DE69112589T2 - Method and device for sorting potatoes. - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Sortieren von Kartoffeln basierend auf der Größe der Kartoffeln, bei dem die Kartoffeln durch einen V-förmigen Kanal geleitet werden und für jede Kartoffel der Abstand zwischen einem Punkt des V- förmigen Kanals und einem Punkt der in dem Kanal befindlichen Kartoffel gemessen wird.The invention relates to a method for sorting potatoes based on the size of the potatoes, in which the potatoes are guided through a V-shaped channel and for each potato the distance between a point of the V-shaped channel and a point of the potato located in the channel is measured.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Sortieren von Kartoffeln basierend auf der Quadratgröße, wobei die Vorrichtung aufweist: wenigstens einen V-förmigen Kanal; Zuführeinrichtungen zum Zuführen von Kartoffeln zum V-förmigen Kanal; wenigstens einen Sensor zum Erkennen eines Abstandes zwischen einem Punkt einer in dem Kanal befindlichen Kartoffel und einem Punkt des V-förmigen Kanals.The invention further relates to a device for sorting potatoes based on the square size, the device comprising: at least one V-shaped channel; feeding means for feeding potatoes to the V-shaped channel; at least one sensor for detecting a distance between a point of a potato located in the channel and a point of the V-shaped channel.
bin solches Verfahren ist aus der französischen Patentanmeldung 2 528 972 bekannt. Nach diesem Verfahren wird der geringste Abstand zwischen einem Punkt der Kartoffel und einem Punkt des V-förmigen Kanals gemessen, wobei dieser Abstand der gesuchte gewünschte Abstand ist.Such a method is known from the French patent application 2 528 972. According to this method, the smallest distance between a point on the potato and a point on the V-shaped channel is measured, this distance being the desired distance sought.
Im Kartoffelhandel und in der Kartoffeln verarbeitenden Industrie werden Kartoffeln unter Verwendung des sogenannten Quadratgrößenprinzips alternativ in verschiedene Größenklassen sortiert. Die Kartoffeln werden sodann mittels hin und her bewegter Gitter mit quadratischen Öffnungen sortiert. Ein Nachteil dieses bekannten Sortierverfahrens ist, daß ein relativ großes Risiko besteht, daß die Kartoffeln durch die Rüttelgitter beschädigt werden Die Quadratgröße einer Kartoffel kann durch die Seitenlänge der kleinsten quadratischen Öffnung definiert werden, welche die Kartoffel passieren kann. Im internationalen Kartoffelhandel wird die Quadratgröße im allgemeinen als Norm verwendet. Die Kartoffeln werden meistens in eine Anzahl von Klassen eingeteilt, zum Beispiel eine erste Klasse von Kartoffeln mit einer Quadratgröße unter 35 mm, eine nächste Klasse von Kartoffeln mit einer Quadratgröße zwischen 35 und 45 mm, die nachfolgenden Klassen 45/55 mm, 55/65 mm und, beispielsweise, eine Klasse von Kartoffeln mit einer Quadratgröße über 65 mm.In the potato trade and in the potato processing industry, potatoes are alternatively sorted into different size classes using the so-called square size principle. The potatoes are then sorted by means of reciprocating grids with square openings. A disadvantage of this known sorting method is that there is a relatively high risk that the potatoes will be damaged by the vibrating grids. The square size of a potato can be defined by the side length of the smallest square opening through which the potato can pass. In the international potato trade, the square size is generally used as a standard. The potatoes are usually divided into a number of classes, for example, a first class of potatoes with a square size of less than 35 mm, a next class of potatoes with a square size between 35 and 45 mm, the subsequent classes 45/55 mm, 55/65 mm and, for example, a class of potatoes with a square size of more than 65 mm.
Beim Sortieren einer großen Menge von Kartoffeln in eine derart große Zahl von Klassen müssen diejenigen Kartoffeln, die am längsten in dem Sortiervorgang verbleiben, eine relativ große Zahl von Rüttelgittern passieren, wodurch das Risiko einer Beschädigung proportional zunimmt. Dies ist beispielsweise bei Speise- oder Saatkartoffeln sehr nachteilig.When sorting a large quantity of potatoes into such a large number of classes, the potatoes that remain in the sorting process the longest have to pass through a relatively large number of vibrating grids, which increases the risk of damage proportionally. This is very disadvantageous for example with table or seed potatoes.
Es besteht daher ein Bedürfnis nach einem Verfahren zum Sortieren von Kartoffeln oder ähnlichen zwiebel- oder knollenartigen Früchten mit geringem Beschädigungsrisiko, bei gleichzeitiger Beibehaltung des Quadratgrößenprinzips.There is therefore a need for a method for sorting potatoes or similar bulbous or tuber-like fruits with a low risk of damage, while maintaining the square size principle.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, das genannte Bedürfnis zu befriedigen. Zu diesem Zweck ist ein Verfahren des zuvor genannten Typs erfindungsgemäß gekennzeichnet durch das Bestimmen des Abstandes zwischen dem Scheitelpunkt der V- Form und dem höchsten Punkt der in einem Kanal befindlichen Kartoffel, und durch das Bestimmen der Quadratgröße der Kartoffel aus dem gemessenen Abstand.It is the object of the invention to satisfy the above-mentioned need. For this purpose, a method of the above-mentioned type is characterized according to the invention by determining the distance between the apex of the V-shape and the highest point of the potato located in a channel, and by determining the square size of the potato from the measured distance.
Das US-Patent 4 462 496 beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung bei der Partikel in die Rillen einer Schrägfläche plaziert werden, um auf dieser abwärts zu rollen. Unterdruck-Aufnahmeeinrichtungen dienen zum Entfernen derjenigen Partikel, die aufgrund ihrer Unrundheit nicht abwärts rollen. Die Vorrichtung dient zum Trennen der Kugeln von nicht kugelförmigen Partikeln in einer großen Zahl von Lampenfüllmaterialpartikeln.US Patent 4,462,496 describes a method and apparatus in which particles are placed in the grooves of an inclined surface to roll down the surface. Vacuum pick-up devices are used to remove those particles that do not roll down due to their non-spherical nature. The apparatus is used to separate the spheres from non-spherical particles in a large number of lamp fill material particles.
Das US-Patent 3 744 628 beschreibt ein Verfahren zum Klassifizieren von Geflugel, bei dem die Höhe des Brustknochenbereichs durch das Auslenken eines auslenkbaren Elements gemessen wird. Ferner wird eine Klassifizierungsrutsche zum Aufnehmen des Geflügels entsprechend der ermittelten Auslenkung angeordnet.US Patent 3,744,628 describes a method for classifying poultry in which the height of the breast bone area is measured by deflecting a deflectable element. A classifying chute is also arranged to receive the poultry according to the determined deflection.
Eine Vorrichtung zum Sortieren von Kartoffeln basierend auf der Quadratgröße ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor den Abstand zwischen dem Scheitelpunkt der V- Form und dem höchsten Punkt der in dem Kanal befindlichen Kartoffel erkennt und der Sensor ein dem erkannten Abstand entsprechendes Signal an eine Steuervorrichtung ausgibt, die in der Lage ist, eine Führungseinrichtung derart zu steuern, daß diese die jeweilige Kartoffel zu einer Sammelstelle von Kartoffeln führt, deren Quadratgröße dem erkannten Abstand entspricht.A device for sorting potatoes based on the square size is characterized according to the invention in that the sensor detects the distance between the apex of the V-shape and the highest point of the potato located in the channel and the sensor outputs a signal corresponding to the detected distance to a control device which is able to control a guide device in such a way that it guides the respective potato to a collection point of potatoes whose square size corresponds to the detected distance.
Im folgenden wird die Erfindung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnungen beschrieben, welche zeigen:In the following, the invention is described in conjunction with the accompanying drawings, which show:
Fig. 1 - eine schematische Darstellung eines Beispiels einer vertikal angeordneten herkömmlichen Kartoffelsortiervorrichtung;Fig. 1 - a schematic representation of an example of a vertically arranged conventional potato sorting device;
Fig. 2 - eine schematische Darstellung eines Beispiels einer horizontal angeordneten herkömmlichen Kartoffelsortiervorrichtung;Fig. 2 - a schematic representation of an example of a horizontally arranged conventional potato sorting device;
Fig. 3 - eine schematische Darstellung des Quadratgrößen- Prinzips;Fig. 3 - a schematic representation of the square size principle;
Fign. 4 bis 6 - schematische Darstellungen des Prinzips der Erfindung; undFigs. 4 to 6 - schematic representations of the principle of the invention; and
Fig. 7 - eine schematische Darstellung eines Beispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.Fig. 7 - a schematic representation of an example of a device according to the invention.
Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Kartoffelsortiervorrichtung 1 mit drei übereinander angeordneten Gittern 2, 3, 4 mit quadratischen Durchlässen. Das obere Gitter 2 weist die größten Durchlässe und das untere Gitter 4 die kleinsten Durchlässe auf. Während des Betriebs werden die Gitter hin und her bewegt, so daß die Kartoffeln nacheinander in verschiedenen Positionen auf dem Gitter zu liegen kommen, und eine Kartoffel, die nicht durch die Gitteröffnungen fällt, wird zu einem Ausgabeende des Gitters transportiert. Die Kartoffeln werden aus einer Rutsche 5 auf das erste Gitter gegeben. Die schematisch bei 6 dargestellte Kartoffel ist so groß, daß sie selbst nicht durch die Öffnungen des oberen Gitters 2 paßt, und diese Kartoffel fällt, wie bei 7 angedeutet, schließlich vom Gitter.Fig. 1 is a schematic representation of a potato sorting device 1 with three grids 2, 3, 4 arranged one above the other with square openings. The upper grid 2 has the largest openings and the lower grid 4 has the smallest openings. During operation, the grids are moved back and forth so that the potatoes come to lie on the grid in different positions one after the other, and a potato that does not fall through the grid openings is transported to a discharge end of the grid. The potatoes are fed from a chute 5 onto the first grid. The potato shown schematically at 6 is so large that it does not fit through the openings of the upper grid 2 itself, and this potato eventually falls off the grid as indicated at 7.
Die bei 8 dargestellte Kartoffel passiert die Öffnungen des oberen Gitters, jedoch nicht die Öffnungen des zweiten Gitters 3 und fällt bei 9 von dem zweiten Gitter.The potato shown at 8 passes through the openings of the upper grid, but not the openings of the second grid 3 and falls from the second grid at 9.
In ähnlicher Weise fällt die bei 10 dargestellte Kartoffel durch das obere Gitter 2 und das zweite Gitter 3 und verläßt das dritte Gitter bei 11. Die bei 12 dargestellte kleinste Kartoffel fällt durch die Öffnungen aller Gitter, wie bei 13 dargestellt.Similarly, the potato represented at 10 falls through the upper grid 2 and the second grid 3 and exits the third grid at 11. The smallest potato represented at 12 falls through the openings of all grids as shown at 13.
Bei einer solchen Vorrichtung müssen daher die kleinsten Kartoffeln sämtliche Rüttelgitter passieren, so daß sie einem erheblichen Beschädigungsrisiko, z. B. dem Blauanlaufen, ausgesetzt sind.With such a device, the smallest potatoes have to pass through all the vibrating grids, so that they are exposed to a considerable risk of damage, e.g. blueing.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung 15 weist horizontal angeordnete aufeinanderfolgende Gitter 16 bis 18 auf, deren Gitteröffnungen sich von der Rutsche 19 aus zunehmend vergrößern. Bei einer solchen Vorrichtung müssen die größten Kartoffeln 20 sämtliche Gitter durchlaufen, bevor sie die Vorrichtung verlassen. Auch in diesem Fall besteht ein erhebliches Beschädigungsrisiko.The device 15 shown in Fig. 2 has horizontally arranged successive grids 16 to 18, the grid openings of which increase in size from the chute 19. In such a device, the largest potatoes 20 have to pass through all the grids before leaving the device. In this case too, there is a considerable risk of damage.
Ferner trifft bei beiden Vorrichtungen zu, daß bei einer genaueren Sortierung mehr Gitter erforderlich sind. Dies erhöht jedoch ebenfalls das Beschädigungsrisiko.Furthermore, both devices require more grids for more precise sorting. However, this also increases the risk of damage.
Fig. 3 zeigt das Quadratgrößenprinzip. Die Quadratgröße M ist durch die Seitenlänge einer quadratischen Öffnung 12 angegeben, durch die eine Kartoffel 23 gerade hindurch paßt.Fig. 3 shows the square size principle. The square size M is given by the side length of a square opening 12 through which a potato 23 just fits.
Fig. 4 ist eine schematische Darstellung der grundlegenden Idee der Erfindung. Fig. 4 zeigt im Querschnitt einen V- förmigen Kanal 30, der eine vollkommen kugelige Kartoffel 31 enthält. In Fig. 4 ist die Quadratgröße mit v angegeben. Die Höhe h des höchsten Punkts der in dem Kanal befindlichen vollkommen kugeligen Kartoffel ist ebenfalls angegeben. Für diese Kanalhöhe gilt bei einem Kanal mit einem Öffnungswinkel, d. h. dem Winkel zwischen den beiden Kanalwänden, daß α = 45º : h = r 2. s gilt ferner, daß v = 2r ist, so daß ein feststehendes Verhältnis zwischen der Kanalhöhe h und der Quadratgröße gegeben ist. Demzufolge ist nach dem Messen der Kanalhöhe auch die Quadratgröße bekannt.Fig. 4 is a schematic representation of the basic idea of the invention. Fig. 4 shows a cross-section of a V-shaped channel 30 containing a perfectly spherical potato 31. In Fig. 4, the square size is indicated as v. The height h of the highest point of the perfectly spherical potato located in the channel is also indicated. For this channel height, for a channel with an opening angle, i.e. the angle between the two channel walls, α = 45º : h = r 2. It also applies that v = 2r, so that a fixed relationship between the channel height h and the square size is given. Consequently, after measuring the channel height, the square size is also known.
Das Problem ist jedoch, daß Kartoffeln in der Praxis nicht vollkommen kugelig sind, sondern sich eher der Form eines Ellipsoids annähern. Wenn eine Kartoffel nicht vollkommen kugelig ist, hängt die Kanalhöhe in hohem Maße von der Position der Kartoffel im Moment der Messung der Kanalhöhe ab. Dies ist in Fig. 5 dargestellt, in der der Kanal 30 erneut gezeigt ist. Eine Kartoffel 32 mit einer im wesentlichen ellipsoiden Form befindet sich in dem Kanal 30. Die Kanalhöhe der Kartoffel in der horizontalen Position, die in durchgezogenen Linien dargestellt ist, ist mit h1 bezeichnet.The problem, however, is that in practice potatoes are not perfectly spherical, but rather approximate the shape of an ellipsoid. If a potato is not perfectly spherical, the channel height depends to a large extent on the position of the potato at the moment of measuring the channel height. This is illustrated in Fig. 5, in which the channel 30 is again shown. A potato 32 with a substantially ellipsoidal shape is located in the channel 30. The channel height of the potato in the horizontal position, shown in solid lines, is designated h1.
Dieselbe Kartoffel in der "vertikalen" Position ist durch gestrichelte Linien dargestellt. Die betreffende Kanalhöhe ist hier h2. Die Kanalhöhen h1 und h2 sind unterschiedlich, so daß die Quadratgröße aus der gemessenen Kanalhöhe nur bestimmt werden kann, wenn auch die Position der Kartoffel in Betracht gezogen wird.The same potato in the "vertical" position is shown by dashed lines. The channel height in question is h2. The channel heights h1 and h2 are different, so the square size can only be determined from the measured channel height if the position of the potato is also taken into account.
Während weiterer Versuche, die die Agrartechnische und -physikalische Abteilung der Landwirtschaftlichen Universität Wageningen im Auftrag und in Zusammenarbeit mit den Anmeldern durchgeführt hat, wurde jedoch festgestellt, daß die gemessene Kanalhöhe normaler Kartoffeln ein sicheres Maß der Quadratgröße ist, wenn ein Kanal mit einem angepaßten Öffnungswinkel α verwendet wird. Es wurde festgestellt, daß gute Ergebnisse erzielt werden, wenn der Öffnungswinkel des Kanals zwischen ±60º und ±65º liegt. Vorzugsweise beträgt der Öffnungswinkel α = 62,5º. Fig. 6 zeigt schematisch einen Kanal mit einem Öffnungswinkel α = 62,5º, in dem dieselbe im wesentliche ellipsoide Kartoffel in der "vertikalen" und in der "horizontalen" Position dargestellt ist. Es ist ersichtlich, daß in diesen Positionen die Kanalhöhen h1 und h2 gleich sind, so daß nunmehr eine gemessene Kanalhöhe das Maß für die Quadratgröße ist.However, during further tests carried out by the Agricultural Engineering and Physics Department of the Agricultural University of Wageningen on behalf of and in collaboration with the applicants, it was found that the measured channel height of normal potatoes is a reliable measure of the square size when a channel with an adapted opening angle α is used. It was found that good results are achieved when the opening angle of the channel is between ±60º and ±65º. Preferably, the opening angle α is = 62.5º. Fig. 6 shows schematically a channel with an opening angle α = 62.5º, in which the same essentially ellipsoidal potato is shown in the "vertical" and in the "horizontal" position. It is clear that in these positions the channel heights h1 and h2 are equal, so that a measured channel height is now the measure of the square size.
Eine Vorrichtung zum Bestimmen der Kanalhöhe und somit der Quadratgröße kann beispielsweise aus mehreren nebeneinanderliegenden Kanälen mit einem Öffnungswinkel von 62,5º bestehen. Für jeden Kanal muß wenigstens ein Sensor vorgesehen sein, der die Kanalhöhe erkennt und anschließend ein Signal zum Öffnen einer Klappe erzeugt, die in dem Boden oder in einer Seitenwand des Kanals angeordnet ist und die den Durchtritt der gemessenen Kartoffel in einen Behälter ermöglicht, in dem Kartoffeln mit einer Quadratgröße, die innerhalb eines bestimmten Bereichs liegt und der gemessenen Kanalhöhe entspricht, gesammelt werden. Wenn eine Kartoffel eine Kanalhöhe hat, die in einen anderen Quadratgrößenbereich fällt, wird eine entsprechende andere Klappe geöffnet.A device for determining the channel height and thus the square size can, for example, consist of several adjacent channels with an opening angle of 62.5º. For each channel, at least one sensor must be provided which detects the channel height and subsequently generates a signal to open a flap arranged in the bottom or in a side wall of the channel and which allows the measured potato to pass into a container in which potatoes with a square size that lies within a certain range and corresponds to the measured channel height are collected. If a potato has a channel height that falls within another square size range falls, another corresponding flap is opened.
Es ist ebenfalls möglich am Ende jedes Kanals einen drehbaren Ausgabekanal oder ein Ausgaberohr anzuordnen, das in Reaktion auf das von dem Sensor oder den Sensoren erzeugte Signal die Kartoffeln entweder über weitere Kanäle oder andere Transporteinrichtungen in einen der gemessenen Größe entsprechenden Behälter leitet.It is also possible to arrange a rotatable discharge channel or a discharge pipe at the end of each channel, which, in response to the signal generated by the sensor or sensors, directs the potatoes either via further channels or other transport devices into a container corresponding to the measured size.
Fig. 7 ist eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Sortieren von Kartoffeln, basierend auf der Quadratgröße, durch Messen der Kanalhöhe. Die Vorrichtung weist mehrere geringfügig abwärts geneigte Kanäle auf, von denen einer, bei 40 dargestellt, sichtbar ist. Der Kanal 40 ist von einem Gestell 41 gestützt und mit einer Rutsche 42 zum Zuführen von zu sortierenden Kartoffeln versehen. Über dem Kanal ist ein schematisch dargestellter Sensor 43 angeordnet, der in der Lage ist, die Kanalhöhe einer passierenden Kartoffel 44 zu erkennen. Der Sensor kann beispielsweise, wie dargestellt, ein an einer Feder aufgehängter Sensor 45 sein jedoch kann der Sensor auch aus mehreren in unterschiedlichen Höhen in dem Kanal angeordneten Lichtschranken bestehen, von denen jede eine Lichtquelle und eine der Lichtquelle gegenüber angeordnete photosensitive Zelle aufweist. Der Sensor 43 erzeugt ein, vorzugsweise elektrisches, Signal, das der gemessenen Kanalhöhe entspricht und an eine Steuervorrichtung 46 angelegt wird, die in der Lage ist, mehrere Klappen 47, 48, 49 zu steuern, die im weiteren Verlauf des Kanals angeordnet sind, wie durch die gestrichelte Linie 59 dargestellt. Die Steuervorrichtung 46 öffnet wahlweise eine der Klappen oder keine Klappe, so daß die gerade gemessene Kartoffel in einen der Behälter oder Räume 51 bis 54 fällt.Fig. 7 is a schematic side view of an apparatus for sorting potatoes based on square size by measuring channel height. The apparatus comprises several slightly downwardly inclined channels, one of which is visible, shown at 40. The channel 40 is supported by a frame 41 and is provided with a chute 42 for feeding potatoes to be sorted. Above the channel there is arranged a schematically shown sensor 43 which is able to detect the channel height of a passing potato 44. The sensor can be, for example, a sensor 45 suspended from a spring as shown, but the sensor can also consist of several light barriers arranged at different heights in the channel, each of which has a light source and a photosensitive cell arranged opposite the light source. The sensor 43 generates a signal, preferably an electrical one, corresponding to the measured channel height and is applied to a control device 46 which is able to control several flaps 47, 48, 49 arranged further along the channel, as shown by the dashed line 59. The control device 46 selectively opens one of the flaps or none at all, so that the potato just measured falls into one of the containers or spaces 51 to 54.
Es sei darauf hingewiesen, daß sich aus dem Vorhergehenden verschiedene Varianten für den Fachmann ergeben. So kann beispielsweise der Kanal mit einer Transporteinrichtung versehen sein, um die Bewegung der Kartoffeln durch den Kanal zu fördern. Wie in Fig. 7 dargestellt, wird dies durch ein Endlosseil, -gurt oder -band 55 erreicht, das sich in Längsrichtung der Kanalwand erstreckt. Es ist ferner möglich, beide Kanalwände im wesentlichen aus geeigneten Förderbändern zu bilden oder einen vibrierenden Kanal zu verwenden. Ferner kann eine Vielzahl von Sensoren verwendet werden. Ein Sensor kann darüber hinaus eine Rolle oder ein Endlosband als Sensorelement aufweisen, um das Risiko von Beschädigungen der Kartoffeln zu minimieren. Ferner kann der Kanal quer zur Längsrichtung unter einem Sensor hin und her bewegt werden.It should be noted that the foregoing provides various options for the expert. For example, the channel can be equipped with a transport device to promote the movement of the potatoes through the channel. As shown in Fig. 7, this is achieved by an endless rope, belt or band 55 extending in the longitudinal direction of the channel wall. It is also possible to form both channel walls essentially from suitable conveyor belts or to use a vibrating channel. Furthermore, a plurality of sensors can be used. A sensor can furthermore have a roller or an endless belt as a sensor element in order to minimize the risk of damage to the potatoes. Furthermore, the channel can be moved back and forth transversely to the longitudinal direction under a sensor.
Diese und ähnliche Modifizierungen fallen in den Rahmen der Erfindung.These and similar modifications fall within the scope of the invention.
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Legal Events
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---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |