KR101106019B1 - 대상물을 분류하기 위한 방법 및 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 품질이 다른 대량의 대상물(9)내에서 그래뉼, 대상물 등(9)을 분류하기 위한 분류 장치 및 방법에 관한 것이다. 분류 장치는 각 대상물(9)의 잘 분리된 위치를 제공하는 위치설정 수단(1)을 포함한다. 적어도 하나의 검출기(5)가 대상물(9)을 경유하여 에너지 소스(10)에 의해 전송된 전자기 방사선 또는 음파를 수신하도록 배열된다. 또한, 검출된 품질에 기초하여 대상물(9)을 수용 수단(7)으로 배출하도록 배출 수단(6)이 배열된다.

분류 장치, 그래뉼, 방사선, 검출기, 분광

Description

대상물을 분류하기 위한 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR SORTING OBJECTS}

본 발명은 대상물이 품질이 다른 경우, 대량의 대상물내에서 대상물을 분류하기 위한 분류 방법 및 장치에 관한 것이다.

각 단일 대상물상에서 측정된 하나 이상의 특정 특성을 기준으로 조성물의 서로 다른 품질의 적어도 하나의 수집된 소부분(fraction)을 분류 장치로부터 제거함으로써, 불균질(heterogeneous) 개체군내의 대상물을 분류하는 방법과 함께 사용하는 분류 장치가 개발되어 있다. 본 발명은 산업적 용도를 위해 개발되어 있으며, 즉 고속으로 대량의 단일 대상물을 취급할 수 있어야 한다.

길이, 크기 및 밀도에 따라 대상물을 정밀하지 않게 분류하거나 제거(세정)하기 위한 다수의 방법이 존재한다.

예로서, 곡물(grains)의 세정시, 예로서, 낱알(kernels)의 폭에 따라 맥아 보리(barley)를 제조하기 위해서 분류(classify)하거나 과크기(oversized) 및 미달크기(undersized) 재료를 걸러내도록 설계된 기계를 사용하는 것은 일반적이다. 또한, 그래뉼(granular)의 밀도에 따른 그래뉼 재료의 정밀하지 않은 분류를 위해 중력 테이블이 사용된다. 그러나, 양호한 기능을 위해, 서로 다른 소부분 사이에 현저한 밀도차가 있어야 한다.

실린더가 내측에 포켓을 가지는 회전 실린더 또는 드럼에 의해 곡물을 분류하는 것이 공지되어 있다. 이 의도된 실린더는 회전(축 수평)하며, 그래뉼은 실린더의 일 단부로 공급되고, 실린더가 회전할 때, 들어올려지게 되어 포켓에 포획되게 된다. 이상적으로 하나의 단일 그래뉼이 각 포켓에 수용될 수 있도록 하는 디자인이 포켓에 부여된다. 실린더가 회전하면서, 그래뉼은 중력으로 인해 서로 다른 위치들에서 포켓들로부터 떨어진다. 후반 위치에서 떨어지는 그래뉼을 분리할 수 있도록 실린더 내측에 홈통(trough)이 배치된다. 긴 그래뉼은 포켓의 상부에 무게중심을 가지며, 포켓에 보다 깊게 끼워지는 보다 짧은 그래뉼 보다 빨리 떨어진다. 홈통에 포획되지 않은 그래뉼은 오버플로우(overflow)로서 실린더를 벗어난다. 이 장치에 의해, 통상적으로, 그래뉼을 둘 이상의 그룹으로 분류하는 것은 불가능하며, 추가 분리가 필요한 경우, 추가 실린더가 제1 실린더 이후에 배치될 수 있다. 또한, 분류는 단지 길이 및/또는 형상에 따라 이루어진다. 단일 그래뉼은 검출기 앞을 통과하지 않는다.

또한, 그 색상에 따라 그래뉼 재료를 소트/세정하는 기계가 있다. 이들 기계에서, 분류/세정 대상 재료는 이상적으로는 하나씩 자유 대기내로 떨어지게 된다. 그 낙하 동안, 그래뉼은 광(light)으로 조사된다. 각 그래뉼로부터 반사된 광은 예로서, 광학 필터(optical filters)의 사용에 의해, 가시광 및/또는 적외선(IR) 범위의 파장의 1-3 사전선택된 대역(bands)에서 검출된다. 이들 대역은 공지된, 그리고, 원하는 그래뉼의 분류/세정 특성에 대응하는 신호를 제공하도록 사전 선택된 다. 또한, 이들 방법에서, 광학 필터는 원하지 않는 그래뉼에 대한 원하는 그래뉼로부터 반사된 광의 소부분에 현저한 편차가 존재하도록 선택되며, 이 광은 필터를 통해 센서에 도달한다. 원하지 않는 특성을 가지는 그래뉼이 검출된 경우, 이는 연속된 자유 낙하 동안 일 측부로 날려진다.

색상 분류기(sorters)의 한가지 문제점은 검출된, 바람직하지 못한 그래뉼을 둘러싸는 다수의 그래뉼이 검출된 그래뉼과 함께 일 측부로 날려지게 된다는 것이다. 따라서, 배출된 그래뉼은 높은 비율의 배출되지 않아야할 그래뉼을 포함한다. 색상 분류기는 단지 불순물(impurities) 및 비착색 또는 결손(defect) 그래뉼 등 같은 낮은 비율로 존재하는 부적합한 그래뉼을 세정하기 위해서만 사용되며, 이는 세정 장치로서 사용되고, 그래뉼을 보다 특정한 특성의 다수의 서로 다른 소부분으로 분류하기 위해 사용되지는 않는다.

실제로, 공지된 장치는 세정 장치로서의 기능, 즉, 불순물, 결손 대상물 등의 제거 기능만을 가지는 경우가 많다.

단순화를 위해, 표현 "그래뉼(granule)"은 포괄적 용어로서 이 설명을 위해 사용되며, 따라서, "그래뉼"은 넓게 해석되어야 하고, 또한, 플라스틱 부품, 비드(beads), 환약(pills), 곡물(grain), 콩 등 같은 분류에 적합한 다른 유형의 제품을 포괄한다. 표현 "대상물"은 본 설명에서, "그래뉼"과 상호교체할 수 있게 사용되며, 따라서, 넓게 해석되어야 한다. 당업자는 분류 대상 그래뉼, 대상물 등의 정확한 유형 및 형태가 이와 같은 본 발명에 어떠한 중요성도 갖지 않는다는 것을 이해한다.

분류 장치는 충족되어야 하는 기능에 따라, 세 가지 주 부분으로 분할될 수 있다. 이들 부분은 위치설정 수단, 검출 수단 및 배출 및 수집 수단이다. 또한, 방사선 또는 음파의 소정의 소스 또는 소스들이 검출 수단과 협력하도록 제공된다. 각 그래뉼은 먼저 이산 배치되어야 하며, 검출 수단을 통과하기 위해 잘 형성된 또는 적어도 잘 분리된 위치에 있어야 한다. 검출 결과에 따라서, 배출 수단은 각 그래뉼을 검출된 품질 또는 품질들에 일치하는 원하는, 사전선택된 서브그룹으로 배출한다. 상기 기능을 적절한 방식으로 충족시킬 수 있게 하기 위해, 소정 종류의 제어 수단이 배열된다.

분류될 특정 품질 또는 특성은 화학적 조성 또는 내부 구조의 변화, 습윤성(wetability), 향미(flavour), 열 가소성, 분쇄성(millability) 같은 유도된 특성의 변화나, 종자를 가루로 처리한 이후 양호한 제빵 품질, 튀긴 이후의 팝콘의 큰 체적, 맥아 이후의 보다 양호한 맥아 품질, 플라스틱 대상물의 특정 강도, 어떠한 파열(burst) 경향도 갖지 않는 약리학적 환약, 코코아 콩의 처리 이후의 초코렛의 보다 적은 쓴맛, 대두등의 개선된 품질을 유발하는 대상물의 특정 부류가 될 수 있다. 또한, 형태, 밀도, 색상 등에 기초하여 분류하는 것도 가능하다.

본 발명의 장치는 이질 개체군으로부터 대상물을 분류하기 위해 사용된다. 이는 에너지 노출과, 반사, 전송 및 방출된 에너지의 신호(들)의 기록 및, 필요한 경우의 기록된 신호(들)의 전처리, 대상물 각각의 배출을 위한 신호의 분류 및/또는 예측이나 배출을 위한 직접적인, 기록된 신호의 사용의 실시간 초 급속 단계를 제공한다. 이미지 분석, 방사선 분석, 분광(spectroscopic) 분석, 초음파 분석 등이 본 발명의 분류 장치와 연계하여 사용될 수 있다. 따라서, 다변수 및 단변수 검출 등 양자 모두를 위한, CCD-카메라, 방출, 전송 및/또는 반사된 광 또는 방사선을 위한 검출기가 분류 대상 측정 특성의 검출을 위해 사용될 수 있다. 단순화를 위해, 본 설명에서, 표현 "검출 수단"을 사용하며, 이 표현은 가능한 기록 및 처리 장비, 예로서, 상기 검출기를 포함하는 품질 검출기의 조합 또는 소정의 적절한 검출기를 포괄하는 것으로 이해되어야 한다. x-레이, 자외광, 가시광, 근적외광, 적외광, 형광 광, 초음파, 마이크로파(microwaves) 또는 핵 자기장(nuclear magnetic fields) 같은 소정의 전자기 방사선 또는 초음파가 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다. 전자기 방사선의 소스는 발광 다이오드(diode), 램프, 스트로보스코프(stroboscope) 등일 수 있다. 본 설명에서 사용된, 표현 "검출 수단"은 또한, 전자기 방사선의 소스 및 가능한 광섬유 케이블(fiber optic cables), 렌즈 필터 등을 포함한다.

본 발명의 하나의 목적은 다량의 그래뉼내에서 단일 그래뉼들을 하나씩 측정 및 배출될 수 있는 방식으로 배열하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그래뉼 등을 하나 이상의 특정 품질에 기인하는 적어도 두 개의 서브그룹으로 분할할 수 있게 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 비교적 고속으로, 다량의 그래뉼 또는 대상물을 분류할 수 있게 하는 것이다. 본 발명은 제조 라인에서의 사용을 위해 개발되었다.

또한, 본 발명은 각 단일 그래뉼(대상물) 등을 독립적으로, 그래뉼이 사용되는 제조 체인의 최종 결과를 위해 중요한 하나 이상의 특정 특성에 관한 유사한 품질을 가지는 서브그룹으로 분류할 수 있도록 개발되었다.

본 발명의 일 양태에 따라서, 내부에 포켓을 가지는 드럼이 사용된다. 드럼은 그래뉼이 중력 및 원심력에 의해, 품질의 검출 및 적절한 배출을 가능하게 하기에 충분히 긴 시간 기간 동안 포켓내에 포획 및 유지되게 하는 높은 속도로 회전된다. 포켓은 단일 그래뉼의 품질을 기록하는 검출 수단을 통과하도록 배치된다. 그후, 적어도 하나의 서브그룹에 속하는 그래뉼들이 보통 드럼 내측에 배치된 수용 수단으로 힘에 의해 배출된다. 적어도 하나의 수용 수단이 드럼 내측에 배치되고, 검출된 특정 특성에 일치하는 그래뉼들이 수용 수단안으로 배출된다.

그래뉼은 그들이 하나씩 검출 수단을 통과한 이후에 배출 수단으로 인도되는 방식으로 분리된다. 따라서, 검출 및 배출 단계 동안 단일 입자들 사이에 거리가 존재한다.

기존의 공지된 장치에서는 종종 다소 수동적 배출이 되는데, 예로서, 대상물이 크기로 인해 포켓 외측으로 낙하한다. 본 발명에서, 적어도 하나의 서브그룹의 배출은 능동적이다. 즉, 배출은 능동적 작용에 의해 이루어진다.

본 양호한 실시예의 하기의 상세한 설명을 숙지할 때, 당업자는 본 발명의 다른 목적 및 장점을 명백히 알 수 있을 것이다.

도 1A는 본 발명에 따른 분류 장치의 실시예의 단부 단면도.

도 1B는 본 발명에 따른 분류 장치의 다른 실시예의 단부 단면도.

도 2는 도 1의 분류 장치의 일부의 사시도.

도 3은 도 1의 분류 장치의 일부의 상세도.

도 4는 검출기 및 상호 작용 에너지 소스의 다른 배치를 예시하는 도면.

도 5는 검출기 및 상호 작용 에너지 소스의 다른 배치를 예시하는 도면.

도 6은 배출기 및 검출 수단의 다른 배치를 예시하는 도면(도 6C).

도 7은 본 발명에 따른 분류 장치를 동작시키는 한가지 방식의 원리도.

도 8은 분류 장치를 동작시키기 위한 대안적 방식의 블록도.

본 발명은 예로서, 양호한 실시예를 참조로, 그리고, 하기의 도면을 참조로 보다 상세히 후술한다.

본 발명의 장치는 분류 대상 그래뉼(9)이 수용되는 드럼 또는 실린더(1)를 포함한다. 실린더(1)는 사용시 소정의 배향을 가질 수 있다. 즉, 회전축이 수직 또는 수평이거나 수직과 수평 사이의 소정의 각도를 나타낼 수 있다. 실린더의 내부(2)는 다수의 포켓(3)을 구비한다. 도시된 실시예에서, 포켓(3)은 수직 및 수평 평면 양자 모두에서 라운딩된 형태를 갖는다. 다른 실시예에서, 포켓(3)은 분류 대상 대상물 또는 그래뉼(9)의 형태에 따라 다른 형상을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 포켓은 평탄한 저면을 갖는다. 하나의 그래뉼(9)이 매 포켓(3) 내측에 수용된다. 포켓(3)의 형태는 분류 대상 그래뉼(9)에 적응된다. 다른 유형의 그래뉼(9)을 위해서는 다르게 성형된 포켓(3)이 최상의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 포켓(3)의 보다 정밀한 디자인을 갖게 할 수 있도록 크기 및 형상에 따라 그래뉼(9)을 사전 분류하는 것도 가능하다. 포켓(3)은 적어도 하나의 그래뉼(9)을 견고히 포획 및 유지하기에 충분한 깊이를 가져야 한다.

실린더(1)는 도 1에 표시된 바와 같이, 소정 종류의 스탠드(11)내에 수용된다. 그러나, 스탠드(11)의 정확한 형상이 본 발명에 중요하지 않기 때문에, 이는 추가로 설명하지 않는다.

도 1A에 도시된 실시예에서, 실린더(1)는 적어도 그래뉼(9)이 원심력에 의해, 그리고, 실린더의 회전의 상단에서 포켓(3)내에서 유지될 수 있는 고속으로 회전한다. 그러나, 실린더(1)는 너무 높은 속도로 회전하지 않아야 하며, 그 이유는 보다 높은 과충전(overfilling)의 위험, 예로서, 각 포켓 내에 하나 이상의 그래뉼(9)을 초래할 수 있기 때문에 , 그리고, 적절한 배출을 보다 어렵게 할 수 있기 때문이다. 실제로, 원심력에 의해 그래뉼(9)을 유지하는 속도 바로 아래의 속도를 사용할 수 있다는 것도 명백하다. 그 이유는 아마도 속도가 회전의 상단부에서, 그래뉼(9)이 중력에 의해 낙하하는 것을 막기에 여전히 충분하기 때문이다. 포켓(3)의 측부는 그래뉼(9)이 너무 멀리 낙하하기전에 그래뉼(9)을 포획한다.

도 1B의 실시예에서, 실린더(1)의 속도는 이전 실시예(도 1A) 보다 현저히 낮다. 그래뉼(9)이 검출 및 배출 수단을 통과할 만큼 긴 시간 동안 포켓(3)내에서 유지되면 충분하다. 포켓(3)으로부터 배출되지 않은 그래뉼(9)은 실린더(1)의 회전의 상단부에 접근할 때 중력에 의해 낙하한다. 중력에 의해 낙하하는 그래뉼(9)은 수용 수단에 포획되거나, 실린더(1)의 저면에서 그래뉼(9)의 "쿠션(cushion)"으로 피드백된다.

실린더(1)의 속도에 무관하게, 그래뉼(9)이 적어도 하나의 소부분의 측정 및 배출을 수행하기에 충분히 긴 시간 동안 원심력 및 중력에 의해 포켓(3)내에 유지되는 속도로 회전되어야 한다. 실린더(1)의 속도는 실린더(1)의 직경, 포켓(3)의 디자인, 그 충전 및 배출 및 수용 수단의 기능 등에 일치하도록 조절되어야 한다. 서로 다른 실시예 및 서로 다른 대상물의 배치나 유형에 대하여 서로 다른 속도가 사용될 수 있다. 그래뉼(9)은 일반적으로, 실린더(1)의 저면으로 공급되며, 그래뉼(9)의 "쿠션"은 저면에서 유지되고, 하나의 단일 그래뉼(9)만이 실린더(1) 내측에서 각 포켓(3)내에 픽업(pick up) 및 유지되는 것을 보증한다.

포켓(3)은 통상적으로, 실린더(1) 내측에 다수의 열(rows)로 배치되며, 포켓(3)의 인접 열 사이에는 짧은 거리만을 갖는다. 또한, 각 열의 포켓(3)은 통상적으로, 서로 짧은 거리에 배치된다. 일부 실시예에서, 분리된 포켓 사이의 거리는 비교적 크다. 포켓(3)의 각 열은 실린더의 원주 방향으로 연장된다. 열의 수는 변하지만, 20과 200 사이인 경우가 많다. 그러나, 열의 수는 본 발명의 원리에 중요하지 않다. 열의 수 및 열 당 포켓(3)의 수는 분류 대상 대상물(9)의 크기, 양 및 충전 성능, 사용되는 배출 수단, 에너지 소스 및 검출기의 수, 가용 공간, 원하는 용량 등 같은 다수의 인자에 의해 좌우된다.

실린더(1)는 분리된, 그리고, 가능하게는 잘 규정된 위치에 대상물(9)을 제공하기 위해 사용되는 위치설정 수단으로서 기능한다. 당업자는 위치설정 수단으로서 고속으로 이를 가능하게 하는 소정의 장치가 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 본 설명에서 사용될 때, 용어 "위치설정 수단"은 소정의 이런 장치 를 포함한다.

대안 실시예(미도시)에서, 포켓을 갖는 동심 링(concentric rings) 및/또는 동심 열을 형성하는 링/디스크가 위치설정 수단으로서 사용된다.

각 포켓(3)의 저면에는 개구(4)가 통상적으로 제공된다. 각 포켓(3)의 저면은 개구(4) 위에 그래뉼(9)이 견고히 배치될 수 있게 하도록 형성된다. 저면의 디자인 및 실린더(1)의 높은 회전 속도에 의해 유도되는 원심력으로 인해, 각 그래뉼(9)은 개구(4)를 덮는 원하는 위치를 점유한다. 또한, 각 그래뉼(9)의 무게 중심은 통상적으로, 무게 중심이 형상 중심과 같지 않는 경우에, 그래뉼(9)이 포켓(3)내에 유사한 형태로 배향되도록 존재한다.

적어도 하나의 에너지 소스(10) 및 적어도 하나의 배출기(6)와 관련된 적어도 하나의 검출 수단(센서, 검출기(5) 양자 모두는 각 포켓(3)의 개구(4)와 통상적으로 연통할 수 있는 위치에서 각 포켓(3)의 열에 연결된다. 각 포켓(3)의 개구(4)는 연장된 검출 및/또는 배출 영역/기간을 제공하도록 길게 형성될 수 있다. 검출 및 존재할 수 있는 후속하는 계산은 그래뉼(9)이 배출을 위한 위치에 있을 때 완료되도록, 검출 수단과 배출기(들)(6)사이의 거리가 형성된다.

일부 실시예에서, 적어도 하나의 검출 수단이 각 배출기(6)에 인접하게 배치된다(도 6C 참조). 이런 경우에, 검출 및 배출은 거의 동시에, 즉, 포켓(3)의 개구(4)가 근접한 검출 수단 및 배출기(6)를 통과하는 시간 기간 동안 이루어진다. 종종, 검출 수단의 출력은 직접적으로 배출 수단에 공급되며, 출력이 특정 사전결정된 범위 이내에 있는 경우, 배출 수단은 그래뉼(9)을 배출한다. 따라서, 실제로 검 출 및 배출은 하나의, 그리고, 동일한 지점 또는 위치에서 이루어지는 것이라 말할 수 있다.

그래뉼(9)을 검출 및 배출하는 동안 충분히 잘 분리된 위치에 있게 하기 위해서, 타이머가 사용되는 경우가 많다. 타이머에 의해, 각 포켓(3)의 정확한 위치가 지정되고, 검출 수단 및 배출 수단(6)의 위치에 상관된다(동기된다). 검출 및 배출 동안 각 포켓(3)의 위치를 제어하기 위해 시간을 사용하는 대신, 다른 실시예에서는, 인접 포켓(3)사이에 충분히 정확한 거리가 존재하는 것을 가정할 수 있다. 후자의 경우에, 검출 수단 및 배출 수단(6)에 관한 포켓(3)의 위치가 규칙적으로, 예로서, 실린더(1)의 매 회전 마다 적어도 한번 또는 고정된 시간 또는 회전 간격으로 점검될 수 있다. 각 검출 수단(5) 및 배출기(6)가 근접 배치되는 경우, 어떠한 타이머도 필수적이지는 않지만, 때때로는 권장된다. 검출 및 배출이 거의 동일 지점에서 이루어질 때, 덜 복잡한 시스템이 사용될 수 있다.

일 실시예에서, 광섬유 케이블(12) 등에 의해, 다수의 열을 관리하기 위해 하나의 검출 수단이 배열된다. 보다 큰 측정 영역을 제공하기 위해, 각 광섬유 케이블(12)의 단부에 렌즈가 배치될 수 있다. 당업자는 본 발명의 원리가 단지 검출기(5) 단독으로 사용되든 또는 광섬유 케이블(12) 및 가능한 렌즈, 필터 등과 조합된 검출기가 사용되든 동일하다는 것을 이해할 것이다. 인접 열의 포켓(3)은 검출 수단이 그 시간에 하나의 열 상에 동작할 수 있도록 다소 변위될 수 있다. 적어도 하나의 에너지 소스(10)가 검출 수단에 제공되어, 포켓(3)내의 대상물(9)을 방출된 에너지에 노출시킨다. 방출된 에너지는 전자기 방사선 및/또는 음파일 수 있으며, 대상물(들)에 직접적으로, 또는 광섬유 케이블, 렌즈, 확산기, 필터 등을 경유하여, 연속적으로 또는 간헐적으로 분배될 수 있다. 에너지 소스(들)는 에너지를 방출하며, 이는 대상물로부터 반사, 전송 또는 방출에 의해 검출기(들)(5)에 의해 수신된다. 대안 실시예(미도시)에서, 필터를 갖거나 갖지 않는 적어도 하나의 포토셀(photocell)이 검출 수단으로서 사용된다. 기록된 신호의 크기에 따라, 종종, 기준 신호의 견지에서, 적절한 배출 수단이 적절한 수용 수단(7)내로 대상물(9)을 배출하도록 작동된다.

기준 신호는 신호를 직접적으로, 따라서, 대상물을 통과하지 않고, 즉, 대상물(9)상에 방출, 전송 또는 반사되지 않고 수신하는 평행 검출 수단에 의해 취해질 수 있다. 추가 포토셀이 기준 신호를 수신하게 하기 위해, 실린더(1)는 개구 또는 반사기(reflector)를 구비할 수 있다. 이들 개구 또는 반사기의 위치는 검출 동안 포켓(3) 및 검출 수단의 위치에 상관된다.

도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이, 검출 수단의 검출기(5) 및 협력하는 에너지 소스(10)는 서로 다른 위치에 배치될 수 있으며, 각각 다수의 포켓(3)의 열을 관할할 수 있다. 검출기(5) 및 에너지 소스(10)는 포켓(3)내의 대상물(9)의 동일 측부 또는 대향 측부에 배치될 수 있다. 또한, 각 검출기(5) 및 각 에너지 소스(10)는 예로서, 광섬유 케이블(12)에 의해 하나 또는 다수의 포켓(3)의 열을 위해 활용될 수 있다. 검출기(5) 및 에너지 소스(10) 양자 모두가 포켓(3)의 동일 측부에 배치되는 경우에, 포켓(3)은 어떠한 개구도 갖지 않을 수 있다(도 4D 참조). 그러나, 개구(4)는 배출 수단을 위해 필요해질 수 있다.

배출 수단(6)은 일 실시예에서, 각 그래뉼(9)을 직접적으로, 또는 공기 배관을 통해 적절한 수용 장치(7)로 불어넣기 위해 짧은 에어 펄스(air pulse)를 제공한다. 적절한 압축 공기의 소스(미도시)가 적어도 하나의 밸브에 의해 배출 수단(6)에 연결된다. 밸브는 일방 또는 다방 밸브일 수 있다. 다방 밸브에 의해, 공기 소스의 에어 펄스는 다수의 배출기(6)로 인도되고, 따라서, 다수의 대상물(9)을 동시에 배출한다. 밸브는 배출 수단(6)이 대상물을 배출할 때 열려진다. 때때로, 최종 배출 수단(6), 즉, 검출 수단으로부터 가장 멀리 배치된 배출 수단(6)은 일정하게 공기를 송풍한다. 당업자는 소정 유형의 배출 수단이 사용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 배출 수단(6)은 150-250Hz(펄스/초)의 주파수로 동작한다. 배출 수단의 주파수가 적절한 수의 배출을 위해 충분한 시간을 갖기에 너무 낮은 경우, 두 개의 배출 수단(6)이 교대로 동작하도록 배열될 수 있다. 배출 수단(6)은 통상적으로 실린더(1) 외측에 배치된다. 그러나, 일부 실시예에서, 배출 수단(6)은 포켓(3)에 대해 소정 각도 또는 직접적으로 지향하는 상태로 내측에 배치될 수 있다. 후자의 경우에, 포켓(3)은 폐쇄될 수 있으며, 그렇지 않은 경우, 검출 수단은 포켓(3)의 저면에 개구(4)를 필요로 한다.

본 설명에서 사용될 때, 용어 "배출 수단"은 적절한 위치에서 그래뉼 또는 대상물을 배출할 수 있는 소정 유형의 배출 수단을 포함한다. 용어 "배출기"는 주로 본 명세서에서 대상물을 향해 공기 펄스를 지향시키기 위해 사용되는 노즐, 제트 튜브, 파이프 등을 위해 사용된다.

각 포켓(3)의 열과 연계하여 적절한 수의 배출 수단(6)이 배치된다. 적어도 하나의 배출 수단(6)이 그 수용 장치(7)로 그래뉼(9)을 배출할 수 있게 되는 위치에서 각 수용 장치(7)와 연계하여 배치된다. 달리 말해서, 적어도 하나의 배출 수단(6)이 각 서브그룹을 위해 배열된다. 종종, 최종 배출 수단(6)은 어떠한 밸브도 갖지 않으며, 항상 열려져 있고, 따라서, 일정한 기류를 제공한다. 이 방식으로, 포켓(3)은 항상 비워진다. 일부 실시예에서, 배출 수단(6)은 단지 그래뉼(9)을 분리된 포켓(3) 바깥으로 밀어내는 것으로 충분하다. 그후 그래뉼(9)은 중력에 의해 적합한 수용장치(7)안으로 떨어진다. 이런 경우에, 배출 수단(6)의 위치는 수용 장치(7)의 위치에 적응되어야만 한다.

다른 실시예에서, 최종 서브그룹은 수집되거나, 소정의 배출 수단의 사용 없이 쿠션으로 피드백된다. 즉, 이는 중력에 의해 낙하한다. 중력은 원심력 보다 크다.

상술한 바와 같이, 검출 수단 및 배출 수단(6)의 검출기(5) 및 에너지 소스(10)는 실린더(1) 내외측에 각각 배치된다.

배출 수단(6)과 연계하여, 적어도 하나의 수용 장치(7)가 배치된다. 수용 장치(7)는 통상적으로 실린더(1) 내측에 배치된다. 수용 장치(7)는 분류된 그래뉼(9)을 수용하고, 이들을 용기(receptacle)(컨테이너)(8)로 인도한다. 사용되는 수용 장치(7) 및 용기(8)의 수는 생성되는 서브그룹 또는 소부분의 수에 기인한다. 또한, 각각 유용한 구간 이상 또는 미만의 품질을 갖는 그래뉼(9)을 위한 용기(8)도 존재할 수 있다.

일 실시예에서, 수용 장치(7)는 실린더(1) 내측에 배치된 홈통(troughs)13)이다. 배출되어 분리되고 분류된 소부분을 수용하기 위해 하나의 홈통(13)이 배열 된다. 그래뉼(9)은 적절한 방식으로, 예로서, 중력에 의해, 또는 각 홈통(13) 저면에 배치된 컨베이어 스크류(conveyor screw) 등에 의해 홈통(13)으로부터 인도된다. 용기(8) 등으로 인도하는 관 같은 소정의 적절한 수용 장치(7)가 사용될 수 있다.

다른 실시예(미도시)에서, 그래뉼(9)은 포켓(3)으로부터 실린더(1) 외측으로 직접적으로 방출된다. 이는 각 포켓(3)의 저면이 개방가능한 플랩(flap) 등의 형태를 가질 때 이루어진다. 다수의 동심 링이 위치설정 수단으로서 사용되는 경우, 배출부는 서로 미소하게 멀어지는 방향으로 이동하는 두 개의 인접 링에 배열되어 적절한 대상물을 방출할 수 있다. 다른 대안에서, 그래뉼(9)은 기계적 배출기, 예로서, 전자석에 의해 동작되는 예로서 로드에 의해 포켓(3)으로부터 배출된다. 로드 또는 기타 기계적 배출기는 포켓(3)의 개구(4)를 통과하기에 충분히 작거나, 실린더(1) 내측에 설치된다.

검출기(5), 배출기(6), 에너지 소스(10) 및/또는 수용 수단(7)은 종종 소정 종류의 제어 장치에 의해 제어된다. 제어 장치는 사용되는 검출 수단, 배출 수단 및 에너지 소스의 유형에 적응되며, 대상물의 유형 및 수행되는 분류에 적응된다.

도 7의 예시적 실시예에서, 검출 수단 및 배출 수단을 제어하기 위해, 마이크로 콘트롤러 유닛(MCU)이 사용된다. A/D 컨버터(converter)가 검출 수단으로부터의 기록된 신호를 아날로그로에서 디지털 신호로 변환하도록 배열된다. 디지털 신호는 MCU로 들어간다. MCU에서, 기록된 신호는 슈퍼바이즈식(supervised) 또는 비슈퍼바이즈식 전처리에 의해 변환될 수 있다. 전처리된 신호는 미리 수행된 캘리브레이션 모델(calibration model)에 의해 분류 대상 특정 품질(들)의 크기를 나타내는 배출기 신호로 변환된다. 기록된 신호는 그 특성이 단변수 또는 다변수일 수 있다. 배출기 신호의 크기는 서로 다른 서브그룹으로의 대상물의 분류(classification)를 위해 사용된다. 캘리브레이션 모델은 MCU에 포함된 EEPROM상에서 저장된다. 서로 다른 캘리브레이션이 서로 다른 유형의 대상물 및/또는 서로 다른 특정 분류 대상 특성을 위해 사용된다. 동일 MCU가 사용될 수 있지만, 이는 적응된 소프트웨어를 갖는다. 일 실시예에서, 소프트웨어의 적응은 원격으로, 예로서, 인터넷, 인트라넷 등을 경유하여 수행된다.

각 서브그룹내의 배출기 신호의 크기 범위 및 서브그룹의 수는 분류 이전에 설정된다. 도 7에 예시된 바와 같이, 3개 서브그룹(A, B 및 C)으로의 분류을 원하는 것으로 가정한다. 이때, 배출기 신호가 서브그룹 A의 한계내에 있을 때, 신호는 대응 배출 수단(6)을 작동시키도록 MCU로부터 전송되며, 배출기 신호가 서브그룹 B의 한계내에 있을 때, 신호는 대응 배출 수단(6)등을 작동시키도록 MCU로부터 전송된다.

분류 프로세스는 예시된 실시예에서, 적절한 타이밍 신호(들)가 적용가능할 때, 타이밍 로직(timing logic)에 따라 MCU의 프로세서에 의해 제어된다.

도 8에서, 일 양태에 따른 본 발명의 분류 장치를 제어하기 위한 이론적 방식이 블록도로 표시되어 있다. 타이머(들) 또는 타이밍 로직(들)이 적절한 위치에서 그래뉼(9)을 검출할 때, 이는 검출 수단(센서 5)을 타임 딜레이(delay)로 작동시킨다. 센서(5)로부터의 신호는 분류기에서 처리되어, 어떤 용기(8)내로 그래뉼(9)이 배출되어야 하는지를 지정한다. 그후, 배출기 로직은 적절한 배출 수단(6)을 타이밍 로직에 의해 제어된, 정확한 시간에 작동시킨다. 따라서, 그래뉼(9)은 그래뉼(9)의 특정 품질(들)에 대응하는 수용 수단(7)내로 공급된다.

다른 실시예에서, 기록된 신호는 배출기 신호로서 직접적으로 사용될 수 있는 단변수 신호이다. 다른 실시예에서, 기록된 신호는 단순한 방정식의 사용에 의해 배출기 신호로 변환될 수 있는 다수의 단변수 신호이다. 상술된 바와 같이, 배출 수단(6)은 각 검출 수단에 밀접하게 배치될 수 있으며, 이 경우, 배출 수단(6)의 제어는 보다 단순하다. 이 설정은 종종 그래뉼(9)등의 투명도(transparency)가 그래뉼(9)을 분류하기 위해 사용될 때, 사용된다.

장치의 기능은 하기의 방식으로 설명될 수 있다. 그래뉼(9)은 먼저 실린더(1)에 공급되고, 실린더(1)의 저면에서 그래뉼(9)의 "쿠션"을 형성한다. 실린더(1)가 회전될 때, 그래뉼(9)은 "쿠션"으로부터 픽업되고, 포켓(3)내에, 각 포켓(3)내에 하나의 그래뉼(9)씩 수용된다. 포켓(3)의 형태는 단 하나의 그래뉼(9)이 각 포켓(3)에 수용되는 방식으로의 그래뉼(9)의 최적의 포획 및 유지를 위해 적응된다. 따라서, 원심력 및 중력과 협력으로 포켓(3)의 형태는 그래뉼(9)이 포켓(3)의 개구(4) 위에 배치되게 한다.

포켓(3)내의 그래뉼(9)의 적절한 분리된 위치가 고 정밀 검출 및 배출을 보장하기 위해 사용되며, 여기서, 한번에 단 하나의 그래뉼(9)이 배출되며, 근방의 그래뉼(9)은 색상 분류기에서 자유 대기 낙하하는 경우에서처럼 영향을 받지 않는다.

포켓(3)은 검출 및 배출을 위해 적절하거나 잘 규정된 위치 또는 달리 말해서, 검출 및 배출 수단의 견지에서 적절한 위치에 그래뉼(9)을 배치하기 위해 사용된다고 말할 수 있다. 포켓(3)의 저면의 그래뉼(9)에서, 그래뉼(9)의 품질은 검출 수단에 의해 검출된다. 검출된 품질에 따라, 그래뉼(9)은 배출 수단(6)에 의해 적절한 수용 장치(7)로 배출된다. 상기 수용 장치(7)를 경유하여, 그래뉼(9)은 그래뉼(9)의 검출된 품질에 대응하는 용기(8)로 이송된다.

분류 대상 그래뉼(9)의 형상 및 유형에 따라, 적절한 포켓(3)을 가지는 실린더(1)가 선택된다. 장비의 잔여부(rest)는 제어 소프트웨어의 적응 이후 사용될 수 있는 경우가 많다. 따라서, 실린더(1)가 새로운 분류를 수행하기 위해 변경되어야만 하는 유일한 부품인 경우가 많다. 또한, 필요시 교환되는 루즈 판(loose plate)상에 포켓(3)을 배열하는 것도 가능하다. 다른 실시예에서(미도시), 실린더, 동심 링 등은 대상물의 잘 분리된 위치를 제공하는 밴드, 벨트, 체인 또는 로프 배열, 활강사(chutes)로 등으로 대체된다. 따라서, 용어 "위치설정 수단"은 또한, 상술한 것을 포함한다. 또한, 때때로, 계수(counting) 장치가 분류된 대상물(9)의 수를 계수하도록 배열된다.

또한, 먼지 등을 "취급(handle)"하기 위한 수단이 제공되는 것이 통상적이다. 통상적으로, 실린더(1)는 미소한 부압(underpressure)하에 있고, 검출기 및 에너지 소스는 필터링된 공기로 플러시(flush)될 수 있다. 배출기의 설정에 따라, 실린더(1) 내측 또는 외측에서, 있을 수 있는 포켓내의 잔류 먼지, 불순물, 파괴된 그래뉼의 작은 조각 등을 개구(4)로부터 세정해내기 위해 배출 공기가 사용될 수 있다.

Claims (13)

1. 각각의 그래뉼(granules)(9)에 대해 양호하게 분리된 위치를 제공하는 위치설정 수단; 검출 수단; 전자기 방사선 또는 음파(sonic waves)의 적어도 하나의 소스(10)와; 배출 수단 및 하나 또는 복수개의 수용 수단을 포함하고, 품질이 다른 대량의 그래뉼(9)내에서 그래뉼(9)들을 분류(sorting)하기 위한 분류 장치로서,

   상기 위치설정 수단은 실린더(1)의 내주를 따라 열(row)로 배치된 다수의 포켓(3)을 구비하는 실린더(1)이고,

   상기 실린더(1)가 회전될 때 그래뉼(9)이 검출 및 배출에 충분한 시간 동안 포켓(3)내에 위치설정되어 유지되고, 상기 그래뉼(9)은 실린더(1)가 회전하는 최고점에서의 원심력에 의해 포켓내에 위치 및 유지되며, 각각의 포켓(3)의 저면에 개구(4)가 제공되고, 상기 개구(4)는 그래뉼(9)이 통과할 수 없을 정도로 충분히 작으며, 각 포켓(3)은 그래뉼(9)을 포획 및 유지하도록 구성되고 또한 개구(4)의 영역에서 그래뉼(9)이 완전히 개구(4)를 덮는 원하는 위치를 점유하도록 형성되며, 또한 검출 및 배출 수단에 대하여 각각의 포켓(3)의 위치를 제어하는 타이머를 포함하며, 상기 전자기 방사선은 근적외광이며, 상기 검출 수단은 그래뉼(9)의 화학적 조성 또는 내부 구조의 변화를 검출하는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서, 하나의 검출 수단이 각 열과 협력하도록 배치되고, 상기 검출 수단은 방출, 전송 또는 반사된 방사선을 위한 하나 이상의 검출기(5)를 포함하며, 상기 검출 수단은 전자기 방사선의 적어도 하나의 소스를 포함하는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 전자기 방사선 소스는 적어도 하나의 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 분류 장치.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 검출 수단은 광섬유 케이블(fiber optic cables)(12), 또는 필터에 의해 포켓(3)의 다수 열과 협력하도록 배열되며, 또는 렌즈가 각 광섬유 케이블(12)의 단부에 배치되는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 배출 수단은 상기 검출 수단과 협력하도록 포켓의 각 열과 관련되어 배치된 적어도 하나의 배출기(6)이고, 압축 공기의 소스가 하나 이상의 일방향 밸브 또는 다방향 밸브에 의해 적어도 하나의 배출기에 연결되며; 상기 포켓(3)의 저면은 실린더(1)의 외측으로 벌어지는 플랩의 형태를 가지며; 배출부는 서로 멀어지는 방향으로 이동하는 적어도 두 부분의 위치설정 수단의 형태를 가지거나; 또는 상기 배출기는 로드의 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 적어도 하나의 수용 수단(7)은 상기 배출 수단(6)에 의해 배출되는 그래뉼(9)을 수용하도록 배치되고; 적어도 하나의 수용 수단은 중력에 의해 그래뉼(9)을 수용하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 검출 수단 및 배출 수단은 마이크로 제어 유닛(MCU)에 연결되는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
9. 제 8 항에 있어서, 각 검출 수단과 MCU 사이에 A/D 컨버터(converter)가 배치되고, MCU는 적어도 프로세서, EEPROM 및 I/O 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
10. 제 1 항에 있어서, 각 검출 수단은 배출 수단(6)에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 분류 장치.
11. 그래뉼들을 서로 다른 소부분으로 분류하기 위한 분류 방법으로서,

    상기 그래뉼들은 각 단일 그래뉼이 양호하게 분리되고 양호하게 규정된 위치에서 검출 수단을 통과하는 방식으로 분리되고, 각 그래뉼(9)의 위치는 타이머를 사용하여 검출수단 및 배출수단의 위치와 동기화되고, 적어도 그래뉼의 서브그룹이 검출된 특성에 따라 수용 수단으로 능동적으로 배출되며, 상기 검출된 특성은 상기 그래뉼의 화학적 조성 또는 내부 구조의 변화이며, 상기 검출을 위해 근적외광이 사용되며, 검출 및 배출 수단을 통과할 때, 양호하게 분리되고 양호하게 규정된 위치에서 그래뉼(9)을 위치설정 및 유지하는 것과 관련되어 원심력이 사용되는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 그래뉼들은 각 단일 그래뉼의 검출된 품질에 따라 둘 이상의 서브그룹으로 분할되는 것을 특징으로 하는 분류 방법.
13. 제 1 항에 있어서, 상기 수용 수단(7)은 용기(receptacle)로 이어지는 저면에 수송 메커니즘(conveying mechanism)을 가지는 홈통(13)인 것을 특징으로 하는 분류 장치.

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