесі подрібнення, може варіюватися. 60 Число активованих валків може бути зроблене залежним від потрібної товщини плівки і/або від маси, що подрібнюється. Так, наприклад, на початку процесу подрібнення можна використовувати тільки два або три валки, а пізніше, наприклад, при повторних проходженнях текучої маси крізь пристрій, підключити додаткові валки.

Як правило, перенос плівки, необхідний при використанні більш двох валків, забезпечується, скоріше, тоді, коли матеріал вже має певну дисперсність.

Перед валковою парою розташоване переважно міжвалкове корито, тобто воно розташоване в напрямку обробки текучого матеріалу перед валками. Текучий матеріал спочатку транспортується в міжвалковий зазор або міжвалкове корито за допомогою пристрою, що подає, наприклад бункера або завантажувальної стрічки.

Набагато краще, коли подача матеріалу, що розмелюється, відбувається постійним масовим потоком. Це значить, що подаване в одиницю часу кількість матеріалу, що розмелюється, завжди однакове під час роботи пристрою. Переважно подавану кількість можна точне встановлювати за допомогою відповідного пристрою, що подає.

За рахунок обертання валків текучий матеріал транспортується крізь зазор між ними. За рахунок тиску притиску валків і створених обертовим рухом зусиль, що зрізують, відбувається подрібнення частинок, що перебувають у текучому матеріалі. Вони являють собою, наприклад, цукрові кристали, какао-порошок, сухе молоко й т.п.

Щонайменше, один з валків валкової пари притискається за допомогою притискного пристрою до другого валка. Переважно обидва валка мають у своєму розпорядженні притискний пристрій, причому обидва валка взаємно притискаються один до одного.

Притискним пристроєм є, наприклад, гідропоршень і т.п. У якості альтернативи один валок валкової пари може розташовуватися також нерухомо, а другий притискатися до нього. Далі валки можуть бути також розташовані таким чином, що на їхніх обох кінцях установлюється різний тиск притиску.

Далі переважно для кожного з валків валкової пари швидкість обертання регулюється окремо. Це може здійснюватися, наприклад, за допомогою окремого керування частотою обертання приводних двигунів валків або в якості альтернативи за допомогою регульованих редукторів між одним загальним приводним двигуном і окремими валками.

Пристрій включає переважно, щонайменше, один датчик, який вимірює висоту рівня

Зо текучого матеріалу в міжвалковому зазорі і/або міжвалковому кориті. Щоб підвищити точність вимірів, пристрій може включати також декілька датчиків, що вимірюють висоту рівня. При цьому мова йде переважно про безконтактні датчики.

Під "вимірюванням висоти рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі" у контексті даної заявки слід розуміти вимірювання висоти рівня запасу, що розмелюється матеріалу над міжвалковим зазором. Матеріал, що розмелюються і накопичується перед міжвалковим зазором, і утворює цей запас.

Залежно від визначеної висоти рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті регулюючий блок змінює, щонайменше, один технологічний параметр.

Регулюючим блоком є переважно мікроконтрольний блок. При цьому регулюючий блок можна настроїти переважно на задане значення дотримуваної висоти рівня, наприклад за допомогою пристрою введення. Регулюючий блок переважно виконаний таким чином, що при заданому відхиленні заданого значення висоти рівня, наприклад на 5 см, він змінює, щонайменше, один технологічний параметр на певне значення, наприклад, швидкість обертання валків зменшується на 50 об/хв. Особливо краще, коли регулюючий блок має у своєму розпорядженні додатковий блок пам'яті, у якому зберігаються, наприклад, значення висоти рівня для різних матеріалів, що розмелюються, і/або для різних ступенів, що досягаються, подрібнення частинок.

Крім того, для різних матеріалів, що розмелюються, і/або для різних ступенів, що досягаються, подрібнення можуть переважно зберігатися специфічні значення зміни технологічних параметрів.

Переважно регулюючий блок змінює тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного з них. У якості альтернативи і/або додатково за допомогою регулюючого блоку можна змінювати додаткові технологічні параметри, наприклад міжвалковий зазор або швидкість подачі текучого матеріалу в міжвалковий зазор або міжвалкове корито. Швидкість подачі можна встановити, наприклад, за рахунок продуктивності насоса для транспортування текучого матеріалу.

Зміни механічних, фізико-хімічних або структурних властивостей текучого матеріалу позначаються на його витраті при проходженні між валками. Вимірявши висоту рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті, можна в будь-який час розрахувати цю витрату матеріалу. При цьому або розраховується зміна рівня за одиницю часу, або бо перевіряється, чи залишається таким же високим рівень при постійному завантаженні текучого матеріалу в міжвалковий зазор або міжвалкове корито, тобто кількість подаваного матеріалу відповідає кількості, яка за ту ж одиницю часу втягується між валками.

Витрату крізь міжвалковий зазор можна визначити також шляхом порівняння кількості, що притікає й стікає, визначених, відповідно, наприклад, за допомогою витратоміра.

Переважно за допомогою подавального пристрою, матеріал, що розмелюється, завантажується в міжвалкове корито або міжвалковий зазор постійним масовим потоком. При дотриманні постійної висоти рівня в міжвалковому кориті або міжвалковому зазорі за рахунок зміни тиску притиску валків і/або швидкості обертання, щонайменше, одного валка витрата й, тим самим, ступінь подрібнення можна підтримувати постійними.

Витрату можна виміряти за допомогою безпосереднього вимірювання в подавальному пристрої, або в запропонованому пристрої. До того подавальний пристрій може бути виконаний таким чином, що можна встановити кількість матеріалу, що розмелюється, який завантажується в міжвалковий зазор або міжвалкове корито.

Таким чином, запропонований пристрій забезпечує подрібнення частинок у текучому матеріалі при постійних витраті й ступені подрібнення частинок навіть тоді, коли змінюються властивості подаваного до міжвалковому зазору текучого матеріалу.

Рівнемір містить переважно оптичний або акустичний датчик. При цьому датчик може вимірювати висоту рівня в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті за допомогою лазерного променя, інфрачервоних променів або ультразвукових хвиль. Використання таких датчиків забезпечує безконтактне вимірювання висоти рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті. При цьому вимірювання може здійснюватися в певній точці одно- або багатомірно. Під одномірним вимірюванням слід розуміти визначення тільки в одному просторовому напрямку, тобто в цьому випадку вимірювання висоти рівня здійснюється уздовж одного просторового напрямку. Багатомірне вимірювання може використовуватися, наприклад, для визначення обсягу рівня або інших геометричних параметрів. Запропонований пристрій дозволяє визначати в короткий час аж до реального часу точково виміряні, одно- або багатомірні висоти рівнів.

Переважно рівнемір містить спрямовану на міжвалковий зазор камеру і блок обробки зображення, який підходить для розрахунків висоти рівня за допомогою зображення отриманого

Зо з камери. Такий пристрій дозволяє безупинно вимірювати висоту рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті по всій ширині і/або довжині міжвалкового зазору.

Блок обробки зображення має переважно відповідну програму обробки, яка забезпечує одночасне визначення висоти рівня в різних точках усередині міжвалкового зазору або міжвалкового корита. Краще, коли блок обробки має крім того екран, що показує зняте камерою зображення в реальному часі, що дозволяє обслуговуючому персоналу контролювати рівень також візуально.

Регулюючий блок виконаний переважно таким чином, що при подачі текучого матеріалу постійним об'ємним потоком у міжвалковий зазор або міжвалкове корито висота рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті за рахунок зміни тиску притиску і/або швидкості обертання, щонайменше, одного з валків підтримується на заданому або значенні, що задається. Завдяки цьому, незважаючи на змінні властивості текучого матеріалу, зокрема тоді, коли він за рахунок повернення робить кілька проходів крізь той же валковий млин, гарантована постійна витрата. Його значення або діапазон значень може підтримуватися постійним також тільки протягом певних часових періодів. Періоди часу встановлюються, наприклад, на основі емпіричних значень або визначаються на основі змін висоти рівня.

Під "постійним об'ємним потоком" у контексті даної заявки слід розуміти, що в одиницю часу подається і/або транспортується однаковий обсяг текучого матеріалу.

Далі перед валками в напрямку плину текучого матеріалу переважно розташований живильний пристрій для його подачі в міжвалковий зазор або міжвалкове корито. Це забезпечує подачу текучого матеріалу в міжвалковий зазор або міжвалкове корито, зокрема, переважно встановлюваним і/або постійним об'ємним потоком.

Пристрій може бути обладнаний зворотним пристроєм, який ще раз пропускає крізь, щонайменше, одну валкову пару, щонайменше, частину вже пропущеного крізь валки матеріалу.

Масу можна пропускати крізь міжвалкові зазори доти, поки не буде досягнута потрібна товщина плівки. За допомогою багаторазового проходження крізь валки можна, наприклад, із двох- або тривалковим механізмом досягти такого ж результату, що й з п'ятивалковим.

Кращий пристрій додатково містить вимірювальний пристрій для визначення товщини частинок у матеріалі, що розмелюється, зокрема дисперсомір або товщиномір. При цьому мова бо може йти про електромагнітний, оптоелектронний, акустичний або механічний вимірювальний пристрій. Переважно вимірювальний пристрій розташований поблизу одного валка, що розмелює, і виміряється дисперсність або товщину плівки на ньому. У якості альтернативи вимірювальний пристрій може бути розташований на окремому розвантажувальному валику, і тоді виміряється дисперсність або товщина шару на ньому.

Зокрема, для вимірювання дисперсності використовується дисперсомір з використанням світла в близькій інфрачервоній області Довжина хвиль узгоджується з вимірюваним матеріалом, так що по поглиненому випромінені можна визначити кількість певних інгредієнтів продукту, таких як цукор і жир, яка корелює з його дисперсністю. Кореляційне відношення є специфічним для продукту й повинно попередньо визначатися за допомогою калібрування.

Прилад випромінює інфрачервоне світло на шар продукту на валку, вимірює кількість відбитого світла та обчислює дисперсність продукту в мікрометрах. Блок продувного повітря захищає віконце вимірювального приладу від забруднення.

Пристрій в кращому варіанті втілення містить регулюючий блок, за допомогою якого, щонайменше, частина матеріалу направляється у зворотний пристрій, якщо дисперсність або товщина плівки ще не досягла заданого значення.

Зокрема, регулюючий блок виконаний таким чином, що задане значення встановлюється за бажанням клієнта.

Особливо дисперсний шоколад, якого часто вимагає, наприклад, азіатський ринок, вимагає товщини шару від 12 до 18 мкм. Однак, як правило, уже шоколад з товщиною шару від 18 до 30 мкм сприймається як дисперсний, оскільки рецептори язика в більшості випадків не можуть розрізнити більш дрібні структури.

Для багатьох застосувань досить, однак, товщини плівки від 30 до 40 мкм.

Наповнювачі для шоколаду мають, як правило, товщину плівки від 35 до 50 мкм.

Винахід відноситься також до пристрою, зокрема, як він описаний вище, для подрібнення частинок у текучому матеріалі, зокрема порошку або напіврідині для виготовлення шоколадної маси. Пристрій містить, щонайменше, одну валкову пару, для якої встановлюється, щонайменше, один технологічний параметр, зокрема тиск притиску валків, температура і/або швидкість обертання, щонайменше, одного з них, і пристрій для реєстрації витрати текучого матеріалу крізь міжвалковий зазор. Крім того, пристрій містить регулюючий блок, який залежно

Зо від виміряної витрати текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або залежно від зміни витрати змінює, щонайменше, один технологічний параметр, обраний, зокрема, з тиску притиску валків, міжвалкового зазору й швидкості обертання, щонайменше, одного з валків, а також їх комбінацій.

Наприклад, визначається витрата в міжвалковому зазорі валкової пари, технологічні параметри якої встановлюються.

Пристрій для реєстрації витрати містить у собі, щонайменше, один вимірювальний пристрій для параметра, на основі якого можна визначити витрату. Як уже сказане, вимірювальним пристроєм може бути рівнемір. Однак витрата можна визначати також за допомогою витратоміра або по кількісній різниці стікаючої, що й притікає мас, яку можна визначити за допомогою вимірювання обсягу або ваги.

Регулюючий блок виконаний переважно так, що досягається встановлена постійна витрата.

Крім того, винахід відноситься до установки для подрібнення частинок у текучому матеріалі, зокрема в порошках або напіврідинах для виготовлення шоколадної маси, у якій у напрямку плину матеріалу один за одним розташовані трохи описаних вище пристроїв для подрібнення.

Відповідні пристрої можуть переважно вбудовуватися в потік матеріалу, так що число що брав участь у процесі подрібнення пристроїв можна вибирати.

Інший аспект винаходу стосується способу подрібнення частинок у текучому матеріалі.

У запропонованому способі подрібнення частинок у текучому матеріалі, зокрема в порошках або напіврідинах для виготовлення шоколадної маси, частинки подрібнюються між, щонайменше, однієї валковою парою.

Переважно технологічні параметри, щонайменше, однієї валкової пари встановлюються.

При цьому реєструється витрата текучого матеріалу крізь міжвалковий зазор, або виміряється висота рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті, розташованому перед валковою парою.

Наприклад, виміряється витрата крізь міжвалковий зазор або висота рівня в міжвалковому зазорі валкової пари, технологічні параметри якої встановлюються.

Залежно від зареєстрованих витрати і/або визначеної висоти рівня текучого матеріалу змінюється, щонайменше, один технологічний параметр, зокрема технологічний параметр валкової пари, і далі, зокрема, тиск притиску валків і/або швидкість обертання, щонайменше,

Гс10) одного з них.

Додатково або в якості альтернативи можна змінювати також температуру, щонайменше, одного валка.

Це забезпечує подрібнення частинок, що утримуються в текучому матеріалі, при постійній витраті і/або при потрібному, зокрема постійному, ступені подрібнення.

Переважно текучий матеріал подається до міжвалковому зазору або міжвалковому кориті безупинно, наприклад по завантажувальній стрічці.

Найкраще безупинно вимірювати висоту рівня. За рахунок цього можна дуже швидко реєструвати зміни висоти рівня в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті і без затримки здійснювати відповідну зміну, щонайменше, одного технологічного параметра.

Висота рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі і/або міжвалковому кориті виміряється переважно безконтактно, зокрема за допомогою акустичного або оптичного датчика. Безконтактні датчики мають ту перевагу, що дані вимірювань спотворюються за рахунок прилипання матеріалу, що залишився. Крім того, у них необхідно лише очищати лінзу, що зменшує витрати на обслуговування.

Витрату можна визначати за допомогою вимірювання рівня. Витрату можна визначати також за допомогою вимірювання плину або утворення різниці між кількостями, що стікає і притікає, тобто, наприклад, за допомогою вимірювань обсягу й ваги маси, що притікає і/або стікає.

Переважно встановлюється задане значення або діапазон заданих значень витрати і/або висоти рівня, і, щонайменше, один технологічний параметр автоматично змінюється таким чином, що витрати і/або виміряна висота рівня відповідає заданому значенню або лежить у межах діапазону заданих значень.

Діапазоном заданих значень у контексті даної заявки є діапазон, у межах якого може перебувати витрата або висота рівня без регулюючого втручання. Це значить, що, наприклад, ніякої зміни технологічних параметрів викликають не невеликі коливання висоти рівня, а тільки вихід визначеної висоти рівня за межі діапазону заданих значень.

Краще, коли матеріал, що розмелюється, додатково подрібнюється при наперед встановлених технологічних параметрах за допомогою, щонайменше, однієї валкової пари доти, доки не встановиться стаціонарний стан. Висота рівня в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті, що встановлюється в стаціонарному положенні, установлюється в якості

Зо заданого значення, або на основі цього значення визначається діапазон заданих значень.

Технологічні параметри автоматично змінюються переважно за допомогою регулюючого блоку. Він переважно настроєний або настроюється таким чином, що зміна висоти рівня на певне значення викликає зміну, щонайменше, одного технологічного параметра на певне значення.

Краще, коли в пристрої встановлена мінімальна ширина зазору, яка при роботі, щонайменше, під час пуску пристрою не повинна бути менше встановленої. Мінімальна ширина зазору може бути встановлена переважно за допомогою відповідного механізму. Установлення мінімальної ширини зазору спрощує пуск валкового млина, оскільки матеріал, що розмелюється, втягується краще, ніж при повному притисненні валків один до одного.

У якості альтернативи також при пуску валкового млина можна на якийсь час зменшити тиск притиску, поки не буде досягнута відповідна витрата матеріалу.

Переважно в способі спочатку можна здійснюватися етап калібрування, на якому визначається взаємозв'язок між ступенем подрібнення й, щонайменше, одним технологічним параметром. Наприклад, при даному тиску притиску і заданій витраті швидкість обертання, щонайменше, одного валка можна змінювати доти, доки в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті не встановиться постійна висота рівня матеріалу, що розмелюється. Потім визначається відповідний ступінь подрібнення, і може бути складене характеристичне поле технологічних параметрів, яке може зберігатися в регулюючому блоці або в пристрої керування і використовуватися для регулювання.

Краще, коли здійснюється етап калібрування, на якому установлюється задане значення або діапазон заданих значень висоти рівня.

Переважно на етапі калібрування визначаються взаємозв'язки між технологічними параметрами, висотою рівня, витратою і ступенем подрібнення частинок. Зокрема, підтримуючи постійними два ці значення й варіюючи третє значення, можна визначити вплив цього варіювання на четверте значення.

Переважно на наступному етапі способу виміряється товщина плівки, щонайменше, на одному валку, зокрема за допомогою товщиноміру, що містить датчик для реєстрації товщини плівки.

Крім того, краще, коли запропонований спосіб повторюють, тобто масу ще раз подрібнюють, бо щонайменше, однією валковою парою. Зокрема, спосіб включає етап контролю, на якому установлюють, чи досягнута контрольована величина, зокрема визначена дисперсність або товщина плівки, заданого значення і/або перевищила чи його або стала менше.

Крім того, зокрема, спосіб включає етап керування, причому попередні етапи повторюються, якщо контрольована величина, зокрема виміряна дисперсність або товщина плівки, ще не досягла заданого значення.

Крім того, зокрема, спосіб включає керування, причому активуються один або додаткові валки, якщо контрольована величина досягла заданого значення.

Крім того, зокрема, спосіб включає настроювання, на якому задається, щонайменше, одна задана величина, зокрема потрібна дисперсність або товщина плівки, або послідовність заданих величин.

Інший аспект винаходу стосується пристрою для подрібнення частинок у текучому матеріалі, зокрема в порошку або напіврідині для виготовлення шоколадної маси, яке забезпечує істотне підвищення витрати, зокрема для описаного вище пристрою. Це завдання вирішується за допомогою пристрою згідно з пунктом формули винаходу.

Запропонований пристрій містить, щонайменше, одну валкову пару. Переважно пристрій містить далі, щонайменше, один додатковий валок, який притискається до валкової пари. Крім того, пристрій може переважно містити ще додаткові валки, які розташовані послідовно один за одним і притискаються один до одного. Може бути змінений, щонайменше, один технологічний параметр, щонайменше, однієї валкової пари або, щонайменше, одного додаткового валка, зокрема тиск притиску і/або швидкість обертання, щонайменше, одного валка. Далі переважно, щонайменше, один валок валкової пари і/або, щонайменше, один додатковий валок виконаний не випуклим.

Було виявлено, що комбінація не випуклих валків і змінюваного тиску притиску, а також змінюваної швидкості обертання, щонайменше, одного валка забезпечує підвищення пропускної здатності валкового млина без зниження ступеня подрібнення і/або якості розмеленого матеріалу.

Переважно не випуклий валок містить твердий сердечник, переважно зі сталі, і тонку стінку.

Між сердечником і стінкою розташований пружний шар. Сердечник може бути виконаний у вигляді порожнього валка із твердою сорочкою.

Такі валки, описані, наприклад, в ЕР 0712469, забезпечують постійний ступінь подрібнення по всій своїй ширині навіть при змінному тиску в міжвалковому зазорі. Перевага в порівнянні зі звичайно використовуваними випуклими валками полягає в тому, що при будь-якому тиску в міжвалковому зазорі він завжди має постійну ширину по всій довжині.

Краще змінювати щонайменше, один технологічний параметр на основі виміряного значення, зокрема висоти рівня матеріалу, що розмелюється, в міжвалковому зазорі або в розташованому перед, щонайменше, однією валковою парою міжвалковому кориті.

Пристрій забезпечує добре контрольований і плавний хід процесу розмелу, який викликає певний ступінь подрібнення частинок і гарантує, тим самим, високу якість продукту.

Інші подробиці й варіанти здійснення винаходи наведені в нижченаведеному описі креслень і прикладів. На кресленнях зображено: фіг. 1 - схематичний приклад пристрою; фіг. 2 - схематичний другий приклад пристрою; фіг. З - схематичний третій приклад пристрою; фіг. 4 - схематичний четвертий приклад пристрою; фіг. 5 - схематичний п'ятий приклад пристрою.

На фіг. 1 схематично зображено пристрій 1. Він включає, щонайменше, два, розташовані у вигляді валкової пари валки 2, 3. Між ними утворений міжвалковий зазор 14. Кожний із двох валків 2, З валкової пари приводиться в обертання окремим двигуном 6, 7 з керованою частотою обертання. Тиск притиску між валками 2, З установлюється регулятором 8 тиску.

Перед валками 2, З розташоване міжвалкове корито 4, до якого за допомогою живильного пристрою 9 подається текучий матеріал 13. Рівень 5 текучого матеріалу в міжвалковому кориті 4 вимірюється рівнеміром 11. Напрямок вимірювання рівнеміра 11 таке, що може бути виміряна висота 5 рівня текучого матеріалу в міжвалковому кориті 4. Виміряна висота рівня передається на регулюючий блок 10. За допомогою визначеної висоти 5 рівня регулюючий блок 10 змінює, щонайменше, один технологічний параметр. Зокрема, за допомогою частоти обертання відповідного двигуна 6, 7 змінюється швидкість обертання, щонайменше, одного валка 2, 3. У якості альтернативи за допомогою регулятора 8 тиску можна змінювати тиск притиску валків 2,

З.

Приклад 1 бо При постійному тиску 28 бар притиску валків і постійній витраті 1200 кг/год узятого як приклад матеріалу розмір його частинок становить 80 мкм. Якщо в ході процесу змінюються властивості текучого матеріалу, то змінюються також втягування матеріалу між валками й, тим самим, витрата. При постійній подачі матеріалу у міжвалковий зазор або міжвалкове корито висота рівня завантаження зменшується. Ця зміна реєструється рівнеміром, після чого регулюючий блок здійснює відповідна зміна тиску притиску, наприклад підвищує його кроками по 0,5 бар. Ця зміна відбувається доти, поки знову не буде досягнуто задане значення висоти рівня завантаження в міжвалковому зазорі або міжвалковому кориті. При більших змінах витрати додатково змінюється частота обертання валків, наприклад на величину від 30 до 100 об/хв.

Приклад 2

При використанні не випуклих валків із пружним проміжним шаром сорочки для одержання дрібних частинок, наприклад розміром 40 мкм, потрібен високий тиск притиску, наприклад 35 бар, що викликає відповідно менша витрата текучого матеріалу. Тому, підвищуючи частоту обертання валків при постійно високому тиску, можна підвищити витрати.

Приклад З

Матеріал, що розмелюється, розмелюється при встановленому початковому тиску в міжвалковому зазорі 28 бар і швидкості обертання першого валка валкової пари 50 об/хв і другого валка - 100 об/хв. Витрата становить 800 кг/год при ступені подрібнення частинок, що перебувають у матеріалі, що подрібнюється, до 30 мкм.

При підвищенні тиску в міжвалковому зазорі до 35 бар витрата зменшується до 600 кг/год, причому ступінь подрібнення частинок падає до 20 мкм.

Підвищення швидкості обертання першого валка до 75 об/хв і другого валка до 150 об/хв підвищує витрату до 1000 кг/год, причому ступінь подрібнення частинок знову підвищується до 30 мкм.

За рахунок подальшого підвищення тиску до 45 бар і підвищення швидкості обертання першого валка до 75 об/хв і другого валка до 150 об/хв можна встановити витрату до первісних 800 об/хв при ступені подрібнення частинок 20 мкм.

Безперервний процес досягається тоді, коли висота рівня матеріалу, що розмелюється, в міжвалковому зазорі або розташованому перед, щонайменше, однієї валковою парою

Зо міжвалковому кориті залишається постійним. У цьому стані подавана кількість матеріалу, що розмелюється, відповідає його кількості, що подається, тобто досягається попередньо обрана витрата.

На фіг. 2 схематично зображений другий приклад пристрою 101.

Валок 102 утворює з нерухливою стінкою 115 міжвалковий зазор 114. Залежно від рівня 105 текучої маси в ньому можна регулювати технологічний параметр валка 102, наприклад тиск притиску або швидкість обертання.

На фіг. 3 схематично зображений третій приклад пристрою 201.

Два валки 202, 203 однакового діаметра утворюють перший міжвалковий зазор 220, для якого встановлюється технологічний параметр, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного з них.

Перед валками 202, 203 розташований додатковий валок 216 меншого діаметра, який служить як завантажувальний валок і утворює з валком 203 іншу валкову пару. Вона містить міжвалковий зазор 217, у якому відбувається перше навантаження текучого матеріалу.

Таким чином, має місце тривалковий механізм із двома валковими парами.

Завантажувальний валок 216 утворює зі стінкою 218 корита міжвалкове корито 204.

Залежно від рівня текучої маси в міжвалковому кориті 204 можна регулювати технологічний параметр валкової пари 220, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного валка 202, 203.

На фіг. 4 схематично зображений четвертий приклад пристрою 301 у вигляді іншого прикладу тривалкового механізму.

Валок 316 меншого діаметра розташовано за валковою парою 320, що полягає із двох валків 302, 303 більшого діаметра.

Залежно від рівня 305 текучої маси 313 у міжвалковому зазорі 314 валкової пари 320 можна регулювати її технологічний параметр, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного валка 302, 303, або технологічний параметр валкової пари 321, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного валка 303, 316.

На фіг. 5 схематично зображений п'ятий приклад пристрою 401 у вигляді іншого прикладу тривалкового механізму. 60 Тривалковий механізм також має дві валкові пари 420, 421.

Залежно від рівня 405 текучої маси 413 у міжвалковому зазорі 414 валкової пари 420 можна регулювати її технологічний параметр, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного валка 402, 403, або технологічний параметр валкової пари 421, наприклад тиск притиску валків або швидкість обертання, щонайменше, одного валка 403,

А16.

Додатково можна передбачити дисперсометр (не показаний), який визначає дисперсність на розвантажувальному валку 416 продукту. Якщо дисперсність ще не досягла встановленого заданого значення, продукт може знову подаватися до міжвалкового зазору 414.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

   1. Пристрій (1) для подрібнення частинок у текучому матеріалі, що містить щонайменше одну валкову пару (220; 320, 321; 420, 421), для якої можна встановлювати принаймні тиск притиску валків та/або швидкість обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), та рівнемір (11) для вимірювання висоти (5) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або розташованому перед валковою парою (220; 320, 321; 420, 421) міжвалковому кориті (4; 204), який відрізняється тим, що пристрій (1) містить регулюючий блок (10), виконаний з можливістю зміни, залежно від визначеної висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалковому кориті (4), принаймні одного параметра з тиску притиску валків та/або швидкості обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), а також їх комбінацій, причому рівнемір (11) містить оптичний або акустичний датчик, або пристрій (1) містить регулюючий блок (10), виконаний з можливістю зміни, залежно від визначеної висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалковому кориті (4), принаймні одного параметра з тиску притиску валків, міжвалкового зазору (14; 114; 214, 217; 314; 414), швидкості обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), а також їх комбінацій, причому рівнемір (11) містить оптичний датчик. Зо 2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що рівнемір (11) містить спрямовану на міжвалковий зазор (14; 114; 214, 217; 314; 414) камеру і блок обробки зображень, який придатний для визначення висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня на основі зображення камери.

   3. Пристрій за будь-яким з пп. 1-2, який відрізняється тим, що регулюючий блок (10) виконаний з можливістю підтримки заданого значення висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу (13; 313; 413) у міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалковому кориті (4; 204), або значення, що задається, при подачі текучого матеріалу в постійному об'ємному потоці у міжвалковий зазор або міжвалкове корито за рахунок зміни тиску притиску і/або швидкості обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416).

   4. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що в напрямку плину текучого матеріалу перед валками (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416) розташований живильний пристрій (9) для подачі текучого матеріалу в міжвалковий зазор (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалкове корито (4; 204).

   5. Пристрій за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що щонайменше один валок сконфігурований у вигляді невипуклого валка.

   6. Пристрій за п. 5, який відрізняється тим, що невипуклий валок містить твердий сердечник і тонку стінку, причому між сердечником і стінкою розташований пружний шар.

   7. Пристрій (1) для подрібнення частинок у текучому матеріалі, що містить щонайменше одну валкову пару (220; 320, 321; 420, 421), для якої можна встановлювати принаймні тиск притиску валків іиабо швидкість обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), і пристрій для реєстрації витрати текучого матеріалу крізь міжвалковий зазор (14; 114; 214, 217; 314; 414), який відрізняється тим, що пристрій (1) містить регулюючий блок (10), виконаний з можливістю зміни, залежно від зареєстрованої витрати текучого матеріалу крізь міжвалковий зазор (14; 114; 214, 217; 314; 414) або зміни витрати, принаймні одного з параметрів тиску притиску валків, міжвалкового зазору (14; 114; 214, 217; 314; 414) та швидкості обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), а також їх комбінацій, де пристрій для реєстрації витрати містить щонайменше один вимірювальний пристрій для параметру, на основі якого може бути визначена витрата, при цьому вимірювальний пристрій 60 являє собою рівнемір.

   8. Пристрій за п. 7, який відрізняється тим, що вимірювальний пристрій являє собою безконтактний рівнемір.

   9. Спосіб подрібнення частинок у текучому матеріалі, в якому частинки подрібнюють між щонайменше однією валковою парою (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), для якої встановлюють принаймні тиск притиску валків і/або швидкість обертання щонайменше одного валка (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), регулюють і вимірюють висоту (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або розташованому перед валковою парою (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416) міжвалковому кориті (4; 204), який відрізняється тим, що залежно від визначеної висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу змінюють принаймні один з параметрів: тиск притиску валків, міжвалковий зазор, та швидкість обертання щонайменше одного з валків (2, 3;102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), а також їх комбінації, де висоту (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалковому кориті (4; 204) вимірюють безконтактно за допомогою оптичного датчика, або принаймні один з параметрів: тиск притиску валків, швидкість обертання щонайменше одного валка (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416) та їх комбінації змінюють залежно від виміряної висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу, де висоту (5; 105; 205; 305; 405) рівня текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалковому кориті (4; 204) вимірюють безконтактно за допомогою акустичного або оптичного датчика.

   10. Спосіб за п. 9, який відрізняється тим, що текучий матеріал безупинно подають до міжвалкового зазору (14; 114; 214, 217; 314; 414) або міжвалкового корита (4; 204).

   11. Спосіб за п. 9 або п. 10, який відрізняється тим, що висоту (5; 105; 205; 305; 405) рівня вимірюють безупинно.

   12. Спосіб за будь-яким з пп. 9-11, який відрізняється тим, що спочатку встановлюють задане значення висоти (5; 105; 205; 305; 405) рівня, та принаймні один параметр способу автоматично змінюють таким чином, що виміряна висота (5; 105; 205; 305; 405) рівня відповідає заданому Зо значенню.

   13. Спосіб за п. 12, який відрізняється тим, що параметри способу автоматично змінюють за допомогою регулюючого блока (10).

   14. Спосіб за будь-яким з пп. 12-13, який відрізняється тим, що спочатку здійснюють етап калібрування, на якому встановлюють значення щонайменше одного параметра способу, досягають певного ступеня подрібнення частинок у матеріалі що розмелюється, і/або визначають задане значення або діапазон заданих значень висоти рівня.

   15. Спосіб подрібнення частинок у текучому матеріалі, при якому частинки подрібнюють між щонайменше однією валковою парою (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), для якої встановлюють принаймні тиск притиску валків і/або швидкість обертання щонайменше одного валка (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), і реєструють витрату текучого матеріалу в міжвалковому зазорі (14; 114; 214, 217; 314; 414), який відрізняється тим, що залежно від зареєстрованої витрати або зміни витрати змінюють принаймні один параметр з: тиску притиску валків, міжвалкового зазору та швидкості обертання щонайменше одного з валків (2, 3; 102; 202, 203, 216; 302, 303, 316; 402, 403, 416), а також їх комбінацій, причому витрату визначають через вимірювання висоти рівня.

   16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що вимірювання висоти рівня здійснюють безконтактно.

   лЗ Аа ЛЯ. / ке - й х у рАн Ше: ри і | р я ре / ! в

   Фіг. 1 115 101 х 104 Кам н- т 102

   Фіг. 2 зо р А г МБ ; 24 315 / /4 и Ї па р з ду

   201. зго

   Фіг. З Зо 320 ра

   Зо. / во» 305 Уь ех ой знивннннннннннн 5234 ен Зі фіг. 4 г З ющ. ої гум Е 05 --- ще ці у щи І /зві1 мі м ! Я й ще Кі опжа вва опи шеня Ще в І Ши Мн

   Фіг. 5