DE2953013C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Partikelseparator mit einer von einem Rahmen umgebenen, geneigten Separierplatte, die eine gezackte Oberfläche aufweist und über einen Schwingantrieb hin- und hergehend in eine Oszillationsbewegung zur Trennung von Körnern versetzbar ist.

Ein solcher Partikelseparator ist aus der DE-AS 21 34 803 bekannt. Dort ist eine Separierplatte vorhanden, die zunächst durch Drehung von Handrädern bezüglich ihrer Längs- und Querneigung unterschiedlich eingestellt werden kann. Zur Trennung von Körnern unterschiedlichen Gewichtes wird die Gutauflage mit Hilfe eines Motors in eine Schwingbewegung versetzt, wodurch sich gewisse Wurfbewegungen für die Körner auf der Gutablage bzw. Separierplatte ergeben. Der eigentliche Trennvorgang wird mit Hilfe eines Luftstroms herbeigeführt, wobei hier die unterschiedlichen Schwebegeschwindigkeiten der kleinen und großen Körner ausgenutzt werden.

Wenn bei einem solchen Partikelseparator einmal die verschiedenen veränderlichen Parameter eingestellt sind (Neigungswinkel durch Einstellen der Handräder, Luftdruck) läuft der Separiervorgang ohne weitere Beeinflussungsmöglichkeit ab. Es gibt keine Möglichkeit, die Trennung der Körner irgendwie zu überwachen oder zu beeinflussen.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Partikelseparator anzugeben, bei dem die Partikeltrennung in jedem Fall bis zu einem gewünschten Genauigkeitsgrad - auch für unterschiedlichste Körnersorten - durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der Partikelseparator mit einer automatischen Kontrollvorrichtung versehen ist, die an der Separierplatte angeordnet ist und eine Lichtquelle sowie ein lichtempfindliches Element umfaßt, welche den Materialfluß in einer Detektierzone auf der Separierplatte erfassen und ein Steuersignal erzeugen, das den Schwingantrieb zur Steuerung des Trennvorgangs steuert.

Mit einer solchen erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, den Trennvorgang automatisch immer bis zu einem gewünschten Genauigkeitsgrad durchzuführen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.

Die Erfindung wird nun anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen weiter erläutert und beschrieben.

Fig. 1 und 2 zeigt eine Draufsicht auf einen vertikalen Schnitt der Hauptteile einer Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 und 4 zeigen eine Draufsicht und einen vertikalen Schnitt von Hauptteilen, welche sich von denen der Fig. 1 und 2 unter­ scheiden;

Fig. 5 ist der vertikale Schnitt durch eine erste Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 6 ist die Frontansicht der ersten Aus­ führungsform;

Fig. 7 ist der vertikale Schnitt einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 ist die Frontansicht der zweiten Aus­ führungsform;

Fig. 9 ist der vertikale Schnitt einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 10 ist der vertikale Schnitt durch die Haupt­ teile einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 11 ist der vertikale Schnitt durch die Haupt­ teile einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 12 ist der vertikale Schnitt durch die Haupt­ teile einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 ist der vertikale Schnitt durch die Haupt­ teile einer siebenten Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 14 zeigt einen elektrischen Schaltkreis der Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Verhältnisse zwischen den Fließeigenschaften von Getreidekörnern, wie umhüllter Reis, teilweise umhüllter Reis und nichtumhüllter Reis, auf einer Kornseparier­ platte mit fotoelektrischen Mitteln sind in den bei­ gelegten Figuren dargestellt. Die Fig. 1 und 3 zeigen die Fließeigenschaften eines Flusses von nichtumhülltem Reis, teilweise umhülltem Reis und umhülltem Reis auf einer Kornseparierplatte, und die Fig. 2 und 4 zeigen davon den vertikalen Schnitt.

In Fig. 1 und 2, wenn der Fluss von umhülltem Reis gegen die Front der Separierplatte bewegt wird und dabei einen gekurvten Weg beschreibt, ist der hintere Teil der Korn­ separierplatte 2 einem Lichtstrahl von der Lichtquelle 20 ausgesetzt, wobei dieser Lichtstrahl durch die Korn­ separierplatte empfangen und reflektiert wird und dieser reflektierte Strahl von einem fotosensitiven Element 21 aufgenommen wird. Das Ausgangssignal des fotosensitiven Elementes 21 wird verwendet, um nicht­ dargestellte Antriebsmittel zu steuern, derart, daß die dem Licht ausgesetzte Zone der Separierplatte 2 sich mit Reiskörnern ohne Hülle bedeckt. Die Gesamtausferti­ gung der ersten Ausführung, welche die eben beschriebene Arbeitsweise durchführt, wird später beschrieben.

In den Fig. 5 und 6 sieht man unter dem Zuführungs­ trichter 1 für die Getreidekörner einen Partikel­ separator 4 mit einer Separierplatte 2, deren Ober­ fläche gezackt ausgeführt ist, und den Seitenwänden 3 rund um die Separierplatte 2, wobei die ganze Vor­ richtung 4 an einer Gelenk- oder Zapfenlagerung 5, 6 befestigt ist, auf die zwei Hebel 9, 10 zur Über­ tragung einer Oszillierbewegung führen.

Die unteren Gelenk- oder Zapfenlager 7, 8 am andern Ende der Hebel 9, 10 sind ihrerseits durch einen Hebel 24 verbunden. Die Zapfenlagerung 7 mit den Hebeln 24 und 9 ist an einem festen Gerüst 11 befestigt.

Eine Exzenternocke 14, befestigt auf einer Hauptwelle 13, wird durch einen Hauptmotor 12 angetrieben, wobei das obere Zapfenlager 5 von einer Stange 15 angelenkt wird und so mit dem Partikelseparator 4 verbunden ist und die Oszillierbewegung auf den Separator überträgt, der nach vor- und rückwärts einen Oszillationswinkel β überstreicht. Die beiden Adjustierhebel 19 sind an ihrem unteren Ende drehbar mit der Gewindestange 18 verbunden, welche im Uhrzeigersinn und im Gegenuhr­ zeigersinn durch einen Kontrollmotor 17 angetrieben wird; gesteuert über Antriebskontrollmittel 16 wird der obere Teil der Hebel 19, welcher sich in der Nähe der Verbindung 8 des Rotationshebel 24 befindet, und beide Adjustierhebel 19 können so durch die Gewinde­ stange 18 voneinander weggeschoben oder einander zuge­ schoben werden. Der Rotationshebel 24 bewegt sich um das untere Gelenklager 7, um die Höhe des oberen Punktes 6 zu adjustieren und damit auch den Elevations­ winkel α der Kornseparierplatte 2.

Auf der einen Seite des oberen hinteren Teils des Partikelseparators 4 mit der Separierplatte 2 ist eine Lichtquelle 20 und ein fotosensitives Element 21 ange­ ordnet, mit der Licht auf die Separierplatte 2 gestrahlt wird, wobei diese Separierplatte 2 einen Neigungswinkel aufweist, daß das reflektierte Licht wieder empfangen werden kann, bzw. an der oberen Frontseite des Partikel­ separators 4 mit der Separierplatte 2 ist die Licht­ quelle 20 und das fotosensitive Element 21 in der gleichen Weise, wie oben beschriben, angebracht, und die fotosensitiven Elemente 21, 21′ und die Kontroll­ vorrichtung 16 der Antriebsmittel sind mit dem elektri­ schen Schaltkreis 22 verbunden.

Die gemischten Körner von umhülltem und nichtumhülltem Reis werden durch den Trichter 1 auf die Separierplatte 2 gegeben und durch die Oszillation gegen den Frontteil der Platte 2 geschüttelt, dies bei einem Oszillations­ winkel β, derart, daß die nichtumhüllten Reiskörner, die ein kleineres spezifisches Schüttgewicht und einen größeren Reibungskoeffizienten aufweisen, sich über den umhüllten Reiskörnern ansammeln, welche ein größeres spezifisches Schüttgewicht und einen kleineren Reibungs­ koeffizienten haben und welche gegen den hinteren Teil der Separierplatte 2 in Form einer Kurve fließen, wo­ bei die umhüllten und die nichtumhüllten Reiskörner getrennt werden zu jeder Seite der Rückseite und der Front der Separierplatte 2, um zum Ende der Seite 23 geführt zu werden.

Der Partikelfluß der umhüllten und nichtumhüllten Reis­ körner bewegt sich in einer Kurve von der Front zur End­ seite der Separierplatte 2, wie dies oben schon erwähnt wurde, und wenn die dem Meßlicht ausgesetzte Zone erreicht wird, werden die Antriebsmittel, welche mit den fotoelektrischen Mitteln verbunden sind, aktiviert, so daß der Partikelfluß derart adjustiert wird, daß eine hohe und akkurate Partikelseparierung eintritt.

Im weiteren kann durch die Bestimmung der reflektierten Lichtmenge die Farbdifferenz von verschiedenen Arten von Körnern bestimmt werden. Beim Einsatz spezifischer Mischungen kann die Verteilung der Körner im Partikel­ fluß gesteuert werden. Zur Bestimmung der Farbdifferenz von Körnern kann ein optisches Filter verwendet werden.

Die Gesamtkonstruktion der zweiten Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 7 und 8 abgebildet. Die Oszil­ lationshebel 9, 10 sind an den einen Enden über den Rotationshebel 24 verbunden, welcher seinerseits auf der Hauptwelle 13 montiert ist und über ein Zapfenlager am tieferen Punkt 8 mit einem Adjustierhebel 19 ver­ bunden ist.

Bei Rotation im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn, hervorgerufen durch einen Kontrollmotor 17, werden die Adjustierhebel 19 über eine Gewindestange 18 gegen­ einander bewegt; dabei bewegt sich der untere Punkt 8 auf und ab und adjustiert den Neigungswinkel des Rota­ tionshebels 24 bzw. den Oszillationswinkel β der Sepa­ rierplatte 2, um damit eine stabile und hochakkurate Partikeltrennung zu bewirken.

In Fig. 9 wird die Konstruktion eines dritten Aus­ führungsbeispiels gezeigt, worin die automatischen Kontrollmittel 16 mit den fotosensitiven Elementen 21, 21′ verbunden sind und die Mittel 25 zur Herstellung einer variablen Geschwindigkeit durch einen Hauptmotor 12 angetrieben werden. Der Abtrieb vom Mittel 25 führt auf die Hauptwelle 13.

Die Oszillationsfrequenz der Separierplatte 2 wird für eine automatische Anpassung des Partikelflusses von umhülltem und nichtumhülltem Reis auf derr Separier­ platte 2 überwacht und gesteuert. Damit wird eine stabile und hochakkurate Partikeltrennung erreicht.

Im weiteren wird im Meßstrahl der Lichtquelle 20 eine Kondensatorlinse angebracht. Damit kann die Lichtmenge zum fotosensitiven Element 21 variiert werden, indem die Distanz von der Lichtquelle zu den projizierten Körpern, beispielsweise die Höhe der Körnerschicht, fokussiert werden kann. Dies erlaubt eine bessere Steuerung der Antriebsmittel zur Beeinflussung der Fließeigenschaften der Körner.

Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform, in der eine Frontseite und eine Endseite der Separierplatte transpa­ rente Fenster 26 trägt und eine abwärts auf die Körner­ schicht gerichtete Lichtquelle 20 das Licht, ohne Reflexe auszunützen, auf ein fotosensitves Element 21, welches unterhalb der Separierplatte 2 ebenfalls in Richtung der Körnerschicht angebracht ist, schickt, um die Schichtdicke der Körner mit Hilfe des durch die Körnerschicht dringenden Lichtes zu bestimmen.

Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform, in der eine Frontseite und eine Endseite der Separierplatte 2 mit transparenten Fenstern 26 versehen sind, wobei unter jedem Fenster eine Lichtquelle 20 und ein fotosensiti­ ves Element 21 so angebracht sind, daß das von der Lichtquelle 20 an der Körnerschicht reflektierte Licht vom fotosensitiven Element 21 aufgefangen wird.

Fig. 12 zeigt eine sechste Ausführungsform der Erfin­ dung, bei der an einer Frontseite und einer Endseite der Separierplatte 2 transparente Fenster 26 an der Seitenwand 3 angebracht sind. Die Lichtquelle 20 und das fotosensitive Element 21 sind vor dem Fenster der­ art angebracht, daß, wenn die Schicht von nichtum­ hülltem Reis eine gewisse Dicke erreicht hat, die oberste Schicht kontrolliert wird, um den übermäßigen Partikelfluß der Körner zu adjustieren.

Fig. 13 zeigt eine siebente Ausführungsform, in der die Dicke der Schicht von nichtumhülltem Reis, welcher von einer Seite der Front 23 zur anderen Seite, der Rück­ seite 23, fließt, überwacht wird. Dafür wird das foto­ sensitve Element 21 an einem tieferen Punkt der Seiten­ wand 3 und die Lichtquelle 20, welche den Meßstrahl aussendet, in einer erhöhten Position über der Separier­ platte 2 angebracht. Durch die verschiedenen Schicht­ dicken des nichtumhüllten Reises wird der Lichtstrahl beeinflußt, und in Übereinstimmung mit dieser Beein­ flussung kann der nichtumhüllte Reis überwacht werden.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß diese Erfin­ dung den Separiervorgang überwacht durch Aussenden eines Lichtstrahls aus einer Lichtquelle gegen ein fotosensitives Element und dieses entweder durch den direkten Lichtstrahl oder durch reflektiertes Licht erregt wird.

Fig. 14 zeigt einen elektrischen Schaltkreis, wie er in dieser Ausführung für fotoelektrische Apparate ange­ wendet wird. Die Lichtquellen 20, 20′ und die foto­ sensitiven Elemente 21, 21′ sind über Schaltungsteile mit den Antriebsmitteln, welche ein automatisches Kontrollgerät 16 und einen Kontrollmotor 17 enthalten, verbunden. Die Lichtstrahlen aus den elektrischen Lampen 27, 27′ der Lichtquelle werden durch Fotodioden 28, 28′ empfangen, welche in den fotosensitiven Ele­ menten 21, 21′ enthalten sind, wobei die erzeugte Spannung in der automatischen Kontrollschaltung 16 verstärkt wird. Die variablen Widerstände 30, 30′ bestimmen entsprechend der Lichtmenge den Arbeitspunkt.

Um den Kontrollmotor 17 in eine Rotoation im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn zu bringen, wird die Kontroll­ schaltung, welche die fotosensitiven Elemente 21, 21′, die Verstärker 29, 29′ die variablen Widerstände 30, 30′ und die Relais 31, 31′ sowie das Leiterpaar 22, 22′ enthält, mit einem Kontrollmotor 17 verbunden.

Der elektrische Schaltkreis für die Antriebsmittel, wie sie in dieser Erfindung angewendet werden, ist ein elektrischer Schaltkreis, welcher den Motor im Uhr­ zeiger- oder Gegenuhrzeigersinn bewegt; es ist ein elektromagnetischer Schaltkreis, welcher eine Kupplung betätigt und diese eine Transmission im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn bewegt. Die Transmission wird von einem Motor angetrieben, welcher in beiden Richtungen rotiert.

Die Lichtquelle der fotoelektrischen Vorrichtung in dieser Erfindung kann eine elektrische Lampe sein, wie eine Glühlampe, eine Bogenlampe, eine Fluoreszenzlampe oder eine Leuchtdiode.

Das fotoelektrische Umwandlungselement, in anderen Worten das fotosensitive Element, also ein fotoelektri­ scher Wandler, kann eine Selenzelle, eine Silizium- Sonnenzelle, eine Fotodiode, ein Fototransistor oder ein fotoelektrisches Entladungselement, wie eine Foto­ röhre, ein Fotomultiplizierer, eine TV-Kameraröhre oder eine Bildröhre, sein.

Das fotoelektrische Wandlerelement kann auch an beiden Enden, Front- oder rückwärtiges Ende, der Separier­ platte angebracht sein oder an einer der beiden Seiten der Separierplatte.

Claims (9)

1. Partikelseparator mit einer von einem Rahmen umgebenen, geneigten Separierplatte, die eine gezackte Oberfläche aufweist und über einen Schwingantrieb hin- und hergehend in eine Oszillationsbewegung zur Trennung von Körnern versetzbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Partikelseparator mit einer automatischen Kontrollvorrichtung versehen ist, die an der Separierplatte (4) angegordnet ist und eine Lichtquelle (20, 20′) sowie ein lichtempfindliches Element (21, 21′) umfaßt, welche den Materialfluß in einer Detektierzone auf der Separierplatte erfassen und ein Steuersignal erzeugen, das den Schwingantrieb zur Steuerung des Trennvorgangs steuert.

2. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierzone zur Überwachung des Trennvorgangs am oberen Teil derr Separierplatte vorgesehen ist.

3. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierzone im unteren und im oberen Teil der Separierplatte (4) vorgesehen ist.

4. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierzone im unteren Teil der Separierplatte vorgesehen ist.

5. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierzone an den Seitenwänden der Separierplatte (4) vorgesehen ist.

6. Partikelseparator nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Detektierzone am unteren Ende der Seitenwände der Separierplatte (4) vorgesehen ist.

7. Partikelseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwingantrieb einen Kontrollmotor (17) umfaßt, der eine Gewindestange (18) antreibt, wobei diese mit einem Hebel (19) verbunden ist, welcher um einen Rotationshebel (24) der Separierplatte (4) schwenkt.

8. Partikelseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Separierplatte (4) an Schwinghebeln (15) gelagert ist, die über Exzenternocken angetrieben werden.

9. Partikelseparator nach wenigstens einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung des Schwingantriebs die Schwingfrequenz des Antriebs verändert wird.