冲击环和改进的脱壳装置的制作方法

本发明涉及一种用于脱壳装置的冲击环和一种具有这种冲击环的改进的脱壳装置。

背景技术：

1、用于对诸如大豆、向日葵种子、燕麦和其他豆类之类的颗粒状物品进行脱壳的脱壳装置是已知的。在已知的脱壳装置中，待脱壳的颗粒状谷物通过入口进料到分配器头部，诸如转子，并且通过分配器头部中的径向开口从周向分配头部抛向一个或多个粗糙的脱壳表面。由于脱壳表面的冲击，壳破裂，并且颗粒状物品的内容物可以从壳分离。

2、这种脱壳装置在de-2916729a1中示出。这里示出的脱壳装置中，待处理的材料被进料到分配头，该分配头能够围绕其纵向轴线旋转并且在其壁中具有轴对称地设置的通道开口，径向定向的引导件与所述通道开口连接。在旋转的分配头中，谷物由于离心力而被驱动通过通道开口并且被抛向冲击板，在冲击板处，谷物受到冲击而分解成核和壳。分离的良品从冲击板向下移动到出口。

3、在gb-583188a中，描述了脱壳装置，其中冲击环被设置为脱壳表面。该冲击环在其内表面上具有一层橡胶状材料(即，一层对应的聚合物材料)。谷物从分配头处抛出后撞击在聚合物层上。根据该文献，已经表明橡胶状聚合物材料层比研磨非弹性表面(诸如金属表面)更适合于对颗粒状材料进行脱壳，因为后者相比弹性材料更加会损坏待脱壳的材料。

4、在长时间操作期间，由于强烈加速的谷物的持续冲击，聚合物层会经历磨损。在gb-583188a中，提出在操作期间以波状方式移动冲击环，使得冲击环(或聚合物层)的不同表面部分暴露于高度加速的谷物的冲击。然而，必须在操作特定一段时间之后替换冲击环。

5、通常用于脱壳装置中的冲击环由金属层(约2mm厚)和塑料层(约20mm厚)组成，并且具有相当大的重量，通常为约30kg。更换冲击环需要将其从脱壳装置中取出并运输至处理工厂。由于冲击环的质量和尺寸，对单个人来说存在相当大的负担。

6、此外，不可能在不留下任何残留物的情况下从金属环移除通过粘合剂附着到冲击环的内表面上的聚合物层。在移除过程中，很大一部分粘合剂会保留在金属环的表面上。这使得金属环无法被再次使用。金属环必须被处理掉，由于聚合物残留在金属片上，这不是没有问题的，并且由于生态和经济原因，这也不是一个理想的解决方案。

7、另外，由于与替换冲击环相关的问题，需要替换的时间应该尽可能精确地确定。当冲击环的内表面上的聚合物层被磨损并且冲击环的金属表面被暴露时，就达到了该时间点。如上所述，当谷物撞击金属表面时，它们被损坏。然而，特别是在该装置正在进行操作的过程中，难以以所要求的精度确定该冲击环的内表面上的聚合物层的状态。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种能克服上述问题的脱壳装置。

2、该目的通过根据本发明的冲击环和脱壳装置来实现。

3、详细地说，本发明涉及一种用于对颗粒状物品进行脱壳的装置的冲击环，该冲击环包括金属的环形主体和在其整个内表面上的聚合物层，其特征在于该聚合物层以可剥离的方式设置在该环形主体的内表面上。

4、本发明的构思不是将聚合物层直接胶合到冲击环的环形主体的内表面，而是将其进行可剥离式设置。以这种方式，必要时可以替换该聚合物层，并且可以重复使用冲击环。

5、根据本发明的一个实施方案，该聚合物层被设置在扣紧元件中。扣紧元件本身被以这样的方式设计，使得它能够可拆卸地设置在冲击环的环形主体的内表面上。

6、如果聚合物层在长时间操作之后被磨损，则可以通过将其中设置有聚合物层的扣紧元件从环形主体上拆下而轻易地将其从冲击环的环形主体上移除。

7、根据本发明，为了移除扣紧元件，不需要将冲击环从脱壳装置中移除。环形金属主体保留在装置中并可重复使用，而仅替换其中设置有聚合物层的扣紧元件。

8、根据本发明，这消除了金属冲击环的耗时的移除和运输过程以及冲击环在单次使用之后的昂贵且不利于生态的处置。

9、根据本发明，该聚合物层优选地由区段组成，这些区段被设置在扣紧元件中，这些扣紧元件能够从该冲击环的环形主体上拆卸，其中每个区段被设置在一个单独的可拆卸的扣紧元件中。根据优选的实施方案，包括聚合物层区段的单独的可拆卸扣紧元件设置在冲击环的内表面上，使得在每个扣紧元件上存在张力。换句话说，扣紧元件彼此紧密相邻地设置，使得产生张力。

10、相对于使用单个扣紧元件，该单个扣紧元件周向地位于冲击环的环形主体的整个内表面上并且其中设置有单个连续的聚合物层，当聚合物层被分成多个区段时，其中每个区段被设置在一个扣紧元件中或在单独的对应扣紧元件中时，替换其中设置有聚合物层的扣紧元件更容易且更高效。

11、根据本发明，聚合物层优选由1至30个，更优选3至10个和特别优选4至8个区段组成。

12、因此，冲击环的环形主体的整个内表面由单个连续聚合物层或由聚合物层区段覆盖。因此所使用的区段的宽度的总和对应于该冲击环的环形主体的内径。仅内表面的被扣紧元件的部分覆盖的小部分被排除在外。

13、聚合物层可由任何聚合物材料组成，其通常用于脱壳装置中的冲击环涂层。优选地，其是具有弹性特性的材料。

14、根据本发明，每个可拆卸扣紧元件优选地由塑性材料制成。由于扣紧元件的背离冲击环的环形主体的表面的大部分被聚合物层覆盖，因此扣紧层不必由与聚合物层相同的聚合物材料制成。

15、根据本发明的一个优选的实施方案，每个扣紧元件具有一个高度，该高度基本上对应于该冲击环的环形主体的高度。每个扣紧元件的最小高度不应小于冲击环的环形主体的高度，使得当扣紧元件设置在其上时，冲击环的环形主体的整个内表面被覆盖。

16、根据本发明，扣紧元件被以这样的方式设计，使得它们能够可拆卸地连接到该冲击环的环形主体的内表面上。原则上，所有常见的可拆卸连接都适用于此目的。示例包括螺纹连接件或夹持连接件。

17、根据本发明的一个优选的实施方案，每个可拆卸扣紧元件在其上端和下端处具有多个部件，通过这些部件，扣紧元件能够可拆卸地附接到冲击环的环形主体的内表面上。通过同时将扣紧元件的上端和下端与冲击环的环形主体连接，实现了将扣紧元件安全且可靠地设置在冲击环的环形主体上，这种设置在脱壳装置的操作期间也可以被保持。

18、根据本发明的一个实施方案，扣紧元件的上端处的部件是夹持连接件。这允许将扣紧元件容易地附接到冲击环的环形主体上，例如当冲击环处于脱壳装置中时。为此，扣紧元件在其上端上例如具有夹钳，这些夹钳精确地与冲击环的环形主体的末端边缘共同作用并且因此可以提供所希望的夹持连接。扣紧元件然后可以轻易地从一侧夹持到冲击环上并且因此被固定。

19、根据本发明的另一个实施方案，在扣紧元件的下端处的部件是螺纹连接件。与夹持连接件相比，在螺纹连接件的帮助下，可能实现在冲击环的环形主体上甚至更强的附接。为此，扣紧元件例如在其下端上具有孔，螺钉可以穿过这些孔。根据该实施方案，冲击环的环形主体具有对应的孔，螺钉可以穿过这些孔。冲击环的环形主体中的孔被以这样的方式设置，使得对应的扣紧元件可以被置于这样的位置中，在该位置中，扣紧元件和环形主体中的对应的孔是重叠的。然后可将螺钉穿过两个孔并例如用螺母进行固定。

20、根据本发明的优选的实施方案，取决于其宽度，每个扣紧元件在其上端和下端具有2至20个、优选2至10个这样的部件。

21、根据本发明的一个特别优选的实施方案，该聚合物层被分成6至10个区段，这些区段相应地设置在6至10个扣紧元件中。根据该特别优选的实施方案，这些扣紧元件中的每一个扣紧元件在其上端具有2至4个夹持连接件并且在其下端具有2至4个孔用于实现螺纹连接。

22、根据本发明，聚合物层或聚合物层的区段优选通过粘合层牢固地连接到对应的可拆卸扣紧元件。这确保了该聚合物层在该脱壳装置的操作过程中不会从该扣紧元件脱离。但也可以考虑其他常见的固定连接。此外，聚合物层可以被浇铸到相应的扣紧元件中。

23、根据本发明的另一个实施方案，聚合物层通过夹持元件连接到环形主体的内表面。

24、在该实施方案中，聚合物层被定位在冲击环的环形主体的内表面上。然后，夹持元件被定位成与冲击环的环形主体的末端边缘以及与聚合物层的末端边缘精确地相互作用，从而将聚合物层牢固地夹持在冲击环的环形主体的内表面上。

25、在一个变体中，该冲击环的环形主体在其下边缘处具有一个凸起，以便允许将该冲击环紧固在该脱壳装置上。在所述变体中，聚合物层被定位在冲击环的环形主体的内表面上，使得其下边缘位于冲击环的凸起上。通过将夹持元件定位在冲击环的环形主体的末端边缘和聚合物层的末端边缘上并且将它们夹持在一起，聚合物层被牢固地固定在冲击环的环形主体的内表面上。

26、在另一变体中，冲击环的环形主体在其下边缘处不具有凸起。在这种情况下，两个夹持元件对于将聚合物层牢固地固定在冲击环的环形主体的内表面上是必要的。一个夹持元件被定位在冲击环的环形主体的上端边缘和聚合物层的上端边缘上，用于将它们夹持在一起。另一个夹持元件被定位在冲击环的环形主体的下端边缘和聚合物层的下端边缘上，用于将它们夹持在一起。

27、可以仅在冲击环的环形主体的每个末端边缘的至少两个特定部分处执行夹持。然而，优选的是使用一种夹持元件，该夹持元件在夹持位置中覆盖该冲击环的环形主体的整个末端边缘。

28、该实施方案还允许将聚合物层容易地附接到冲击环的环形主体，例如当冲击环处于脱壳装置中时。

29、在本发明的该实施方案的两个变体中，夹持元件可以是任何常规使用的夹持元件。作为示例，可以提及夹具。根据本发明的一个优选的实施方案，该夹持元件为突片。所述突片可以具有环或环段、优选为环的形状，以便在夹持位置中覆盖冲击环的环形主体的整个末端边缘。突片的宽度应使得其覆盖聚合物层的末端边缘。

30、所述突片通过扣紧元件附接到冲击环的环形主体。优选地，扣紧元件是螺纹连接件。为此，突片具有孔，螺钉可以穿过这些孔。根据该实施方案，冲击环的环形主体具有对应的孔，螺钉可以穿过这些孔。冲击环的环形主体中的孔以这样的方式设置，例如在其末端边缘处，使得对应的突片能够被置于突片和环形主体中的相应孔重叠的位置中。然后可将螺钉穿过两个孔并例如用螺母进行固定。

31、同样根据本发明的该实施方案，聚合物层优选由1至30个，更优选3至10个和特别优选4至8个区段组成。

32、因此，冲击环的环形主体的整个内表面由单个连续聚合物层或由聚合物层区段覆盖。因此所使用的区段的宽度的总和对应于该冲击环的环形主体的内径。

33、聚合物层可由任何聚合物材料组成，其通常用于脱壳装置中的冲击环涂层。优选地，其是具有弹性特性的材料。

34、根据本发明的这个优选的实施方案，该聚合物层或其每个区段具有一定高度，该高度基本上对应于该冲击环的环形主体的高度。

35、在该聚合物层与该冲击环的环形主体的内表面之间可以至少分段地并且优选在该冲击环的环形主体的整个内表面上提供一个载体层。当聚合物层已经完全降解时，该载体层可以例如用作冲击环的环形主体的内表面的保护层。在另一个实施方案中，其可用作聚合物层的支撑体。优选地，载体层不粘附到聚合物层上(尽管这是可能的)，而是与聚合物层一起抵靠冲击环的环形主体的内表面被夹持。

36、根据本发明的冲击环旨在用于脱壳机器中。

37、因此，本发明还涉及一种用于对颗粒状物品进行脱壳的装置，该装置包括：

38、-材料入口，

39、-设置在材料入口下方的转子，该转子具有用于容纳来自材料入口的颗粒状材料的内部和在其侧壁中与该内部连通的出口开口，和

40、-冲击环，该冲击环以环形形式以一定距离围绕转子，

41、其特征在于，

42、该冲击环是根据本发明的冲击环。

43、脱壳装置是为人们所熟知的并且可商购获得。根据本发明可以使用的脱壳装置例如是bühler公司的脱壳机msha。

44、根据本发明的合适的脱壳装置包括材料入口，待脱壳的材料可以通过该材料入口被引入脱壳装置中。从入口处，待脱壳的材料可以例如借助于设置在材料入口下方的引导元件(诸如漏斗)通过分配头的顶部上的开口被插入到分配头(诸如转子)中。

45、分配头(例如转子)在其内部是中空的并且在其侧壁中具有开口。通过这些开口，位于分配头(例如转子)的内部中的待脱壳物品由于分配头(例如转子)的旋转所引起的离心力而被抛出分配头并抵靠冲击环。根据本发明，该冲击环是如上所述的。

46、优选地，冲击环可以借助于升降单元在竖直方向上(上下)移动。合适的升降单元是为人们所熟知的。

47、冲击环的竖直运动旨在防止冲击环的相同部分在操作期间暴露于待脱壳物品的冲击。

48、已脱壳的物品从冲击环向下下落通过脱壳装置并进入出口，例如筛板。

49、脱壳装置是封闭的，但具有可打开和封闭的帽状件。当脱壳装置不在操作中时，将帽状件打开可以提供进入脱壳装置内部的通道。通过该通道，可以实现在冲击环的环形主体上或者甚至整个冲击环上的扣紧元件的更换。

50、本发明的优点在于，在正常情况下仅必须替换冲击环的环形主体上的扣紧元件，而不必替换整个冲击环。

51、脱壳装置通常由操作装置(诸如控制柜)操作。这通常附接到脱壳装置的壳体的外侧。

52、不管上述根据本发明的冲击环的使用如何，根据本发明通过提供用于监测冲击环的状况的专用传感器来提供脱壳装置的进一步改进。

53、因此，本发明还涉及一种用于对颗粒状物品进行脱壳的装置，该装置包括：

54、-材料入口，

55、-设置在材料入口下方的转子，该转子具有用于容纳来自材料入口的颗粒状材料的内部和在其侧壁中与该内部连通的出口开口，和

56、-冲击环，特别是如上所述的冲击环，其以环形方式以一定距离围绕转子，其中聚合物层附接到冲击环的面向转子的整个表面，

57、其特征在于，

58、该装置具有一个或多个用于监测该冲击环的状况的传感器，这些传感器是选自由以下项组成的组：负荷传感器和振动传感器。

59、在所述传感器的帮助下，可以在脱壳装置的操作期间监测冲击环的状况。一旦在传感器的帮助下确定冲击环已经达到一定程度的磨损，就发出对应的通知。然后可以开始替换扣紧元件或整个冲击环。

60、以这种方式，可以精确地确定何时需要对应的替换。脱壳装置的操作时间以及冲击环的操作时间可以被优化。

61、通过传感器进行监测既可用于具有根据本发明的冲击环的脱壳装置中，也可用于具有常规冲击环的脱壳装置中。

62、通过监测冲击环的状况，进一步防止对待脱壳物品的任何损坏。如上所述，如果待脱壳物品撞击金属表面，它可能被损坏。如果设置在其上的聚合物层被完全磨损并且至少在某些部分被移除，那就是这种情况。根据本发明的传感器在早期阶段检测磨损的危险程度，从而可以在待脱壳的材料受到影响之前及时地进行上述更换。

63、此外，可以使用由传感器获得的结果来安排替换部件(具有设置在其上的聚合物区段的扣紧元件或整个冲击环)的及时获得并且避免与操作中断相关联的不必要的等待时间。

64、这种监测还不是已知的。在现有技术中，通常是通过定期检查来调查冲击环的状况。这是相对耗时的方法。

65、因此，本发明还涉及一种用于监测对颗粒状材料进行脱壳的装置的冲击环的状况的方法，该方法包括借助于一个或多个传感器来确定该冲击环的磨损的步骤，其中这些传感器是选自由以下项组成的组：负荷传感器和振动传感器。

66、根据本发明的一个实施方案，该冲击环的状况的监测是在一个负荷传感器、优选地多个负荷传感器、更优选地2至5个负荷传感器的帮助下进行的。

67、负荷传感器是已知的。在负荷传感器的帮助下，可以确定可操作地连接到传感器的部件的重量并且可以检测重量的任何变化。

68、如果冲击环由于磨损而导致其重量改变，即变得更轻，则这可以借助于一个或多个负荷传感器来确定。一旦低于针对冲击环的重量的特定阈值并且由传感器确定，则由电子操作系统发出对应的通知：应当执行如上所述的扣紧元件或整个冲击环的替换。

69、用于正确确定与传感器可操作地连接的部件的重量的负荷传感器的安装对于本领域技术人员是已知的。负荷传感器必须以能够可靠地确定重量的方式连接到部件。

70、在脱壳装置的情况下，冲击环通常通过支撑元件固定在装置中。根据一个已知的实施方案，该冲击环通过这种支撑元件附接在该脱壳装置的帽状件中。在一个优选的实施方案中，其中该冲击环有待通过升降装置竖直地(上下)移动，该冲击环通过这样的支撑元件连接到该升降装置，这样使得该冲击环的重量仅由该升降装置承载。

71、根据本发明，负荷传感器可以安装在帽状件或升降装置与对应的支撑元件之间。

72、根据本发明的一个优选的实施方案，外部支撑元件被设置在该冲击环的顶部上。外部支撑元件优选地是环形的。内部支撑元件连接至升降装置。负荷传感器设置在外部支撑元件和内部支撑元件之间。

73、根据本发明特别优选的是，三个负荷传感器连接到外部支撑元件，其方式使得两个负荷传感器分别相对于它们在外部支撑元件上的附接点彼此成120°的角度设置。

74、由负荷传感器确定的值以通常的方式被处理并且被组合成针对冲击环的总重量的值。

75、根据本发明的一个实施方案，该冲击环的状况的监测是在一个振动传感器、优选地多个振动传感器、更优选地2至5个振动传感器的帮助下进行的。

76、振动传感器是已知的。示例性的振动传感器为压电传感器。在振动传感器的帮助下，可以确定聚合物层的厚度。可以确定磨损层的厚度的可能变化。

77、如果冲击环由于磨损而导致其状态改变，则可以借助于一个或多个振动传感器来确定。一旦低于针对冲击环的特定阈值并且由传感器确定，则由电子操作系统发出对应的通知：应当执行如上所述的扣紧元件或整个冲击环的替换。

78、用于正确确定与传感器可操作地连接的部件的状态的振动传感器的安装对于本领域技术人员是已知的。负荷传感器必须以能够可靠地确定的方式连接到部件上。

79、根据本发明的上述优选的实施方案，外部支撑元件设置在冲击环的顶部上。外部支撑元件优选地是环形的。内部支撑元件连接至升降装置。

80、在具有振动传感器的该实施方案的变体中，外部支撑元件和内部支撑元件彼此连接。在其中一个支撑元件上，优选地在内部支撑元件上，设置有一个或多个振动传感器。根据本发明的优选的实施方案，在其中一个支撑元件上，优选地在内部支撑元件上，设置2至10个振动传感器，更优选地设置3至8个振动传感器，特别优选地设置4至6个振动传感器。

81、由振动传感器确定的信号优选地从时域转换到频域，以对信号进行滤波并且仅选择感兴趣的频率。

82、随着磨损的增加(即，冲击环的环形主体上的聚合物层变得越薄)，在高频范围内观察到能量增加。

83、或者，可以在时域中分析该信号。为此，对如上所述滤波的信号进行傅里叶逆变换，然后分析由此获得的信号的rms值。rms值(即有效值)是信号的均方值。随着磨损的增加(即，冲击环的环形主体上的聚合物层变得越薄)，观察到rms值增加。