技术领域
[0001] 本
申请涉及机械技术领域，尤其涉及一种小麦磨粉过程中的自动加水装置。
背景技术
[0002] 小麦磨粉之前，先在小麦中加入一定水分，然后再开始磨粉，该项技术和工艺已经非常成熟。但在小麦磨粉的生产过程中，由于面粉发热导致的水分损失，需根据工艺要求，补充添加一定比例的水分，目前行业内均采用静态方式测量面粉的湿度(
含水量)，即，由人工控制加水量，这种测量方式至少存在如下问题：
[0003] 1、不能动态连续控制面粉加水量，保证面粉的湿度；
[0004] 2、磨粉过程中针对不同配方的面粉，加水量需要动态调整的需求。
[0005] 根据国家标准，面粉的最大湿度应小于15％。因此，控制面粉的加水量至关重要。实用新型内容
[0006] 为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本申请提供了一种小麦磨粉过程中的自动加水装置。
[0007] 本申请提供了一种小麦磨粉过程中的自动加水装置，包括：搅拌仓、进料管、出料管、搅拌装置、进口面粉湿度
传感器、面粉流速传感器、水流速传感器、控制装置、供水装置、比例
阀、用于供压缩空气的供气装置、气液混合装置、
电磁阀和
喷嘴；
[0008] 所述进料管和出料管均与所述搅拌仓连通，所述搅拌装置设置在所述搅拌仓内，所述进口面粉
湿度传感器和所述面粉流速传感器设置在所述进料管上，所述进口面粉湿度传感器的感应端和所述面粉流速传感器的感应端均朝向所述进料管的内部，所述供水装置和供气装置均连接所述气液混合装置，在所述供水装置和所述气液混合装置的连接管路上设置所述
比例阀和所述水流速传感器，所述供气装置连接所述气液混合装置，所述气液混合装置连接所述喷嘴，在所述气液混合装置和所述喷嘴的连接管路上设置所述电磁阀，所述喷嘴设置在所述搅拌仓的管壁上，朝向所述搅拌仓内，所述进口面粉湿度传感器的输出、所述面粉流速传感器的输出和所述水流速传感器的输出均连接所述控制装置的输入，所述控制装置的输出分别连接所述比例阀和所述电磁阀。
[0009] 优选地，所述水流速传感器为SM6000电磁流速流量计。
[0010] 优选地，包括至少四个所述喷嘴和至少两个所述电磁阀，至少四个所述喷嘴在所述搅拌仓的水平方向上均匀布置；
[0011] 所述气液混合装置和每个所述喷嘴之间通过一条第一连接管路连接，在每条所述第一连接管路上设置一个所述电磁阀；
[0012] 或，所述气液混合装置和每两个所述喷嘴之间通过一条第二连接管路连接，连接在一条第二连接管路上的两个喷嘴在所述搅拌仓的水平方向上对称设置，在每条第二连接管路上设置一个所述电磁阀。
[0013] 优选地，在所述供气装置和所述气液混合装置的连接管路上设置有释放电磁阀，所述控制装置的输出连接所述释放电磁阀。
[0014] 优选地，还包括出口面粉湿度传感器；
[0015] 所述出口面粉湿度传感器设置在所述出料管上，所述出口面粉湿度传感器的感应端朝向所述出料管的内部，所述出口面粉湿度传感器的输出连接所述控制装置的输入。
[0016] 优选地，在所述供水装置和所述气液混合装置的连接管路上设置有压
力表。
[0017] 优选地，所述供水装置包括储水罐和水
泵；
[0018] 所述储水罐连接所述水泵的进水口，所述水泵的出水口连接所述气液混合装置。
[0019] 优选地，在所述供气装置和所述气液混合装置的连接管路上设置有气压表。
[0020] 优选地，所述搅拌装置包括搅拌
电机和搅拌扇叶，所述搅拌电机的
转轴和所述搅拌扇叶连接。
[0021] 优选地，所述搅拌电机具有变频调速功能。
[0022] 本申请
实施例提供的上述技术方案与
现有技术相比具有如下优点：
[0023] 本实用新型小麦磨粉过程中的自动加水装置在进料管上安装了进口面粉湿度传感器，从而能够对面粉的湿度进行了连续测量，以及其能够在进料的动态情况下测量面粉中的水分。
附图说明：
[0024] 图1为本申请实施例提供的一种小麦磨粉过程中的自动加水装置的示意图；
[0025] 图2为图1的小麦磨粉过程中的自动加水装置的喷嘴和电磁阀部分的结构示意图。
[0026] 图中：搅拌仓1面粉流速传感器2进口面粉湿度传感器3储水罐4水泵5比例阀6水流速传感器7气液混合装置8电磁阀9喷嘴10出口面粉湿度传感器11进料管12
具体实施方式
[0027] 为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
[0028] 将参照以下论述的细节来描述本实用新型的各种实施例和方面，并且附图将示出各种实施例。以下的描述和附图用于例示本实用新型而不是要被解释为限制本实用新型。描述了大量的具体细节以提供对本实用新型的各种实施例的充分理解。然而，在某些实例中，没有描述公知的或常规的细节以便于提供对本实用新型的实施例的简要的论述。
[0029]
说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”表示结合该实施例描述的特定特征、结构、或特性可以被包括在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各种
位置出现的短语“在一个实施例中”不一定全部指代同一个实施例。
[0030] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0031] 在此使用的术语仅用于描述具体示例的目的并且不意图限制示例。当在此使用时，单数形式也意图包括复数形式，除非上下文另有明确指出。
[0032] 小麦磨粉的过程包含许多道工序，在每一道磨粉工序中，入磨面粉的湿度需要保证稳定，以保证制粉工艺的正常进行。此外，面粉加工设备的入磨水分一般需要保持在15％以内，但在制粉过程中，由于工艺类型、原料品种、产品水分要求、产品品质及产量、
研磨过程中的水分耗损、
气候及操作习惯等因素的影响，入磨面粉的水分也会有很大的不同。
[0033] 另外，在生产状态下，磨面过程中，入磨面粉的水分越高，产品的
精度和色泽就越好，但是物料的流动性能比较差，产品的水分也会增加，储存时间短。当入磨的水分超过一定数值的时候，会降低小麦深加工设备的生产效率，同时，在稳定的生产工艺过程中，在生产产量达到一定的要求时，水分应该与面粉的精度、灰分等有关。如果入磨水分已经确定，应该保证稳定，不要出现
波动，这样会对小麦深加工设备的生产产量以及面粉的
质量不利，因此，本实用新型公开了一种小麦磨粉过程中的自动加水装置来精确保证面粉中的加水量。
[0034] 如图1-图2所示，提供了一种小麦磨粉过程中的自动加水装置，包括：搅拌仓1、进料管12、出料管、搅拌装置、进口面粉湿度传感器3、面粉流速传感器2、水流速传感器7、控制装置、供水装置、比例阀6、用于供压缩空气的供气装置、气液混合装置8、电磁阀9和喷嘴10；
[0035] 所述进料管12和出料管均与所述搅拌仓1连通，所述搅拌装置设置在所述搅拌仓1内，所述进口面粉湿度传感器3和所述面粉流速传感器2设置在所述进料管12上，所述进口面粉湿度传感器3的感应端和所述面粉流速传感器2的感应端均朝向所述进料管12的内部，所述供水装置和供气装置均连接所述气液混合装置8，在所述供水装置和所述气液混合装置8的连接管路上设置所述比例阀6和所述水流速传感器7，所述供气装置连接所述气液混合装置8，所述气液混合装置8连接所述喷嘴10，在所述气液混合装置8和所述喷嘴10的连接管路上设置所述电磁阀9，所述喷嘴10设置在所述搅拌仓1的管壁上，朝向所述搅拌仓内，所述进口面粉湿度传感器3的输出、所述面粉流速传感器2的输出和所述水流速传感器7的输出均连接所述控制装置的输入，所述控制装置的输出分别连接所述比例阀6和所述电磁阀9(控制装置、比例阀6、电磁阀9、进口面粉湿度传感器3、面粉流速传感器2、水流速传感器7的连接，以及进口面粉湿度传感器3、面粉流速传感器2、水流速传感器7、比例阀6和电磁阀9在管路上的安装采用现有技术)。
[0036] 所述水流速传感器7可采用现有的液体流量传感器，所述进口面粉湿度传感器3采用
微波方法，对面粉的湿度进行连续测量。所述控制装置可采用CPU、 PLC为核心，并采用比例积分
算法。
[0037] 作为一种优选实施例，所述水流速传感器为SM6000电磁流速流量计。
[0038] 作为一种优选实施例，包括至少四个所述喷嘴10和至少两个所述电磁阀9，至少四个所述喷嘴10在所述搅拌仓1的水平方向上均匀布置，从而保证喷水均匀；
[0039] 当搅拌仓1的横截面为圆形时，至少四个所述喷嘴10在所述搅拌仓1的周向上均匀布置。
[0040] 所述气液混合装置8和每个所述喷嘴10之间通过一条第一连接管路连接，在每条所述第一连接管路上设置一个所述电磁阀9；
[0041] 或，为了喷水比较均匀，所述气液混合装置8和每两个所述喷嘴10之间通过一条第二连接管路连接，连接在一条第二连接管路上的两个喷嘴10在所述搅拌仓1的水平方向上对称设置，在每条第二连接管路上设置一个所述电磁阀9。
[0042] 作为一种优选实施例，在所述供气装置和所述气液混合装置8的连接管路上设置有释放电磁阀，所述控制装置的输出连接所述释放电磁阀。
[0043] 释放电磁阀在管路上的连接、以及所述控制装置和所述释放电磁阀的连接均采用现有技术。
[0044] 作为一种优选实施例，还包括出口面粉湿度传感器11；
[0045] 所述出口面粉湿度传感器11设置在所述出料管上，所述出口面粉湿度传感器的感应端朝向所述出料管的内部，所述出口面粉湿度传感器的输出连接所述控制装置的输入。
[0046] 本实施例中的出口面粉湿度传感器用于检测加水后的面粉湿度是否达到预先设定的面粉湿度。
[0047] 所述出口面粉湿度传感器采用微波方法，对面粉的湿度进行连续测量。
[0048] 所述出口面粉湿度传感器11在管路上的连接以及所述出口面粉湿度传感器和控制装置的连接均采用现有技术。
[0049] 作为一种优选实施例，在所述供水装置和所述气液混合装置8的连接管路上设置有压力表，用于检测实际水压。
[0050] 作为一种优选实施例，所述供水装置包括储水罐4和水泵5；
[0051] 所述储水罐4连接所述水泵5的进水口，所述水泵5的出水口连接所述气液混合装置8。
[0052] 作为一种优选实施例，在所述供气装置和所述气液混合装置8的连接管路上设置有气压表，用于检测实际气压。
[0053] 作为一种优选实施例，所述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌扇叶，所述搅拌电机的转轴和所述搅拌扇叶连接。搅拌扇叶可将将面粉和雾化水均匀搅拌。
[0054] 搅拌电机可以通过安装
支架等安装在搅拌仓内。
[0055] 在一种具体实施例中，水管的直径为4分管，喷嘴10直径为1毫米。
[0056] 面粉流速传感器可采用SFI微波固体流速流量计，进口面粉湿度传感器和出口面粉湿度传感器可为MS-A-210微波水分测量仪，微波在被测介质的
探头上不断的进行发射和被反射形成传播回路，通过计算微波束在面粉中被吸收的
能量确定面粉的湿度。
[0057] 本实用新型小麦磨粉过程中的自动加水装置的工作过程为：
[0058] 启动供水装置和供气装置，打开进面粉(在进料管12上设有面粉进料阀，磨粉机的出口连接进料管12连接，磨粉机出来的面粉通过进料管12进入搅拌仓1)；
[0059] 控制装置读取进口面粉湿度传感器3的面粉湿度(面粉含水百分比)、面粉流速传感器2的面粉流速；
[0060] 将上述各数据发送给控制装置；
[0061] 控制装置判断面粉湿度是否小于预先设定的面粉湿度，若是，则
[0062] 根据上述各数据，通过下述公式计算控制周期T的面粉流量和控制周期T 的水的流量；控制周期设置为10秒，可根据需要具体设定
[0063] (1)进口面粉所含水分计算：
[0064] PEM＝VP*WM
[0065] 其中：VP为面粉控制周期流过的面粉流量(标定时已知面粉流量计最大流量(20毫安
电流时)为120升/分钟，控制周期T若为10秒时，每个控制周期内的最大流量为20升/T，所以根据流量计的电流，可以得知T周期内的单位流量，升面粉/T)。
[0066] WM为进口面粉湿度传感器测量的面粉湿度(标定时已知面粉湿度计的最大湿度(20毫安电流时)为20％)，根据电流值，可以确定面粉的湿度，升水分/ 升面粉。
[0067] PEM：控制周期内的面粉含水量(升水分/T)。
[0068] (2)加水量计算：
[0069] W_REQ＝W_SET-PEM
[0070] 其中，W_SET：设定面粉湿度(升水分/T)，PEM：测量的面粉湿度(升水分 /T)，W_REQ：需要的加水量(升水分/T)。
[0071] 可以理解的是，上述公式中，控制周期T为10秒，可以根据需要具体调整。
[0072] (3)比例阀开度控制与计算
[0073] 根据控制周期T内的需要加水量W_REQ与水流速传感器测量的实际水的流量W_SUP(根据水流速传感器测量的水的流速乘以T计算得出)之间的偏差E，采用PI(比例积分)原理，控制比例阀在控制周期内的开度D，控制系统传递函数的公式如下：
[0074]
[0075] 其中：
[0076] T：控制周期
[0077] E：偏差，控制周期T的加水量W_REQ-水流速传感器测量的实际水的流量W_SUP[0078] D：输出到比例阀的
信号数值(开度)
[0079] Kp：比例系数
[0080] Ti：积分系数
[0081] 从公式看出，比例阀的开度正比于偏差的大小，偏差越大、比例系数越大，比例阀的开度越大。
[0082] 另外，比例系数越大，系统越灵敏，积分系数越小，积分效果越明显，积分控制跟随偏差的累加变化，用于消除余差现象。
[0083] 为了保证加水的均匀性，控制装置根据面粉的流量，自动调整喷嘴打开的数量。
[0084] 为了避免喷嘴10前面的电磁阀9全部关闭时，压缩空气的气压把比例阀6 过来的水顶回去，在所述供气装置和气液混合装置8的连接管路上设置有释放电磁阀。当电磁阀9全部关闭，比例阀6尚未全部关闭时，释放电磁阀处于打开状态，释放气体压力，气液混合装置8的空气进口压力等于
大气压压力；当某个电磁阀9处于打开状态时，释放电磁阀关闭，气液混合装置8中有全部气压，和水形成高压水(压缩空气压力在4-6公斤/平方厘米)进入喷嘴10，从而可保证喷嘴10的水以水雾形式喷出。
[0085] 为了获取更好的雾化效果，使面粉加水更均匀，气压须大于水压1.0– 1.5kg/cm2，可通过增加气体压力或降低液体压力可得到更加微细(30微米左右) 的液滴喷雾。空气
雾化喷嘴10产生的微细液滴喷雾，对周围环境发挥极好的加湿作用。一般不调节气体压力，可通过降低电机的转速降低水压。
[0086] 本实用新型小麦磨粉过程中的自动加水装置在进料管12上安装了进口面粉湿度传感器3，从而能够对面粉的湿度进行了连续测量，以及其能够在进料的动态情况下测量面粉中的水分，此外，能够根据预设时间T的面粉流量确定喷嘴 10打开数量，保证加水均匀，另外，相比于现有技术中的人工加水的方式，其还提高了面粉加水的生产效率。
[0087] 以上仅是本实用新型的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本实用新型。对这些实施例的多种
修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
