用于谷物的加湿装置的制作方法

本发明涉及一种用于润湿谷物以后续进一步加工成磨粉状产品的装置。

背景技术：

1、在碾磨设备中，为谷物产品喷淋水(加湿/润湿)以便后续加工。润湿过程是必要的，这样能提高谷壳与胚乳的分离程度。通过此方式，使碾磨更均匀、产量更高。根据现有技术，在此以及喷淋之后，谷物与水的最佳混合一般通过机械加工实现，一般在螺旋输送机中实现。为此目的，谷物碾磨机中相应的加湿装置通常具有各种混合安装的水平旋转轴。谷物持续流入该装置。与此同时，定量的水被注入该装置。通过旋转轴及其搅拌和混合元件，谷物与自由水混合。润湿后，谷物被输送至所谓的静置室中，在那里放置一段时间，通常是几个小时，然后才能后续加工。

2、这种加湿装置在其功能和其构型上不能与如现代工业磨坊在预处理工艺中使用的清洗设备集成，清洗设备的目的是去除谷物间的杂质，除其他外，还能将清洗水与溶解在其中的污染物分离开来。

3、实际上，除了良好的润湿性能外，还需要将其他功能置于谷物碾磨机中润湿这一重要方法步骤。因田间菌群不可避免地进入通过谷物碾磨机执行的碾磨过程，谷物的细菌污染是不可避免的。湿润装置的内部空间为微生物和病菌滋生提供了理想场所。因此，与碾磨设备的其他装置一样，必须具备清洁加湿装置内部的能力。

4、根据现有技术的加湿装置的缺点是必须具有用于机械混合谷物的机构，但其很难清洗。特别是，混合元件和混合空间的清洗非常耗费精力并因此经常被忽视，在操作过程中在这些元件和空间中潮湿且由此对应变粘的谷物以及其他残余物连续落下。

技术实现思路

1、因此，本发明的目的是提供一种克服现有技术缺点的用于谷物的加湿方法和加湿装置。加湿装置在结构上应该特别简单，且因此使用尽可能少的加工，特别是维护成本。另外地或替代地，它还应易于清洗。加湿方法应设计为使得能够相应尽可能简单地构建加湿装置。

2、权利要求书中限定的加湿装置、方法和碾磨设备解决了上述技术问题。

3、本发明基于此方法：在容器内部成形谷物的(限定的)下落流，且为这些下落中的谷物喷洒流体和/或蒸汽(即使用水或水蒸气，水根据需要添加添加剂)。

4、在喷洒过程期间，水温可根据需要设定成任何值，即在0℃(摄氏度)至100℃之间。蒸汽的温度和压力也类似地并非设定至固定的操作值，而是可以变化的。

5、为“下落中”的谷物喷洒和/或施加蒸汽的事实意味着使以呈细小液滴或蒸汽形式的流体在谷物下落期间撞击谷物，而不是例如在谷物冲击底座时冲击谷物。

6、与喷淋平铺的谷物或通过机械方式输送和/或混合的谷物以及形成相互接触的一团谷物(散料谷物)相比，这种程序使得在被喷洒和/或施加蒸汽时，大致所有的谷物都能与润湿流体(流体和/或蒸汽)直接接触。因此，不需要后续的谷物的机械混合。可以省去耗费精力的维护和清洗的机械搅拌机，如螺旋输送机。相反，加湿装置可以不使用与谷物接触并使其机械运动的主动驱动部件。

7、喷洒过程中的水温在0℃至100℃之间。如果润湿至少部分通过蒸气实现，那么蒸汽的温度和压力并非固定在一个操作值，而是可以变化。

8、碾磨设备可以例如被如此构造，即谷物在容器中短暂停留后但在任何情况下均不经过后续的机械混合，谷物会从加湿装置直接进入静置室，并且具体地如果静置室位于加湿装置的下方则仅由于重力作用或者如果静置室位于加湿装置的上方或同一高度则完全使用气动装置。

9、谷物的下落流可以特别是帘幕状的、局部扁平的，即在水平横截面中形成扁平的轮廓。这样，通过例如从两侧喷洒和/或蒸汽可以实现基本润湿所有谷物。

10、特别地，下落流是竖直的。这使下落流尤其易于控制，并且具体地在谷物吞吐量较大以及谷物吞吐量较小的情况下，润湿功能无需对谷物颗粒施加水平冲力。

11、喷洒和/或施加蒸汽可以通过适当布置的喷嘴来实现。特别地，这些喷嘴可以布置成大致润湿整个下落流。

12、特别地，下落流可以形成中空圆柱，例如大致是带有径向向外突出的叶片状突出的中空柱形。这种下落流的水平横截面呈星形，因此是带有径向向外突出射流的圆环，由此它具有用于从内部和外部同时喷洒和/或施加蒸汽的特别大的表面积。

13、一般地，通过带有径向延伸的分区元件的流动引导装置的设计可以生成被分区的下落流，例如通过其在水平横截面中形成的径向延伸的射流。通过此方式，表面特别大，并且具体地从外部作用且沿容器的圆周分布的喷嘴可以例如通过在周向(方位角)上布置在分区之间而特别有效地润湿。为此目的，至少可以提供三个沿周向分布的外喷嘴，即外喷嘴分别位于至少三个不同的方位角位置。特别地，两个外部(径向的)冲击元件之间的每个中间空间至少设置一个外喷嘴。

14、无论下落流的具体形状如何，加湿装置都可以具有内喷嘴和外喷嘴。例如，内喷嘴可以例如大致布置在容器的轴线上。外喷嘴可例如沿容器壁布置在沿容器壁的多个平面，例如布置在进料管上且形成一个或多个水平圆周环。

15、这种带有内喷嘴和外喷嘴的构型的优点是，构型特别简单并且没有任何可能阻碍下落流的元件伸入下落流中，除了中央布置的内喷嘴和用于其供应的元件外，喷洒平面的内部空间可以是完全无阻的。

16、然而，也可以提供其他的喷嘴布置方式，例如在一个框架上将喷嘴固定在最适合所需要求的位置上。

17、喷嘴、特别是在某些情况内喷嘴(然而在某些情况也包括外喷嘴)可以被设计成扇形喷洒喷嘴，以实现相对较宽的喷洒角度。

18、特别地，通过布置在容器内部、通常位于喷嘴上方的流动引导装置成形下落流。通过入口(其可以通过入口滑阀或入口活门以传统方式关闭)进入容器的谷物流通过流动引导装置以所期望的表面优化方式被成形。流动引导装置通过使下落流具有较大表面积(侧向表面积)且尽可能容易润湿的方式延迟和成形竖向的谷物流。下落流在流动引导装置的下方被喷洒至谷物自由下降的位置。

19、因此，流动引导装置将容器的内部分为流动引导装置的上方的收集区域和流动引导装置下方的下落区域。

20、因此，以下情况尤其适用：

21、-仅在谷物下落到流动引导装置下方时喷淋谷物，而不是在谷物撞击到流动引导装置或其沿流动引导装置滑动一段距离时才喷洒谷物。

22、-谷物仅在流动引导装置的平面上偏转，然后从此处穿过容器内部无需经受进一步偏转地下落。与带有例如层叠式的导流面的布置相比，因此没有被流动引导装置遮挡的空间，需要相当多的精力清洗该空间。特别地，加湿装置可以被如此设计，以使从流动引导装置自由下落的谷物可以直接冲击将容器限定至下部的容器壁，或者根据吞吐量，冲击已经收集并堆积的谷物，而不需要任何进一步的偏转元件、筛分装置或类似装置。

23、在收集区域和下落区域的下方、例如在容器的中间部分、下落区域后方可形成缓冲空间，其中下落区域就可以并入缓冲空间，无需限定的或可见的清晰分界。容器通过出口界定底部，也可以类似地通过出口滑阀或出口活门以已知的方式关闭出口。

24、这种流动引导装置可以首先且最先具有中央冲击元件，其尺寸与入口匹配以防止通过入口流入冲击中央冲击元件的大致所有谷物(或者在积聚的情况，已经积聚的谷物)在没有制动的情况直接从入口通过容器下落。有时，中央冲击元件被如此定尺寸和布置，以使其在下落先上位于入口下方，并覆盖其整个横截面(沿竖直方向的突出)。朝上冲击表面特别可以是凸形弯曲的且例如围绕竖直轴线旋转对称，以使谷物向所有侧面均匀偏转。

25、流动引导装置还可以具有径向延伸的分段元件(外冲击元件)，这些元件沿周向在外部区域中构造和分区该下落流，以使在水平横截面中形成上述射流。这些外冲击元件也可以以向外上倾方式布置，即形成底部，该底部向下朝向轴线方向逐渐变细并且朝向中心由冲击元件之间的中间空间中断。因此，在谷物流特别大并由此造成积聚的情况，射流的半径会自动增大，这就是流动引导装置自调节作用的原因：在谷物流增大的情况，下落流的侧表面增大，而谷物的密度和下落流轮廓的厚度保持不变，因此润湿的效率不会受到影响。

26、特别地，外冲击元件可以是向上弯曲的翼的形状或向上朝向边缘逐渐变细的翼，翼的宽度径向向外增加，且其顶部径向向外上倾。

27、特别是，布置在加湿装置中的冲击元件不具有分离谷壳的功能，即润湿过程是缓慢进行的，冲击元件上的缓冲速度以及加湿装置下部的收集表面(谷物被润湿后落在收集表面上)的形状和布置使谷物的冲击速度相应适中，实际上没有对谷物进行机械加工。

28、特别地，容器可以是局部柱形，例如带有圆形横截面。例如，它可以具有中心柱形区域，其中喷洒流体或蒸汽的喷雾冲击谷物的下落流的区域首先也属于该中心柱形区域。在上侧和下侧可以分别提供锥形的入口区域和出口区域，该区域分别朝向入口和出口方向持续变细。

29、入口和/或出口可以对中布置，即它们各自的中心轴线可以与容器的(竖直)中心轴线重合。在本文中，容器的竖直中心轴线有时简称为“轴线”。

30、无论容器的横截面形状如何，加湿装置都可以被如此设计，以使其不带谷物可以保持附着的内表面。特别地，容器因而未形成朝上的表面(肩部或类似结构)，且除了例如仅具有弯曲和/或倾斜表面的冲击元件外，容器的内部中不提供任何具有仍朝上的表面的元件。

31、然而，也可选地设想如此控制加湿装置，以使润湿的谷物在容器的下部短时间内(通常为几秒钟，如8-30秒)积聚。如果需要，这可以具有湿度平衡的效用，此外还可以用于后续布置的静置室中的湿度平衡。

32、容器的下部中的积聚调节可以借助积聚控制装置(积聚控制件)实现。本文中称为“积聚控制装置”的部件为闭环可控的关闭元件，它不仅可以在两种状态(“打开”和“关闭”)之间切换，还能设置不同的吞吐量。用于这种积聚控制装置的示例是积聚控制转板或出口滑阀。

33、特别地，积聚控制装置被构造成根据积聚的料位来闭环控制润湿的谷物的谷物质量流。特别地，积聚控制转板的优势是，在一定情况下与出口滑阀相比通过防止谷物不对称地流出容器，积聚的产品中就会有一些区域在容器中停留很长时间，而只有部分质量流从容器下落。在一个示例中，使用带有两片(也可能是两片以上)转板叶片的积聚控制转板，每片转板叶片在关闭状态会关闭流动横截面的一部分区域。通过使用多片转板叶片可确保谷物特别均匀地流出，即使积聚控制转板只是部分打开。

34、出于积聚控制的目的，还可提供至少一个料位传感器，通过该传感器可确定积聚控制装置的上方的谷物达到的料位。至少一个料位传感器可以测量料位，也可以独立工作，即例如确定已经达到特定的、预定的料位。在这两种情况，也可以提供多个料位传感器，其中在第二种情况，不同的料位传感器可以确定不同的料位高度的方式附接。

35、积聚控制装置和至少一个料位传感器可以集成至控制电路中，该电路通过积聚控制装置(在在积聚控制转板的情况，通过挡板或转板叶片的位置)设置流量，根据预设值控制料位，其中预设值可以取决于参数(例如产品的特性、所期望的湿度、温度等)和/或用户预设的设置。

36、积聚控制转板(或出口滑阀)可夹在两个安装法兰之间，以便随时拆卸挡板或滑阀。

37、对于一般的加湿装置、即带有容器(具有容器入口和容器出口)且带有至少一个用于润湿容器内部谷物的喷嘴的谷物加湿装置也可以选择特别是与料位传感器一起、尤其是与此处讨论的闭环控制装置一起提供积聚控制装置。

38、容器例如可以是两部分的，其带有容器上部和容器下部。容器上部和容器下部可通过法兰连接相互固定。特别地，在提供清洗装置的实施方式中，容器上部和容器下部无需费力就能相互分离。

39、可选但特别有利的清洗装置例如包括多个清洗喷淋球和/或清洗喷管。这些清洗喷淋球和/或清洗喷管可以固定定位，或者特别是在清洗喷管的情况，每个喷淋球和/或清洗喷管都具有可延伸入容器的内部空间的元件，该元件支承至少一个清洗喷嘴。清洗喷管可以被如此设计，以使一旦为清洗喷管供给清洗水，它们就因水压自动延伸。作为因水压自动延伸的替代，也可设想气动致动或其他延伸机构。清洗后的缩回也可以例如通过弹簧力或气动自动进行。

40、这种类型的清洗装置特别可以根据需要可选地在(上部)收集区域具有至少一个(一般是多个，例如三个)带有(多个)清洗喷嘴的(多个)清洗喷管或清洗喷淋球并且在下降区域中具有至少一个(类似地一般也是多个，例如三个)带有(多个)清洗喷嘴的(多个)清洗喷管。如果流动引导装置的下方的区域具有相应的尺寸，还可以在额外的清洗喷管提供额外的清洗喷嘴。容器和清洗装置之间可以如此相互匹配，以使在没有遮盖的喷洒区域进行内部清洗。

41、在下部区域，容器可以具有容器排空接口。这种容器排空接口可通过出口球阀或出口活门以已知的方式关闭。清洗剂(通常是冷水或热水)通过容器排空接口从容器中排出。另外地或替代地，容器排空接口也可集成至出口活门中或出口滑阀中，例如，出口活门或出口滑阀可以具有用于残余清洗水的开口，该开口例如具有穿孔，残余清洗水可以通过该穿孔排出。

42、特别地，加湿装置可以具有(专门设计的)出口活门，它可以在关闭和打开状态之间切换，并在关闭状态可以防止容器的内部中的清洗流体流经容器出口，但它具有空心轴和开口，并在关闭状态，开口朝向容器内部敞开且与空心轴相连。在出口活门关闭的情况，清洗流体可以通过开口和空心轴从容器的内部排出，而不会流经容器出口。

43、特别地，在没有谷物送入加湿装置的运行间歇期，就会进行清洗工作。这意味着，在润湿喷嘴处于运行状态且谷物供给通过容器入口的润湿操作下，加湿装置被设置成不会排放清洗流体。相反地，加湿装置被构造成在专门的清洗操作中递送流体通过清洗喷嘴。

44、上述类型的清洗装置具有用于喷洒容器内壁的喷嘴和/或布置在容器内部的其他元件，对于加湿装置、即带有容器(带有容器入口和容器出口)且带有用于润湿该容器内部的谷物的至少一个喷嘴的谷物加湿装置可通常选择将该喷嘴布置在加湿装置的内部和/或能特别是与上述类型的出口活门(清洗流体可通过出口活门排出)一起延伸入加湿装置。

45、加湿装置被如此操作，以使用所期望的流体量进行润湿。因此，任何时候不会供给如必须再次从系统排出的过量的水。为此目的，控制器(其属于加湿装置或上一级单元，例如属于整个碾磨设备)可监控谷物吞吐量和喷入的流体或蒸汽量，并至少对后者进行定量。由此如此定量，以准确施加根据需要所期望的剂量。这一般是谷物量的0.5％到12％(质量百分比)之间，即比例如谷物清洗机的数量级更小。

46、为了根据需要确定剂量，具有加湿装置的系统除加湿装置外还可以具有测量装置，其用于测量各批次谷物的实际谷物湿度。这种测量装置可在润湿过程之前通过测量装置(在线湿度传感器)在线检测谷物的湿度。控制器据此计算出所需的润湿水量。

47、除了加湿装置和用于操作加湿装置的方法外，碾磨设备也属于本发明的主题。这种碾磨设备具有自身已知类型的装置(例如辊磨机和筛分装置以及称重和/或定量装置和输送装置)，还包括本文所述类型的加湿装置。此外，还可以提供布置至加湿装置下游的静置室。特别地，碾磨装置可被如此设计，以使在加湿装置和静置室之间不发生谷物的机械混合，并且没有与谷物物理接触的机械输送装置——这并不排除可选的气动输送(在气流中输送)的存在。