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TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft den Bereich der Geräte zur Aufbereitung von Kirschen, insbesondere zur Trennung von Kirschen zum Sortieren, Klassieren und Verpacken.
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STAND DER TECHNIK
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Nach der Ernte bilden die Kirschen meist noch Trauben, d.h. mehrere Kirschen sind durch die Enden ihrer jeweiligen Stiele verbunden sind. Wie in der Präambel angedeutet, ist die Vereinzelung von Kirschen ein notwendiger Schritt vor jeder Sortierung, Klassierung und Verpackung von Kirschen.
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Die Vorrichtungen, die üblicherweise für die Kirschtrennung verwendet werden, beinhalten eine Vielzahl von Kreismessern, die so angeordnet sind, dass sie die Stiele von Kirschen schneiden. Die Kirschen werden über ein Förderband gefördert, das mit einer Vielzahl von Hubfingern ausgestattet ist. Die Hubfinger sind so konfiguriert, dass sie die Kirschstiele greifen, die dann mit den Kreismessern geschnitten werden. Solche Vorrichtungen ermöglichen es, eine hohe Durchflussmenge und eine zufriedenstellende Trennmenge zu erzielen, wenn die Anzahl der Kreismesser ausreichend ist.
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Solche Geräte haben jedoch mehrere Nachteile. Zunächst wird das Schneiden der Kirschstiele nach dem Zufallsprinzip durchgeführt, was zu einer Unregelmäßigkeit der so separierten Kirschen führt. Es ist auch leicht zu verstehen, dass der Durchgang von Kirschen durch runde Messer einen Teil der Kirschen beschädigen kann, aus denen Scheiben geschnitten werden oder die Teilschnitte, Kratzer, Stöße oder Dellen aufweisen. Solche Geräte sind zudem laut und erfordern eine regelmäßige Wartung, einschließlich des Austauschs und Schärfens der Kreismesser.
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Um diese Probleme zu lösen, schlug die Anmelderin eine neue Art von Kirschtrennvorrichtung vor, wie sie in Dokument
EP 2820287 beschrieben ist. Die in diesem Dokument vorgeschlagene Vorrichtung fördert die Kirschen in Wasser und leitet sie durch eine Kreiselpumpe. Diese Kreiselpumpe erzeugt große hydraulische Ströme, die es ermöglichen, die Kirschen an der Verbindung zwischen den Enden ihrer Stiele zu trennen, wobei diese Verbindung der Schwachpunkt der Verbindung zwischen den Kirschen ist.
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Eine solche Vorrichtung ist insofern von Vorteil, als die erzielte Trennung ein natürliches Aussehen ähnlich einer von Hand durchgeführten Trennung aufweist und die Vorrichtung das Halten und Lagern von Kirschen verbessert. Eine solche Vorrichtung hat jedoch Nachteile in Bezug auf den von der Kreiselpumpe erzeugten Lärm, die Tatsache, dass Kirschen beim Durchlaufen der Kreiselpumpe beschädigt werden, und die Tatsache, dass sich Rückstände in der Kreiselpumpe ansammeln und daher eine regelmäßige Wartung erfordert.
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Der Zweck der vorliegenden Offenbarung ist es, ein System zur Trennung von Kirschen vorzuschlagen, das diese Probleme zumindest teilweise löst.
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OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Offenbarung betrifft ein System zur Vereinzelung von Kirschen, umfassend:
- - eine primäre Zuführleitung,
- - eine sekundäre Zuführleitung und
- - eine Trennkammer,
wobei
- - die primäre Zuführleitung und die sekundäre Zuführleitung jeweils mit einem Eingang der Trennkammer verbunden sind,
- - die primäre Zuführleitung konfiguriert ist, um eine Zufuhr von Kirschen zu der Trennkammer zu gewährleisten,
- - die sekundäre Zuführleitung konfiguriert ist, um ein Sekundärfluid in die Trennkammer einzuspritzen, und
- - die sekundäre Zuführleitung mit einem Wirbelerzeuger versehen ist, der so konfiguriert ist, dass das in die Trennkammer eingespritzte Sekundärfluid eine Wirbelbewegung aufweist.
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Die primäre Zuführleitung und die sekundäre Zuführleitung sind typischerweise so konfiguriert, dass Kirschen und Sekundärfluid stromabwärts des Wirbelerzeugers gemischt werden.
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Die primäre Zuführleitung dient typischerweise zur Zufuhr von Kirschen, die mittels eines Primärfluids gefördert werden. Bei dem Primärfluid und dem Sekundärfluid handelt es sich typischerweise um Wasser. Das Sekundärfluid wird typischerweise mit einem höheren Druck als das Primärfluid in die Trennkammer eingespritzt.
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Bei einem Beispiel weisen die primäre Zuführleitung und die sekundäre Zuführleitung koaxiale Auslassabschnitte auf, stromabwärts welcher die Kirschen und das Sekundärfluid gemischt werden, wobei der Auslassabschnitt der sekundären Zuführleitung den Auslassabschnitt der primären Zuführleitung umgibt.
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Bei einem Beispiel weisen die primäre Zuführleitung und die sekundäre Zuführleitung Auslassabschnitte auf, stromabwärts welcher die Kirschen und das Sekundärfluid gemischt werden, wobei der Auslassabschnitt der sekundären Zuführleitung in der Trennkammer mündet und der Auslassabschnitt der primären Zuführleitung stromabwärts des Auslassabschnitts der sekundären Zuführleitung in der Trennkammer mündet.
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Bei einem Beispiel weist die Trennkammer einen oder mehrere Abschnitte auf, die nacheinander angeordnet sind, um eine Strömung in axialer Richtung zu definieren, wobei jeder der Abschnitte eine der folgenden Querschnittsgeometrien aufweist: zylindrisch mit beliebigem Querschnitt, rotationszylindrisch, kegelstumpfförmig mit von stromaufwärts nach stromabwärts mit abnehmendem Querschnitt, kegelstumpfförmig mit von stromaufwärts nach stromabwärts zunehmendem Querschnitt.
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Bei einem Beispiel die Trennkammer eine Spiralform, um einen Winkel ungleich Null zwischen einer Einlassrichtung und einer Auslassrichtung des Fluids zu definieren. Die Trennkammer definiert dann typischerweise einen 90°-Winkel zwischen dem Einlass und dem Auslass für die Fluide.
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Bei einem Beispiel ist der Wirbelerzeuger beispielsweise ein Lamellenelement, dessen Lamellen starr oder beweglich sein können.
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Bei einem Beispiel umfasst die sekundäre Zuführleitung eine Vielzahl von Fluidzuführungen, von denen jede eine exzentrische Zufuhr von Sekundärfluid innerhalb der Trennkammer bereitstellt, so dass das in die Trennkammer eingespritzte Sekundärfluid eine Wirbelbewegung aufweist.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft auch ein Verfahren zum Trennen von Kirschen, bei dem:
- - Kirschtrauben in eine primäre Zuführleitung eingeführt werden, die in einer Trennkammer mündet,
- - ein Sekundärfluid über eine sekundäre Zuführleitung in die Trennkammer eingebracht wird, wobei die sekundäre Zuführleitung einen Wirbelerzeuger umfasst, der dazu konfiguriert ist, dem in die Trennkammer eintretenden Sekundärfluid eine Wirbelbewegung aufzuprägen,
- - die Kirschtrauben in die Trennkammer stromabwärts des Wirbelerzeugers eingebracht werden, um durch die Wirbelbewegung in der Trennkammer getrennt zu werden.
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Die vorliegende Offenbarung betrifft auch eine Anlage, die ein wie vorstehend dargestelltes Kirschenvereinzelungssystem, kombiniert mit einem Förderer, der dazu ausgelegt ist, die vereinzelten Kirschen aus dem System zu fördern, sowie eine von einem Motor angetriebene Hydraulikpumpe umfasst, die dazu konfiguriert ist, ein Fluid über die sekundäre Zuführleitung einzuspritzen. Die verschiedenen Elemente sind typischerweise innerhalb eines Chassis angeordnet, das einen Unterwasserteil, in dem der Förderer und das Kirschenvereinzelungssystem angeordnet sind, und einen Trockenteil, in dem die Hydraulikpumpe und der Motor angeordnet sind, umfasst.
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Figurenliste
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Die Erfindung und ihre Vorteile werden besser verstanden, wenn man die folgende detaillierte Beschreibung der verschiedenen Arten der Ausführung der Erfindung liest, die als nicht beschränkende Beispiele aufgeführt sind. Diese Beschreibung bezieht sich auf die angehängten Bildseiten, in denen:
- 1 schematisch ein Beispiel für ein System gemäß einem Aspekt der Erfindung zeigt,
- 2 eine Detailansicht eines solchen Systems aus einem anderen Blickwinkel ist,
- die 3 bis 5 weitere Ausführungsformen eines solchen Systems zeigen,
- die 6 und 7 zwei axiale Querschnittsansichten des Systems zeigen,
- 8 eine andere Ausführungsform des unter Bezug auf die vorherigen Figuren vorgestellten Systems zeigt,
- die 9 und 10 zwei Figuren sind, die eine Ausführungsform eines Wirbelerzeugers und der sekundären Zuführleitung zeigen,
- die 11 bis 15 weitere Ausführungsbeispiele eines solchen Systems zeigen,
- die 16 bis 21 verschiedene Ausführungsbeispiele von Anlagen mit den oben vorgestellten Systemen zeigen und
- die 22 bis 26 mehrere Ausführungsarten der Zuführung von Kirschen zeigen.
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In den verschiedenen Figuren sind gemeinsame Elemente mit identischen Bezugszeichen versehen.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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Die 1 zeigt schematisch ein Beispiel für ein System gemäß einem Aspekt der Erfindung. 2 ist eine Detailansicht eines solchen Systems aus einem anderen Blickwinkel.
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In diesen Figuren sind eine primäre Zuführleitung 10 und eine sekundäre Zuführleitung 20 schematisch dargestellt, die beide in einer Trennkammer 30 münden.
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Die primäre Zuführleitung 10 fördert Kirschen, typischerweise in einem Primärfluid wie Wasser. Die so transportierten Kirschen bilden typischerweise Trauben, oder allgemeiner gesagt Gruppen von mehreren Kirschen, die über die Enden ihrer jeweiligen Stiele miteinander verbunden sind. Die primäre Zuführleitung 10 ist typischerweise mit einer Vorrichtung ausgestattet, die einen Sog oder, allgemeiner gesagt, einen Strom erzeugt, der in Richtung der Trennkammer 30 fließt, um die Zirkulation von Kirschen innerhalb der primären Zuführleitung 10 zur Trennkammer 30 zu erleichtern.
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Die sekundäre Zuführleitung 20 führt Sekundärfluid, typischerweise Wasser, zu. Das Sekundärfluid wird typischerweise mit einem Durchfluss und/oder Druck zugeführt, die höher sind als der Durchfluss und/oder Druck des von der primären Zuführleitung 10 zugeführten Fluids. Die sekundäre Zuführleitung 20 ist daher typischerweise mit der Druckleitung einer Hydraulikpumpe verbunden.
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Die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 weisen jeweils einen Auslassabschnitt auf, stromabwärts welcher das von der primären Zuführleitung zugeführte Primärfluid und die Kirschen und das von der sekundären Zuführleitung 20 zugeführte Sekundärfluid gemischt werden. Bei dem dargestellten Beispiel wird der Auslassabschnitt der primären Zuführleitung 10 durch ihr stromabwärtiges Ende gebildet, während der Auslassabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 der Abschnitt ist, der das stromabwärtige Ende der primären Zuführleitung 10 umgibt. Bei dem dargestellten Beispiel sind der Auslassabschnitt der primären Zuführleitung 10 und der Auslassabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 koaxial zueinander und ebenfalls koaxial zur Trennkammer 30. Die sekundäre Zuführleitung 20 bildet einen Krümmer zur Bereitstellung der sekundären Fluidversorgung, wobei es sich versteht, dass eine solche Ausführungsform rein beispielhaft ist.
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Bei dem dargestellten Beispiel münden die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 an der gleichen Stelle in der Trennkammer 30. Wie sich später zeigen wird, ist man nicht auf eine solche Ausführungsform beschränkt; die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 können an zwei unterschiedlichen Stellen in der Trennkammer 30 münden.
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Der Auslassabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 ist mit einem Wirbelerzeuger 40 ausgestattet, der sich hier um den Auslassabschnitt der primären Zuführleitung 10 befindet. Der Wirbelerzeuger 40 ist eine Vorrichtung, die geeignet ist, das Wasser in Rotation zu versetzen und so einen oder mehrere Wirbel in der Leitung stromabwärts des Wirbelerzeugers 40 zu erzeugen. Ein Beispiel für die Positionierung und Geometrie des Wirbelerzeugers 40 ist in 2 dargestellt. Der hier gezeigte Wirbelerzeuger 40 umfasst ein bewegliches Element 42 mit Schaufeln oder Lamellen, das von einem hier um die sekundäre Zuführleitung 20 angeordneten Antriebselement 44 in Rotation versetzt wird. Der Wirbelerzeuger 40 kann auch feste Schaufeln oder Lamellen aufweisen, wobei die von den Schaufeln oder Lamellen erzeugte Strömungsorientierung es ermöglicht, einen oder mehrere Wirbel zu erzeugen. Die Geometrie der Lamellen oder Schaufeln kann je nach dem/den gewünschten Wirbel(n) variieren. Die Verwendung von Schaufeln ermöglicht die kontrollierte Bildung von Wirbeln. Wie sich später zeigen wird, kann der Wirbelerzeuger 40 ein spezifisches Element sein (wie im Falle von 2) oder durch die innere Struktur der sekundären Zuführleitung 20 gebildet werden, wie später unter Bezugnahme auf die 9 und 10 gezeigt wird.
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Während des Betriebs sorgt, wie vorstehend beschrieben, die primäre Zuführleitung 10 für eine Zufuhr von Kirschen, typischerweise innerhalb eines Primärfluids, während die sekundäre Zuführleitung 20 Sekundärfluid zuführt. Der Wirbelerzeuger 40 erzeugt eine Wirbelströmung stromabwärts der Austrittsabschnitte der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20, so dass sich das Primärfluid, das Sekundärfluid und die Kirschen in einer Wirbelströmung innerhalb der Trennkammer 30 befinden, dargestellt durch Pfeile in den Figuren. Diese Wirbelströmung ist so eingestellt, dass die Kirschen getrennt und die bestehenden Bindungen zwischen den Stielen der Kirschen derselben Traube aufgebrochen werden. Aufgrund der Wirbelströmung in der Trennkammer 30 erfolgt der Bruch der Verbindung zwischen den Stielen der Kirschen an den freien Enden der Kirschenstiele, die die Punkte sind, an denen die Verbindung ihre geringste Festigkeit aufweist. Der erzielte Bruch hat daher ein natürliches Aussehen, wobei jeder Kirschsiel intakt bleibt.
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Es versteht sich, dass durch die Positionierung des Wirbelerzeuger 40 stromaufwärts der Stelle, an der das Primärfluid und die Kirschen mit dem Sekundärfluid vermischt werden, die Kirschen nicht mit dem Wirbelerzeuger 40 und insbesondere mit einem möglichen rotierenden Element des Wirbelerzeugers 40 in Berührung kommen, wodurch eine Beschädigung der Frucht vermieden wird.
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Darüber hinaus ist der Wirbelerzeuger 40 durch seine Positionierung stromaufwärts der Stelle, an dem das Primärfluid und die Kirschen mit dem Sekundärfluid vermischt sind, gegen Verschmutzung durch Frucht- oder Blattreste geschützt.
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Die Trennkammer 30 weist vorteilhaft Wände auf, die aus einem flexiblen Material gebildet sind oder deren Innenseite mit einem flexiblen Material abgedeckt ist. Die Trennkammer 30 kann daher typischerweise durch eine flexible Hülse aus einem Elastomer oder einem wasserdichtes Gewebe gebildet werden.
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Die Verwendung eines solchen flexiblen Materials erlaubt es, Beschädigungen der Kirschen im Falle eines Aufpralls auf die Wände der Trennkammer 30 und stromabwärts der Trennkammer 30 zu vermeiden. Generell können die Teile, die potenziell mit den Kirschen in Kontakt kommen, sowohl stromaufwärts als auch stromabwärts der Trennkammer 30, Wände aufweisen, die aus einem flexiblen Material bestehen.
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Es werden nun mehrere Ausführungsformen und Varianten eines solchen Systems beschrieben, wobei das allgemeine Funktionsprinzip und die Vorteile erhalten bleiben.
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Bei der in 3 dargestellten Ausführungsform sind der Ausgangsabschnitt der primären Zuführleitung 10 und der Ausgangsabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 nicht koaxial, wobei diese beiden Ausgangsabschnitte hier einen Winkel von etwa 90° bilden. Die Versorgung mit Kirschen und Primärfluid erfolgt hier daher von „der Oberseite“ des Systems. Der Wirbelerzeuger 40 ist innerhalb der sekundären Zuführleitung 20 angeordnet, so dass die Kirschen nicht mit Elementen des Wirbelerzeugers 40, insbesondere nicht mit etwaigen beweglichen Elementen des Wirbelerzeugers 40 in Berührung kommen. In einer solchen Konfiguration, in der die sekundäre Zuführleitung 20 die primäre Zuführleitung 10 nicht umgibt, kann der Wirbelerzeuger 40 so konfiguriert werden, dass er einen ganzen Abschnitt der sekundären Zuführleitung 20 belegt, oder nur einen Teil davon, um einen vom Wirbelerzeuger 40 ungestörten Fluiddurchgang zu ermöglichen. Beispielsweise kann bei der Ausführungsform von 3 der Wirbelerzeuger 40 Schaufeln aufweisen, die sich vom Umfang in Richtung der Mitte der sekundären Zuführleitung 20 erstrecken, wobei sich die Schaufeln dann bis zur Mitte erstrecken oder einen zentralen Durchgang lassen können. Bei Bedarf kann ein solcher zentraler Durchgang blockiert werden (z. B. durch einen zentralen Kern), um das Sekundärfluid durch den Wirbelerzeuger 40 zu zwingen. Die über die primäre Zuführleitung 10 eingeleiteten Kirschen und das Primärfluid werden somit von dem von der sekundären Zuführleitung 20 bereitgestellten Sekundärfluid mitgerissen, das eine Wirbelströmung aufweist, was die Trennung der Kirschen innerhalb der Trennkammer 30 wie vorstehend beschrieben bewirkt. Bei dem in 3 dargestellten Beispiel weist die Trennkammer 30 einen stromaufwärts gelegenen kegelstumpfförmigen Abschnitt 31 auf, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt, und einen stromabwärts gelegenen kegelstumpfförmigen Abschnitt 32, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt. Der Abschnitt 31 stromaufwärts und/oder der Abschnitt 32 stromabwärts können Wände aus flexiblem Material aufweisen.
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Die in 4 dargestellte Ausführungsform ähnelt der in 1 dargestellten, wobei der Unterschied in der Geometrie der Trennkammer 30 liegt.
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Bei der in 4 dargestellten Ausführungsform hat die Trennkammer 30 eine Spiralform, so dass das sie erreichende Fluid einer Spiralbahn folgt, bevor es sie verlässt. Darüber hinaus besteht in der dargestellten Ausführungsform ein Winkel von etwa 90° zwischen dem Fluidstrom an einem Eingang 33 der Trennkammer und dem Fluidstrom an einem Ausgang 34 der Trennkammer 30.
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5 stellt eine weitere Variante der zuvor in 1 dargestellten Ausführungsform dar.
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Bei der in 5 dargestellten Ausführungsform weist die Trennkammer 30 einen stromaufwärtigen kegelstumpfförmigen Abschnitt 31 auf, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt (in der Strömungsrichtung des Fluids), gefolgt von einem stromabwärtigen Abschnitt 32 mit einem rotationszylindrischen Querschnitt in der Verlängerung des stromaufwärtigen Abschnitts 31.
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Diese Ausführungsform ermöglicht es, eine Trennkammer 30 mit einem größeren Innenvolumen als in 1 vorzusehen, wodurch die Amplitude der Wirbelbewegung des Fluids erhöht werden kann.
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Die 6 und 7 zeigen zwei axiale Querschnittsansichten des Systems und zeigen zwei Beispiele für die Konfiguration der Trennkammer 30 und der primären Zuführleitungen 10 und 20.
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Diese beiden Figuren veranschaulichen die Positionierung der Trennkammer 30 in Bezug auf die primäre Zuführleitung 10 und sekundäre Zuführleitung 20, beispielsweise bei den oben in Bezug auf die 1, 2 und 5 beschriebenen Ausführungsformen.
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Wie bereits oben beschrieben, sind die Austrittsabschnitte der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20 (die hier als mit einem mit Schaufeln versehenen Wirbelerzeuger 40 ausgestattet dargestellt ist) bei den oben in den 1, 2 und 5 beschriebenen Ausführungsformen typischerweise koaxial. Die Trennkammer 30 kann dann auch koaxial zu den Auslassabschnitten der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20 wie in 6 dargestellt oder versetzt zu den Auslassabschnitten der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20 wie in 7 dargestellt sein.
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8 zeigt ein weiteres Beispiel einer Ausführungsform mit einer seitlichen Kirschenzuführung, wie bereits unter Bezug auf 3 oben beschrieben.
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Bei der dargestellten Ausführungsform bilden die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 einen Winkel von etwa 90° und münden an zwei unterschiedlichen Stellen in die Trennkammer 30. Wie bei der bereits mit Bezug auf 3 beschriebenen Ausführungsform befindet sich die sekundäre Zuführleitung 20 hier in der Ausrichtung mit der Trennkammer 30 und beinhaltet den in ihrem Auslassabschnitt befindlichen Wirbelerzeuger 40. Die primäre Zuführleitung 10 ermöglicht die Zufuhr von Kirschen und Primärfluid von oben.
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Die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 münden in einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt 31 der Trennkammer 30. Der stromaufwärts gelegene Abschnitt 31 weist, wie dargestellt, einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt, dessen Querschnitt vom Ausgangsabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 zum Ausgangsabschnitt der primären Zuführleitung 10 zunimmt, dann einen rotationszylindrischen Abschnitt, der sich von einem Ende zum anderen des Ausgangsabschnitts der primären Zuführleitung 10 erstreckt, und einen zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt. Ein stromabwärtiger Abschnitt 32 erstreckt sich in der Verlängerung des stromaufwärtigen Abschnitts 31, wobei der stromabwärtige Abschnitt einen kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt aufweist, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt, und sich hier in einen zylindrischen Umlaufabschnitt erstreckt.
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Diese Struktur aus stromaufwärtigem Abschnitt 31 und stromabwärtigem Abschnitt 32 mit aufeinanderfolgenden kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitten kann je nach Strömungsparametern einen Venturi-Saugeffekt an der Verbindungsstelle zwischen diesen beiden stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitten 31, 32 erzeugen und so die Fluidströmung beschleunigen.
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Die 9 und 10 sind zwei Ansichten einer weiteren Ausführungsform eines Wirbelerzeugers 40, wie er in Bezug auf die bereits beschriebenen Figuren erwähnt wird. 9 ist eine Seitenansicht eines Teils des Systems, wie beispielsweise in 1 dargestellt, und 10 ist eine Querschnittsansicht entlang der Ebene A-A aus 9.
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Wie in diesen Figuren dargestellt, wird der Wirbelerzeuger 40 hier durch eine Vielzahl von sekundären Fluidzuführungen gebildet, die mit der Trennkammer 30 über ihren Außenumfang verbunden sind. Der Wirbelerzeuger 40 und die sekundäre Zuführleitung 20 werden daher beide durch diese sekundären Fluidzuführungen gebildet, die in den Figuren mit Bezugszeichen 20 bezeichnet sind.
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Die sekundären Fluidzuführungen 20 sind hier im gleichen Abschnitt der Trennkammer 30 gegenüber ihrer durch die Achse X-X symbolisierten Axialrichtung winklig zueinander versetzt angeordnet, z.B. um 90° bei vier sekundären Fluidzuführungen 20, oder allgemein gleichmäßig um den gleichen Abschnitt der Trennkammer 30 verteilt. Die sekundären Fluidzuführungen sind ebenfalls typischerweise in einem Winkel zwischen 40° und 85° oder zwischen 50° und 80° oder zwischen 60° und 75° zu dieser axialen Richtung geneigt.
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Eine solche Konfiguration der sekundären Fluidzuführungen 20 ermöglicht es, dem in die Trennkammer 30 eintretenden Sekundärfluid eine Wirbelbewegung aus den verschiedenen Einspritzpunkten aufzuprägen und so eine Wirbelströmung innerhalb der Trennkammer 30 zu erzeugen. Eine solche Ausführungsform hat den besonderen Vorteil, dass sie keine beweglichen Teile benötigt und daher sehr robust ist.
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Einige weitere Beispiele eines wie vorstehend beschriebenen Kirschenvereinzelungssystems werden nun unter Bezug auf die 11 bis 15 beschrieben.
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11 ist eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform ähnlich der bereits mit Bezug auf 5 beschriebenen, bei der jedoch die Trennkammer 30 um einen Auslassverteiler 50 erweitert ist. Die Verbindung zwischen Trennkammer 30 und Auslassverteiler 50 wird durch einen Verbindungsabschnitt 52 erreicht, der optional eine konische Verengung bilden kann, nach der der Verteiler 50 einen zunehmenden Querschnitt aufweist. Diese Figur zeigt auch einen Zuführbehälter 60, über den die ungetrennten Kirschen in die primäre Zuführleitung 10 eingebracht werden.
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12 zeit eine Variante der in 11 dargestellten Ausführungsform, bei der die Proportionen der Trennkammer 30 modifiziert werden, wobei letztere eine größere Länge (gemessen entlang der Achse X-X) aufweist, während die Länge der primären Zuführleitung 10 zwischen ihrem Ausgangsabschnitt und dem Zuführbehälter 60 reduziert ist Es versteht sich, dass die relativen Anteile der verschiedenen Komponenten variieren können und entsprechend den gewünschten Ergebnissen und den Kirschen, die das System trennen soll, angepasst werden können.
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13 zeigt eine weitere Variante der unter Bezug auf die 11 und 12 beschriebenen Ausführungsform, bei der die Trennkammer 30 mehrere verschiedene Stufen aufweist, hier zwei Stufen 30A und 30B, die durch einen Abschnitt mit kleinerem Querschnitt getrennt sind, was es erlaubt, einen Venturieffekt zu erzeugen. Die Trennkammer 30 umfasst, wie dargestellt, somit zwei Module, die nacheinander von den Austrittsabschnitten der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20 angeordnet sind, wobei jedes Modul nacheinander einen kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt umfasst, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt, und einen kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt. Eine solche Struktur erlaubt es, Turbulenzen in der Strömung zu erzeugen und so die Kraft, die auf die Verbindung zwischen den Kirschenstielen ausgeübt wird, zu erhöhen.
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14 zeigt eine Querschnittsansicht eines Systems, wie es bereits unter Bezug auf 8 beschrieben wurde.
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Wie bereits unter Bezug auf 8 beschrieben, münden die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 in einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt 31 der Trennkammer 30. Der stromaufwärts gelegene Abschnitt 31 weist, wie dargestellt, einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt, dessen Querschnitt vom Ausgangsabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 zum Ausgangsabschnitt der primären Zuführleitung 10 zunimmt, dann einen zylindrischen Umlaufabschnitt, der sich von einem Ende zum anderen des Ausgangsabschnitts der primären Zuführleitung 10 erstreckt, und einen zweiten kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt. Ein stromabwärtiger Abschnitt 32 erstreckt sich in der Verlängerung des stromaufwärtigen Abschnitts 31, wobei der stromabwärtige Abschnitt einen kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt aufweist, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt.
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Diese Struktur aus stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitten 31, 32 mit aufeinanderfolgenden kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitten kann an der Verbindungsstelle zwischen diesen beiden stromaufwärtigen und stromabwärtigen Abschnitten 31, 32 einen Venturi-Saugeffekt erzeugen und so den Fluidstrom beschleunigen.
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Der stromaufwärts gelegene Abschnitt 31 kann unterschiedliche Geometrien aufweisen, einschließlich einer zweistufigen Geometrie, wie bereits oben unter Bezugnahme auf 13 beschrieben.
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Die 15 zeigt eine Querschnittsansicht einer Variante des Systems, wie es unter Bezug auf die 8 und 14 beschrieben wurde.
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Diese Ausführungsform ähnelt der in Bezug auf die 8 und 14 beschriebenen, mit der Ausnahme, dass die Trennkammer 30 keinen stromaufwärts gelegenen Abschnitt 31 beinhaltet und sich daher auf einen kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt beschränkt, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt.
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Nun werden unter Bezugnahme auf die 16 bis 21 mehrere Ausführungsbeispiele für Anlagen zur Trennung von Kirschen vorgestellt, die ein System wie vorstehend beschrieben umfassen.
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Die 16 zeigt eine Anlage, die ein System umfasst, wie oben unter Bezug auf 11 beschrieben.
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Die gezeigte Anlage umfasst ein Kirschenvereinzelungssystem 1, das sich in horizontaler Richtung erstreckt. Die primäre Zuführleitung 10 ist wie vorstehend beschrieben einem Zuführbehälter 60 zugeordnet, während die sekundäre Zuführleitung 20 mit einer Hydraulikpumpe 70 verbunden ist, die von einem Motor 75 angetrieben wird, um über die sekundäre Zuführleitung 20 ein unter Druck stehendes sekundäres Fluid zuzuführen. Diese Elemente sind im Inneren eines Chassis 2 zum Beispiel in einem aus Edelstahl gefertigten Behälter angeordnet, der typischerweise mit höhenverstellbaren Füßen ausgestattet ist, um seine Höhe und Neigung einzustellen. Wie bereits oben unter Bezug auf 11 beschrieben, beinhaltet das Kirschenvereinzelungssystem 1 einen Verteiler 50, aus dem die vereinzelten Kirschen sowie die gemischten Primär- und Sekundärfluide austreten. Bei der gezeigten Anlage ist gegenüber dem Verteiler 50 ein Förderer 80 angeordnet, um die austretenden Kirschen aufzunehmen. Der Förderer 80 ist typischerweise ein Lamellenförderband mit einem Motor 85. Der Förderer 80 ist typischerweise so konfiguriert, dass er die Kirschen aus der Anlage transportiert, z.B. zu einer Lager-, Klassier- oder Sortierstation. Die Form des Förderers 80 ist an die gewünschte Konfiguration für die Anlage anpassbar, während der Verteiler 50 konfiguriert ist, um sicherzustellen, dass die Kirschen aus dem Kirschenvereinzelungssystem 1 gut auf den Förderer 80 übergeleitet werden.
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Wie in dieser Figur dargestellt, befinden sich der Förderer 80 (teilweise) und das Kirschenvereinzelungssystem 1 in einem Abschnitt des Chassis 2, der mit Fluid, typischerweise Wasser, gefüllt ist. Die Hydraulikpumpe 70 und der Motor 75 befinden sich typischerweise in einem isolierten Bereich des Chassis 2, um nicht untergetaucht zu werden, während sich der Motor 85 des Förderers 80 über dem Fluidstand befindet. Die Hydraulikpumpe 70 saugt über einen Einlass 72 Fluid in das Volumen des Chassis 2 an und injiziert es dann in die sekundäre Zuführleitung 20. Der Fluidstand im Chassis 2 stellt auch die Fluidversorgung der primären Zuführleitung 10 sicher. Der Zuführbehälter 60 ist typischerweise mit einem Gitter 65 ausgestattet, das sich von seinem Außenumfang bis über den Fluidspiegel innerhalb des Chassis 2 erstreckt, wodurch verhindert wird, dass auf der Oberfläche schwimmende Elemente (z. B. Blätter oder Kirschen mit einer Dichte, die niedriger ist als die Dichte des Wassers) in das Kirschenvereinzelungssystem 1 gesaugt werden, und somit eine Rezirkulation von Kirschen verhindert wird, die bereits das Kirschenvereinzelungssystem 1 passiert haben. Das Fluid aus dem Kirschenvereinzelungssystem 1 wird aufgefangen und dann über die Hydraulikpumpe 70 wieder in das Kirschenvereinzelungssystem 1 injiziert. Der Einlass 72 der Hydraulikpumpe 70 ist typischerweise mit einem Gitter oder Filter ausgestattet, so dass Verunreinigungen oder Fremdkörper, die im Fluid vorhanden sind, nicht von der Hydraulikpumpe 70 angesaugt werden.
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Bei einer Ausführungsform kann die Druckleitung der Hydraulikpumpe 70 einen Bypass zur Versorgung des Zuführbehälters 60 aufweisen, so dass überschüssiges Fluid im Zuführbehälter 60 in das Chassis 2 fließen kann und nicht umgekehrt, wie vorstehend beschrieben. Diese Variante erlaubt es, Blätter und andere pflanzliche Abfälle direkt im Netz 65 zu sammeln. Ventile können verwendet werden, um den Anteil des Fluids zu steuern, der zur sekundären Zuführleitung 20 und zum Zuführbehälter 60 gelangt.
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Das Chassis 2 beinhaltet typischerweise eine seitliche Klappe für die Wartung sowie ein Spül- und Füllsystem. Das Chassis 2 umfasst typischerweise auch eine Abdeckung mit einer Öffnung zum Einfüllen von Kirschen in den Zuführbehälter 60 und für den Durchgang des Förderers 80.
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Die 17 zeigt eine Variante der zuvor in 16 dargestellten Anlage, bei der das Kirschenvereinzelungssystem 1 eine zur Horizontalen geneigte Längsrichtung aufweist. Die Längsrichtung des Kirschenvereinzelungssystems 1 wird durch die Achse X-X dargestellt, wie bereits in mehreren vorangegangenen Figuren gezeigt. Die Längsachse des Kirschenvereinzelungssystems 1 ist daher typischerweise im Bereich von 10° bis 80° von der Horizontalen, vorzugsweise 15° bis 45° von der Horizontalen und insbesondere 20° bis 30° von der Horizontalen in beide Richtungen geneigt. Eine nach unten gerichtete Neigung zur Horizontalen ermöglicht die Führung von etwaigen Fremdkörpern wie Kies oder Schutt, die so durch Schwerkraft aus dem Kirschenvereinzelungssystem 1 ausgeleitet werden, ohne Schäden an Komponenten wie dem Wirbelerzeuger 40 zu riskieren. Eine Aufwärtsneigung ist ebenfalls möglich, auch wenn dies bedeutet, dass Gitter oder gleichwertige Elemente zum Schutz des Wirbelerzeugers 40 und/oder anderer Komponenten vorgesehen werden.
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Die 18 zeigt eine weitere Variante der zuvor in den 16 und 17 dargestellten Anlage. Bei dieser Variante ist das Kirschenvereinzelungssystem 1 vertikal angeordnet und erstreckt sich daher in vertikaler Längsrichtung X-X. Das in 18 dargestellte Kirschenvereinzelungssystem 1 ähnelt dem in 12 dargestellten System. Es versteht sich jedoch, dass die Konfiguration der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20 geändert werden kann. Im dargestellten Beispiel ist gegenüber dem Verteiler 50 eine Rampe 82 angeordnet, um die Kirschen aus dem Kirschenvereinzelungssystem 1 zu sammeln und zum Förderband 80 zu führen. Wie bei der in 17 dargestellten Ausführungsform erleichtert eine solche Ausrichtung des Kirschenvereinzelungssystems 1 das Entfernen von Ablagerungen wie z.B. Kies, der dann durch Schwerkraft aus der Vorrichtung fällt, ohne Komponenten wie den Wirbelerzeuger 40 zu beschädigen.
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Die 19 ist eine Variante der bereits unter Bezug auf 16 beschriebenen Anlage, bei der das Kirschenvereinzelungssystem 1 das bereits unter Bezug auf 14 dargestellte ist. Der Verteiler 50 erstreckt sich hier bis zu einer Rampe 82, die die Kirschen zum Förderer 80 führt.
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Unter Berücksichtigung der in den 16 bis 18 dargestellten Ausführungsformen versteht man, dass das Kirschenvereinzelungssystem 1 so angeordnet ist, dass sich die Längsrichtung X-X (entsprechend der Achse der Trennkammer 30) in einem Winkel zwischen 0° und 90° zur horizontalen Richtung erstreckt. Dasselbe gilt für die in den folgenden 19 bis 21 dargestellten Ausführungsformen.
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20 zeigt eine Variante der bereits unter Bezug auf 17 dargestellten Anlage, bei der das Kirschenvereinzelungssystem 1 das bereits unter Bezug auf 14 dargestellte ist. Der Verteiler 50 erstreckt sich hier bis zur Rampe 82, die die Kirschen zum Förderer 80 führt.
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21 zeigt eine Variante von 18, bei der das Kirschenvereinzelungssystem 1 ein System mit einer seitlichen Kirschzuführung ist, wie bereits z.B. unter Bezug auf die 3, 8, 14 und 15 beschrieben. Wie in 21 gezeigt, weist die primäre Zuführleitung 10 eine Wand auf, die sich von einer Wand des Zuführbehälters 60 erstreckt. Die Trennkammer 30 dieser Ausführungsart weist eine von den in den 8 und 14 dargestellten Ausführungsformen abgeleitete Form auf, nämlich einen stromaufwärts gelegenen Abschnitt 31, der einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt umfasst, dessen Querschnitt vom Ausgangsabschnitt der sekundären Zuführleitung 20 zum Ausgangsabschnitt der primären Zuführleitung 10 zunimmt, dann einen zylindrischen Umlaufabschnitt, der sich von einem Ende zum anderen des Ausgangsabschnitts der primären Zuführleitung 10 erstreckt, und einen zweiten kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt, gefolgt von einem stromabwärts gerichteten Abschnitt 32, der nacheinander von stromaufwärts nach stromabwärts einen ersten kegelstumpfförmigen Abschnitt, dessen Querschnitt von stromaufwärts nach stromabwärts zunimmt, einen zylindrischen Umlaufabschnitt mit konstantem Querschnitt und einen zweiten kegelstumpfförmigen Umlaufabschnitt, dessen Durchmesser von stromaufwärts nach stromabwärts abnimmt, aufweist, wobei der letztere Abschnitt durch den Verteiler 50 verlängert wird.
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Die 22 und 23 zeigen zwei Möglichkeiten, den Zuführbehälter 60 ausbilden, um die Versorgung der primären Zuführleitung 10 mit Kirschen zu erlauben. In diesen Figuren ist der Zuführbehälter 60 schematisch dargestellt, der in die primäre Zuführleitung 10 mündet, die wiederum in die Trennkammer 30 mündet.
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Bei der in 22 dargestellten Ausführungsform öffnet sich die primäre Zuführleitung 10 zentral zur Trennkammer 30, so dass die Kirschen im Wesentlichen in eine Mittelebene der Trennkammer 30 eingeleitet werden. Umgekehrt öffnet sich bei der in 23 dargestellten Ausführungsform die primäre Zuführleitung 10 gegenüber der Trennkammer 30 exzentrisch. Diese beiden Realisierungsmöglichkeiten können insbesondere für die in den anderen Figuren dargestellten unterschiedlichen Beispiele von Systemen und Anlagen genutzt werden.
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Die 24 bis 26 zeigen mehrere Beispiele für Zuführbehälter 60, die bei einer Anzahl von Kirschenvereinzelungssystemen 1 verwendet werden können. 24 ähnelt der vorstehend beschriebenen 22 und stellt schematisch den Fall eines einzelnen Zuführbehälters 60 dar, beispielsweise bei einem einzelnen Kirschenvereinzelungssystem 1.
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25 zeigt ein Beispiel für einen doppelten Zuführbehälter 60 im Falle zweier parallel im selben Chassis montierter Kirschenvereinzelungssysteme 1. Dabei werden hier zwei Anordnungen unterschieden, die jeweils aus einer Trennkammer 30 und einer primären Zuführleitung 10 bestehen, wobei die primären Zuführleitungen 10 mit zwei durch eine ihrer Wände verbundenen Zuführbehältern 60 verbunden sind, wodurch der Platzbedarf dieser beiden Zuführbehälter 60 reduziert werden kann.
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26 zeigt schematisch ein Beispiel für mehrere Zuführbehälter 60 im Falle mehrerer Kirschenvereinzelungssysteme 1, die parallel im gleichen Chassis montiert sind. Das in 26 gezeigte Beispiel entspricht drei parallel in demselben Chassis montierten Kirschenvereinzelungssystemen 1, wobei klar ist, dass dies auf eine beliebige ganze Zahl N von Kirschenvereinzelungssystemen 1 verallgemeinert werden kann, die parallel im gleichen Chassis montiert sind. Wie in 25 stellt 26 drei Baugruppen dar, die jeweils eine Trennkammer 30 und eine primäre Zuführleitung 10 umfassen, wobei die primären Zuführleitungen 10 mit drei nebeneinander montierten Zuführbehältern 60 verbunden sind, die durch mindestens eine ihrer Wände mit einem oder mehreren benachbarten Zuführbehältern verbunden sind, um den Platzbedarf dieser drei Zuführbehälter 60 zu begrenzen.
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Die Beschreibung als Ganzes und die verschiedenen Figuren beschreiben mehrere Ausführungsformen eines Systems und einer Anlage nach einem Aspekt der Erfindung. Es ist klar, dass diese ausführungsformen nicht abschließend sind und dass die verschiedenen Formen der Trennkammern 30, die unterschiedlichen Konfigurationen der primären Zuführleitung 10 und der sekundären Zuführleitung 20, die unterschiedlichen Wirbelerzeuger 40, die Arten von Zuführbehältern und Anlagen kombiniert werden können. Darüber hinaus können die Trennkammer 30 und die primäre Zuführleitung 10 und die sekundäre Zuführleitung 20 unterschiedliche Formen und beliebige Querschnitte aufweisen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung anhand konkreter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist klar, dass an diesen Beispielen Änderungen und Ergänzungen vorgenommen werden können, ohne über den allgemeinen Umfang der Erfindung im Sinne der Ansprüche hinauszugehen. Insbesondere können einzelne Merkmale der verschiedenen veranschaulichten/erwähnten Ausführungsformen in zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden. Daher sollten die Beschreibung und die Zeichnungen eher im beispielhaften als im einschränkenden Sinne betrachtet werden.
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Es ist auch klar, dass alle in Bezug auf ein Verfahren beschriebenen Merkmale allein oder in Kombination auf eine Vorrichtung übertragen werden können, und dass umgekehrt alle in Bezug auf eine Vorrichtung beschriebenen Merkmale allein oder in Kombination auf ein Verfahren übertragen werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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