JPH03500021A - 気送材料選別装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 気送材料選別装置 犬里左立野 本発明は、気送材料選別装置、特に、限定はされないが、洗浄された羊毛のよう な目のつんでいない繊維状材料の選別、例えば、受は入れられた羊毛の塊から尿 で汚れた或いは他の染みがついた房を分離するためのものである。

従来の技術 現在提供されている羊毛生産工業では、本質的に、原料生産物が洗浄された後、 尿で汚れた或いは他の染みがついて汚れた羊毛、および包装用の紐等の大きな別 の汚染物質を分離するために、実質的に手動技術が用いられている。この手動操 作は労働集約的であるため、ある程度、自動化を導入することが望まれている。

洗浄された羊毛の選別作業が実質的に手動操作に因る状態となっている１つの理 由は、材料自体の特有の性状による。この段階で大量の羊毛は多数の形状および 寸法の房を有しており、それらの房の多数は互いにルーズに絡みあっている。光 学的な選別装置が他の生産品の領域に関連して提供されると共に使用されている けれども、羊毛が絡み合っていると共に羊毛の房が種々の寸法を有するものであ るため、上記光学的な選別装置を用いることは不適当であり、かつ、生産性が非 常に低い点より、羊毛工業のために用いるにはほど遠い状態にある。

光学的選別装置は米国特許３３８２９７５号及び３９１４６０１号、ヨーロッパ 特許公報４５５７６号内に記載されていると共に、ファセイ（ｆａｒｓａｉｅ） 等により１９８１年に発行された「農業技術のアメリカ社会の会報（Ｔｒａｎｓ ａｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　Ａ＋ａｅｒｅｉｃａｎ　５ｏｃｉｅｔｙ　ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）Ｊの第１３７２頁の項目内に 記載されている。これらのシステムの共通の特徴は、検査される物品が所定の通 路、例えば、コンベヤに沿って単独に移動され、あるいは、搬送チューブの下方 に自重により落下させている。また、米国特許３３８２９７５号において、じゃ がいもの搬送用として液体を搬送の媒体として用いられ得ることが記載されてい る。日付を付けるために光学的に選別された物品は、固形状であり、かつ実質的 に予期した寸法および形状を有し、かつ、実質的に予期した位置にある。不合格 とされる物品の現実の選別は、物品を個別化して一つ一つ搬送することにより容 易になされると共に、例えば、空気の横断パルスによって達成され得る。

大量の羊毛を高い容積率で搬送するための最も成功した技術は、ダクト内での空 気圧コンベア搬送である。それは実質的に、適宜な寸法としているダクトによっ て、部分的は分離した繊維状の房を基礎として羊毛を実質的に個別化（ｓｆｎｇ ｕｌａｔｅ）することを可能としているが、これらの房は大きく寸法が変化する と共に、ダクトに沿って搬送する時に予期しない行程をとる。さらに、それが全 体的に何等かの囲いによって覆われない時、問題となる材料の位置決め或いは取 り扱いにおける一般的な困難性、およびほこりの発生のために、空気パルスで選 別するには、搬送する羊毛を大気中に露出することは望ましいことではない。

汚染物質の検出に応じて、フラップ・バルブを作動して、特有の汚染物質を有す る気送繊維状材料を別に排出することが提案されており、金属検出器あるいはス パーク検出器を用いることが特に示唆されている。しかしながら、フラップ・バ ルブの応答は緩慢であり、検出器の下流で、例えば、８−１５ｍ分離させて配置 する必要があり、かつ、ダクト内の全部の材料を同時に排出してしまう事実が組 み合わされることにより、高い過失率で材料の過度の損失を生じる。

検出器長い距離をあけてバルブを配置すると、房が異なる速度で搬送する場合に 、装置の信頼性を減少させる欠点がある。

発明の開示 従って、本発明の目的は、例えば、羊毛などの繊維状の材料を空気圧で搬送して 選別するための技術において、この種の材料を光学的に選別する技術を用いて前 記した問題を少なくとも部分的に軽減するものである。

本発明は、まず、第１の見地より、例えば、ガス流で気送される繊維状材料等の 材料を選別するための装置を提供するもので、上記材料はガス流で移動する時に 、流れを横断して選別あるいは可変的に処理されるより暗い或いはより明るい影 の部分を含んでいるもので、　上記装置は、 ガス流のためのダクトを構成する手段と、材料が上記ダクト内のステーションを 通過する時に１材料を照明すると共に、材料によって反射された光の強度をモニ タするためのモニタ・ステーションと、 上記ダクトに設けた横方向の開口と、 上記より暗い或いはより明るい影のある材料の部分により生じる上記光強度の所 定の変化に応じて、上記横方向の開口を通して、上記部分を排出する手段とを備 え、 上記モニタ・ステーションはダクト内の透明な窓を通して、ダクト内部を照明す るために配置された実質的に白黒光源のアレイを備え、それによって、ダクト内 を通過する材料に実質的に均一な拡散照明を与え、かつ、 上記より暗い或いはより明るい影の材料の部分の通過から生じる反射された光の 強度の変化に応答して、上記変化に応じる出力信号を発生する検出手段を備える ものである。

本発明が、特に好適に適用されるものでは、材料が連続した房のようなガス流中 に乗せられ得る羊毛などの目のあらい繊維状の材料である。本発明が適用され得 る他の材料は、気送され得る密度を有する小麦および米などの微粒子の材料を含 み、ブルージングなどによる搬送の間に過度に損傷を受けやすいものはのぞかれ る。

本発明の第１の見地に基づく配置は、尿、糞あるいは他の汚染物あるいは他の有 害物質が、羊毛内にオフ−ホワイトあるいは黒く色がついている領域の部分で、 明らかになる事実に基づいている。

上記検出手段の上流および下流のそれぞれに上記アレイを２つ設けることが好ま しい。検出手段は、感光検出器と、上記光源から検出器を遮蔽すると共に上記検 出器の回りに配置される手段と、上記検出器に上記反射された光を焦点合わせす るための光調節手段とを含んでいる。

さらに、モニタ・ステーションは前記した第１のモニタ・ステーシーンからダク トに沿って変位して設けることが好ましく、２つのステーションはダクトの反対 側にある。

本発明は、さらに、第２の見地より、例えば、ガス流で気送される繊維状材料等 の材料を選別するための装置を提供するもので、上記材料はガス流で移動する時 に、流れを横断して選別あるいは可変的に処理される部分を含んでいるもので、 該装置はガス流れのためのダクトを構成する手段と、材料がダクト内のステーシ ョンを通過した時に、該材料のパラメータをモニタするためのモニタ・ステーシ ロンと、ダクトに設けた横方向の開口と、 上記横方向の開口を介してダクト内部と連通すると共に実質的にガス封鎖された 室と、 上記ダクトに横断的なガス・パルスを放出するために、上記材料の上記した部分 のいずれかにより発生される上記モニタされたパラメータ内の所定の変化に応じ る手段を備え、上記パルスは時間設定されると共に、上記パルス放出手段と横方 向の開口とが上記７＜ルスが横方向の開口を通して上記室内に上記した材料の部 分を排出すように位置決めされており、 上記開口はダクトの全幅を実質的に横断して延在していると共に、上記パルスに よって排出される材料を受け入れるに十分な大きさであるが、パルスの無い状態 でダクト内のガス流で搬送される他の材料を捕らえるには十分な大きさとされて いない。

上記実質的にガス封鎖された室は室内に排出された材料を収集領域に指向させる ために室内にバッフルあるいは他の手段を備えると共に、上記ダクト内のガス流 れを邪魔することなしに上記室内の内容物を周期的あるいは継続的に空にするた めのガスロック手段を備えていることが好ましい。

上記室は、排出される材料以外の材料のダクトに沿った流れを邪魔することなく 、かつ、排出された材料がダクト内に再び入るような大きな乱れを生成すること なく、室内に拡散されるガスのパルスと組み合わされた力を吸収するに十分な大 きさを備えている。

上記開口の下流エツジの輪郭は、時々および／あるいは偶然にエツジの周囲を包 む繊維状の房を直ちに容易に落下させるために丸とされることか好ましい。

材料を乗せて搬送するガス流は空気であることが好ましく、かつ、ガス・パルス は圧縮された空気のパルスであることが好ましい。

本発明の第３の見地は、本発明の第１および第２の見地に従って、選別する目的 で、ガス流中に羊毛等の目のつんでいない繊維状材料を乗せることにある。この 目的により、羊毛の房が実質的に個別化され、即ち、本質的に単一の縦列でダク トに沿って移動させている。

ダクトの寸法は、処理される行程の段階で形成される、即ち、典型的には洗浄後 および組み格子フィダーを通して羊毛が通過する時に形成される、最大の大きさ の房を丁度受は入れるように選定されることが好ましい。この要求に適合するダ クト、例えば、９０Ｘ１６０＋ｎｍの矩形断面を有するダクトは、時間当たり１ ５０−２００ｋｇの最大生産量を有することが認められている。しかしながら、 洗浄されて乾燥された後にコンベヤ・ベルトに沿って羊毛が通過する時、洗浄機 より取り出される羊毛は１０００　ｋｇ／ｈｒであるため、製造工場の一人の検 査員により１０００ｋｇ／ｈｒで検査することが可能である。当該量の羊毛を取 り扱うために、本発明の第１あるいは第２の見地に従ったダクトの寸法を広げる ことは、羊毛が個別化されない結果を招く。そのため、気送される羊毛を多段の 流れおよび多段のダクトに分割することことが望ましく、これは、本発明の第３ の見地と関連する。ダクトを分割した場合、該分割点に長い羊毛の繊維が滞り、 ついで、ダクトを横断してもつれを生じ、非常にはやくダクトを詰まらせる。米 国特許第４５５３８８２および英国特許第７５６２３３号は、分割点での反対方 向の流れを生じさせる源を設けることを提供しているが、これはむしろ高価にな ると共に複雑となる提案である。

本発明は、さらに、上記第３の見地より、ダクト・セグメント、例えば、羊毛等 の目のつんでいない繊維状の材料の気送システムと一体化されるダクト継ぎを提 供するものであり、上記セグメントの内部には、回転自在に取り付けられるロー ラが備えられ、該ローラは材料の流れ方向に横断的に延在すると共に、ローラ上 にたい積された羊毛の重量アンバランスにより回転するように傾斜されている。

本発明の第２の見地に従って、１つの実施例においては、その上にたい積した繊 維状材料のたい積を解くために、ローラを積極的に振動するための手段が設けら れている。

里皿旦皇！友塊匪 本発明を添付した図面を参照して、１つの実施例に基いて、詳細に説明する。

第１図は本発明の３つの見地に従って構成された装置の概略的な軸方向の断面図 、 第２図は第１図のＡ部分の拡大図、 第３図は第２図の３−３線の拡大断面図、第４図、第５図および第６図は第１図 あるいは第２図における４−４線、５−５線および６−６線の断面図である。

本発明の実施例のベスト・モード 図示の装置１０は洗浄機械から取り出された羊毛から染みのついた或いは他の汚 染された製品を選別するために設計されたものである。装置は数種のダクト１２ を備え、これらダクト１２に沿って羊毛が実質的によって個別化された房の状態 で空気圧で搬送、即ち、気送される。洗浄１！穢より取り出された羊毛は第１ダ クト１１に沿って流れる空気流に乗せられ、該第１ダクト１１は、符号１４で１ つが示されている一連のダクト分岐継ぎによって第２ダクト１２を形成するよう に分割されている。各第２ダクト１２は羊毛の最も大きな典型的な房を収納可と するために、適宜な矩形断面に形成されており、それによって前記した個別化を 容易としている。羊毛の最適条件の範囲に含まれる適宜の断面の大きさは９０Ｘ １６０ｍｍであることが判明している。矩形状のｍ１面は、例えば円形状よりも 好ましく、それは、結果的に狭い断面を光学的に容易に観察し得ることに起因す る。別の房よって、１つの房が覆い隠される可能性を少なくするために、羊毛は 拡散される。さらに、房の突出距離はダクトの全体中で最小である。

各ソータ１６は一対のモニタ・ステーション１Ｂ、１９と、これらステーション １８．１９の下流に配置されたｌまたは１以上の圧縮空気ノズル２０を備え、上 記モニタ・ステーションでダクト１２の内部を横切って下方に横断的に噴射され る圧縮空気の１まタハ。

以上の夫々のパルス３５を検出し、かつ、上記ノズル２０の位置力ら下流に延在 すると共に対向した位置に横方向の矩形状の開口２２を備え、該開口２２はダク ト１２に隣接すると共にその直下にある実質的にガス封鎖される室２４に連通し ている。

モニタ・ステーション１８．１９は搬送する羊毛の白さをモニタするための光学 装置と協働することが好ましく、かつ対向する両側からダクトの内部を観察する ために配置されている。効率よく作用させるため、およびダクト内の羊毛の房の 実質的な個別化に拘わらず、汚染物質が１つの方向からのみ良く見える場合のた めに、各ダクトに１以上の光学検出器を設けることが好ましい。

各モニタ・ステーションは一対の軸方向に分離された実質的に白黒光源２６のア レイ２５ａ、２５ｂを備え、光源２６としては、典型的には、発光ダイオード、 および最も好ましくは、緑あるいは青色の発光ダイオードが用いられ、また、ダ クトの最大径の部分に、透明窓２７を通してダクトの内部を拡散的に照明するよ うに配置されている。これらのアレイ２５ａ、２５ｂは窓の背後の領域を中心的 に均一に照明するように、かつ、対向するモニタ・ステーション上への照明の影 響を最小とするように配置されている。アレイ２５ａ１２５ｂは実質的に同一で あり、アレイ２５ａの代表的な正面図が第３図に示されている。ダイオード２６ は等しいスペースをあけた間隔でオフセットした列で配置された孔４０内に位置 されており、各アレイ用としてオパール有機ガラスの１６０Ｘ７０Ｘ６ｍｍの平 板４２が用いられる。

緑あるいは青色の光源は汚れていない羊毛と汚れた羊毛の間のコントラストを最 適とするために用いられる。さらに、このコントラストを確実なものとするため 、各窓２７と対向し且つ隣接するダクトの内壁が白とされ、それによって、受は 入れられる白い羊毛を白い背景で位置させている。他の方法を用いる場合、白い 羊毛の信号（ノイズ）の領域を可能な限り最小化することが目的とされ、それに よって、（ａ）主として汚れた固まりからの信号が、黒色の覆いでの白い羊毛の ノイズを上回り、（ｂ）白の固まりと汚れた固まりが同時に見られた時、白い羊 毛からのどんな光信号も汚れた羊毛の光信号を圧倒することが少ないようにされ る。

各モニタ・ステーションにおいて、感光性検出器２８は、半楕円３とミラー２９ によって規定される光シール・キャビティ３１内に設置して、ダクト内の照明さ れた領域からの反射光をモニタしている。ミラーはダクトに沿ってその軌道に関 係なく、均一に色がついた房のために実質的に一定の信号を生じる。検出器２８ はもちろんダイオード２６からの光の直接的な受光に対してシールドされると共 に、楕円形のミラーの焦点位置の一つに位置される。検出された総合された光の 強度が、所定のしきい値以下であるならば、羊毛の暗く房が通過したと考慮され 、ダクトから排出されるべきものとされる。　既に指摘したように、モニタ・ス テーション１Ｂ、１９はダクトに沿って互いに位相され、互いに光学的な影響を 最小とすると共に、内部的に暗くされたダクト部分３０によって拡散されるよう にしている。モニタ・ステーションとダクトに結合された透明な窓２７は取り巻 く光を消すためにシールドされている。

光強度のレベルが変化して所定のしきい値以下の値で検出された時、ソータはノ ズル２０の作動によって、図示していない制御回路で、応答するように配置され ている。圧縮空気パルス３５は、光強度の減少を生じさせた房に打撃を加え、開 口２２を通して室２４に上記房を排出するように、時間設定されると共に位置決 めされている。このような房の典型的な軌道が第１図において破線３２で示され ている。ノズルは１以上設けることが好ましい。最も好ましくは、ノズルを通過 する汚染が検出された房の逃げを防止するに十分なノズル２０を設けるべきであ り、ダクトの広さが１６０１の場合に、８個のノズルを設ければ十分である。

開口２２は実質的にダクト１２の中全体に延在させるべきであり、ダクトのいず れの搬送位置においても圧縮された空気パルスによって排出される房を受け入れ るのに十分な大きさとなるように、ダクトに長さ方向にわたって寸法設定されて 設けられている。但し、該開口２２は、空気流に乗って搬送されると共に空気パ ルスによって打撃されない他の材料を偶発的に捕えるには十分な大きさとはされ ていない。また、室２４はダクトに沿った羊毛の流れを阻害することなく、かつ 、排出された羊毛をダクトに再入させる原因となるような室底部内の乱れを生成 することなく、圧縮空気のパルスにより生じる力を吸収するのに役立つ。室２４ 内に集める不合格とされた汚染された羊毛はロータリ・バルブ３４等の適宜な空 気ロック・バルブによって室２４から周期的あるいは継続的に取り除かれる。

開口２２の下流端のエツジ２３の輪郭は丸形、あるいは少なくとも半円筒形状で 、時々および／あるいは偶発的に、上記エツジの回りを包む繊維状の房を直ちに 脱落させるようにしている。

代表的な構成では、ダクト１２内の空気流は約１６ｍ／ｓｅｅで移動する。該空 気流に乗せられる羊毛は、房のサイズに応じるが約ｌＯａ／ｓｅｃで搬送される 。作動ノズルは典型的には７００Ｋｐａの圧力で３０ｍ５ｅｃであるが、これは 検出する固まりのサイズの増加に応じて、制御回路によって広げることが出来る 。空気バルブが作動する応答時間は１０ｍ５ｅｃあるいはそれ以下である。この 時間をより短くすればするほど、相違した速度で搬送される羊毛の房に対する不 利な影響を最小とするため、モニタ・ステーションにより近接してノズル２０が 配置されうる。該分離距離は８０ＩＩＩ１１はどの小さいものとし得る。付加さ れる時間の遅延は、通常、２つのモニタ・ステーションの最初のステージジンで の作動信号に加えられ、排出領域へ房が到達するための余分な時間を補償してい る。応答時間を迅速とすること及びノズルのｌサイクルを短くすることは、本装 置がダクト内で搬送する材料のうちの少しの割合の部分を不合格とするものであ ることで意味があり、それによって、上記した従来技術の遅い作動フラップ・バ ルブよりも、特により高い有害部分発見率で、選択あるいは特有の選別をなすの に適したものである。例えば、分当たりの検出された有害部分は３０であり、こ れは図示の装置における全体の入力数のうちの約３％にあたり、これが不合格と される。

本発明の第３の見地から考慮すると、第１図および第６図に示すように、ダクト 継ぎ１４の分割エツジ１５は、洗浄された羊毛の長い繊維状の片を取り除くため の理想的なエツジを提供している。非常に短い時間の間に、この取り除かれる羊 毛は、他の房と共にダクトを横断して絡み、完全にダクトの一つあるいは両方を ふさぐこととなる。本発明の第３の見地より、分割エツジ１５に回転自在なロー ラ４０が取り付けられる。該ローラ４０はロート状のダクト°・セグメント内に 配置され、該ダクト・セグメントは下流ダクト１２のそれぞれに対して、実際に はダクト１２の断面の合計に対して、拡大された断面を有している。ローラ４０ は駆動される必要はなく、自由にスムーズに回転可能とされ、そんによって、ロ ーラが搬送する羊毛の妨げとなり、ローラの一側あるいは他側上での重量のアン バランスを生じるは否や、ローラが回転を始めるようにされている。

この上うなアンバランスは一般に必然的に生じるものであり、引き続いて生じる 回転作動は、１つ或いは両方のダクトを横断して生じる重大なもつれが生じる前 に、妨げとなる羊毛を脱落するのに十分であることが判明している。ある場合に は、特に、生産量が非常に高いならば、妨げとなる羊毛を確実に脱落させるため に、外部の駆助手段によってローラを積極的かつ継続して振動することが望まし い。また、第６図に明確に示すように、継ぎ部のダクト断面部分で、ローラの巾 が小さい割合のみを占めるように設定することが好ましい。

ローラ４０のような振動可能あるいは振動されるローラが分割エツジの直前に設 けられる必要はなく、１つのダクト内での１つの羊毛の洸れを、ダクトの両側に 分離する部分に用いられる。上記ローラは排出用開口２２の下流エツジ２３に取 り付けても良い。

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Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. １．ガス流で気送される繊維状等の材料を選別する装置であり、上記材料はガス 流で移動する時に流れを横断して選別され或いは可変的に処理されるより暗い或 いはより明るい影の部分を含んでおり、上記装置は、 ガス流のためのダクトを構成する手段と、材料が上記ダクト内のステーションを 通過する時に、材料を照明すると共に、材料によって反射された光強度をモニタ するためのモニタ・ステーションと、 上記ダクトに設けた横方向の開口と、 上記より暗い或いはより明るい影のある材料の部分により生じる上記光強度の所 定の変化に応じて、上記横方向の開口を通して、上記材料部分を排出させる手段 とを備え、上記モニタ・ステーションはダクト内の透明な窓を通して、ダクト内 部を照明するために配置された実質的に白黒光源のアレイを備え、それによって 、ダクト内を通過する材料に実質的に均一な拡散照明を与え、かつ、 上記材料のより暗い部分或いはより明るい影の部分の通過から生じる反射された 光の強度の変化に応答して、上記変化に応ずる出力信号を発生する検出手段と を備えている気送材料選別装置。
2. ２．上記検出装置の上流側と下流側のそれぞれに上記アレイを２つ配置している 請求項１記載の装置。
3. ３．上記検出手段は、感光検出器、上記光源から検出器を遮へいすると共に上記 検出器の周囲に配置された手段、上記検出器へ反射された光の焦点合わせをする ための光調整手段とを備えている請求項１あるいは２記載の装置。
4. ４．上記窓に対向および隣接したダクトの内壁は、より暗い或いはより明るい影 の部分より、上記材料の他の部分に合わせた色である請求項２あるいは３記載の 装置。
5. ５．前記したモニタ・ステーションからダクトに沿って配置された別のモニタ・ ステーシ→ヨンを備え、２つのモニタ・ステーションはダクトの反対側にある前 記したいずれかの請求項に記載の装置。
6. ６．上記排出手段は、上記ダクトに横断的にガス・パルスを放出するための手段 からなり、上記パルスは時間設定され、かつ上記パルス放出手段と上記横方向の 開口は、上記パルスが横方向の開口を通してより暗い或いはより明るい影の部分 を排出するように位置決めされている前記した請求項のいずれかに記載の装置。
7. ７．上記横方向の開口を介してダクト内部に連通すると共にダクトに隣接し且つ 実質的にガス封鎖された室を備え、上記開口はダクトの全幅を実質的に横断して 延在すると共に上記パルスによって排出される材料の部分を受け入れるのに十分 な大きさに設定されているが、パルスが無い状態でダクト内のガス流で搬送され る他の材料を捕らえるには十分な大きさではない請求項６記載の装置。
8. ８．上記実質的にガス封鎖された室は、室内に排出された材料を収集領域に指向 させるために室内にバッフル或いは他の手段を備えていると共に、上記ダクト内 のガス流の邪魔をすることなしに、上記室内の内容物を周期的にあるいは継続的 に空にするためのガスロック手段を備えている請求項７記載の装置。
9. ９．上記開口の下流エッジは、上記エッジの周囲を包む繊稚状の房等の脱落を容 易とするために丸くされている前記した請求項のいずれかに記載の装置。
10. １０．上記空気および／あるいはガス・パルスを構成する上記ガス流は、圧縮空 気パルスである前記した請求項のいずれかに記載の装置。
11. １１．ガス流で気送される繊維状材料等の材料をを選別する装置であって、上記 材料はガス流で移動する時に、流れを横断して選別あるいは可変的に処理される 部分を含むもので、上記装置は、ガス流れのためのダクトを構成する手段と、材 料がダクト内のステーションを通過した時に、該材料のパラメータをモニタする ためのモニタ・ステーションと、上記ダクトに設ける横方向の開口と、 上記横方向の開口を介してダクト内部と連通すると共に実質的にガスが閉鎖され た室と、 の下流の複数のダクトの均一な断面の合計よりも広い断面としてる請求項１５あ るいは１６記載のダクト・セグメント。