CN109317246B - 辊对、测量装置、产品加工设备和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于加工产品的辊对(1；1’)，包括两个辊且尤其是两个磨辊(1；1’)，至少其中一个所述辊(1；1’)包括用于获得表征至少其中一个所述辊(1；1’)的且尤其是两个辊(1；1’)的状态的测量值的至少一个传感器(2；2’)且优选是多个传感器(2；2’)。传感器(2；2’)与数据发送器(4；4’)数据连接，其中所述数据发送器被构造成以非接触方式将最好多个传感器(2；2’)且更好是所有传感器(2；2’)中的至少一个传感器(2；2’)的测量值发送至数据接收器(5；5’)。本发明还涉及用于插入辊对的辊的辊体(10’)的容纳孔(11’)中的测量装置(12’)，包括至少一个辊对(1；1’)的产品加工设备且尤其是研磨设备(18；18’)，用于操作产品加工设备的方法，以及用于改装和/或加装至少一个辊体的方法。

Description

辊对、测量装置、产品加工设备和方法

本申请是申请号为“201480043841.9”、申请日为2014年6月3日、名为“辊对、测量装置、产品加工设备和方法”的分案申请。

技术领域

本发明涉及辊对且尤其是磨辊对，尤其用于可移除地插入辊对的辊且尤其是磨辊对的磨辊的辊体的容纳孔中的测量装置，包括至少一个辊对的产品加工设备且尤其是包括至少一个磨辊对的研磨设备，用于操作产品加工设备且尤其是研磨设备的方法和用于改装和/或加装辊对且尤其是磨辊对的辊体的方法。

背景技术

例如用于粮食研磨业的磨辊需要连续监测。例如，其可能发生所谓的干燥运行，在干燥运行中相邻的磨辊彼此接触并且马达驱动功率以不可控方式转换为热量。如果该状态持续时间过久，则磨辊温度会增加至临界范围并可能造成起火。

为避免上述情况发生，借助一个或多个传感器监测磨辊温度且当达到可能的点火温度时发出警报是已知的。为此，通常使用光学系统来检测磨辊周面。然而，其问题是这些光学系统位于待研磨材料会流经的产品空间中。因此，这种光学系统极易被污染。

由DE10226411A1中知道了利用温度传感器以非接触方式测量磨辊周面温度。由于传感器与磨辊周面之间的距离，周面实际温度与测量温度存在很大程度上的不同。在基于繁琐且易出错的纯实验数据的评估中须考虑这些偏差。另外，DE19819614A1公开了与磨辊相距一定距离布置的温度传感器。

监测辊磨损同样重要。为此，DE4222085A1公开了用于测量磨辊表面状况的装置。然而，这些装置也设置在磨辊周面之外，因此有上述缺点。

能够测量在槽纹辊上的磨损的装置和方法也是已知的。然而，只能在磨辊应停止时进行测量。尽管该测量是准确的，但研磨设备须处于静止才能实现该测量。

另外，能够测量相邻两个磨辊之间的挤压力的压力传感器也是已知的。另外，用于磨辊的振动传感器也是已知的，其例如由wO2007/025395A1所公开。所有这些传感器同样布置在磨辊之外。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺点。特别是，目的是提供一种辊对且尤其是磨辊对以及一种产品加工设备特别是用于研磨待研磨材料的研磨设备，借此可更准确地确定辊对的至少其中一个所述辊或两个辊的状态且尤其是磨辊对的至少一个磨辊或两个磨辊的状态，且不易受到污染。通过该方式，至少在一些实施例中能提高工作安全性，且可以得到关于加工过程尤其是研磨过程的性能的结论。

一方面，该目的通过用于加工产品的辊对实现，该辊对包括两个辊，至少其中一个所述辊且尤其两个辊均包括至少一个传感器。特别是它可以是包括两个磨辊的磨辊对，至少其中一个所述磨辊且特别是两个磨辊包括至少一个传感器。

根据现有技术，本领域技术人员倾向于仅在加工松散材料或物料的辊对的辊的外部设置传感器，而不会考虑进行克服现有技术的所有隐含的期待从而实现利用位于辊周面内部的传感器系统实现功能的尝试。本领域技术人员不会考虑针对包含传感器的、加工松散材料或物料的辊的任何尝试，部分原因是因为加工松散材料或物料的辊对的环境中存在的极端的力、压力、温度和灰尘状况以及加工松散材料的传统方法。为首先实现发明构思，发明人须克服严重的、真实的和\或臆想的技术难题和/或偏见。

在本发明的含义内，“产品”被理解为松散材料或物料。在本发明的含义内，“松散材料”被理解为粉末、颗粒或小球状的产品，其用于松散材料加工业，即用于磨制业中的谷物加工、谷物研磨产品、谷物最终产品(尤其普通小麦、硬质小麦、黑麦、玉米和/或大麦的研磨)，或者用于特殊磨制业(尤其对大豆、荞麦、大麦、斯佩尔特小麦、小米/高粱，假谷物和/或兵豆的去皮和/或研磨)，用于生产家畜和宠物以及鱼和甲壳动物的饲料，用于加工油菜籽，用于加工生物物质，和用于生产能量丸，以及用于工业制造麦芽车间和麦芽设备；用于加工可可豆、坚果、和咖啡豆，用于生产肥料，以及用于制药工业或者用于固体材料化学。

在本发明的含义内，“物料”应被理解为食物，如巧克力料或糖料，或者印刷油墨、涂料、电子材料或者化学物质，尤其精细化学物质。

在本发明的含义内，“加工产品”被理解为如下方面：

-研磨、粉碎和/或絮化松散材料，尤其是如上所述的在磨制业或特殊磨制业中的谷物、谷物磨制产品和谷物最终产品，为此可以使用辊对，例如将在下文详细描述的磨辊对或者絮化辊对；

-物料精细加工，尤其是诸如巧克力料或糖料的食品物料，可以使用例如精细辊对；

-湿磨和/或弥散，尤其是印刷油墨、涂料、电子材料或化学材料，尤其是精细化学材料的加工。

在本发明的含义范围内的磨辊被设计用于研磨颗粒状待研磨材料，其通常在两个磨辊的磨辊对之间被引导。磨辊且尤其根据本发明的磨辊对的磨辊通常具有基本非弹性的表面(尤其在周面上)，为此，所述表面可包括金属或由金属制成，例如钢且尤其不锈钢。在磨辊对的磨辊之间通常存在相对固定的且通常液压调节的研磨缝隙。在许多研磨设备中，待研磨材料基本被垂直向下引导通过这种研磨缝隙。另外，在许多研磨设备中，待研磨材料借助其重力被输送至磨辊对的磨辊，且该输送能够可选择地被气动驱动。待研磨材料通常是颗粒状的且如同流体流移动通过研磨缝隙。关于这些特征，磨辊(尤其根据本发明的磨辊对的磨辊)和包括至少一个这种磨辊的研磨设备与例如用于输送纸张的许多辊是不同的。

磨辊对的至少一个辊且尤其两个辊、尤其磨辊对的至少一个磨辊且尤其两个磨辊可被设计成例如光面辊或槽纹辊或具有螺纹平面的辊体。光面辊可以是圆柱形或鼓肚形。槽纹辊可具有不同的槽纹图形，例如屋顶形或梯形槽纹图形，和/或可以具有位于周面上的部段。磨辊对的至少一个辊且尤其两个辊、尤其磨辊对的至少一个磨辊且尤其两个磨辊具有500毫米(mm)至2000mm范围内的长度以及250mm至300mm范围内的直径。

辊且尤其磨辊的周面优选以不可移除方式连接至辊体且尤其与辊体整体成形。这允许简单生产和对产品的可靠且有力的加工、尤其研磨。

至少一个传感器被设计用于获得表征辊对的至少一个辊且尤其两个辊的状态的测量值。它可以尤其是辊对的至少一个辊且尤其两个辊的周面的状态。该状态可以是例如辊对的至少一个辊且尤其两个辊的温度、压力、力(沿一个或多个方向的分力)、磨损、振动、变形(膨胀和/或偏移距离)、转速、转动加速度、环境湿度、位置或取向。

因此，与上述现有技术相比，辊对的至少一个辊、尤其磨辊对的至少一个磨辊本身含有至少一个传感器。当辊在操作期间转动时，传感器也随之转动。特别是至少一个传感器设置在辊周面内。因此，至少一个传感器不在产品且尤其待研磨材料也流过的产品空间中。具有至少一个这种辊的产品加工设备且尤其具有至少一个这种磨辊的研磨设备因此更不易被污染。另外，可以直接在辊中实现测量，这使得测量更加准确。

传感器可以呈例如MEMS(微电子机械系统)传感器形式。

传感器优选具有连接到至少一个数据传感器的数据连接，数据发送器被设计为将至少一个传感器的测量值以非接触方式传输至数据接收器。

利用至少一个数据发送器，测量值可以非接触方式被传输至数据接收器，该数据接收器不是辊的部件。数据接收器尤其可以是静止的数据接收器，至少一个传感器在辊转动期间相对于静止的数据接收器运动。由于非接触传输，故可避免否则必需的对于线缆的复杂的转动引入。

更加优选地，数据发送器布置在与传感器建立数据连接的相同辊之上或之中。

有利地，至少一个辊且尤其两个辊包含多个如上所述的传感器，尤其至少两个且优选至少四个且更优选至少六个传感器。更加优选地，多个传感器与至少一个数据传感器数据连接。传感器可以布置在沿辊转动轴线的不同位置处和/或绕该转动轴线的不同角度处。辊具有的传感器越多，传感器的分布越均匀，那么通过这些传感器得到的测量值越有价值。传感器优选沿周向均匀布置，从而获得转动平衡。

至少一个传感器可以设计成：

-温度传感器，其中优选设有多个温度传感器，这些传感器沿辊转动轴线布置，从而能够确定沿该方向的温度曲线；

-压力传感器；

-力传感器(用于确定沿一个或多个方向的分力)；

-磨损传感器；

-振动传感器，尤其用于确定缠绕，即加工产品附着于辊周面，造成阻碍在该位置的加工，尤其阻碍研磨；

-变形传感器(用于确定膨胀和/或偏移距离)；

-转速传感器，其尤其用于确定辊停止；

-转动加速度传感器；

-用于确定环境湿度的传感器，该传感器优选设置在辊端面上；

-回转传感器，用于确定辊的位置和/或取向，尤其用于确定辊对的两个辊之间缝隙的、与位置和/或与取向有关的宽度，以及辊平行度；

-用于确定辊对的两个辊之间缝隙的宽度、尤其磨辊对的两个磨辊之间的研磨缝隙的宽度的传感器，例如布置在辊端面的传感器，尤其是MEMS传感器。

当然，上述的任何组合都是可能的。例如，辊可以具有多个温度传感器和变形传感器。另外，在本发明范围内，所有传感器都是同类型的是可能的，例如均被设计成温度传感器。然而，在本发明的范围内，至少一个辊且尤其两个辊包括不同类型的传感器也是可能的。

在本文中，磨损被理解为辊且尤其磨辊的周面的机械磨损。这种磨损可以例如基于电阻变化来确定，这种电阻变化是由于周面上的材料剥蚀而导致的。替代地或补充地，磨损可以基于改变的压力和/或改变的路径长度和/或改变的电容来确定。

如果一个或两个辊包括多个传感器以及至少一个数据发送器，优选至少一个数据发送器被设计用于将来自多个传感器且更好是所有传感器的测量值以非接触方式发送至数据接收器。优选地，至少一个辊且尤其两个辊各自最多仅包括唯一的数据发送器且尤其优选恰好单个数据发送器，该数据发送器用于测量值的非接触发送。辊所具有的数据发送器越少，辊结构越简单。

特别是，如果至少一个辊仅具有唯一的数据发送器，那么该辊且尤其两个辊优选包括至少一个多路转换器，多路转换器被布置并设计成将从传感器获得的测量值交替地发送至数据发送器。

非接触发送能够例如通过红外线、光脉冲、射频信号、感应耦合或其任意组合实现。

在此处和下文中，测量值非接触发送总是还包括通过测量值适当处理获得的且因此基于测量值的数据的发送。例如至少一个辊且尤其是两个辊可包括用于转换由至少一个传感器获得的测量值的至少一个信号转换器且尤其是至少一个A/D转换器(模拟/数字转换器)。在第一可能变型中，每个传感器可配属有至少一个信号转换器，其转换由传感器获得的测量值。经过转换的信号随后能被输送至已如上所述的多路转换器。如果信号转换器呈A/D转换器形式，则多路转换器可以是数据多路转换器。在第二可能变型中，信号转换器还可布置在如上所述的多路转换器和数据发送器之间。在此情况下，多路转换器可以是模拟多路转换器。

优选地，至少一个辊且尤其是两个辊、尤其如下所述的至少一个辊且尤其两个辊的辊体包括至少一个能量接收器和/或至少一个能量发生器。因此，能对至少一个传感器和/或至少一个多路转换器(尤其至少一个如上所述的多路转换器)和/或至少一个信号转换器(尤其如上所述的至少一个信号转换器)和/或至少一个数据发送器(尤其包含在辊之上或之中的数据发送器)和/或将如下所述的测量装置的至少一个数据发送器供应能量。能量接收器尤其可以是感应能量接收器。在该变型中，能量接收器例如可具有至少一个接收线圈，在至少一个接收线圈的帮助下，电磁能以感应方式被耦合输入。替代地或补充地，能量接收器还可被设计成接收光能。替代地或附加可行地且在本发明范围内，至少一个磨辊、尤其两个辊还可具有至少一个电池且尤其是至少一个充电电池，在电池帮助下能实现供能。

在一个变型中，能量发生器可被设计成从辊运动中获得能量。例如能量发生器可被设计成从以下方面获得能量：

-辊内的热差，尤其利用热电效应，例如在热元件辅助作用下的塞贝克效应、珀尔帖效应或汤姆逊效应，和/或

-辊振动，例如借助至少一个压电元件和/或机械方式，和/或

-辊转动，例如借助至少一个压电元件和/或机械方式。

有利地，辊可以既包括至少一个能量接收器和/或至少一个能量发生器，又包括可通过能量接收器和/或能量发生器充电的至少一个充电电池。

有利地，至少一个辊且尤其两个辊包括至少一个电路板(尤其MEMS电路板)，在该至少一个电路板上设置有至少一个传感器和/或至少一个多路转换器(尤其如上所述的至少一个多路转换器)和/或至少一个信号转换器(尤其如上所述的至少一个信号转换器)和/或至少一个数据发发送器(尤其在辊之上或之中的数据发送器)和/或至少一个能量接收器(尤其如上所述的至少一个能量接收器)和/或至少一个能量发生器(尤其如上所述的至少一个能量发生器)。电路板可具有测量线路，传感器通过测量线路连接至多路转换器。这样的电路板具有所述部件能以非常紧凑的方式布置于其上的优点，并且电路板能被制成单独组件，并且在至少一些实施例中可以在需要时进行更换。

然而，作为电路板的替代，传感器可以通过线缆束连接至数据发送器和/或多路转换器。

在多个实施例中，至少一个辊且尤其两个辊包括具有至少一个容纳孔和至少一个测量装置的辊体，至少一个测量装置能以可移除方式插入容纳孔中。辊体周面形成辊周面的至少一部分，尤其形成整个辊周面。测量装置包括辊的至少一个传感器。另外，还可以包括至少一个多路转换器(尤其如上所述的至少一个多路转换器)和/或至少一个信号转换器(尤其如上所述的至少一个信号转换器)。辊的至少两件式结构也允许制造单独组件。尤其如果测量装置以可移除方式被插入容纳孔，则其能容易更换，例如在其须被清洁或维护或出现故障的情况下。

而在其它实施例中，测量装置以不可移除的方式被插入容纳孔也可能是有意义的。通过这种方式，测量装置可更牢固地连接至辊体。另外，能防止测量装置被未经允许地移出，该移出会影响安全性。测量装置例如可被浇注于容纳孔(例如通过树脂)或被熔接于容纳孔中。通过该方式能避免爆裂，从而尤其符合欧盟的ATEX(易爆炸环境)指南的要求。

在一些实施例中，容纳孔可主要由圆柱形孔形成，其具有5毫米(mm)至40mm、优选地5mm至25mm、更优选地10mm至14mm范围的直径。该孔可基本平行于辊体转动轴线延伸。为了能确定圆周面状态，容纳孔优选布置在辊体外部区域。因此，容纳孔可位于辊体圆柱环形区域中。

在有利的实施例中，容纳孔在转动轴线方向沿整个辊体长度延伸，就是说沿整个辊体长度的至少50％、优选至少70％、尤其优选至少90％延伸。这样，辊的状态也能基本沿其整个长度被确定。至少一个容纳孔优选以考虑到质量平衡的方式来布置，因为这样能避免对辊进行平衡设置。或者，可以优选沿圆周方向均匀设置存在的两个或更多的容纳孔，通过该方式也能避免对辊进行平衡设置。

测量装置可以是杆状的并具有纵轴线，沿该纵轴线布置有多个传感器如温度传感器。

在其它实施例中，容纳孔可以形成于辊体的圆周面中。特别地，容纳孔可以基本上沿辊体的径向延伸，也就是说基本上垂直于辊体的转动轴线。当测量装置被插入于这种容纳孔中时，能够容易地测量辊的圆周面的状态，例如圆周面上的温度。

辊体优选可具有至少一个径向容纳孔和至少一个轴向容纳孔，径向容纳孔形成在辊体周面中并容置有至少一个传感器，轴向容纳孔即平行于转动轴线延伸的容纳孔容置有电路板。传感器可以连接至电路板或通过该方式进行设计，并且通过该方式相对于电路板进行布置，使其能以非接触方式与电路板相连，例如通过超声波、红外线、感应耦合、射频信号或其任意组合。

测量装置可以呈具有螺纹的螺栓形式且容纳孔具有配合螺纹，螺栓螺纹能被拧入该配合螺纹中。替代地或补充地，测量装置可被设计成具有第一卡口连接件的螺栓，且容纳孔可以具有第二卡口连接件，螺栓的第一卡口连接件可以配合至该第二卡口连接件中。第一和/或第二卡口连接件可以具有安全件。两个变型均允许测量装置很简单地插入容纳孔中且如果需要简单地从中移除。

该螺栓的实施例尤其适合于螺栓具有呈磨损传感器、压力传感器或温度传感器的传感器的情况。

尤其优选地，测量装置且尤其是螺栓具有至少另一个数据发送器和至少另一个数据接收器。这样，测量装置的数据发送器和数据接收器被如此设计和布置，传感器所获得的测量数据能以非接触方式从至少另一个数据发送器发送到至少另一个数据接收器。这在测量装置仅以可释放的方式插入于容纳孔的情况是尤其有利的，原因是在插入过程中无需形成线缆连接，尤其是测量装置与辊体之间的线缆连接。

从另一数据发送器向另一数据接收器的非接触发送尤其可经过辊体内部空间进行，尤其经过辊体空腔。经过空腔的发送仅受到少量干扰且仅需要相对低的发送能量。从另一数据发送器向另一数据接收器的非接触发送例如可通过红外线、光脉冲、射频信号、感应耦合或其任意组合实现。

测量装置且尤其螺栓能以感应方式和/或通过光来供能。替代地或补充地，测量装置且尤其螺栓可以具有如上所述的能量接收器和/或如上所述的能量发生器，其被设计成从辊运动中获得能量，例如通过以下方面：

-辊内的热差，尤其利用热电效应，例如在热元件辅助作用下的塞贝克效应、珀尔帖效应或者汤姆逊效应，和/或

-辊振动，例如借助至少一个压电元件和/或机械方式，和/或

-辊转动，例如借助至少一个压电元件和/或机械方式。

同样，替代地或补充地，测量装置且尤其螺栓可以具有至少一个电池，尤其至少一个充电电池。

作为集成于辊体中的数据接收器的替代或补充，包括辊对的产品加工设备且尤其包括磨辊对的研磨设备可具有设置在辊外的数据接收器。该数据接收器可以是杆状的且可以尤其相对于辊的转动轴线垂直延伸。

如果存在多个容纳孔，则这些容纳孔可设置在沿辊体转动轴线的不同位置处和/或位于绕该转动轴线的不同角度处。容纳孔的分布越均匀，则由插入这些容纳孔中的测量装置得到的测量值越有价值。容纳孔优选沿周向均匀布置以获得转动平衡，因此可避免否则会需要的平衡设置。

该至少一个数据发送器(尤其一个或两个辊的至少一个数据发送器或上述另一数据发送器)和/或数据接收器(尤其所述(多个)辊的辊体的数据接收器)和/或能量接收器和/或能量发生器优选布置在所述(多个)辊的端面，尤其布置在所述(多个)辊的辊体的端面。在该端面，测量值的非接触发送几乎没有或完全未受到被辊研磨的产品的阻碍。

在一个实施例中，上述电路板可以是测量装置的部件。至少一个传感器和/或至少一个多路转换器(尤其上述至少一个多路转换器)和/或至少一个信号发送器(尤其上述至少一个信号发送器)可以设置在该测量装置上。

该辊可具有至少一个数据存储器且尤其RFID(无线射频识别)芯片。例如辊的尤其个体识别被存储或可被存储在该数据存储器中。替代地或补充地，辊的至少一个特性被存储或可被存储在数据存储器中，例如其至少一个尺寸和/或其弯度。存储在数据存储器中的数据优选也以非接触方式来发送。为此，辊可具有数据发送器。此外可想到的是，数据存储器的数据通过相同的数据发送器发送，根据本发明，至少一个传感器的测量值通过所述数据发送器发送。

本发明的另一方面涉及测量装置，它尤其以可移除方式插入辊对的辊的辊体的容纳孔中。特别是容纳孔可形成在辊体周面中。辊可以是如上所述的磨辊对的磨辊，且辊体可以是这种磨辊的辊体。

根据本发明，测量装置具有至少一个传感器用于获取表征辊且尤其辊周面的测量值。另外，根据本发明的测量装置可具有用于将测量值尤其以非接触方式发送至数据接收器的至少一个数据发送器。在第一变型中，数据可被发送至如上所述的静止不动的数据接收器。在第二变型中，数据可被发送至同样如上所述的数据接收器，尤其发送至如上所述的另外的数据接收器或者发送至辊体的数据接收器。

测量装置具有集成于其中的数据处理器且尤其微处理器、FPGA(现场可编程门阵列)、PLC(可编程逻辑控制器)处理器或RISC(精简指令集计算机)处理器。数据处理器例如可对由至少一个传感器得到的测量值做进一步处理，然后可选择地将其发送至数据发送器，尤其在数据发送器被包含在辊中的情况下。特别是数据处理器可完全或部分地取代上述多路转换器和/或上述信号转换器的功能。微处理器可以是上述电路板的部件。替代地或补充地，微处理器可取代以下功能中的至少一个：与至少一个数据总线系统连通(尤其IP(互联网协议)地址的管理)；电路板存储器管理；尤其如下所述的能量管理系统的控制；(多个)辊的识别特征的管理和/或存储，如几何数据和辊的历史；接口协议的管理；无线功能性。

另外，测量装置且尤其电路板可具有能执行以下功能中的至少一个或所有功能的能量管理系统：

-对来自数据发送器的测量值的定期且尤其周期性的发送；

-仅当预定状况发生时，尤其当满足下文还进一步描述的报警标准时从数据发送器发送测量值；

-电容器或能量存储器的定期且尤其是周期性的充电和放电。

用于加工产品的加工产品加工设备且尤其是用于研磨待研磨材料的研磨设备包括至少一个如上所述的辊对且尤其磨辊对。在辊对的辊之间形成缝隙。特别是，在磨辊对的磨辊之间形成研磨缝隙。在本发明范围内，辊对的两个辊中的仅一个辊须根据本发明来设计；然而本发明还包括辊对的两个辊均根据本发明来设计的实施例，即包括至少一个如上所述的传感器以及可选择的至少一个如上所述的数据发送器。尤其在待研磨材料的研磨过程中，待研磨材料基本上被竖直向下引导经过研磨缝隙。另外，尤其在研磨待研磨材料的过程中，待研磨材料优选通过其重力被输送至磨辊，且该输送可选择地通过气动方式来辅助。产品且尤其是松散材料、尤其待研磨材料可以是颗粒状的且可以如同流体流移动通过研磨缝隙。

在一些实施例中，尤其在物料如巧克力料或糖料的精细加工中，物料可选地从下向上输送经过形成在辊之间的缝隙。

测量装置可以具有已如上所述的一个、多个或所有特征且可以具备如上所述的优点。特别是，该测量装置可以

-包括至少一个信号转换器，和/或

-被设计为具有螺纹的螺栓，该螺纹能被拧入辊体的容纳孔的配合螺纹，和/或

-被设计成具有第一卡口连接件的螺栓，该第一卡口连接件能配合至辊体的容纳孔的第二卡口连接件中，和/或

-包括至少一个电路板，至少一个传感器和/或至少一个多路转换器和/或至少一个信号转换器被设置在该至少一个电路板上，和/或

-包括至少一个呈温度传感器形式的传感器，其中优选设有多个温度传感器，这些温度传感器沿辊转动轴线设置，从而能够确定沿该方向的温度曲线，和/或

-包括至少一个呈压力传感器形式的传感器，和/或

-包括至少一个呈力传感器(用于确定沿一个或多个方向的分力)形式的传感器，和/或

-包括至少一个呈磨损传感器形式的传感器，和/或

-包括至少一个呈振动传感器形式的传感器，其尤其用于确定缠绕，即所加工的产品附着于辊周面，造成阻碍在该位置的加工、尤其阻碍研磨，和/或

-包括至少一个呈变形传感器形式的传感器(用于确定膨胀和/或偏移距离)，和/或

-包括至少一个呈转速传感器形式的传感器，尤其用于确定辊的停止，和/或

-包括至少一个呈转动加速度传感器形式的传感器，和/或

-包括设计用于确定环境湿度且优选设置在辊端面的传感器，和/或

-包括至少一个呈回转传感器形式的传感器，用于确定辊的位置和/或取向，尤其用于确定辊对的两辊之间缝隙的、与位置和/或取向有关的宽度，以及辊平行度；和/或

-包括至少一个用于确定辊对的两辊之间缝隙的宽度、尤其磨辊对的两磨辊之间的研磨缝隙的宽度的传感器，例如布置在辊端面上的传感器如MEMS传感器。

测量装置可以在容纳孔的端开口处或者之外具有至少一个数据发送器，其尤其用于将测量数据非接触发送至数据接收器。

本发明的另一方面还设计产品加工设备，尤其用于研磨待研磨材料的研磨设备。根据本发明的产品加工设备包括至少一个如上所述的辊对。另外，产品加工设备可具有用于接收由辊对的至少一个辊、尤其两个辊的数据发送器发送的测量值的至少一个尤其静止不动的数据接收器。通过这样的产品加工设备可实现如上所述的优点。尤其在研磨设备包括多个不同的辊对且产品从相同的产品入口输送至上述多个不同辊对的情况下，仅其中一个辊对根据本发明来设计可能是有利的。

研磨设备可以例如是谷物碾磨机的单独的辊磨机，或者具有至少一个辊磨机的完整的谷物碾磨机，其中，至少一个辊磨机包括如上所述的至少一个磨辊。然而，产品加工设备也可以是：

-用于松散物料、尤其磨制工业中或者如上所述的特殊磨制工业中的谷类、谷类磨制产品和谷类最终产品的絮化的絮化碾压机；

-用于生产巧克力的辊磨机或碾压机，尤其具有例如两个或五个辊、特别是两个或五个精细辊的粗碾压机或最终精细碾压机；

-用于对例如印刷油墨、涂料、电子材料或化学材料且尤其是精细化学材料的湿磨和/或弥散的碾压机，尤其是三辊碾压机。

本发明的另一方面涉及操作如上所述的产品加工设备、尤其是上述研磨设备的方法。该方法包括如下步骤，由辊对的至少一个辊且尤其两个辊的数据发送器发送的测量值被产品加工设备的数据接收器接收。

接收数据能被进一步处理和评估。为此，数据可被发送至产品加工设备且尤其研磨设备的控制单元，由此被进一步发送至可选的上级指导系统。通过控制单元和/或指导系统，整个产品加工设备且尤其整个研磨设备或者其一部分可以被控制和/或调节。

特别是，如果达到预定报警标准，则控制单元会发出警报信息。例如报警标准可以是至少其中一个传感器的测量值超过为该传感器预设的极限值。在另一变型中，报警标准可以是由预定数量的传感器测量的最高测量值与最低测量值之间的差值超过预定极限值。

如果达到报警标准，则可发出报警信号(如通过视觉和/或通过听觉)和/或产品加工设备可被停机(如通过控制单元)。另外，控制单元可使由至少一个传感器获得的测量值可视化或能使由这些测量值获得的数据可视化。

在根据本发明的辊对的产品流下游，产品加工设备可以包括至少一个用于测量颗粒尺寸及其分布的装置。通过该方式，对颗粒尺寸及其分布的测量例如可与磨损状态和/或辊接触压力的测量相结合。这尤其在辊为尤其是磨辊、槽纹辊的情况下是有利的。替代地或补充地，用于产品流尤其用于待研磨材料流的NIR测量装置可设置在根据本发明的辊尤其是磨辊的产品流下游。这在辊尤其磨辊是光面辊情况下是尤其有利的。由于对磨损状态的识别，两个变型均允许及早对维护工作做出计划。

本发明的另一方面涉及给用于加工产品的辊对的至少一个辊体且尤其两个辊体改装和/或加装用于测量装置且尤其是上述辊体的测量装置的至少一个容纳孔的方法。特别是，辊体可以是磨辊辊体。该方法包括以下步骤，测量装置且尤其是如上所述的测量装置被插入容纳孔中，从而获得如上所述的上述辊对。

附图说明

以下将参考实施例和附图对本发明进行更详细说明，其中：

图1示出具有磨辊和多个温度传感器的第一研磨设备的示意图；

图2示出根据图1的研磨设备的另一示意图；

图3a-图3d示出包含在根据图1的磨辊中的测量装置的细节视图的四张照片；

图4示出包括具有多个压力传感器的磨辊的研磨设备的本发明第二实施例。

具体实施方式

图1示出根据本发明的第一产品加工设备，其被设计用于研磨待研磨材料，尤其是用于研磨谷物的研磨设备18。研磨设备18包括由第一磨辊1和第二磨辊19组成的磨辊对，第一磨辊具有七个温度传感器2和一个数据发送器4，第二磨辊并非必须具有传感器或发送器。第一磨辊1包括具有呈柱形孔形式的容纳孔11的辊体10，该容纳孔平行于辊体10的转动轴线A且沿其整个长度延伸。包括七个温度传感器2的杆状测量装置12被插入容纳孔11中。测量装置12被浇注入容纳孔11中，因此不可移除地插入容纳孔11中。借助温度传感器2，可以得到反映磨辊1的周面3的不同位置处的温度的测量值。测量装置12的结构将参考图2和图3a至图3d在下文中来更详细描述。

磨辊1在端面20具有数据发送器4，该数据发送器在转动操作过程中与磨辊一起转动，并且温度传感器2的测量值通过该数据发送器以非接触方式被发送至静止不动的数据接收器5。测量值的非接触发送能通过红外线、光脉冲、射频信号、感应耦合或其任意组合实现。磨辊1在其端面20还具有感应能量接收器9，来自磁体21的能量能通过该感应能量接收器以感应方式耦合输入。

由数据接收器5接收的数据通过线路22被输送至控制单元23，整个研磨设备18或其一部分能借助控制单元被控制和/或调节。控制单元23包括显示机构24例如屏幕，通过温度传感器2获得的测量值或从所述测量值获得的数据能通过该显示机构被可视化。另外，如果达到预定的报警标准，例如如果由其中一个温度传感器2测量的温度超过预定极限值，则控制单元23能发出警报信息。通过另一线路25，数据能被传输至可选的上级指导系统26。

图1的下方是能由控制单元23的显示机构24呈现的温度曲线的示意图。例如，如果在磨辊1的位置27处出现干燥运行，那么该区域的温度会局部升高，这可能是着火迹象。基于大量温度传感器2，位置27能够被准确定位并且能够采取相应的措施。

图2再次以示意图方式示出测量值如何从七个温度传感器2发送至控制单元23。测量装置12包括电路板8，在电路板上设置有七个温度传感器2和一个多路转换器6。此外，每个温度传感器2通过两个测量线路28连接至多路转换器6。多路转换器6将从温度传感器2获得的测量值通过线缆29交替传送至数据发送器4，该数据发送器随后以非接触方式将测量数据发送至数据接收器5。

图3a至图3d示出测量装置12的多幅拍摄的详细视图。在图3a中能看到电路板9和多路转换器6。

在图3b中能看到测量装置12的露出线缆29的一端。在线缆29的端部有插头30，测量装置12能通过插头连接至数据发送器4。

图3c包括已在图3b中示出的测量装置12的端部的另一详细视图。

图3d示出测量装置12的如图3c所示的部分的后视图，在此能看到其中一个温度传感器2。例如温度传感器2可以是已知的PT1000类型。

图4示意性示出根据本发明的产品加工设备的第二实施例，其同样被设计用于研磨待研磨材料，尤其是谷物的研磨设备18’。为了简化视图，仅示出磨辊对的其中一个磨辊1’，而没有示出如图1所示的另一磨辊19。在磨辊1’的辊体10’的周面3’中存在多个容纳孔11’，在此仅示出其中三个容纳孔。这些容纳孔11’沿辊体10’的径向延伸，就是说垂直于辊体10’的转动轴线A’延伸。

构成测量装置的螺栓12’也在图4中(并非按比例)被示出。螺栓12’包括螺纹(未在图中示出)。每个容纳孔11’具有配合螺纹(同样未示出)，螺栓12’可被拧入该配合螺纹中。螺栓12’还具有传感器和数据发送器，这两者均未在图4中被示出。例如，传感器可以是磨损传感器、压力传感器或温度传感器。

数据发送器4’、能量接收器9’和数据接收器16’布置在磨辊1’的端面20’上。由传感器2’得到的测量数据能通过以下方法以非接触方式从螺栓12’的数据发送器被发送至辊体1’的数据接收器16’，例如通过红外线、光脉冲、射频信号、感应耦合或其任意组合。这优选经过辊体10’的内部空间且尤其是空腔实现。

螺栓12’能以感应方式和/或通过光被供应能量。替代地或补充地，它可以包括至少一个压电元件，通过该压电元件，可由磨辊1’的转动产生的力生成电能。替代地或补充地，螺栓12’也可具有至少一个且尤其是至少一个充电电池。

另外，公开了以下方面：

A.一种磨辊(1；1’)，包括：

-用于获得表征所述磨辊(1；1’)的状态且尤其是所述磨辊(1；1’)的周面(3；3’)的状态的至少一个传感器(2；2’)且优选是多个传感器(2；2’)；

-用于将至少一个传感器(2；2’)且优选是多个传感器(2；2’)且更优选是所有传感器(2；2’)的测量值以非接触方式传送至数据接收器(5；5’)的至少一个数据发送器(4；4’)且优选是唯一的数据发送器(4；4’)。

B.按照特征组合A的磨辊(1；1’)，其中，包括至少一个多路转换器(6；6’)，其被布置和构造成将由该传感器(2；2’)获得的测量值交替传送至该数据发送器(4；4’)。

C.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，包括用于转换由该传感器(2；2’)获得的测量值的至少一个信号转换器(7；7’)且尤其是至少一个A/D转换器(7；7’)。

D.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，包括至少一个能量接收器(9；9’)且尤其是至少一个感应能量接收器(9；9’)用于对磨辊(1；1’)的传感器(2；2’)和/或至少一个多路转换器(6；6’)和/或至少一个信号转换器(7；7’)和/或数据发送器(4；4’)和/或测量装置(12；12’)的数据发送器供能。

E.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，包括至少一个电路板(8；8’)，在该至少一个电路板上设有所述磨辊(1；1’)的传感器(2；2’)和/或至少一个多路转换器(6；6’)和/或至少一个信号转换器(7；7’)和/或数据发送器(4；4’)和/或至少一个能量接收器(9；9’)。

F.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，包括具有至少一个容纳孔(11；11’)的辊体(10；10’)和能插入或被插入所述至少一个容纳孔(11；11’)的至少一个测量装置(12；12’)，尤其是所述至少一个测量装置以可移除方式能插入或被插入所述至少一个容纳孔，所述测量装置(12；12’)包括至少其中一个所述传感器(2；2’)。

G按照特征组合F的磨辊(1’)，其中，所述容纳孔(11’)形成在辊体(10’)的周面(3’)中。

H.按照特征组合F和G之一的磨辊(1’)，其中，所述测量装置(12’)以具有螺纹(13’)的螺栓(12’)形式构成，且所述容纳孔(11’)具有配合螺纹(14’)，所述螺栓(12’)的螺纹(13’)能被拧入所述配合螺纹中。

I.按照特征组合F至H之一的磨辊(1’)，其中，该测量装置(12’)具有至少一个数据发送器且所述辊体(10’)具有至少一个数据接收器(16’)，它们被设计和布置成使由该传感器(2’)获得的测量数据以非接触方式从所述测量装置(12’)的数据发送器尤其经过该辊体(10’)的内部空间(17’)且尤其是经过所述辊体(10’)的空腔(17’)地传送至该辊体(10’)的数据接收器(16’)。

J.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，所述测量装置(12；12’)包括至少一个电路板(8；8’)，在该至少一个电路板上设置有至少一个传感器(2；2’)和/或至少一个多路转换器(6；6’)和/或至少一个信号转换器(7；7’)。

K.按照前述特征组合之一的磨辊(1；1’)，其中，至少一个传感器(2；2’)呈温度传感器(2)形式和/或至少一个传感器(2；2’)呈压力传感器(2’)形式和/或至少一个传感器呈力传感器形式和/或至少一个传感器呈磨损传感器形式和/或至少一个传感器呈振动传感器形式和/或至少一个传感器呈变形传感器形式。

L.一种用于尤其以可移除方式插入磨辊(1’)且尤其是按照特征组合F至K之一的磨辊(1’)的辊体(10’)的容纳孔(11’)中的测量装置(12’)，其中，所述测量装置(12’)具有用于获得表征该磨辊(1’)的状态且尤其是所述磨辊(1’)的周面(3’)状态的测量值的至少一个传感器(2’)和尤其是至少一个数据发送器，所述至少一个数据发送器用于尤其以非接触方式将测量值传送至数据接收器(5’；16’)。

M.一种研磨设备(18；18’)，包括按照特征组合A至K之一的至少一个磨辊(1；1’)和用于接收由磨辊(1；1’)的数据发送器(4；4’)发送的测量值的至少一个数据接收器(5；5’)。

N.一种用于操作按照特征组合M的研磨设备(18；18’)的方法，包括由磨辊(1；1’)的数据发送器(4；4’)发送的测量值被研磨设备(18；18’)的数据接收器(5；5’)接收的步骤。

O.一种给辊体(10；10’)改装和/或加装用于测量装置(12；12’)的至少一个容纳孔(11；11’)的方法，该方法包括以下步骤，即，该测量装置(12；12’)且尤其是按照特征组合L的测量装置(12；12’)被插入该容纳孔(11；11’)中，从而获得按照特征组合F至K之一的磨辊(1；1’)。

Claims (15)

1.一种测量装置(12)，其被设计用于插入平行于第一磨辊(1)的磨辊体(10)的转动轴线(A)延伸的容纳孔(11)中，该测量装置(12)具有电路板(8)和多个传感器(2),其中所述测量装置(12)是杆状的并具有纵轴线，沿该纵轴线布置有多个传感器(2)，所述第一磨辊(1)和第二磨辊(19)形成用于加工产品的磨辊对，其中，

在将所述测量装置插入所述容纳孔(11)后，所述第一磨辊(1)包括在操作期间与所述第一磨辊(1)共同转动并且用于获得表征所述第一磨辊(1)或所述第二磨辊(1，19)中的至少一个的周面状态的测量值的多个传感器(2)；

多个所述传感器(2)与至少一个第一数据发送器(4)数据连接，所述第一数据发送器在操作期间与所述第一磨辊(1)共同转动，其中所述第一数据发送器(4)被构造用于以非接触方式将所述测量值发送至第一数据接收器(5)；

所述第一数据发送器(4)与多个所述传感器(2)设置在同一所述第一磨辊(1)上或在其内部；

所述第一磨辊(1)包括具有所述测量装置(12)能被插入或被插入的容纳孔(11，11’)的磨辊体(10)；以及所述容纳孔(11，11’)被布置在所述磨辊体(10)的外部区域，多个所述传感器(2)中的至少一个呈温度传感器形式和/或多个所述传感器(2)中的至少一个呈压力传感器形式和/或多个所述传感器中的至少一个呈力传感器形式和/或多个所述传感器中的至少一个呈振动传感器形式和/或多个所述传感器中的至少一个呈转速传感器形式和/或多个所述传感器中的至少一个呈转动加速度传感器形式和/或多个所述传感器中的至少一个呈回转传感器形式。

2.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一数据发送器(4)被布置于所述第一磨辊(1)的端面(20)上。

3.根据权利要求2所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一磨辊(1)包括将由多个所述传感器(2；2’)获得的测量值交替传送至所述第一数据发送器(4)的至少一个多路转换器(6)。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一磨辊(1)包括至少一个信号转换器(7)，该信号转换器(7)是像A/D转换器那样用于转换由多个所述传感器(2)获得的测量值。

5.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一磨辊(1)包括至少一个能量接收器。

6.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一磨辊(1)包括用于为所述传感器(2)供应能量的至少一个能量发生器(9)。

7.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，所述第一磨辊(1)包括至少一个电路板(8)，在所述电路板(8)上设有多个所述传感器(2)和/或至少一个多路转换器(6)和/或至少一个信号转换器(7)和/或所述至少一个第一数据发送器(4)和/或至少一个能量接收器和/或至少一个能量发生器(9)。

8.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，所述至少一个测量装置(12)能以可释放的方式被插入或被插入所述容纳孔(11)。

9.根据权利要求1所述的测量装置(12)，其特征在于，又一个容纳孔(11’)形成在所述磨辊体(10’)的周面(3’)中。

10.根据权利要求9所述的测量装置(12)，其特征在于，又一个测量装置(12’)以具有螺纹(13’)的螺栓形式构成，且形成在所述磨辊体(10’)的周面(3’)中的所述又一个容纳孔(11’)具有配合螺纹(14’)，所述螺栓(12’)的所述螺纹(13’)能被拧入所述配合螺纹中。

11.根据权利要求10所述的测量装置(12)，其特征在于，所述至少一个测量装置或所述又一个测量装置(12’)具有不同于所述第一数据发送器的至少一个第二数据发送器和不同于所述第一数据接收器的至少一个第二数据接收器，其中所述第二数据发送器和所述第二数据接收器被构造和布置成使由多个所述传感器(2)获得的测量值能以非接触方式从所述第二数据发送器发送至所述第二数据接收器。

12.根据权利要求11所述的测量装置(12)，其特征在于，其中所述第二数据发送器和所述第二数据接收器被构造和布置成使由多个所述传感器(2)获得的测量值能以非接触方式从所述第二数据发送器经过所述磨辊体(10)的内部空间空腔(17)地发送至所述第二数据接收器。

13.一种产品加工设备，包括如权利要求1至12中任一项所述的至少一个测量装置(12)。

14.一种用于操作如权利要求13所述的产品加工设备的方法，包括由所述磨辊对的所述第一磨辊(1)的所述第一数据发送器(4)所传送的测量值被所述产品加工设备的所述第一数据接收器(5)接收的步骤。

15.一种用于改装和/或加装用于加工产品的磨辊对的至少一个磨辊体(10)的方法，包括以下步骤，将如权利要求1至12中任一项所述的测量装置(12)插入在平行于磨辊体(10；10’)内的转动轴线(A)延伸的容纳孔(11)中。

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