CH644037A5

CH644037A5 - Vorrichtung zur automatischen trennung von partikeln verschiedener faerbung und verschiedenen spezifischen gewichts.

Info

Publication number: CH644037A5
Application number: CH160280A
Authority: CH
Inventors: Toshihiko Satake
Original assignee: Satake Eng Co Ltd
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-04-05
Publication date: 1984-07-13
Also published as: PH18043A; IN150662B; EG15224A; AU4672179A; DE2952919A1; IT1112810B; DE2952919C2; IT7922225A0; ES479829A1; US4318806A; WO1980000132A1; AU526226B2; CA1094985A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Partikeltrennvorrichtung, insbesondere zum Trennen von Erdpartikeln und Getreidekörnern.

Es sind Partikelabscheider bekannt, beispielsweise JP-A-52-131 870 oder JP-Yl-37-17 509, bei welchen eine Abscheideplatte in geneigter Position ihrer Längenausdehnung entlang hin und her bewegt wird, wobei auf diese Abscheideplatte eine Mischung von beispielsweise Getreidekörnern mit Erdkrumen gegeben wird. Durch die oszillierende Bewegung findet eine Abscheidung statt, derart, dass die Erdrückstände oder Erdkrumen im vorderen erhöhten Teil der Abscheideplatte angereichert und von dort durch eine Öffnung abgeschieden werden. Gleichzeitig können am entgegengesetzten Ende der Abscheideplatte die von Erde gereinigten Getreidekörner entnommen werden.

Wenn auch im wesentlichen Erdkrumen und Getreidekörner auf der Abscheideplatte voneinander getrennt werden, ist dies doch nur eine verhältnismässig grobe Separierung zwischen den Getreidekörnern und den sie verunreinigenden Erdpartikeln. Es ist schwierig, allein nur die Erdpartikel abzutrennen. In der Praxis enthält die abgeschiedene Verunreinigung noch einen grossen Anteil an Getreidekörnern, welche nicht abgetrennt werden können.

Werden solche Vorrichtungen zusätzlich mit Elementen zur Nachreinigung oder einer nachfolgenden Trennung versehen, die bewirken soll, dass in einem bestimmten Abschnitt nur noch die abgeschiedenen Erdpartikel vorliegen, so ist dies praktisch unmöglich, wenn beispielsweise der Material-fluss oder das Verhältnis von Getreide zu Erdrückständen sich ändert.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine automatische Partikeltrennvorrichtung zu schaffen, mit der speziell Getreidekörner von Erdrückständen befreit werden können, ohne dass mit den abgeführten Erdpartikeln grössere Mengen von Getreidekörnern verlorengehen.

Es ist weiter die Aufgabe der Erfindung, eine Trennvorrichtung zu schaffen, die den Abscheidevorgang überwacht und ihn bei Bedarf unterbrechen kann.

Damit sollen die eingangs erwähnten Schwierigkeiten und Nachteile bestehender Abscheidevorrichtungen eliminiert und gemindert werden, so dass eine einwandfreie Abtrennung verschiedener Partikel, wie beispielsweise Getreidekörner und Erdpartikel, ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Erfindung. Bei einer ersten Ausführung der Erfindung wird eine sehr gute Abscheidung von Partikeln verschiedener Farbe und spezifischem Gewicht herbeigeführt, indem fotoelektrisch gesteuerte Entleerungsklappen die Separation überwachen und steuern. Eine Mischung auf einer oszillierenden Abscheideplatte wird in erster Näherung grob voneinander getrennt, indem die angereicherten Erdrückstände zusammen mit Getreidekörnern durch die Oszillation an das obere höhere Ende der Trennplatte transportiert werden. Dies geschieht im wesentlichen aufgrund der unterschiedlichen Dichte der Getreide- und Erdpartikel. Mit zusätzlichen Mitteln wird bewirkt, dass die Getreidekörner wieder zurückrollen, währenddessen die Erdpartikel sich weiter anreichern, wobei diese Anreicherung fotoelektrisch überwacht wird.

Verschiedene Ausführungsformen, die nachträglich diskutiert werden, erlauben, durch verschiedene Mittel herbeigeführt, eine Abtrennung in dem Zeitpunkt, in dem das Verhältnis von Getreidekörnern und Erdpartikeln eine gewisse vorgegebene Limite überschreitet und die Überwachungsvorrichtung das Ausstossen der Erdpartikel veranlasst. Dabei werden, wie schon erwähnt, weitgehend alle Getreidekörner zurückgewonnen.

Die Erfindung wird nun anhand der Zeichnungen eingehend erklärt.

Fig. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch eine erste Ausführungsform.

Fig. 2 ist ein vergrösserter Ausschnitt von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform.

Fig. 3 und 4 zeigen Teile der elektronischen Schaltung.

Fig. 5 zeigt vertikal geschnitten einen Ausschnitt aus einer zweiten Ausführungsform der Erfindung und

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

644 037

Fig. 6,7 und 8 zeigen eine dritte Ausführungsform mit Ausschnitten zur Darstellung der wichtigsten operativen Teile und

Fig. 9 ist ein weiteres Diagramm für die elektronische Schaltung.

Die Fig. 1-4 zeigen eine Partikeltrennvorrichtung, in der ein Abscheider 2 mit einer Abscheideplatte 1, welche die zur Abscheidung von Partikeln benötigten Öffnungen aufweist, derart angebracht ist, dass sie in leicht angehobener Position zwischen der Haltevorrichtung 3 und 4, welche den Abscheider mit dem Rahmen der Vorrichtung verbindet, hin und her bewegt bzw. oszilliert werden kann.

Die eine Längsseite des Abscheiders 2 ist mit einer exzentrischen Kurbeleinrichtung 6, 5 wirkverbunden, und ein Gebläse 7 für die Trennung von Materialien ist auf einer Achse unterhalb der Trennplatte 1 angebracht. Eine Öffnung 9 zur Abscheidung von Verunreinigungen ist zusammen mit einer geschalteten Klappe 8 am vorderen Teil des Abscheiders 2 angebracht, während auf der anderen Seite des Abscheiders 2 eine Öffnung 10 zur Abscheidung des gewünschten körnigen Materials angeordnet ist.

An ihrer oberen Seite hat die Partikeltrennvorrichtung einen Fülltrichter 11, der in den Abscheider 2 führt. Im Bereich der Öffnung 9 hat die Abscheideplatte 1 eine reflektierende Oberfläche 12, welche einen helleren Farbton als die abzuscheidende Verunreinigung, beispielsweise Erde, aufweist.

Eine Lichtquelle 13, beispielsweise eine Glühlampe, ist oberhalb der reflektierenden Oberfläche 12 angebracht, ebenso ein lichtsensitives Element 14 zur Aufnahme des an der Oberfläche 12 reflektierten Lichtes. Eine elektronische Überwachungsschaltung 15 für das lichtsensitive Element 14, beispielsweise eine Fotozelle, ist an einen Verstärker 16 angeschlossen. Zu dem andern Eingang des Verstärkers führt ein Spannungsteiler 17 zur Einstellung der Verstärkung für den Antrieb der geschalteten Klappe 8. Der Ausgang des Verstärkers 16 führt auf die Basis eines Transistors 18; ein Relais 19 und ein Zeitgeber 20 zur Regulierung der Öffnungszeit der geschalteten Klappe 8 über ein Solenoid 21 sind im Kollektorpfad des Transistors 18 angeordnet.

Wenn nun beispielsweise eine Mischung aus körnigem Material mit einer darin enthaltenen Verunreinigung, beispielsweise Körner mit Erde verunreinigt, über den Fülltrichter 11 auf die Abscheideplatte 1 gegeben wird, so verteilt sich das körnige Material auf der Oberfläche der Abscheideplatte 1, eingeschlossen die reflektierende Oberfläche 12, wobei vorausgesetzt wird, dass die verunreinigenden Partikel eine dunklere Farbe aufweisen als die Oberfläche der Abscheideplatte 1 und die Körner, ein relativ intensives reflektiertes Licht abgeben. Ein verhältnismässig starkes Signal wird von der Fotozelle 14 auf das Solenoid 21 gegeben, solange die Erdpartikel auf der reflektierenden Oberfläche 12 gesammelt und konzentriert werden. Dabei hält das Solenoid 21 die geschaltete Klappe 8 geschlossen, und wenn nach einer gewissen Zeit die dunklen Erdkrumen durch ihre grössere Dichte sich immer mehr auf der reflektierenden Oberfläche 12 ansammeln und diese bedecken, so nimmt das reflektierte Licht ab, und das Solenoid 21 öffnet die Klappe 8, wobei die angesammelten Erdkrumen durch die Öffnung 9 aus-gestossen werden. Wenn das Verhältnis von Körnern zu Erdkrumen auf der reflektierenden Oberfläche wieder zunimmt, so schliesst das Solenoid 21 die geschaltete Klappe 8, bis wiederum eine genügend grosse Dichte von Erdkrumen an dieser Stelle gesammelt ist.

Wie schon erwähnt, funktioniert das Solenoid 21 in Abhängigkeit der Menge von Partikeln auf der reflektierenden

I [

Oberfläche, was seinerseits zu einem intermittierenden Schaltvorgang der Klappe 8 führt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen in dieser beschriebenen Ausführungsform, wie die Schaltzeit der Klappe 8 mit einer Einstell-5 Vorrichtung 17 oder einem Zeitgeber 20 gesteuert wird. In diesen Figuren ist mit 19A die Kontaktstelle des Relais 19 und mit 20A die Kontaktstelle des Zeitgebers 20 angegeben.

Fig. 5 zeigt eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, worin die Bodenplatte 25 eines Auffang-io elementes 24 über ein Drehlager 123 auf- und abwärts bewegt wird. Von der Ausscheideöffnung 122 aus gesehen weist die Bodenplatte 25 eine steilere Neigung auf als die Trennplatte 1. Durch einen Strom, der vom Fotoelement 14 geliefert wird, steuert das Solenoid 21 die Neigung der Bois denplatte 25 derart, dass bei zunehmender Steilheit ein Ausscheiden von Partikeln völlig verhindert wird.

Wenn sich nun dunkle Erdkrumen in genügend grosser Menge auf der reflektierenden Oberfläche 12 angesammelt und den reflektierenden Strahl verdunkelt haben, so verrin-20 gert das Solenoid 21 die Neigung der Bodenplatte 25 derart, dass nur die angesammelten Erdkrumen durch das Auffangelement Abzug 24 ausgeworfen werden. Bei dieser Arbeitsweise hängt die intermittierende Öffnungszeit und Öffnungsfrequenz ebenfalls vom Verhältnis Partikel - Verunreinigung 25 ab.

Die Fig. 6-8 zeigen eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Abscheideplatte 1 um den Winkel a schräggestellt oder gekippt ist. Der Abscheider 2 mit der darin enthaltenen Abscheideplatte 1 ist wiederum 30 auf der Seite mit den Sensoren angehoben und unter einem Fülltrichter 11 angeordnet, derart, dass der Abscheider 2 zwischen der Halteeinrichtung 3,4 hin und her oszillieren kann. Die Haltestange 4 ist an einem Ende mit der Kurbelstange 6 des Kurbeltriebs 5, 6 verbunden; ein Gebläse 7 zur 35 Beschickung der Löcher in der Abscheideplatte 1 mit Luft ist unterhalb der Abscheideplatte 1 angebracht.

Eine Öffnung 10 für die Abscheidung der gewünschten Partikel, beispielsweise Korn, ist am andern rückwärtigen Ende des Abscheiders 2 angeordnet, während sich auf der 40 andern Seite am vorderen Ende des Abscheiders 2 eine Abscheideöffnung 9 befindet. Zusätzlich ist ein Abzug 9A in der Abscheideöffnung 9 angeordnet.

Am vorderen Ende der Abscheideöffnung 9 ist eine geschaltete Frontklappe 8a, geschaltet durch das Solenoid 21, 45 und eine geschaltete Rückklappe 8b, geschaltet in Verbindung mit der Klappe 8a durch das Verbindungselement 22, angeordnet. Die geschaltete Klappe 8b ist im hinteren Teil der Abscheideöffnung 9 angeordnet.

Die Wegstrecke zwischen den geschalteten Klappen 8a so und 8b bildet einen Endabscheidebereich 23, während die gesamte Wegstrecke der Abscheideplatte 1 einen Vorreinigungsabschnitt bildet. Eine Lichtquelle 13, wie sie eine Glühlampe ist, projiziert Licht auf die reflektierende Oberfläche 12, welches reflektiert vom Empfangselement 14, eine ss Fotozelle, aufgenommen wird; diese Anordnung befindet sich über der Abscheideplatte 1 hinter der geschalteten Klappe 8b zusammen mit der elektronischen Kontrollschaltung 125. Luftdurchtrittsöffnungen 26 sind im Abzugkanal 9A im Bereich des Endabscheidebereichs 23 angebracht. In einigen 60 Fällen ist es nötig, separate Gebläsedüsen, um das Korn wieder zurückzublasen, anzubringen. Eine Feder 27 ist an die starre Verbindung 22 so angebracht, dass, wenn die hintere Schaltklappe 8b schliesst, die vordere Schaltklappe 8a sich öffnet.

65 Wenn nun beispielsweise eine Mischung, wie Frachtgutreis vermischt mit Erdkrumen oder Erdpartikeln, durch den Zuführtrichter 11 auf die Abscheideplatte 1 gegeben wird, werden Erdkrumen und Reis aufgrund ihrer Dichte durch

644037

den Luftstrom in eine untere und eine obere Schicht getrennt. Die Oszillationsbewegungen bringen die Reiskörner in den vorderen Teil des Abscheiders 2, von wo sie wieder aufgrund des eingestellten Winkels a in den Luftstrom zurückrollen, um schliesslich durch die Auslassöffnung 10 auf der Vorrichtung auszutreten.

Eine beträchtliche Menge Reiskörner bleibt jedoch mit der zurückbleibenden Erde vermischt und konzentriert sich im vorderen Teil des Abscheiders 2. Werden nun die Erdpar-tikel durch die geöffnete Klappe 8b in den Endabscheidebereich 23 eingeschleust, werden die leichteren Reiskörner aus dem Abzug 9A in den Vor- oder Rohabscheidebereich 24 zurückgebracht, um nachher wieder im Endabscheidebereich 23 von den Erdkrumen befreit zu werden.

Sobald das Verhältnis von Reiskörnern und Erdkrumen auf der reflektierenden Oberfläche 12 eine gewisse Limite erreicht hat, nimmt die Intensität des reflektierten Lichtes sehr stark ab, so dass via das Fotoelement 14 das Solenoid 21 in Betrieb gesetzt wird, um die hintere Klappe 8b zu schliessen, wobei die Feder 27 über die starre Verbindung 22 die Frontklappe 8a öffnet, so dass die Erdkrumen ausgeworfen werden können. In einigen Fällen ist es vorteilhaft, jede geschaltete Klappe mit einem Solenoid zu versehen und die fotoelektrischen Elemente gegenüber dem Reinigungsabschnitt anzubringen.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform eines elektrischen Schaltkreises gemäss der Erfindung, welche einen Ver-zögerunsgskreis mit einem Kondensator 28, anstelle eines Zeitgebers 20, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, enthält.

Die fotoelektrischen Mittel, die in dieser Erfindung angewendet werden, bestehen aus einer Lichtquelle und einem fotosensitiven Empfangselement, mit andern Worten ein fotoelektrischer Wandler, welcher aus einer Lichtquelle Licht ausschickt, das von der Oberfläche des Reinigungsabschnitts oder von der Mischung von Partikeln mit Verunreinigungen reflektiert wird und dieses reflektierte Licht von einem Empfänger aufgenommen wird, wobei das aufgenommene Licht den Grad der Reinheit der abgetasteten Mischung angibt. Die Lichtquelle kann aus einer Glühlampe, einer Fluoreszenzlampe, einer Leuchtdiode, einer Bogenlampe o. dgl. bestehen; der Lichtempfanger kann ein Fotoelement, ein Fototransistor, eine Fotodiode, eine Selenzelle, eine Silizium-Sonnenzelle, ein Fotovervielfacher, eine Telekamera-Röhre, eine Bildröhre o. dgl. sein.

Überdies werden ein Elektromagnet, ein Motor oder ähnliche Vorrichtungen benützt als elektromagnetische Antriebsmittel, und die geschaltete Klappe kann eine rotierende Klappe oder eine Schwenkklappe sein.

Ist die Oberfläche im vorderen Teil der Abscheideplatte 1 von einem Farbton, der verschieden ist von der Farbe der Erdpartikel, beispielsweise die Oberfläche weist einen helleren Farbton auf als die Erdpartikel, so fällt auf den Fo-toempfanger mehr reflektiertes Licht, wenn sich wenig Erdpartikel darauf befinden und betätigen dadurch die diversen Antriebsmittel, wobei die geschaltete Klappe geschlossen ist oder der Abzug stark geneigt ist, um ein Vorwärtsfliessen der Partikel zu verhindern. Die dunklen Erdkrumen beispielsweise werden durch das grössere spezifische Gewicht im vorderen Teil der Abscheideplatte gesammelt, wobei die Dichte von Erdkrumen oder Erdpartikeln zunimmt, derart, dass die Proportion zwischen beispielsweise Reiskörnern und Erdpartikeln zugunsten der Verunreinigung ist und die Intensität des reflektierten Lichtes unter eine untere Schwelle abnimmt. Über den fotosensitiven Empfänger 14 wird die Vorrichtung so betätigt, dass die Klappe für den Auslass der Erdkrumen geöffnet wird oder die Neigung des Abzuges so verringert wird, dass die Erdpartikel ausgestossen werden können.

Befinden sich aber noch Reiskörner im vorderen Teil der Abscheideplatte, wobei sie die Farbdichte der Erdkrumenschicht aufhellen, nimmt die Intensität des reflektierten Lichtes zu bis zu einer oberen Grenze, so dass über das Fotoelement 14 die geschaltete Klappe wieder geschlossen wird oder aber die Neigung des Abzuges wieder erhöht wird und damit die Mischung wieder auf die Abscheideplatte zurückfliesst.

Die gereinigten Körner werden durch die sich am entgegengesetzten Ende der Abscheideplatte 1 befindlichen Öffnungen 10 abgeschieden, wobei ein hoher Grad an Reinheit der Reiskörner von Erde erreicht wird. Entsprechend den Veränderungen der Farbe der reflektierenden Substanz wird vom fotosensitiven Empfänger ein Signal auf die elektromagnetischen Antriebsmittel gegeben, um die Ausscheidung von Erdkrumen aus dem Abscheider zu überwachen. Sollte es vorkommen, dass Partikel von verschiedenen Farbtönen bei der Anwendung in dieser Erfindung Licht von verschiedenen Wellenlängen erzeugen oder eine Reflektion ververschiedener Leuchtdichte, kann ein Filter entweder vor der Lichtquelle oder vor dem Lichtempfänger vorgesehen werden, welche auf diese Veränderungen korrigierend wirkt.

4

5

10

15

20

25

30

35

40

45

S

2 Blatt Zeichnungen

Claims

644037

PATENTANSPRÜCHE

1. Automatische Partikeltrennvorrichtung, insbesondere zum Trennen von Erdpartikeln und Getreidekörnern, gekennzeichnet durch eine geneigte Abscheideplatte (1), welche eine Mischung von Partikeln, unterscheidbar durch Färbung und spezifisches Gewicht, durch oszillierende Vorwärts- und Rückwärtsbewegung voneinander trennt, enthaltend eine Ausscheideöffnung (9) zum Ausscheiden von Partikeln höheren spezifischen Gewichts am einen, vordem Ende der Abscheideplatte (1), eine Entleerungsöffnung (10) für Partikel mit kleinerem spezifischem Gewicht am andern, rückwärtigen Ende der Abscheideplatte und eine Vorrichtung für die automatische Überwachung des Abscheidevorgangs, enthaltend eine Lichtquelle (13) zur Beleuchtung des vorderen Teils der Abscheideplatte (1) und ein fotosensitives Element (14) zur Detektion des reflektierten Lichts aus dem vorderen Bereich der Abscheideplatte und ein elektromagnetisches Antriebsmittel (21), welches über einen Schaltkreis mit dem fotosensitiven Element (14) verbunden sind, wobei Signale in Abhängigkeit der Intensität des reflektierten Lichts erzeugt werden sowie Überwachungsmittel (15,16,17,18,19) in Wirkverbindung mit dem elektromagnetischen Antriebsmittel (21 ), die das Ausscheiden der Partikel höheren spezifi- : sehen Gewichts aus der Ausscheideöffnung (9) steuern.
2. Partikeltrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Überwachungsmittel (15,16, 17,18,19) zur Steuerung der Ausscheidung der Partikel höheren spezifischen Gewichts eine schaltbare Klappe (8) steuerbar ist.
3. Partikeltrennvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Überwachungsmittel (15,16, 17,18,19) zur Steuerung der Ausscheidung der Partikel höheren spezifischen Gewichts eine Bodenplatte (25) eines Abzugs (24) steuerbar ist, welche an einem Drehlager (23) im Bereich der Ausscheideöffnung (9) an der Vorderseite der ~>-Abscheideplatte angebracht ist (Fig. 5).
4. Partikelabscheidevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Überwachungsmittel (15,16, 17,18, 19) zur Steuerung der Ausscheidung der Partikel eine schaltbare Frontklappe (8a) und eine schaltbare Rückklappe (8b) steuern, zwischen denen ein Endabscheidebereich (23) definiert ist, wobei der restliche Bereich der Abscheideplatte (1) hinter der Rückklappe (8b) einen Vor- oder Rohab-scheidebereich darstellt, wobei durch die Steuerung die Klappen (8a, 8b) weder zusammen schliessbar noch zusammen öffnungsbar sind (Fig. 7, 8).
5. Partikelabscheidevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das elektromagnetische Antriebsmittel (21) die Frontklappe (8a) für eine bestimmte Zeit öffnet, um die angereicherten Partikel höheren spezifischen Gewichts aus dem Endabscheidebereich (23) auszuscheiden, währenddessen die Rückklappe (8b) geschlossen ist, und die Rückklappe (8b) sich nach der Ausscheidung der Partikel öffnet und dabei die Frontklappe (8a) sich wieder schliesst.