PL 70 293 Y1 2 Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest bezpieczne nieiskrzace urzadzenie obróbcze sterowane numerycznie. Urzadzenie obróbcze wedlug wzoru uzytkowego ma zastosowanie w róznego rodzaju procesach przemyslowych, przy cieciu, skrawaniu, wierceniu, obrabianiu w szczególnosci materialu drzewnego lub jemu pochodnych. Znane jest z powszechnej wiadomosci, ze przy procesach tego rodzaju w przypadku drewna wytwarzana jest znaczna ilosc trocin, które sa odsysane do ukladu odbierania zanieczyszczen, najcze- sciej wspólnego dla wielu maszyn w hali produkcyjnej. Przy obróbce zdarza sie, ze rozgrzane na skutek punktowej obróbki drobiny ulegaja zaplonowi i jako tlace sie, badz w postaci plonacej iskry, przenoszone sa systemem wentylacyjnym odprowadzajacym az do punktu skladowania trocin. Jest to szczególnie niebezpieczne, gdy tlenie sie lub juz plonaca iskra samoczynnie nie wygasnie, zanim dostanie sie do tego punktu zbiorczego. Stad znane sa róznego rodzaju rozwiazania, aby niebezpieczenstwo wykryc i nie dopuscic do przedostania sie mogacego stanowic zródlo pozaru elementu do magazynu scinek, wiórów i drobin poobróbczych. Znany jest ze zgloszenia niemieckiego DE2914588 system wywolywania alarmu na skutek detekcji iskry znajdujacy sie w wyciagu trocin. System testowany byl poprzez lekkie blyski o precyzyjnie okreslonym przebiegu i intensywnosci, które symuluja standardowe iskry latajace obok czujnika w kanale. Test pozwalal dzieki wzmacniaczowi diod swiecacych w kanale na zebranie informacji zwrot- nych z monitorowanej fotodiody jako odbiornika podlaczonej do aparatury mierniczej, woltomierza, okreslic intensywnosc swiatla i sledzic przebieg toru swietlnego. Odpowiedzia, okazalo sie, jest fala trapezowa. Wskazany system pokazuje jednak jedynie mozliwosc wykrycia, a nie sposób przeciwdzia- lania pozarowi po wykryciu iskry. Ze zgloszenia EP03015846.3 znany jest sposób wykrywania plomieni w przestrzeni kontrolnej, przez analize parametru promieniowania wystepujacego w tej przestrzeni i polega na tym, ze wytwarza sie obraz wizyjny przestrzeni kontrolnej i w tym obszarze wizyjnym wyszukuje sie obszary o duzym natezeniu swiatla i lokalnym migotaniu, przy czym w pierwszym etapie nastepuje lokalizacja tych obszarów i nastepnie analiza wystepujacych kadrów wzgledem istnienia plomienia. Urzadzenie zawiera kamere wizyjna ze stopniem analizujacym dla obrazów dostarczanych przez kamere wizyjna, przy czym stopien analizujacy zawiera procesor z algorytmem do lokalizowania obszarów o duzym natezeniu swiatla i lokalnego migotania obrazów kamery oraz nastepujacej po tym wykryciu analizy odpowiednich kadrów wzgledem istnienia plomienia. Podobnie jak poprzednio nie jest wskazane, w jaki szczególny sposób mozna przeciwdzialac wywolaniu pozaru w zbiorniku latwopalnych drobin przy uzyciu rzeczonego systemu. Wzór uzytkowy chinski o numerze CN202169119 dotyczy filtra workowego, który utrudniania przedostanie sie iskry niesionej z gazem odpadowym wytwarzanym w kotlach na trociny lub innych ukladach. Filtr workowy separuje drobiny, ale ma jednak wady, przede wszystkim niespalony pyl iskrzacy zatrzymany na tkaninie filtracyjnej zapala ja i worek filtracyjny jest wypalany, niszczac jego funkcjonowanie. Wedlug znanego wzoru uklad filtra workowego dla zatrzymania iskry sklada sie z glów- nego rurociagu z umieszczonym w nim filtrze workowym. Worek jest dodatkowo polaczony z kominem rurociagiem poprzez wentylator wyciagowy. Rurociag glówny jest polaczony z separatorem cyklono- wym, a separator cyklonowy znajduje sie w kontakcie z filtrem workowym, co zapewnia dwuetapowosc separacji. Wskazany znany wzór uzytkowy nie ujawnia jednak rozwiazania zwiazanego z maszyna obróbcza dla materialu drewnianego, choc filtr workowy móglby byc stosowany w glównym rurociagu zbiorczym dla szeregu maszyn obróbczych. Ze zgloszenia wynalazku polskiego o numerze P.320103, znane jest natomiast urzadzenie do optycznego wykrywania i okreslania polozenia katowego celu znajdujacego sie w obszarze dzialania pary czujników optycznych. Przynajmniej czesc obszarów czujnikowych zachodzi na siebie wzajemnie, a zachodzace wzajemnie na siebie obszary tworza calkowity obszar wyczuwania lub aktywny obszar wyczuwania urzadzenia. Czujnik optyczny wyczuwa swiatlo lub inny wyczuwalny optycznie rodzaj transmisji, rzucane albo odbijane od celu usytuowanego w swym polu wykrywania i wytwarza sygnal zalezny od ilosci padajacego swiatla. Polozenie katowe celu jest okreslane po analizie wzglednych sygnalów z czujników optycznych. Urzadzenie lokalizuje cel, przy czym nie jest wskazane, ze moze miec to zastosowanie w urzadzeniach obróbczych, a w szczególnosci do wykrywania iskry unoszacej sie w odsysanych drobinach po procesie. PL 70 293 Y1 3 Przykladem zastosowania wspólnego, w którym moze byc wykorzystany np. sposób wykrywania pozaru opisany w patencie polskim o nr PAT. 205 808 polegajacy na mierzeniu promieniowania w objetosci pomiarowej z wykorzystaniem swiatla rozproszonego przez impulsowe emitowanie pro- mieniowania, razem ze sposobem gaszenia pozarów ujawniony w zgloszeniu wynalazku polskiego pod nr P.386502, w którym do przestrzeni objetej pozarem, agregat gasniczy, wtlacza gaz bedacy miesza- nina azotu i dwutlenku wegla, termicznie przenoszacy wode w postaci zawiesiny i pary, przy czym wtlaczana mieszanina, wypiera z tej przestrzeni powietrze i gazy pozarowe oraz skutecznie zatrzymuje procesy spalania, a nastepnie ochladza pozarowa strefe. Niestety, podany przed chwila sposób doty- czy gaszenia znacznych powierzchni w kopalniach, a metoda wykrywania pozaru nie spelnilaby roli w kanale pelnym odsysanych trocin, gdyby czujnik umiescic wewnatrz tegoz kanalu. Czujnik zostalby szybko uszkodzony przez liczne drobiny przemieszczane wewnatrz z duza predkoscia. Z tego samego powodu przedstawiony dalej jako zgloszenie polskie pod nr 385503 stacjonarny iskrobezpieczny pylomierz optyczny nie móglby funkcjonowac, zgodnie z trescia tego rozwiazania, w komorze pomiarowej, choc pewne jego elementy moglyby sluzyc po przekonstruowaniu do stoso- wania w maszynie obróbczej celem jej zabezpieczenia przed przenoszeniem iskry. Wedlug znanego rozwiazania pylomierz znajduje sie wewnatrz komory razem z nadajnikiem i odbiornikiem, umieszczo- nymi w plaszczyznie prostopadlej do osi symetrii komory, przy czym nadajniki i odbiornik usytuowane sa wzgledem siebie pod katem ostrym ( ? = 65–75°). Nadajnik zasilany jest z ukladu sterowania i prze- twarzania danych. Odbiornik polaczony jest z analogowym torem pomiarowym, którego wyjscie pola- czone jest z mikroprocesorem. Na wylocie kanalu nadajnika za ukladem optycznym nadajnika oraz na wylocie kanalu odbiornika za ukladem optycznym odbiornika usytuowane sa pierscieniowe prze- slony przeciwpylowe. W korpusie obudowy komory pomiarowej po przeciwleglej stronie kanalu nadaj- nika, w osi jego symetrii, znajduje sie gniazdo ze szczelina, do której przytwierdzona jest komora wygaszajaca. Rozwiazanie nie sluzy do wykrywania niebezpieczenstwa zwiazanego z plonaca drobina znajdujaca sie wsród pylu przeplywajacego przez kanal, jednak polaczenie pewnych jego cech z cechami rozwiazan poprzednich moze prowadzic do korzystnych rozwiazan konstrukcyjnych dla urzadzen obróbczych. Celem rozwiazania wedlug wzoru uzytkowego jest uzyskanie konstrukcji, wczesniej nieistniejacej, która stosowana bedzie w standardowych maszynach obróbczych dla materialów takich jak drewno, plyta wiórowa, plyta MDF itp. do pelnego i jak najlepszego zabezpieczenia tego urzadzenia przed jaka- kolwiek mozliwoscia zajscia zdarzenia, ze z urzadzenia do kanalu glównego dostanie sie tlacy lub plo- nacy rzaz drzewny badz pyl, który móglby byc powodem wywolania zapalenia sie wiekszej ilosci drobin, np. w magazynie pylów i trocin. Celem jest równiez wyeliminowanie rozgrzanej drobiny metalowej, która moglaby pochodzic z uszkodzonego narzedzia maszyny obróbczej lub wynikajaca z bledu skladu materialowego obrabianego materialu, która to takze moze wywolac plomien. Celem jest takze indywi- dualne zabezpieczenie pojedynczego urzadzenia, w uniezaleznieniu od pozostalych znajdujacych sie w zakladzie produkcyjnym i podlaczonych do tego samego glównego ukladu wyciagowego i dalej do zbiornika. Wiadome jest bowiem, ze istnieje rozwiazanie zamykania calego toru glównego wyciagu zbiorczego, w chwili gdy zostaje w nim rozpoznane zagrozenie pozarowe lub zagrozona jest droznosc glównego wyciagu. Do tej pory niwelacja plonacej iskry byla znana jedynie w torze glównym wentylacji odciagowej zbiorczej. W takim przypadku wszystkie maszyny podlaczone do wyciagu glównego sa zatrzymywane az do czasu usuniecia zagrozenia. Powoduje to przestój czasowy i ogromne straty pro- dukcyjne, takze te zwiazane z dosuszaniem toru glównego po zadzialaniu systemu przeciwpozarowego. Rozwiazanie wedlug wzoru uzytkowego niweluje wszystkie te niedogodnosci, w tym zatrzymanie pozo- stalych urzadzen, a takze co nieoczekiwane ta, która dotyczy zatrzymania maszyny, w której nastapilo zapalenie sie pylu lub drzazgi przy braku jej samoczynnego zgasniecia. Bezpieczne nieiskrzace urzadzenie obróbcze sterowane numerycznie, wedlug wzoru uzytko- wego, wyposazone jest w uklad sterowania polaczony z pozostalymi glównymi elementami, wyposa- zone jest takze w stól obróbczy z wydzielonym obszarem obróbczym, nad którym znajduje sie wrzeciono polaczone z silnikiem. Urzadzenie posiada odciag drobin majacy poczatek nad obszarem obróbczym, a koniec przy glównym ciagu odpylania, gdzie odciag posiada przynajmniej jedna sluze zamykajaca i jednoczesnie lub zamiennie pierscieniowa przeslone. Odciag jest wyposazony w pierscieniowy czujnik w rodzaju wykrywacza metali umieszczony w scianie odciagu i jest wyposazony w dwa czujniki optyczne w rodzaju swiatlomierzy umieszczone w ciemni na zewnatrz odciagu za szklanym przepierzeniem, wyczuwajace swiatlo rzucane albo odbijane o pewnym natezeniu i jednoczesnie lub zamiennie migota- niu w zaciemnionym nieprzezroczystym odciagu. PL 70 293 Y1 4 Urzadzenie charakteryzuje sie tym, ze odciag prócz polaczenia z glównym ciagiem odpylania jest takze polaczony z zaslepionym kanalem bocznym zakonczonym zbiornikiem buforowym wyposazonym w pompe ssaca, gdzie w odciagu drobin zainstalowany jest miernik przeplywu strumienia drobin pola- czony elektrycznie poprzez uklad sterowania z regulowana zawsze otwarta pyloodporna pierscieniowa przeslona umieszczona na poczatku odciagu, natomiast dwie sluzy zamykajace umieszczone sa obok siebie przy koncu odciagu tak, ze pierwsza znajduje sie na polaczeniu odciagu z glównym ciagiem odpylania, a druga na polaczeniu odciagu z kanalem bocznym, przy czym tylko jedna sluza zamykajaca z dwóch jest otwarta w tym samym momencie. Ich ruch oraz pompa ssaca sterowane sa miernikiem i czujnikami poprzez uklad sterowania, przy czym oba swiatlomierze i wykrywacz metali sa ze soba zsynchronizowane i ustawione wzgledem siebie sekwencyjnie tak, ze obejmuja swym zasiegiem inne niezalezne obszary sledzenia wewnatrz odciagu poza obszarem obróbczym. Czujniki korzystnie mocowane sa w okolicy miernika przeplywu strumienia drobin. Zbiornik buforowy korzystnie ma objetosc co najmniej równa objetosci wewnetrznej odciagu, a najlepiej co naj- mniej dwukrotnie wieksza niz objetosc wewnetrzna odciagu. Dlugosc odciagu jest korzystnie wieksza niz odleglosc czujników od sluz zamykajacych. Zbiornik buforowy moze byc wyposazony w system neutralizacji zagrozenia plomieniem np. system gasniczy. Zbiornik buforowy moze byc wyposazony w odstojnik drobin, korzystnie opróznialny. Miernik przeplywu strumienia drobin zamocowany jest korzystnie na poczatku odciagu drobin. Bezpieczne nieiskrzace urzadzenie obróbcze dziala nastepujaco. Po ulozeniu materialu prze- znaczonego do obróbki jest on opracowywany wrzecionem zgodnie z zaprogramowanym trybem postepowania procesu, w tym równiez przy automatycznym doborze i zmianie narzedzia w postaci odpowiedniego wrzeciona do danej operacji technologicznej. Podczas opracowywania, np. przy cieciu, skrawaniu, wierceniu, drewna lub plyty drzewnej albo wiórowej, nastepuje znaczne pylenie. Moze sie zdarzyc, ze narzedzie zbyt dlugo pozostaje w tym samym miejscu obróbczym materialu. Moze sie równiez zdarzyc, ze w materiale na drodze obróbki istnieje jakas pozostalosc metaliczna, np. spinacz, zszywka, gwózdz lub inne zanieczyszczenie. Jest to powodem pojawienia sie iskry, która zapala dro- biny pylu drzewnego, albo nawet jako opilek metalowy samoistnie plonacy przedostaje sie do ukladu odpylania. Jest to bardzo niebezpieczne, gdy iskra nie ulegnie samozgaszeniu w ulamku sekundy i dalej przemieszcza sie. Stad, o ile nadal sie ona przemieszcza, uklad zaimplementowany w urzadze- niu pozwala ja zauwazyc, sprawdzic, czy nie ulega samowygaszeniu w kanale odpylajacym, a jesli nie ulegnie, to pozwala zamknac sluze zamykajaca na drodze do kanalu glównego odpylania i otworzyc sluze do kanalu bocznego. Pompa za zbiornikiem buforowym jest uruchamiana sygnalem z czujnika informujacym o istnieniu plonacej iskry. Zanim sluza zamykajaca otworzy kanal boczny, zostanie juz wytworzone wystarczajace podcisnienie, które zasysac bedzie pelna objetosc strumienia znajdujacego sie w odciagu drobin. Maszyna nie ulega zatrzymaniu, gdyz nie ma takiej potrzeby, poniewaz po ode- ssaniu pelnej objetosci strumienia z odciagu nastepuje zamkniecie sluzy zamykajacej na drodze do kanalu bocznego i jest ponownie otwierana sluza zamykajaca do kanalu glównego odpylajacego równiez inne maszyny obróbcze. W chwili, gdy sluza do kanalu bocznego zamknie sie, nastepuje neu- tralizacja zawartosci zbiornika buforowego, a material w nim zgromadzony opada do odstojnika. Odstojnik po otwarciu opróznia sie, np. samoczynnie grawitacyjnie. Czujniki w rodzaju swiatlomierzy, juz po najmniejszej reakcji moga wyslac sygnal mówiacy o wykryciu iskry lub plomienia, gdyz calosc toru unoszacego sie strumienia drobin wraz ze swiatlomierzami znajduje sie w ciemni. Ze wzgledu na przezornosc, nawet gdy nie zostanie rozpoznane swiatlo, a zostanie rozpoznane czujnikiem metalu, ze drobina metalowa przedostaje sie wraz z pylem drzewnym, to takze ten czujnik uruchamia system bocznikujacy. Drobina metalowa moze bowiem miec wysoka temperature, która stanie sie powodem zaplonu drobin drzewnych na dalszym etapie skladowania. Zsynchronizowanie czujników oznacza pelne ich wspóldzialanie z systemem sterowania na sku- tek sekwencyjnej weryfikacji, czy na drodze strumienia drobin przez odciag anomalia zanika, czy tez jest taka sama, a moze wrecz powieksza sie zagrozenie. Sekwencyjne ustawienie czujników pozwala dokonac obserwacji w czasie i pominac niekiedy zadzialanie systemu, o ile system sterowania na sku- tek stosowania odpowiedniego algorytmu dojdzie do wniosku, ze zagrozenie skutecznie zmniejsza sie w miare uplywu czasu podczas przeplywu anomalii przez odciag. Iskry bowiem maja tendencje do zanikania, jednak nalezy to zweryfikowac na drodze ich przeplywu w strumieniu. W rozwiazaniu jest jednak przydatne poprawne umieszczenie czujników w odciagu. Winny one byc zgrupowane na jego poczatku, aby sluzy zdazyly zadzialac i przejac cala objetosc strumienia drobin. PL