РОЛИК С ДАТЧИКОМ
ROLLER WITH SENSOR

Настоящее изобретение относится к датчику для ролика пары роликов, в частности пары роликов мельницы, например пары роликов для дробления зерна, причем датчик встроен в ролик и имеет улучшенный колпачок.
При использовании роликов мельницы, например, в отрасли промышленности, связанной с помолом зерна, требуется непрерывный контроль. Например, может происходить так называемая «работа всухую», при которой смежные ролики мельницы контактируют друг с другом, а мощность привода двигателя неконтролируемым образом преобразуется в теплоту. Если данное состояние сохраняется слишком долго, температура мельницы может увеличиваться в критическом диапазоне и, возможно, приведет к возникновению пожара.
Общая предупредительная мера в предшествующем уровне техники заключается в контроле температуры ролика мельницы с помощью одного или более датчиков и выводе предупредительного сообщения при достижении температуры воспламенения. Для данной цели часто используют оптические системы для обнаружения периферийной поверхности ролика мельницы. Однако это является проблематичным в том смысле, что данные оптические системы расположены снаружи роликов мельницы в камере для продуктов, через которую также проходит размолотый материал. По данной причине такие оптические системы в чрезвычайной степени подвержены загрязнению.
Из публикации DE 102 26 411 A1 известно об измерении температуры периферийной поверхности ролика мельницы с помощью датчиков температуры. Вследствие расстояния между датчиком и периферийной поверхностью ролика мельницы фактическая температура периферийной поверхности может частично отличаться от измеренной температуры. Затем эти отклонения, на основе теоретических эмпирических значений, следует учитывать при оценке, которая является сложной, а также подверженной ошибкам.
В публикации DE 198 19 614 A1 также описаны датчики температуры, которые расположены на расстоянии от роликов мельницы.
Кроме того, известны датчики давления или датчики для измерения качества поверхности ролика мельницы, с помощью которых можно измерить давление в месте контакта между двумя смежными роликами мельницы или износ ролика мельницы. Кроме того, например из WO 2007/025395 A1 известны датчики вибрации для роликов мельницы.
Все эти датчики аналогично расположены снаружи роликов мельницы.
Ближайшим аналогом настоящего изобретения является известный из WO 2014/195 309 A1 ролик мельницы для применения в паре роликов мельницы, в частности, в паре роликов для дробления зерна, содержащий по меньшей мере один датчик для обнаружения измеренных значений, характеризующих состояние ролика мельницы, причем датчик расположен в приемном отверстии ролика мельницы, по меньшей мере один передатчик данных для бесконтактной передачи измеренных значений по меньшей мере одного датчика в приемник данных.
Целью настоящего изобретения является преодоление описанных выше недостатков предшествующего уровня техники.
Вышеуказанной цели достигают в соответствии с настоящим изобретением с помощью объекта изобретения независимых пунктов формулы изобретения.
Более подробно, настоящее изобретение относится к ролику мельницы для применения в паре роликов мельницы, в частности, к паре роликов для дробления зерна, содержащей:
- по меньшей мере один датчик для обнаружения измеренных значений, характеризующих состояние ролика мельницы, причем датчик расположен в приемном отверстии ролика мельницы,
- по меньшей мере один передатчик данных для бесконтактной передачи измеренных значений по меньшей мере одного датчика в приемник данных,
причем датчик защищен в приемном отверстии с помощью колпачка, выполненного из керамического материала и прикрепленного к наружному концу приемного отверстия с помощью крепежного устройства, представляющего собой кольцо, выполненное из металлического материала, и имеющего геометрическую форму, которая обеспечивает фиксацию крепежного устройства на колпачке, при этом крепежное устройство также зафиксировано в приемном отверстии.
Кроме того, настоящее изобретение относится к паре роликов мельницы, в частности, к паре роликов для дробления зерна, содержащей по меньшей мере один ролик мельницы в соответствии с изобретением.
Кроме того, настоящее изобретение относится к установке для переработки продукта, в частности, к зерновой мельнице, содержащей по меньшей мере одну пару роликов мельницы в соответствии с изобретением. В альтернативном варианте осуществления он также может представлять собой вальцовый пресс в отрасли промышленности, связанной с помолом зерна, плющильный станок, например, для производства масла из семян масличных культур или для плющения зерна, или дробилку, например, в отрасли промышленности по производству масла из масличных культур или пищевой промышленности, ролики которых также следует понимать как «ролики мельницы» или «пары роликов мельницы» в контексте настоящего изобретения.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу эксплуатации установки для переработки продукта в соответствии с изобретением, включающему этап определения состояния ролика мельницы в соответствии с изобретением с помощью датчика, размещенного в ролике мельницы.
Кроме того, настоящее изобретение относится к колпачку датчика, выполненному из керамического материала, причем колпачок выполнен с возможностью или адаптирован для использования в качестве колпачка для защиты датчика в приемном отверстии ролика мельницы, а также к набору, состоящему из колпачка датчика, описанного в настоящем документе, и крепежного устройства, причем крепежное устройство предпочтительно состоит из кольца, выполненного из металлического материала.
В контексте настоящего изобретения термин «переработка продукта» понимается как истирание, измельчение и/или превращение в хлопья сыпучего материала, в частности, зерна, продуктов из молотого зерна и зерновых продуктов отрасли промышленности, связанной с помолом зерна, или отрасли промышленности, связанной со специализированным помолом зерна, как указано выше, в связи с чем пары роликов мельницы или роликов для образования хлопьев, описанные более подробно ниже, можно использовать, например, в качестве пар роликов.
Ролики мельницы в контексте настоящего изобретения выполнены с возможностью помола гранулированного размолотого материала, который обычно проводят между парой роликов мельницы двух роликов мельницы. Ролики мельницы, в частности, ролики мельницы пар роликов мельницы в соответствии с изобретением, как правило, имеют по существу неупругую поверхность (в частности, на своей периферийной поверхности), которая для данной цели может, например, содержать или состоять из металла, такого как сталь, в частности, нержавеющая сталь. Между роликами мельницы пары роликов мельницы, как правило, существует относительно неизменный и часто регулируемый посредством гидравлики зазор помола. Во многих установках для помола размолотый материал проводят по существу вертикально вниз через такой зазор помола. Более того, размолотый материал во многих установках для помола подают на ролики мельницы пары роликов мельницы под действием силы тяжести, причем такую подачу необязательно можно поддерживать пневматическим способом. Размолотый материал обычно является гранулированным и перемещается в виде потока текучей среды через зазор помола. В результате этих свойств ролик мельницы (в частности, ролик мельницы пары роликов мельницы в соответствии с изобретением) и установка для помола, состоящая по меньшей мере из одного такого ролика мельницы, отличаются, например, от многих роликов, которые, как правило, используют для транспортировки бумаги.
В соответствии с настоящим изобретением под размолотым материалом, как правило, понимают продукт в виде порошка, гранулы или кормовой гранулы, применяемый при переработке зерен, продуктов из молотого зерна и зерновых продуктов в отрасли промышленности, связанной с помолом зерна, (в частности, измельчение мягкой пшеницы, дурум, ржи, кукурузы и/или ячменя) или отрасли промышленности, связанной со специализированным помолом зерна (в частности, лущение и/или измельчение сои, гречихи, ячменя, псевдозерновых и/или бобовых), производстве корма для сельскохозяйственных и домашних животных, рыб и ракообразных, переработке семян масличных культур, переработке биомассы и производстве энергетических гранул, на промышленных солодовнях и в крекинг-установках; при переработке какао-бобов, орехов и кофейных зерен, производстве удобрений в фармацевтической промышленности или в химии твердых веществ.
По меньшей мере один ролик, в частности, оба ролика пары роликов мельницы в частности, по меньшей мере один ролик мельницы и, в частности, оба ролика мельницы пары роликов мельницы можно выполнить, например, в виде гладкого ролика или в виде рифленого ролика или в виде корпуса основания ролика с привинченными пластинами. Гладкие ролики могут быть цилиндрическими или кулачковыми. Рифленые ролики могут иметь различные геометрические формы рифления, такие как крышеобразные или трапецеидальные геометрические формы рифления, и/или имеют сегменты, прикрепленные к периферийной поверхности.
По меньшей мере один ролик, в частности, оба ролика пары роликов мельницы в частности, по меньшей мере один ролик мельницы и, в частности, оба ролика мельницы пары роликов мельницы могут иметь длину в диапазоне 100–2500 мм и диаметр в диапазоне 200–800 мм.
Периферийная поверхность ролика, в частности ролика мельницы, предпочтительно неразъемно соединена с корпусом ролика и, в частности, выполнена с ним как единое целое. Это упрощает производство и обеспечивает качественную и надежную переработку, в частности, истирание продукта.
По меньшей мере один датчик выполнен с возможностью определения измеренных значений, характеризующих состояние по меньшей мере одного из роликов, в частности обоих роликов из пары роликов. В частности, состояние может представлять собой состояние периферийной поверхности по меньшей мере одного из роликов, в частности обоих роликов из пары роликов. Такое состояние может, например, представлять собой температуру, давление, усилие (компонент(-ы) силы в одном или более направлениях), износ, вибрацию, деформацию (расширение и/или путь отклонения), скорость вращения, угловое ускорение, влажность окружающей среды, положение или ориентацию по меньшей мере одного из роликов, в частности обоих роликов из пары роликов.
По меньшей мере один ролик из пары роликов, в частности, по меньшей мере один ролик мельницы из пары роликов мельницы содержит по меньшей мере один датчик. При вращении ролика во время эксплуатации датчик также вращается. В частности, по меньшей мере один датчик расположен внутри нижней поверхности ролика. Таким образом, по меньшей мере один датчик не расположен в камере для продуктов, через которую, в частности, проходит размолотый материал. Таким образом, установка для переработки продукта по меньшей мере с одним таким роликом, в частности, установка для помола по меньшей мере с одним таким роликом мельницы в значительно меньше подвержена загрязнению. Более того, измерение может происходить непосредственно в ролике, что делает измерение значительно более точным.
Датчик можно выполнить, например, в виде датчика МЭМС (МЭМС: микроэлектромеханическая система).
Датчик предпочтительно находится в соединении данных с одним передатчиком данных, причем передатчик данных выполнен с возможностью бесконтактной передачи измеренных значений по меньшей мере одного датчика в приемник данных. В соответствии с изобретением передатчик данных предпочтительно расположен на ролике или в том же ролике, что и датчик, соединенный с ним для передачи данных. Особенно предпочтительно передатчик данных содержит антенну.
При помощи по меньшей мере одного передатчика данных измеренные значения можно бесконтактно передавать в приемник данных, который не является частью ролика. В частности, он может представлять собой стационарный приемник данных относительно которого при вращении ролика перемещается по меньшей мере один датчик. Бесконтактная передача позволяет избежать сложных вращающихся сквозных соединений для кабелей, которые в противном случае были бы необходимы.
Преимущественно, по меньшей мере один ролик, в частности оба ролика, содержит несколько датчиков, описанных выше, в частности, по меньшей мере два, предпочтительно по меньшей мере четыре, и более предпочтительно по меньшей мере шесть датчиков, которые содержатся в ролике. Более предпочтительно, несколько датчиков находятся в соединении для передачи данных по меньшей мере с одним передатчиком данных. Датчики можно расположить в различных положениях вдоль оси вращения ролика и/или под различными углами вокруг данной оси вращения. Чем больше датчиков содержит ролик и чем более равномерно эти датчики распределены, тем более информативными являются обнаруженные ими измеренные значения. Датчики предпочтительно расположены равномерно в направлении вдоль окружности, что приводит к равновесию при вращении.
По меньшей мере один датчик можно выполнить как:
- датчик температуры, причем предпочтительно присутствуют несколько датчиков температуры, которые расположены вдоль оси вращения ролика, чтобы обеспечить возможность определения профиля температуры вдоль данного направления;
- датчик давления;
- датчик силы (для определения компонента(-ов) силы в одном или более направлениях);
- датчик износа;
- датчик вибрации, в частности, для определения наматывания, т.е. налипания переработанного продукта на периферийную поверхность ролика, которая препятствует переработке, в частности, истиранию в данном положении;
- датчик деформации (для определения расширения и/или пути отклонения);
- датчик скорости вращения, в частности, для определения остановки ролика;
- датчик углового ускорения;
- датчик для определения влажности окружающей среды, причем датчик предпочтительно расположен на передней стороне ролика;
- гироскопический датчик для определения положения и/или ориентации ролика, в частности, для определения положения и/или ориентации в зависимости от ширины зазора между двумя роликами пары роликов и параллельности роликов;
- датчик для определения ширины зазора между двумя роликами пары роликов, в частности, зазора помола между двумя роликами мельницы пары роликов мельницы, например, датчик, в частности датчик МЭМС, расположенный на передней стороне ролика.
В соответствии с изобретением возможны любые комбинации описанных выше датчиков. Например, ролик может содержать несколько датчиков температуры и датчиков деформации. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления все присутствующие датчики могут быть одинаковыми, т.е. могут быть выполнены в виде датчиков температуры. В соответствии с дополнительным вариантом осуществления по меньшей мере один ролик, в частности, оба ролика, может содержать датчики различных типов.
Если один ролик содержит или оба ролика содержат несколько датчиков, а также по меньшей мере один передатчик данных, предпочтительно, чтобы по меньшей мере один передатчик данных был выполнен с возможностью бесконтактной передачи измеренных значений от нескольких датчиков, более предпочтительно от всех датчиков, в приемник данных. Предпочтительно, по меньшей мере один ролик, в частности, каждый из двух роликов содержит не более одного, особенно предпочтительно только один однонаправленный передатчик для бесконтактной передачи измеренных значений. Чем меньше ролик содержит передатчиков данных, тем более простую конструкцию имеет данный ролик.
В частности, если по меньшей мере один ролик содержит только один передатчик данных, данный ролик, в частности, предпочтительно содержит по меньшей мере один мультиплексор, который сконфигурирован и выполнен с возможностью поочередной передачи измеренных значений, обнаруженных датчиками на передатчик данных.
Бесконтактную передачу можно осуществлять, например, с помощью инфракрасного излучения, с помощью световых импульсов, радиочастотных сигналов, с помощью индукционной связи или их комбинации.
Бесконтактная передача измеренных значений здесь и далее всегда также включает передачу данных, которые получают посредством соответствующей обработки измеренных значений и, таким образом, основанных на измеренных значениях. Например, по меньшей мере один ролик, в частности, оба ролика могут содержать по меньшей мере один преобразователь сигналов, в частности, по меньшей мере один аналого-цифровой преобразователь (АЦП) для преобразования измеренных значений, обнаруженных по меньшей мере одним датчиком. В первом возможном варианте каждый датчик можно назначить по меньшей мере для одного преобразователя сигнала, который преобразует измеренные значения, обнаруженные данным датчиком. Затем преобразованные сигналы можно подать на мультиплексор, как уже описано выше. Если преобразователи сигналов представляют собой аналого-цифровые преобразователи, мультиплексор может представлять собой цифровой мультиплексор. Во втором возможном варианте преобразователь сигнала также можно расположить между мультиплексором, как описано выше, и передатчиком данных. В данном случае мультиплексор может представлять собой аналоговый мультиплексор.
По меньшей мере один ролик, в частности, оба ролика предпочтительно содержат, в частности, в корпусе ролика, описанном ниже, по меньшей мере одного ролика, в частности, обоих роликов по меньшей мере один приемник энергии и/или по меньшей мере один генератор энергии. Таким образом, можно получить источник энергии по меньшей мере одного датчика и/или по меньшей мере одного мультиплексора (в частности, по меньшей мере одного мультиплексора, как описано выше) и/или по меньшей мере одного преобразователя сигнала (в частности, по меньшей мере одного преобразователя сигнала, как описано выше) и/или по меньшей мере одного передатчика данных (в частности, передатчика данных, содержащегося на ролике или внутри него), и/или по меньшей мере одного передатчика данных устройства измерения, дополнительно описанного ниже.
В частности, он может содержать батарею, в частности, перезаряжаемую батарею, посредством которой может быть получен вышеупомянутый источник энергии. Известны традиционные и перезаряжаемые батареи (аккумуляторы).
В альтернативном варианте осуществления он может представлять собой индуктивный приемник энергии. В данном варианте приемник энергии может иметь, например, по меньшей мере одну приемную катушку, с помощью которой может вводиться электромагнитная энергия. При этом, в альтернативном или дополнительном варианте осуществления приемник энергии также может быть выполнен с возможностью приема света. В дополнительном варианте генератор энергии можно выполнить с возможностью извлечения энергии из перемещения ролика (в частности, с использованием термоэлектрических эффектов, таких как эффект Зеебека, эффект Пельтье или эффект Томсона, например, с помощью термопары; или с использованием вибрации или перемещения ролика, например, с помощью по меньшей мере одного пьезоэлемента).
Преимуществом является то, что по меньшей мере один ролик, в частности оба ролика, содержит по меньшей мере одну печатную плату (в частности, печатную плату МЭМС), на которой расположены по меньшей мере один датчик и/или по меньшей мере один мультиплексор (в частности, по меньшей мере один мультиплексор, как описано выше) и/или по меньшей мере один преобразователь сигнала (в частности, по меньшей мере один преобразователь сигнала, как описано выше) и/или по меньшей мере один передатчик данных (в частности, передатчик данных, содержащийся на ролике или внутри него) и/или по меньшей мере один приемник энергии (в частности, по меньшей мере один приемник энергии, как описано выше) и/или по меньшей мере один генератор энергии (в частности, по меньшей мере один генератор энергии, как описано выше). Печатная плата может содержать измерительные линии, через которые датчики подключены к мультиплексору. Такая печатная плата имеет преимущество, заключающееся в том, что вышеупомянутые компоненты можно расположить очень компактно, и что печатную плату можно изготовить в виде отдельного узла и можно заменять при необходимости, по меньшей мере в некоторых примерах вариантов осуществления.
Однако в качестве альтернативы печатной плате датчики также можно подключать к передатчику данных и/или мультиплексору посредством жгута кабелей.
В соответствии с изобретением по меньшей мере один ролик, в частности оба ролика, содержит корпус ролика по меньшей мере с одним приемным отверстием, в которое вставлен датчик или, в частности вставлен с возможностью отсоединения.
Однако в другом варианте осуществления также может быть целесообразным, если датчик вставлен в приемное отверстие без возможности отсоединения. Таким образом, датчик можно более надежно соединить с корпусом ролика. Кроме того, можно предотвратить несанкционированный демонтаж датчика, который может ухудшить безопасность. Датчик можно, например, отлить (например, с помощью смолы) или приварить в приемном отверстии. В результате можно также избежать риска взрыва таким образом, что, в частности, могут быть реализованы директивы ATEX Европейского Союза.
В соответствии с изобретением приемное отверстие предпочтительно образовано цилиндрическим отверстием, которое имеет диаметр в диапазоне 5–40 мм, предпочтительно 5–25 мм, и особенно предпочтительно 10–20 мм, причем в области расточенного отверстия предусмотрен диапазон 10–50 мм, предпочтительно 20–40 мм, с несколько большим диаметром и, в частности, предпочтительно с резьбой для фиксированного размещения колпачка, выполненного из керамического материала, и описанного ниже.
Данное расточенное отверстие предпочтительно проходит параллельно оси вращения корпуса ролика. Чтобы обеспечить возможность определения состояния периферической поверхности, приемное отверстие предпочтительно расположено в наружной области корпуса ролика. Таким образом, приемное отверстие можно расположить, например, в круговой цилиндрической области корпуса ролика.
В соответствии с изобретением приемное отверстие предпочтительно проходит по существу вдоль длины корпуса ролика параллельно оси вращения, например, вдоль по меньшей мере 10%, предпочтительно по меньшей мере 20% и особенно предпочтительно 50–100% всей длины корпуса ролика, причем 100% соответствует сквозному отверстию. По меньшей мере одно приемное отверстие предпочтительно расположено таким образом, что учитывается баланс массы, поскольку в результате можно обойтись без балансировки ролика. В альтернативном варианте осуществления также можно предусмотреть два или более приемных отверстия, которые предпочтительно располагают равномерно в направлении вдоль окружности; в результате также можно обойтись без балансировки. Альтернативно или дополнительно, с одним датчиком могут присутствовать два по существу коаксиальных приемных отверстия с менее 50% всей длины корпуса ролика. Альтернативно или дополнительно, с одним датчиком может присутствовать два некоаксиальных приемных отверстия, каждое с более 50% всей длины корпуса ролика, предпочтительно на противоположных передних поверхностях ролика мельницы, посредством чего в случае роликов, которые больше датчиков, можно также измерять температурный профиль с помощью двух датчиков.
Датчик предпочтительно является стержневым. Кроме того, в соответствии с изобретением можно размещать несколько датчиков в виде однокомпонентного стержневого измерительного устройства, которое можно вводить в приемное отверстие.
Настоящее изобретение решает проблему предшествующего уровня техники надежного размещения датчика в приемном отверстии ролика и надежно защищает его от возможных экстремальных условий эксплуатации, а также обеспечивает надежную передачу радиосигналов датчика в приемник данных, расположенный за пределами ролика.
Это достигают в соответствии с изобретением путем защиты датчика в приемном отверстии с помощью колпачка, выполненного из керамического материала.
По сравнению, например, с пластиковыми колпачками, колпачок в соответствии с изобретением, выполненный из керамического материала, имеет лучшую термостойкость и, кроме того, обеспечивает улучшенную передачу радиосигналов датчика в приемник данных, расположенный за пределами ролика.
В соответствии с изобретением в качестве керамического материала можно использовать любой керамический материал, который является безопасным для пищевых продуктов (в соответствии с положениями EN10/2011, 84/500/EEC), ударостойким (без скалывания материала при рабочих условиях ролика) и термостойким (по меньшей мере до температуры 400°C). Более того, керамический материал, подлежащий использованию в соответствии с изобретением, должен быть проницаемым для электромагнитных волн в соответствующем диапазоне передачи радиосигнала (в частности, при около 2,4 ГГц). В соответствии с изобретением керамический материал имеет высокую относительную диэлектрическую проницаемость, предпочтительно в диапазоне 5–50, и особенно предпочтительно в диапазоне 25–30.
2
2
3
3
4
2
В соответствии с изобретением в качестве керамического материала можно использовать оксид циркония (ZrO), оксид алюминия (AlO) или нитрид кремния (SiN). В соответствии с изобретением керамический материал особенно предпочтительно представляет собой оксид циркония (ZrO).
В соответствии с изобретением колпачок, выполненный из керамического материала, предпочтительно имеет внешнюю резьбу, внутреннюю резьбу или как внешнюю резьбу, так и внутреннюю резьбу. При помощи внутренней резьбы можно обеспечить надежное крепление колпачка к датчику или измерительному устройству. При помощи внешней резьбы можно обеспечить крепление колпачка в приемном отверстии (если последняя имеет соответствующую сопрягаемую резьбу в области отверстия).
Колпачок в соответствии с изобретением, выполненный из керамического материала, предпочтительно имеет цилиндрическую форму и имеет, по меньшей мере в одной секции внутреннюю камеру для приема датчика или передатчика данных.
На одном конце материал колпачка в соответствии с изобретением, выполненный из керамики, закрыт таким образом, что колпачок, когда он расположен в приемном отверстии ролика, закрывает данное приемное отверстие от окружающей среды. Данный конец предпочтительно имеет части для размещения инструмента для установки или удаления колпачка с датчиком или измерительным устройством. Такие части могут, например, быть выемками, в которых могут быть неподвижно расположены соответствующие компоненты инструмента.
В соответствии с изобретением колпачок, выполненный из керамического материала, предпочтительно имеет длину в диапазоне 10–50 мм, предпочтительно 15–40 мм и особенно предпочтительно 20–30 мм. В соответствии с изобретением колпачок, выполненный из керамического материала, предпочтительно имеет наружный диаметр в диапазоне 10–50 мм, предпочтительно 15–40 мм и особенно предпочтительно 20–30 мм. В соответствии с изобретением колпачок, выполненный из керамического материала, более предпочтительно имеет внутреннюю камеру для приема датчика или передатчика данных, который имеет длину в диапазоне 5–20 мм, предпочтительно 10–15 мм и диаметр в диапазоне 10–30 мм, предпочтительно 15–25 мм, причем диаметр может изменяться по длине внутренней камеры в пределах указанного диапазона.
В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения колпачок, выполненный из керамического материала, с помощью крепежного устройства дополнительно прикреплен к наружному концу приемного отверстия ролика. Предпочтительно такое крепежное устройство представляет собой кольцо, выполненное из металлического материала, например, стали. Крепежное устройство имеет геометрическую форму, которая обеспечивает фиксацию крепежного устройства на колпачке, выполненном из керамического материала, и фиксацию в приемном отверстии ролика. Например, крепежное устройство может представлять собой кольцо с наружным диаметром в диапазоне 20–30 мм и внутренний диаметр в диапазоне 10–20 мм, причем ширина кольца должна находиться в диапазоне 3–10 мм.
6
В соответствии с дополнительным предпочтительным вариантом осуществления настоящего изобретения датчик или передатчик данных окружают по меньшей мере в одной секции материалом с высокой удельной электропроводностью (более 10 См/м), предпочтительно металлом, например, алюминием или медью для улучшения передачи и приема радиосигнала. Предпочтительно, данный материал представлен в виде фольги или кольца, которые окружают датчик или передатчик данных, предпочтительно в области головки (т.е. области, которую вводят во внутреннюю камеру колпачка, выполненного из керамического материала).
Кроме того, настоящее изобретение относится к установке для переработки продукта, в частности, к зерновой мельнице, содержащей по меньшей мере одну пару роликов мельницы с роликом в соответствии с изобретением.
Установка для переработки продукта, в частности, установка для помола для помола размолотого материала, содержит по меньшей мере одну описанную выше пару роликов, в частности, пару роликов мельницы. Между роликами пары роликов образуется зазор. В частности, между роликами мельницы из пары роликов мельницы образуется зазор помола. В пределах объема изобретения только один из двух роликов пары роликов должен быть выполнен в соответствии с изобретением; однако в изобретении также предусмотрены варианты осуществления, в которых оба ролика пары роликов выполнены в соответствии с изобретением, т.е. содержат по меньшей мере один датчик, как описано выше. В частности, в случае помола размолотого материала данный размолотый материал проводят по существу вертикально вниз через такой зазор помола. Более того, в частности, в случае помола размолотого материала, данный размолотый материал предпочтительно подают на ролики мельницы под действием силы тяжести, причем это необязательно можно поддерживать пневматическим способом. Продукт, в частности, сыпучий материал и, в частности, размолотый материал, может быть гранулированным и перемещаться в виде потока текучей среды через зазор помола.
Кроме того, установка для переработки продукта может иметь по меньшей мере один приемник данных, в частности неподвижный приемник данных, для приема измеренных значений, передаваемых передатчиком данных по меньшей мере одного из роликов, в частности обоих роликов пары роликов. Описанных выше преимуществ можно достичь с помощью такой установки для переработки продукта. В частности, когда установка для помола содержит несколько разных пар роликов, к которым подают продукт из одного и того же впускного канала для продукта, может быть предпочтительным, чтобы в соответствии с изобретением была выполнена только одна из пар роликов.
Установка для помола может представлять собой, например, однороликовую мельницу зерновой мельницы или даже всю зерновую мельницу по меньшей мере с одной роликовой мельницей, причем по меньшей мере одна роликовая мельница содержит по меньшей мере один описанный выше ролик мельницы. В альтернативном варианте осуществления он может представлять собой вальцовый пресс в отрасли промышленности, связанной с помолом зерна, плющильный станок, например, для производства масла из семян масличных культур или для плющения зерна, или дробилку, например, в отрасли промышленности по производству масла из масличных культур или пищевой промышленности.
Кроме того, настоящее изобретение относится к способу эксплуатации установки для переработки продукта данного типа, включающему этап определения состояния ролика мельницы в соответствии с изобретением с помощью датчика, размещенного в ролике мельницы.
Способ включает этап, на котором измеренные значения, переданные передатчиком данных по меньшей мере одного из роликов, в частности обеих роликов пары роликов, принимают посредством приемника данных установки для переработки продукта.
Принятые таким образом данные можно впоследствии дополнительно обработать и оценить. Для данной цели их можно подавать в блок управления установки для переработки продукта, в частности, установки для помола, откуда их можно направить в необязательную вышестоящую систему управления. При помощи блока управления и/или системы управления можно контролировать и/или регулировать всю установку для переработки продукта, в частности, всю установку для помола или ее часть.
В частности, блок управления может выводить предупреждающее сообщение, если выполняется заданный критерий предупреждения. Критерий предупреждения может, например, состоять из измеренного значения по меньшей мере одного из датчиков, превышающего предельное значение предела, заданное для данного датчика. В другом варианте критерий предупреждения может состоять из разности между наибольшим измеренным значением и наименьшим измеренным значением, которые измеряют заданным количеством датчиков, превышающей заданное предельное значение. Если критерий предупреждения выполняется, можно вывести сигнал предупреждения (например, оптически и/или акустически), и/или установка для переработки продукта может быть введена в режим остановки (например, посредством блока управления). Блок управления может также визуально отображать измеренные значения, обнаруженные по меньшей мере одним датчиком, или полученные от него данные.
В соответствии с изобретением этап обнаружения состояния мельницы особенно предпочтительно выполняют непрерывно во время работы установки для переработки продукта, так что любую проблему можно своевременно обнаружить и устранить.
Настоящее изобретение более подробно описано ниже со ссылкой на неограничивающие примеры вариантов осуществления и графические материалы. Ниже приведены следующие графические материалы:
на фиг. 1 представлено схематическое изображение ролика мельницы в соответствии с изобретением с размещенным в нем датчиком;
на фиг. 2 представлено схематическое изображение приемного отверстия ролика мельницы в соответствии с изобретением с расположенным в нем датчиком;
на фиг. 3 представлено схематическое изображение колпачка в соответствии с изобретением, выполненного из керамического материала;
на фиг. 4 представлено схематическое изображение крепежного устройства в соответствии с изобретением.
На фиг. 1 представлено схематическое изображение ролика 1 мельницы в соответствии с изобретением с расположенным в нем датчиком 2. Ролики 1 мельницы данного типа хорошо известны. Ролик 1 мельницы в соответствии с этим вариантом осуществления имеет четыре приемных отверстия 1a (более подробно показано на фиг. 2), в которых можно расположить датчик 2 или измерительное устройство с несколькими датчиками. Приемные отверстия 1a размещены и расположены симметрично (для предотвращения дисбаланса) в продольной области ролика, т.е. вблизи боковой поверхности ролика, для определения физических значений, соответствующих поверхности ролика.
На фиг. 2 представлено схематическое изображение приемного отверстия 1a ролика 1 мельницы в соответствии с изобретением с расположенным в нем датчиком 2. Датчик 2 полностью расположен в приемном отверстии 1a. Колпачок 4, выполненный из керамического материала, предпочтительно оксида циркония, фиксируют на головке 3 датчика 2. Колпачок 4, выполненный из керамического материала, закрывает приемное отверстие 1a от окружающей среды и, таким образом, защищает датчик 2 или предотвращает загрязнение любого продукта из-за повреждения датчика 2.
Колпачок 4, выполненный из керамического материала, фиксируют на наружном конце приемного отверстия 1a при помощи крепежного устройства 5, предпочтительно стального кольца.
Для улучшения передачи и приема радиосигнала датчик 2 в соответствии с этим вариантом осуществления окружают в области головки 3 материалом 6 с высокой удельной электропроводностью, предпочтительно металлом. В соответствии с представленным в настоящем документе вариантом осуществления материалом 6 с высокой удельной электропроводностью окружают головку 3 датчика 2 в виде фольги или кольца.
На фиг. 3 представлено схематическое изображение колпачка 4 в соответствии с изобретением, выполненного из керамического материала. Колпачок 4 имеет внутреннюю камеру (в виде слепого расточенного отверстия) для приема датчика 2 и выполнен на его закрытом конце таким образом, чтобы на нем можно было зафиксировать крепежное устройство, такое как кольцо 5, показанное на фиг. 4.
На фиг. 4 представлено схематическое изображение крепежного устройства 5 в соответствии с настоящим изобретением в виде металлического кольца. Крепежное устройство 5 выполнено таким образом, что его можно закрепить на колпачке 4, выполненном из керамического материала, например колпачке 4, показанном на фиг. 3.