CN1721089A - 颗粒分离器 - Google Patents

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Abstract

一种颗粒分离器，靠消除带有高透明度的平滑树脂颗粒内部的漫反射可以精确地分离并移除有缺陷的颗粒而不会产生将无缺陷颗粒当作有缺陷颗粒的错误判断。颗粒分离器的第一背景和第二背景在抛物线轨迹的附近并且其形状沿着抛物线轨迹向着其下游方向形成凸面或凹面。

Description

颗粒分离器
技术领域
本发明涉及一种颗粒分离器，用于从作为制造尼龙制品或类似物的原材料的半透明的树脂颗粒或塑料颗粒中将被碳或类似物覆盖的带有缺陷的颗粒移除。
背景技术
为了将树脂颗粒制造过程中产生的极少量的带有颜色的颗粒移除，已知有树脂颗粒带色颗粒移除器有效地移除有缺陷的带色颗粒(例如见JP2651867B)。
现在将使用图3详细叙述这种带色颗粒移除器的光探测器部分。图3的示意图是显示光探测器单元的部分放大视图，其中探测从颗粒前面反射的光的光探测器113、114以及探测从颗粒后面反射的光的光探测器115布置在落下路径L的相对的侧面，前探测器沿着颗粒的流动方向分散在上游和下游位置之间，分别对着探测线P。前面的布置使得在探测线P上的颗粒可以一次从三个位置被探测到，而当有缺陷的颗粒(在其一面上有碳而成为黑色)通过一个探测线P时，光探测器113-115中的一个探测到背景118-120的光度和有缺陷颗粒的光度之间的光度差别，而其中背景的光度实际上被调整为与无缺陷颗粒的光度相同。使用微处理器或类似装置实现背景118-120的光度调节并且改变角度从而使得背景118-120的光度和无缺陷颗粒的光度始终相符。背景118-120的光度(即无缺陷颗粒的光度)和有缺陷颗粒的光度之间的区别随后被转换为电信号并且与预先设置的临界值进行比较。如果最终的信号(即电压)大于临界值，该颗粒就被识别为有缺陷的制品，设置在光探测器单元相对位置的喷射器124被延时操作并将有缺陷的颗粒驱逐到图中未示出的有缺陷颗粒卸料槽上。
然而，在常规的带色颗粒移除器中，探测线P上的树脂颗粒被光探测器113-115附近的多个荧光灯121A-121E照射，当颗粒一次被多个方向的光照射时，任何带有高透明度的东西都会造成颗粒内部的漫反射，从而无法辨别闪亮光的无缺陷颗粒的信号和带有小黑点的有缺陷颗粒的信号，最终会将无缺陷的颗粒错误辨别为有缺陷的颗粒。
发明内容
本发明提供了一种颗粒分离器，可以消除带有高透明度的平滑树脂颗粒内部的漫反射，并且可以精确地分离并移除有缺陷的颗粒而不会产生将无缺陷颗粒当作有缺陷颗粒的错误判断。
本发明的颗粒分离器包括：供应单元，用于供应颗粒；传送单元，用于将从供应部分以恒定流量和恒定速度放出的颗粒向着实际上水平的方向进行传送；多个光学探测单元，布置在传送部分放出的颗粒所形成的抛物线轨迹的相对侧面的位置，用于探测有缺陷的颗粒；以及移除单元，用于根据多个光学探测单元对有缺陷颗粒的探测结果，将有缺陷的颗粒从抛物线轨迹中移除。多个光学探测单元包括具有用于照射颗粒前面的第一照明装置的第一探测单元，用于观察颗粒前面的第一探测器以及布置在抛物线轨迹的与第一照明装置和第一探测器所在侧相反一侧的第一背景，以及具有用于照射颗粒后面的第二照明装置的第二探测单元，用于观察颗粒后面的第二探测器以及布置在抛物线轨迹的与第二照明装置和第二探测器所在侧相反一侧的第二背景，第一背景和第二背景布置在抛物线轨迹的附近并且沿着抛物线轨迹形成凸面或凹面的弯曲。传送单元可以包括连续传送带。
用于观察颗粒的第一探测器和第二探测器从相应的第一背景或第二背景探测光度，但是由于第一背景和第二背景在抛物线轨迹的附近，可以消除带有高透明度的平滑树脂颗粒内部的漫反射，并且不会将无缺陷颗粒的亮度信号错误地识别为有缺陷颗粒。结果带有微小黑点的有缺陷颗粒从传送带的边缘落下，第一探测器或第二探测器探测到背景和微小黑点的反射光度之间的差别，因此可以将该颗粒识别为有缺陷的颗粒。
优选地，第一背景和抛物线轨迹之间的距离以及第二背景和抛物线轨迹之间的距离不超过10mm。如果这个距离超过10mm，颗粒内部更容易发生漫反射。因此，如果抛物线轨迹和相应背景之间分离的距离为10mm或更小，颗粒内部的漫反射就可以消除。
背景的形状弯曲为凸面或凹面，并且是随着颗粒离开传送单元的抛物线轨迹的顺流方向，因此颗粒不会同时被前面和后面的光照射到，因此可以消除颗粒内的漫反射。
本发明的其他目的、特征和优点将联系后面的附图在下面的叙述中表现，所有附图中相同的或类似的部件用同样的附图标记表示。
附图说明
图1的示意图是显示本发明颗粒分离器的中心纵向截面图；
图2的示意图是显示颗粒落下和光学探测单元之间关系的透视图；以及
图3的示意图是显示常规的带色颗粒分离器的部分放大视图。
具体实施方式
现在将参考图1和图2，详细叙述所给出的本发明的较佳实施例。图1的示意图是显示本发明颗粒分离器的中心纵向截面图，而图2的示意图是显示颗粒落下和光学探测单元之间关系的透视图。
在图1和图2中，颗粒分离器1包括，包含有供给料斗3和供应单元4的供给单元2，使用连续传送带5将供应单元4提供的恒定量的颗粒以恒定的速度进行传送的传送单元6，沿着从传送单元6流出的颗粒划出的抛物线轨迹L的相对的侧面布置的多个光学探测单元，以及一旦被多个光学探测器探测到有缺陷的颗粒就将该有缺陷的颗粒从抛物线轨迹L上移除的移除单元8。
传送单元6的构造是在纬度方向安装的实际为矩形的平行六面体机器外壳9中可旋转地安装的滚子10、11上悬跨着连续的传送带，并且滚子11通过V形带12连接着马达13从而可以以恒定的速度旋转。与传送带5上表面(即传送颗粒的表面)的移动方向(见图2)成适合的角度，也就是沿着传送带5的边缘，提供了一对侧挡板14、14用于在传送过程中防止颗粒掉落。
在传送单元6起始侧面的供应单元4对着送进器3的凹槽3a从而可以给它提供适当数量的颗粒，送进器3的底部靠搅拌器15支撑。送进器3的顶部对着供给料斗2的底部。
多个光学探测单元沿着从传送单元6尾侧流出的颗粒形成的抛物线轨迹L布置。就是说，用于观察颗粒前面的第一探测单元7A以及用于观察颗粒后面的第二探测器7B被布置在抛物线轨迹L的相对的侧面，并且在颗粒落下的方向上彼此按照上游和下游地被偏移设置。
第一探测单元7A所包括的第一照明装置包括有照亮颗粒前面的荧光灯16A、16B和用于安装荧光灯16A、16B的灯罩17A、17B，用于观察颗粒前面的CCD线感测器18A，以及与CCD线感测器18A相对布置的第一背景19A位于与CCD线感测器18A相反的抛物线轨迹L的另一侧。
第二探测单元7B所包括的第二照明装置包括有照亮颗粒后面的荧光灯16C、16D和用于安装荧光灯16C、16D的灯罩17C、17D，用于观察颗粒后面的CCD线感测器18B，以及与CCD线感测器18B相对布置的第二背景19B位于与CCD线感测器18B相反的抛物线轨迹L的另一侧。
下面，将详细叙述第一背景19A和第二背景19B的形状。
第一背景19A和第二背景19B的形状不仅在垂直于抛物线轨迹L的方向广泛延伸，而且沿着抛物线轨迹L弯曲形成凹面和凸面(见图2)。如图1中可看到的，第二背景19B位于抛物线轨迹L上方而第一背景19A位于抛物线轨迹L下方。例如，第一背景19A与抛物线轨迹L的距离H不超过10mm或者更少(见图1)，这样第一背景19A的弯曲部分19C形成凸面以与抛物线轨迹L并排着延伸。同样地，第二背景19B与抛物线轨迹L的距离H不超过10mm或者更少(见图1)，这样第二背景19B的弯曲部分19D形成凸面以与抛物线轨迹L并排着延伸。
在抛物线轨迹L的附近并且在多个光学探测单元的下面，CCD线感测器18A、18B的检测区的下游(见图2)提供有喷射器20的阵列。喷射器20连接着空气压缩机，图中未示出，而且CCD线感测器18A、18B连接着喷射器20阵列中的电磁阀控制电路，从而通过图中未示出的各个喷射器20中安装的各电磁阀，使得高压气体从喷射器20阵列中喷射出来。在喷射器20的下方提供了无缺陷颗粒卸料槽21，而在无缺陷颗粒卸料槽21的一侧提供了有缺陷颗粒卸料槽22用来接受被喷射器20驱除出来的有缺陷的颗粒。
下面，将叙述上述实施例的操作。
当原材料颗粒放入供给料斗2并且启动了搅拌器15和马达13的时候，送进器3将颗粒以适当的量供应给传送带5。由此供应给传送带5的颗粒以薄层的形式被传送至传送带5的末端。传送带的驱动速度约为1.5m/sec，而从传送带5末端流出的颗粒划出了如图中所示的抛物线轨迹L，在成对的背景19A、19B之间落下。多个光学探测单元7A、7B布置在背景19A、19B周围，从而检查落下的要检测的颗粒。
荧光灯16C、16D的光照射到背景19B上，而CCD线感测器18B探测从背景19B反射的光的量(在下面称为光度)。然后，当从传送带5末端流出的颗粒到达抛物线轨迹L上的探测位置时，荧光灯16C、16D均匀照射着颗粒的后面，而CCD线感测器18B探测其反射的光。这时，由于背景19B靠近颗粒，消除了光从多个方向对颗粒的照射，可以消除带有高透明度的平滑树脂颗粒内部的漫反射，因此不会将无缺陷的颗粒错误地识别为有缺陷的颗粒。
如果从传送带5落下的有缺陷的颗粒在后面具有尺寸约为1mm小的黑点，CCD线感测器18B探测到背景19B和微小黑点之间光度的区别，并可以识别该颗粒为有缺陷的颗粒。另外，由于背景19B随着向下的抛物线轨迹L形成凹面弯曲，阻碍了至少从荧光灯16A发出的光照射到直接落在背景19B下面的颗粒，从而使得颗粒不会同时被前面和后面的光照射，因此可以避免将无缺陷的颗粒错误地识别为有缺陷的颗粒。
当抛物线轨迹L上的颗粒被识别为有缺陷时，对应CCD线感测器18B检查区域的喷射器20在极少的延迟时间后启动，将该颗粒驱逐到有缺陷颗粒卸料槽22上。
当颗粒通过了CCD线感测器18B并继续沿着抛物线轨迹L落下，它就进入了CCD线感测器18A的检查区域。在这个检查区域中，荧光灯16A、16B的光照射到背景19A上，而CCD线感测器18A探测从背景19A反射的光的量(在下面称为光度)。然后，当颗粒到达探测位置时，荧光灯16A、16B均匀照射在颗粒的前面，而CCD线感测器18A探测其反射的光。然后，如上面所述的，由于背景19A靠近颗粒，带有高透明度的平滑树脂颗粒内部的漫反射可以消除，因此不会将无缺陷的颗粒错误地识别为有缺陷的颗粒。
如果从传送带5落下的有缺陷的颗粒在前面具有尺寸约为1mm小的黑点，CCD线感测器18A探测到背景19A和微小黑点之间光度的区别，并可以识别该颗粒为有缺陷的颗粒。另外，由于背景19A随着向下的抛物线轨迹L形成凸面弯曲，阻碍了至少从荧光灯16D发出的光照射到直接落在背景19A上面的颗粒，从而使得颗粒不会同时被前面和后面的光照射，因此可以避免将无缺陷的颗粒错误地识别为有缺陷的颗粒。
上述的颗粒在观察颗粒后面的CCD线感测器18B前面经过之后，又在观察颗粒前面的CCD线感测器18A前面经过，从而实际上可以百分之百精确的保证识别出带有缺陷的颗粒，而不会忽略粘在颗粒上的微小的黑点。另外，由于背景19A、19B很宽并且还是弯曲的，CCD线感测器的检查区域在纬度方向和下游方向上延伸，因此实际上避免了遗漏抛物线轨迹L上的有缺陷的颗粒。
当抛物线轨迹L上的颗粒被识别为有缺陷时，对应CCD线感测器18A和18B检查区域的喷射器20在极少的延迟时间后启动，将该颗粒驱逐到有缺陷颗粒卸料槽22上。
背景19A、19B的形状被预先确定，且其角度等类似参数不会变化。因此，可以用荧光灯16A-16D调节光度，例如靠改变荧光灯的电源电压增加或降低光度，或者靠改变荧光灯的类型调节亮度。可以调节光度从而使得背景19A、19B和原材料中大多数的无缺陷颗粒的光度始终相符。
由于背景19A、19B很宽并且还在下游方向上随着抛物线轨迹L弯曲成凸面或凹面，会在弯曲部分上聚集灰尘。因此，可以提供图中未示出的擦拭器，用于从背景19A、19B移除灰尘和类似物。

Claims (3)

1.一种颗粒分离器，包括：
供应单元，用于供应颗粒；
传送单元，用于将从所述供应部分以恒定流量和恒定速度放出的颗粒向着实际上水平的方向进行传送；
多个光学探测单元，布置在所述传送部分放出的颗粒所形成的抛物线轨迹的相对侧面的位置，用于探测有缺陷的颗粒，所述多个光学探测器包括
第一探测单元，具有用于照射颗粒前面的第一照明装置，用于观察颗粒前面的第一探测器以及布置在抛物线轨迹的与所述第一照明装置和所述第一探测器所在侧相反一侧的第一背景，以及具有用于照射颗粒后面的第二照明装置的第二探测单元，用于观察颗粒后面的第二探测器以及布置在抛物线轨迹的与第二照明装置和第二探测器所在侧相反一侧的第二背景，
所述第一背景和第二背景布置在抛物线轨迹的附近并且沿着抛物线轨迹形成凸面或凹面的弯曲；以及
移除单元，用于根据所述多个光学探测单元对有缺陷颗粒的探测结果，将有缺陷的颗粒从抛物线轨迹中移除。
2.如权利要求1所述的颗粒分离器，其中所述第一背景和抛物线轨迹之间的距离以及所述第二背景和抛物线轨迹之间的距离不超过10mm。
3.如权利要求1所述的颗粒分离器，其中所述传送单元包括连续传送带。
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