Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände wie beispielsweise Weizen- oder Reiskörner und Harzkügelchen, in welcher farbige Gegenstände oder Fremdmaterialien, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind, aussortiert werden, und im Spezielleren auf eine Farbsortierungsvorrichtung, welche weiter magnetisches Metall wie beispielsweise ein Eisenstück, welches ebenso in die rohen körnigen Gegenstände gemischt ist, aussortieren kann.
2.
Beschreibung des Standes der Technik
[0002] Eine typische konventionelle Farbsortierungsvorrichtung, auf welche sich die vorliegende Erfindung bezieht, enthält einen Speicherbehälter zur Speicherung von rohen körnigen Gegenständen; ein Übertragungsmittel, welches eine Rüttelzuführung enthält, die zwischen dem Speicherbehälter und einer geneigten oder schrägen Fliessrinne angeordnet ist, die an einer Ausgangsseite der Rüttelzuführung angeordnet ist; wenigstens ein optisches Detektionsmittel, welches um einen Fallort der rohen körnigen Gegenstände angeordnet ist, welches vom untersten Ende der geneigten Fliessrinne freigesetzt wird und welches mit einer Lichtquelle, einem Hintergrund und einem Lichtempfangssensor ausgestattet ist; ein Bestimmungsmittel, welches ein Auswurfsignal aufgrund eines optischen Detektionssignales des Lichtempfangssensors ausgibt;
und ein Sortierungsmittel, welches einen detektierten unannehmbaren körnigen Gegenstand nach Empfang des Auswurfsignals des Bestimmungsmittels aussortiert. In der obigen Farbsortierungsvorrichtung wird jeder rohe körnige Gegenstand, welcher natürlicherweise entlang dem Fallort der körnigen Gegenstände nach unten fällt, durch die Lichtquelle beleuchtet, das Bestimmungsmittel bestimmt die Anwesenheit der körnigen Gegenstände, welche aufgrund der Änderungen in der Lichtmenge, welche von jedem körnigen Objekt erhalten wird, aussortiert werden sollen, und die körnigen Gegenstände, welche als Unannehmbare bestimmt wurden, werden durch das Sortierungsmittel aussortiert. Auf diese Weise werden die farbigen körnigen Gegenstände und die Fremdmaterialien von den annehmbaren körnigen Gegenständen entfernt.
Allerdings kann unter den Fremdmaterialien magnetisches Metall wie beispielsweise ein Eisenstück durch die obige konventionelle Farbsortierungsvorrichtung nicht wirksam entfernt werden. Eine Farbsortierungsvorrichtung, welche mit einer Vorrichtung zur Entfernung magnetischer Metallstücke ausgestattet ist, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind und deren Stücke andersartig mittels der konventionellen Farbsortierungsvorrichtung nicht entfernt werden können, wird beispielsweise in der japanischen Gebrauchsmuster-Registrierung Publikationsnummer Sho 56-277 beschrieben.
Die Publikation beschreibt eine Farbsortierungsvorrichtung, in welcher ein Magnet über den Fliessdurchgang der Rüttelzuführung in einem vorbestimmten Abstand aufgehängt ist, welcher vom unteren Teil des Fliessdurchganges derart gehalten wird, dass jedes magnetische Metallstück magnetisch angezogen wird und vom Fluss der rohen körnigen Gegenstände entfernt wird, um zu verhindern, dass ein solches magnetisches Metallstück in die nachfolgende Fliessrinne fliesst.
[0003] Allerdings gab es in der Farbsortierungsvorrichtung, welche in der obigen Publikation beschrieben wird, folgendes Problem.
Die Entfernung der magnetischen Metallstücke, welche vom Magneten, der innerhalb der Rüttelzuführung aufgehängt ist, angezogen wurden und daran gehalten wurden, sollte unter der Bedingung ausgeführt werden, dass der Magnet selbst einmal aus dem Apparat herausgenommen wird, nachdem das Armelement, an welchem der Magnet aufgehängt ist, um seine Achse gedreht worden ist.
Da die Unterbrechung der Übertragung der rohen körnigen Gegenstände während des Arbeitsganges des Entfernens des magnetischen Metalls in der obigen konventionellen Methode notwendig ist, ergibt sich das Problem, dass die Betriebseffizienz der Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände unausweichlich herabgesetzt wird.
Zusammenfassung der Erfindung
[0004] Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, die im Stand der Technik existierenden Probleme zu überwinden und eine Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände zur Verfügung zu stellen, welche imstande ist, jegliche magnetische Metallstücke, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind, wirksam auszusortieren,
ohne die Betriebseffizienz der Farbsortierungsvorrichtung herabzusetzen.
[0005] Gemäss einem Gesichtspunkt der Erfindung wird eine Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände zur Verfügung gestellt, enthaltend:
ein Speicherbehälter zur Speicherung roher körniger Gegenstände;
ein Übertragungsmittel zur fortlaufenden Übertragung der rohen körnigen Gegenstände zu einem optischen Detektionspunkt, wobei das Übertragungsmittel ein Entfernungsmittel für magnetisches Metall mit einer hohlen Speisewalze zum Ausgeben der rohen körnigen Gegenstände, welche im Speicherbehälter gespeichert sind, beinhaltet;
einen Magneten, welcher innerhalb des hohlen Teils der Speisewalze an der Ausgabeseite für rohe körnige Gegenstände derart angeordnet ist, dass der Magnet nahe gegenüber eines Teiles einer inneren Oberfläche der Speisewalze liegt, um eine Magnetkraft-aktive Oberfläche auf einem entsprechenden Teil einer äusseren Oberfläche der Speisewalze zu bilden, wobei die Magnetkraft-aktive Oberfläche magnetisches Metall, welches in die rohen körnigen Gegenstände gemischt ist, anzieht;
und ein Mittel zur Sammlung magnetischer Metallstücke, um das magnetische Metall zu sammeln, welches von der äusseren Oberfläche der Speisewalze freigelassen wird, die nicht die Magnetkraft-aktive Oberfläche ist;
ein optisches Detektionsmittel, welches um einen Fallort der rohen körnigen Gegenstände, die vom Übertragungsmittel freigelassen werden, angeordnet ist, wobei das optische Detektionsmittel ein Beleuchtungsmittel, eine Hintergrundplatte und einen Lichtempfangssensor zum Empfang von Licht von der Hintergrundplatte und jedem der rohen körnigen Gegenstände am optischen Detektionspunkt enthält, wobei das Beleuchtungsmittel die Hintergrundplatte und den körnigen Gegenstand am Detektionspunkt bestrahlt;
ein Bestimmungsmittel zur Bestimmung, ob jeder der rohen körnigen Gegenstände ein annehmbarer oder ein unannehmbarer ist, welcher aufgrund des Vergleiches zwischen einem empfangenen Lichtsignal vom Lichtempfangssensor und einem vorbestimmten Schwellenwert aussortiert werden soll, und zur Ausgabe eines Auswurfsignals, wenn er als Unannehmbarer bestimmt wird;
und
ein Sortierungsmittel zur Aussortierung des Unannehmbaren gemäss des Auswurfsignals des Bestimmungsmittels.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
[0006] Das Obige und weitere Gegenstände, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, welche mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen erklärt wird, in welchen:
<tb>Fig. 1<sep>eine Schnittansicht von der Seite der Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände gemäss der Erfindung ist;
<tb>Fig. 2<sep>eine Schnittansicht von der Seite des Mittels zur Zufuhr der Gegenstände der Farbsortierungsvorrichtung von Fig. 1 ist;
<tb>Fig. 3<sep>eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ist; und
<tb>Fig. 4<sep>eine Schnittansicht von der Seite des Mittels zur Zufuhr der Gegenstände einer abgeänderten Ausführungsform ist.
Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
[0007] An dieser Stelle wird eine bevorzugte Ausführungsform gemäss der Erfindung mit Bezug auf die angefügten Zeichnungen erläutert. Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht von der Seite einer Farbsortierungsvorrichtung 1 für körnige Gegenstände gemäss der vorliegenden Erfindung. Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht von der Seite eines Mittels 2 zur Zufuhr der Gegenstände, welches später erklärt wird. Das Mittel 2 zur Zufuhr der Gegenstände besteht aus einem Speicherbehälter 3 und einer Rotationszuführung 4, welche an einem Auslasskanal des unteren Teils des Speicherbehälters 3 angeordnet ist.
Der Rotationszubringer 4 enthält eine hohle Speisewalze 6, welche aus magnetischem Material gemacht ist und welche eine unebene oder gezackte, periphere äussere Oberfläche 5 darum herum aufweist, um die körnigen Gegenstände einzuspeisen oder auszugeben. Die Speisewalze 6 ist in beiden Endbereichen des fixierten Mittelschaftes 8, welcher sich longitudinal innerhalb der Walze 6 erstreckt und aus beiden Enden der Speisewalze 6 herausragt, mittels eines Paares von Lagern 7,7 drehbar befestigt. Ein Ende der Speisewalze 6 ist fest mit einer Antriebsscheibe 6a ausgestattet, wie in Fig. 3 gezeigt. Die Antriebsscheibe 6a ist mit dem Antriebsschaft des Motors 25 über einen geeigneten Riemen verbunden, sodass sie vom Motor 25 angetrieben wird. Auf diese Weise wird die Speisewalze 6 angetrieben, um sich um den Mittelschaft 8 zu drehen, wenn sie vom Motor 25 angetrieben wird.
Weiter ist innerhalb des hohlen Teils der Speisewalze 6 ein stationärer Magnet 9 an der Seite angebracht, an der die körnigen vom Speicherbehälter 3 zugeführten Gegenstände ausgegeben werden. Der Magnet 9 ist mit einem nicht drehbaren fixierten Mittelschaft 8 über ein Paar Fixierteile 9a, 9b (siehe Fig. 3) im Wesentlichen an dessen Endteilen verbunden, sodass die äussere gekrümmte Oberfläche des Magneten 9 nahe an der Innenwand der Oberfläche der Speisewalze 6 gegenüberliegt. Ein Übertragungsmittel bedeutet in dieser Beschreibung das obig beschriebene Mittel 2 für die Zufuhr der Gegenstände und die Fliessrinne 10.
In Fig. 3 ist aus Gründen der Einfachheit ein Schaber 12, welcher später erläutert werden soll, weggelassen worden.
[0008] Unterhalb der Speisewalze 6 ist eine schräge oder geneigte Fliessrinne 10 angebracht, welche die ausgegebenen rohen körnigen Gegenstände auffängt und auf welcher diese natürlicherweise herunterfliessen. Angrenzend an einen vom Magneten 9 entfernt liegenden Teil der äusseren Oberfläche der Speisewalze 6, d.h. anliegend an eine Magnetkraft-inaktive Oberfläche D ist ein Mittel zur Sammlung magnetischen Metalls angeordnet. In der abgebildeten Ausführungsform wird das Mittel zur Sammlung magnetischen Metalls durch eine Rinne 11 zur Sammlung magnetischen Metalls gebildet, welche aus dem Bereich zwischen der Speisewalze 6 und der Fliessrinne 10 herausragt und in dieselbe Richtung wie jene der Fliessrinne 10 geneigt ist.
Die aussortierten magnetischen Metallstücke werden durch die Rinne 11 zur Sammlung magnetischen Metalls gesammelt und über diese zu einem geeigneten Sammelgehäuse (nicht gezeigt) übertragen. Als einfachstes Beispiel kann das Mittel zur Sammlung magnetischen Metalls ebenso durch ein blosses Sammelgehäuse oder anders als im abgebildeten Beispiel durch ein Absaugmittel gebildet werden. Weiter ist bezüglich auf einen Teil der Magnetkraft-inaktiven Oberfläche D der Speisewalze 6 ein Schaber 12 zur Selbstreinigung der äusseren, umlaufenden Oberfläche der Speisewalze 6 angebracht.
Am unteren Auslasskanal des Speicherbehälters 3 ist eine Anpassungsplatte 3a zur Anpassung des Öffnungsbereiches des Auslasskanals angebracht.
[0009] Um den Fallort X der körnigen Gegenstände herum, welche vom untersten Ende der Fliessrinne 10 freigelassen werden, sind ein optisches Detektionsmittel 13 (13a, 13b) und ein Sortierungsmittel 18 angebracht. Das optische Detektionsmittel 13 enthält ein erstes optisches Detektionsmittel 13a, welches auf einer Seite des Fallortes X angeordnet ist, und ein zweites optisches Detektionsmittel 13b, welches auf der anderen Seite des Fallortes X angeordnet ist.
Jedes der optischen Detektionsmittel 13a und 13b enthält ein Beleuchtungsmittel 14 wie beispielsweise eine Fluoreszenzlampe oder Halogenlampe zur Bestrahlung der körnigen Gegenstände; einen sichtbares Licht empfangenden Sensor 15 zur Detektion der farbigen Gegenstände, einen Nah-Infrarot-Licht empfangenden Sensor 16 zur Detektion von Fremdmaterialien wie etwa einem Stein oder Glas; und einem Hintergrund 17, welcher an einem Bereich des Fallortes X, an dem jeder Sensor 15, 16 durch den optischen Detektionspunkt X1 schaut, angebracht ist.
Das Sortierungsmittel 18 enthält eine Luftstrahldüse 19, welche an einem Bereich entlang des Fallortes X unter dem optischen Detektionspunkt X1 angeordnet ist, ein Luftzufuhrmittel 20, welches mit der Luftstrahldüse 19 über eine geeignete Leitung verbunden ist, und einen Kompressor (nicht gezeigt), welcher mit dem Luftzufuhrmittel 20 verbunden ist.
[0010] An dieser Stelle wird das Bestimmungsmittel 21 beschrieben. Das Bestimmungsmittel 21 enthält eine Zentraleinheit (GPU) als Hauptelement. Das Bestimmungsmittel 21 enthält weiter eine Eingangs-/Ausgangsvorrichtung, mit welcher der sichtbares Licht empfangende Sensor 15, der Nah-Infrarot-Licht empfangende Sensor 16 und das Luftzufuhrmittel 20 verbunden sind.
Das Bestimmungsmittel 21 enthält weiter eine Speichervorrichtung, in welcher vorgegebene Schwellenwerte zur Bestimmung der unannehmbaren körnigen Gegenstände (z.B. farbige Gegenstände und/oder Fremdmaterialien), welche aussortiert werden sollen, gespeichert sind. Das Bestimmungsmittel 21 bestimmt, ob jeder körnige Gegenstand annehmbar ist oder nicht, indem es die Detektionssignale vom sichtbares Licht empfangenden Sensor 15 und vom Nah-Infrarot-Licht empfangenden Sensor 16 mit den obigen Schwellenwerten vergleicht, und darauf ein Auswurfsignal an das Luftzufuhrmittel 20 sendet, sodass dieser bestimmte körnige Gegenstand, d.h. der farbige Gegenstand oder das Fremdmaterial, welches aussortiert werden soll, durch einen Luftstrahl ausgeworfen wird.
[0011] Als Nächstes wird der Betrieb der Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände gemäss der Erfindung erläutert.
Die rohen körnigen Gegenstände im Speicherbehälter 3 werden fortlaufend in Richtung B in Fig. 2 von der unebenen Oberfläche 5 der Speisewalze 6 durch Rotation der Rotationszuführung 4 ausgegeben, und die körnigen Gegenstände, die derart ausgegeben wurden, fallen auf die Fliessrinne 10 und fliessen darauf abwärts. Wie oben erläutert, wurde, werden alle magnetischen Metallstücke, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind, an die Magnetkraft-aktive Oberfläche C angezogen, da die körnige Gegenstände ausgebende Seite (im Folgenden als Magnetkraft-aktive Oberfläche C bezeichnet) der Speisewalze 6 eine magnetische Kraft aufweist, welche durch den Magneten 9, der fest und nahe gegenüber dem entsprechenden Bereich der inneren Oberfläche der Speisewalze 6 angeordnet ist, erzeugt wird.
Die Magnetkraft-aktive Oberfläche C ändert sich zur Magnetkraft-inaktiven Oberfläche D, wenn die Speisewalze 6 sich um etwa 120 deg. dreht. Wenn der die Magnetkraft-aktive Oberfläche C gewesene Teil der äusseren Oberfläche der Speisewalze 6 sich zur Magnetkraft-inaktiven Oberfläche D gemäss der Rotation der Speisewalze 6 ändert, fällt die Magnetkraft an diesem Punkt weg. Als Folge davon fallen die magnetischen Metallstücke, welche an die Oberfläche der Speisewalze 6 angezogen worden sind, auf die Rinne 11 zur Sammlung von magnetischem Metall, da die Magnetkraft wegfällt, wenn die Magnetkraft-aktive Oberfläche sich zur Magnetkraft-inaktiven Oberfläche gemäss der Rotation der Speisewalze 6 ändert. Die magnetischen Metallstücke, welche auf die Rinne 11 gefallen sind, fliessen daran abwärts.
In dem Fall, wo irgendein magnetisches Metallstück auf der Speisewalze 6 verbleibt, ohne auf die Rinne zur Sammlung magnetischen Metalls herabzufallen, werden solche magnetische Metallstücke wirksam mit einem Schaber 12 heruntergeschabt. Auf diese Weise ist es nicht notwendig, den Betrieb der Rotationszuführung 4 zu unterbrechen, was andernfalls notwendig war, um die angezogenen magnetischen Metallstücke vom Magneten zu entfernen, wodurch die Betriebseffizienz nie herabgesetzt wird. Die rohen körnigen Gegenstände, welche auf die Fliessrinne 10 gefallen sind, werden vom untersten Ende der Fliessrinne 10 entlang dem Fallort X freigegeben. Der sichtbares Licht empfangende Sensor 15 und der Nah-Infrarot-Licht empfangende Sensor 16 detektieren das Licht des rohen körnigen Gegenstandes, welches gerade an der optischen Detektionsposition X1 eintrifft.
Das Bestimmungsmittel 21 vergleicht die ermittelten Werte des sichtbares Licht empfangenden Sensors 15 und des Nah-Infrarot-Licht empfangenden Sensors 16 mit den vorgegebenen Schwellenwerten und bestimmt aufgrund dieses Vergleiches, ob dieser bestimmte körnige Gegenstand ein annehmbarer ist oder ein farbiger oder Fremdmaterial, welcher aussortiert werden soll. Wird der körnige Gegenstand als unannehmbar bestimmt, sendet das Bestimmungsmittel 21 ein entsprechendes Auswurfsignal an das Luftzufuhrmittel 20 des Sortierungsmittels 18 aus. Als Reaktion auf dieses Auswurfsignal liefert das Luftzufuhrmittel 20 Luft an die Luftstrahldüse 19, wobei der farbige Gegenstand oder das Fremdmaterial mittels Luftstrahl aussortiert wird.
Wie oben erläutert wurde, ist es gemäss der Farbsortierungsvorrichtung für körnige Gegenstände der Erfindung möglich, zusätzlich zur Entfernung der farbigen Gegenstände und Fremdmaterialien wie beispielsweise Steinen oder Glasstücken alle magnetischen Metallstücke, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind, wirksam zu entfernen.
[0012] Wie in Fig. 4 gezeigt, kann in einer abgeänderten Ausführungsform die Fliessrinne 10 ebenso in die Richtung geneigt sein, in die die körnigen Gegenstände von der Speisewalze 6 ausgegeben werden.
[0013] Wie obenstehend erläutert wurde, ist es gemäss der Erfindung möglich, zu veranlassen, dass die rohe körnige Gegenstände ausgebende Seite der Speisewalze eine Magnetkraft-aktive Oberfläche ist, welche eine Magnetkraft aufweist, indem ein Magnet hinter der inneren Wand der Speisewalze 6 positioniert wird.
Auf diese Weise werden alle magnetischen Metallstücke, die in die rohen körnigen Gegenstände gemischt sind, durch die obige Magnetkraft-aktive Oberfläche angezogen, wenn sie vom Speicherbehälter ausgegeben werden, und die angezogenen magnetischen Metallstücke werden darauf von der Speisewalze gemäss der Rotation der Speisewalze freigegeben und gesammelt, wenn die Magnetkraft-aktive Oberfläche sich zur Magnetkraft-inaktiven Oberfläche ändert, deren Position vom Magneten entfernt liegt. Bei der Entfernung der einmal auf der Speisewalze angezogenen magnetischen Metallstücke tritt keine Verminderung der Betriebseffizienz auf, da es nicht nötig ist, den Betrieb der Speisewalze zu unterbrechen.
In dem Fall, in dem der Schaber, welcher in Kontakt mit der Oberfläche der Speisewalze ist, angebracht ist, können weiter alle magnetischen Metallstücke, die verbleiben und auf der Oberfläche haften, ohne dass sie entfernt worden sind, abgeschabt und gesammelt werden. Ein solcher Schaber dient auch als Mittel zur Selbstreinigung zur Entfernung jeglicher Kontamination, welche auf der Oberfläche der Speisewalze haftet.
[0014] Nachdem die Erfindung in ihren bevorzugten Ausführungsformen beschrieben worden ist, soll klargestellt werden, dass die Worte, welche verwendet worden sind, beschreibend und nicht limitierend sind, und dass Änderungen innerhalb des Bereichs der angefügten Ansprüche vorgenommen werden können, ohne vom wahren Bereich der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert wird, abzuweichen.