SE513476C2 - Anordning och förfarande för sortering av granulat - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 476 2 av stor betydelse att det inte förekommer föroreningar' i det isolerande polyetenhöljet, eftersom några detta i så fall kan leda till elektriska genomslag i kabeln. Sådana genomslag kan i sin tur medföra att kabeln förstörs. Vid tillverkning av det isolerande polyetenhöljet är det dock sedan tidigare känt att vissa inhomogeniteter, d.v.s. föroreningar, kan uppstå i materialet. Sådana defekter kan med tiden utbreda sig i isoleringsmaterialet och orsaka elektriska genomslag i en kabel.

Av ovannämnda skäl ställs det vid tillverkning av kablar för höga och medelhöga spänningar mycket höga krav på renheten hos det utgångsmaterial som används för kabelns isolerande polyetenhölje. Detta utgångsmaterial utgörs normalt av granulat (kallas även pellets), d.v.s. kul- eller kornformiga ämnen, av polyeten. För att tillfreds- ställa dessa högt ställda renhetskrav görs normalt i samband med kabeltillverkning en felkontroll av dessa granulat. På så vis kan de granulat som innehåller någon form av defekt (t.ex. i form av luftbubblor, föroreningar, avvikande symmetri, avvikande färg etc.) bortsorteras och kasseras, eftersom: de annars kan orsaka de ovannämnda problemen i den färdigtillverkade kabeln.

Enligt känd teknik finns det olika metoder och anordningar för sortering av granulat. En tidigare metod bygger på att en mindre mängd granulat utnyttjas för tillverkning av en tunn film, varefter denna film kontrolleras genom att mata den under en detekteringsanordning som innefattar en kamera som i sin tur detekterar om defekter finns i filmen. Om så är fallet kan positionen för sådana defekter märkas ut på filmen automatiskt.

Fastän denna kända metod i princip fungerar tillfreds- ställande är den behäftad med en nackdel i det att den utgör en statistisk detekteringsmetod vid vilken man endast 10 15 20 25 30 35 513 476 3 har tillgång till en liten del av granulaten. Eftersom granulaten utnyttjas för att tillverka en film kan man dessutom inte sortera bort vissa specifika granulat vid denna process.

För att lösa ovannämnda problem finns det förut känt en metod vid vilken utgångsmaterialet, d.v.s. själva granulaten, kontrolleras. Om samtliga granulat i en tillverkningsprocess kan kontrolleras med avseende på renhet skapar detta förutsättningar att rena utgångs- materialet till 100%; vilket. möjliggör en. ytterst hög renhet vid tillverkning av det isolerande höljet till en elektrisk kabel.

Ett tidigare känt arrangemang av sistnämnda slag för sortering av granulat innefattar en transportbana för detektor (företrädesvis i form av en CCD-kamera) som är anordnad vid en bestämd position i anslutning till transportbanan och som är ansluten till en styrenhet. Denna styrenhet är i sin frammatning av granulat samt en optisk tur inrättad att analysera den signal som genereras av detektorn så att eventuellt förekommande defekta granulat kan sorteras bort. Denna bortsortering utförs genom att det vid transportbanans ände finns anordnat en första och en andra behållare. Den första. behållaren är positionerad intill transportbanans ändparti och den andra behållaren är positionerad strax bortom den första behållaren. Så länge inga defekta granulat upptäcks kommer dessa helt enkelt att successivt falla ned i den första behållaren, vilken således är avsedd för felfria granulat. Om däremot styrenheten med hjälp av signalen från detektorn upptäcker en defekt i ett visst granulat komer styrenheten därefter att bestämma positionen för detta granulat. Därefter aktiverar styrenheten en särskild bortsorteringsanordning i form av en uppsättning munstycken för tryckluft som är anordnade under ^transportbanan, i anslutning till dess 10 15 20 25 30 35 513 476 4 ändparti. Om ett defekt granulat upptäcks kommer ett motsvarande munstycke att aktiveras, varigenom en riktad luftstråle matas mot det aktuella granulatet just när det passerar över krönet vid transportbanans ändparti. Detta medför i sin tur att granulatet blåses ett stycke bort och hamnar i den andra behållaren, vilken således är avsedd för defekta granulat.

Om samtliga granulat i en tillverkningsprocess för ett isolerande kabelhölje kontrolleras med avseende på renhet motsvarar detta således att utgångsmaterialet kan renas till 100%, vilket skapar förutsättningar till en ytterst hög renhet vid tillverkning av ett isolerande hölje hos en elektrisk kabel. En ytterligare fördel är att de bortsorterade och defekta granulaten kan analyseras, vilket ger uöjligheter att härleda orsaken till varför de har förorenats.

Fastän den ovannämnda kända metoden i princip fungerar tillfredsställande är den behäftad med vissa nackdelar.

Främst kan noteras att den har en begränsad kapacitet, d.v.s. den kan endast mata fram och analysera en viss begränsad mängd granulat per tidsenhet.

En annan nackdel med det kända systemet hänför sig till det faktum att de granulat som passerar över krönet vid transportbanans ändparti utan att sorteras bort, d.v.s. utan att påverkas av någon luftstråle på ovan nämnt sätt, följer en viss rörelse- eller kastbana innan de faller ned i den första behållaren. I denna rörelsebana finns det en viss spridning, vilket medför att en viss mängd felfria granulat trots allt komer att passera förbi den första behållaren och istället falla ned i den andra behållaren.

Således finns det ett behov av anordningar och metoder för sortering av granulat som tillhandahåller en ökad kapacitet dI- 10 15 20 25 30 35 513 476 5 och en förbättrad verkningsgrad, d.v.s. en minskning av mängden granulat som bortsorteras trots att de är felfria.

REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN: Ändamålet med föreliggande uppfinning är tillhandahålla en förbättrad anordning för sortering av granulat, som tillhandahåller en ökad kapacitet och verkningsgrad. Detta ändamål uppnås medelst en anordning, vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav 1. Uppfinningen avser också ett förfarande för sortering av granulat, vars särdrag framgår av efterföljande patentkrav 7. innefattar en framatning av granulat, en första behållare för felfria granulat som matas över transportanordningens ändparti, en andra behållare för defekta granulat, en detektor för detektering av'defekta granulat samt en sorteringsanordning för matning av påträffade defekta granulat till nämnda andra behållare. transportanordningen anordnas med en lutningsvinkel i förhållande till horisontalplanet soul väljes inom ett förutbestämt intervall som svarar mot en förutbestämd, begränsad spridning i rörelsebanan hos de felfria granulat Uppfinningen transportanordning för Uppfinningen kännetecknas av att som matas över transportanordningens ändparti.

Enligt en föredragen utföringsform av uppfinningen utgörs transportanordningen av en vibrationsmatare. Dessutom innefattar uppfinningen företrädesvis en frekvensgivare för mätning av vibrationsfrekvensen hos nämnda vibrationsmatare samt en styrenhet som är inrättad att driva vibrations- mataren med en frekvens som avstämd att huvudsakligen överensstäma med dess mekaniska resonansfrekvens.

Genom uppfinningen uppnås ett jämnt och kontrollerat flöde av granulat och en hög kapacitet vid detektering och bortsortering av defekta granulat. En ytterligare fördel är 10 15 20 25 30 35 513 476 6 att de bortsorterade, förorenade granulaten kan analyseras med en hög kapacitet, vilket ger möjlighet att spåra orsaken till varför de har förorenats.

Fördelaktiga utföringsformer av uppfinningen framgår av de efterföljande beroende patentkraven.

FIGURBESKRIVNING: Uppfinningen kommer i det följande att förklaras närmare med hänvisning till ett föredraget utföringsexempel och de bifogade ritningarna, i vilka: figur 1 visar en schematisk sidovy av en anordning enligt den föreliggande uppfinningen, och figur 2 visar en något förstorad detaljvy av vilken uppfinningens funktion framgår.

FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM: I figur 1 visas en schematisk och något förenklad sidovy av en anordning enligt den föreliggande uppfinningen. Enligt en föredragen matningsanordning, företrädesvis i form av en behållare 1 för en viss mängd granulat 2, d.v.s. huvudsakligen kul- eller kornformiga element. Uppfinningen är särskilt lämpad att utnyttjas i samband næd tillverkning av elektriska kablar för höga och medelhöga spänningar (från c:a 50 kV och uppåt), varvid granulaten 2 utgör ett råämne av polyeten som utnyttjas för tillverkning av ett elektriskt isolerande hölje i sådana kablar. behållaren 1, står i förbindelse med en transportanordning 3 via en (ej visad) Matningsanordningen, d.v.s. öppning i behållarens 1 undersida. Transportanordningen 3 är inrättad för transport av granulat 2 i en riktning som indikeras med en pil i figur 1. Enligt utföringsformen 10 15 20 25' 30 35 513 476 7 utgörs transportanordningen 3 av en vibrationsmatare, d.v.s. en vibrerande ränna som genom fram- och återgående vibrationer i dess längsriktning matar granulaten framåt.

För drift av vibrationsmataren 3 är denna ansluten, via en elektrisk anslutning 4,3 till en drivanordning 5. Denna drivanordning 5 innefattar en spänningskälla som är inrättad att tillhandahålla en växelspänning med en förutbestämd frekvens. Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan kan denna frekvens ställas in i beroende av vibrationsmatarens 3 nækaniska resonansfrekvens för att erhålla en optimal kapacitet (d.v.s. matningshastighet) hos den kompletta anordningen. Drivanordningen 5 är i sin tur ansluten till en elektronikbaserad styrenhet 6, via ytterligare en elektrisk anslutning 7.

Via vibrationsmataren 3 matas granulaten 2 i riktning mot vibrationsmatarens 3 ändparti, vid vilken finns anordnad en första behållare 8 för uppsamling av de granulat som faller över det krön som utgörs av vibrationsmatarens 3 ändparti.

Ett stycke ovanför vibrationsmataren 3 finns anordnat en detektor 9, som företrädesvis utgörs av en CCD-kamera. Med hjälp av detektorn 9 görs en scanning i avsikt att detektera huruvida något av de granulat som passerar under detektorn 9 är defekt¿$§;g§s. om något granulat innefattar exempelvis en förorening} luftbubbla eller inhomogenitet i materialet. Detektorn 9 är ansluten till styrenheten 6 via ytterligare en elektriskñanslutning 10. Styrenheten 6 är inrättad att ta emot en signal från detektorn 9, vilken signal svarar moti den* bild som avläses med hjälp av detektorn 9. På så vis kan styrenheten 6 avgöra om något granulat som passerar under detektorn 9 är defekt.

Detektorn 9 är positionerad ett litet stycke innanför vibrationsmatarens 3 ändparti, för scanning av granulaten 2 just innan de når detta ändparti. Om styrenheten 6 avgör 10 15 20 25 30 35 513 476 8 om något passerande granulat är defekt kommer detta medföra en aktivering av en särskild bortsorteringsanordning 11 i form av en tvärgående uppsättning munstycken för utmatning av tryckluft. Denna bortsorteringsanordning 11, sonu är ansluten till styrenheten 6 via en ytterligare elektrisk anslutning 12, är anordnad nedanför vibrationsmatarens 3 ände, tvärs dess längsriktning. Enligt vad som kommer att beskrivas i detalj nedan kan styrenheten 6 aktivera bortsorteringsanordningen ll när det upptäckta defekta granulatet passerar över krönet vid vibrationsmatarens 3 ändparti. Detta kan beräknas i styrenheten 6 i beroende av detektorns 9 position och i beroende av hastigheten med vilken vibrationsmataren 3 transporterar granulaten 2.

Eftersom detektorn 5 också är inrättad att detektera i vilket läge i vibrationsmatarens 3 tvärled som det defekta granulatet finns kan bortsorteringsenheten 7 aktiveras (d.v.s. ett visst munstycke aktiveras) exakt när det defekta granulatet passerar krönet vid vibrationsmatarens 3 ändparti. Denna aktivering nædför att en motsvarande positionerad luftventil i bortsorteringsanordningen 11 aktiveras, så att det defekta granulatet påverkas av en luftström.och förs till en andra behållare 13 som är avsedd för defekta granulat. Den andra behållaren 13 är placerad i nära anslutning till den första behållaren 8 och avskiljs från denna med hjälp av en skiljevägg 14.

Med hänvisning till figur 2, som är en något förstorad perspektivvy som visar vibrationsmatarens 3 ändparti och bortsorteringsancrdningen 11, framgår hur granulaten 2 matas fram i riktning mot det krön som bildas vid vibrationsmatarens 3 ändparti. Detta indikeras schematiskt med ett första granulat 2a som antas vara felfritt och som således faller ned i den första behållaren 8. Om istället granulatet hade bedömts vara defekt skulle istället bortsorteringsanordningen 11 ha aktiverats, i enlighet med vad som beskrivits ovan, varvid luft skulle ha matats via 10 15 20 25 30 35 513 476 9 ett luftmunstycke och på så vis fört granulatet till den andra behållaren 13. Detta indikeras schematiskt med hänvisningsbeteckningen 2b.

Enligt vad som förklarats inledningsvis är det ett problem i samband med förut kända system för sortering av granulat med hög kapacitet att en alltför stor mängd felfria granulat passerar skiljeväggen och således faller ned i den andra behållaren, trots att de faktiskt är felfria. Detta fenomen kan härledas till det faktum att vibrationsmataren påför de frammatade granulaten en viss rörelse, som till- sammans med den gravitationskraft som verkar på granulaten just när de passerar krönet vid vibrationsmatarens ändparti ger granulaten en viss kastbana. Denna kastbana kommer då att variera i relativt hög grad för respektive granulat och kommer således att uppvisa en viss spridning, vilket leder till ovannämnda fenomen. Det faktum att de granulat som passerar krönet vid vibrationsmatarens ände uppvisar en viss spridning i den kurvformiga bana som de definierar medför då statistiskt sett att en viss del felfria granulat kommer att landa i fel behållare även om inte någon bortsorteringsanordning har aktiverats. Detta problem löses i enlighet med den föreliggande uppfinningen genom att vibrationsmataren 3 anordnas med en utsträckning som är något lutande i förhållande till horisontalplanet. Enligt vad som framgår av i synnerhet figur 1 är vibrationsmataren 3 inrättad så att den bildar en viss vinkel a i förhållande till horisontalplanet. Värdet på denna vinkel a väljes inom ett intervall som främst begränsas av en högsta vinkel amx, som definieras av den vinkel där granulaten 2 släpper från vibrationsmatarens 3 yta och således accelererar fritt längs denna utan att kunna hållas kvar med hjälp av friktionen mot vibrationsmataren 3. Företrädesvis är vinkeln a av storleksordningen 10-20°, vilket svarar mot att den rörelse som påförs granulaten (till följd av vibrationsmatarens 3 rörelse och lutning) när de passerar 10 15 20 25 30 35 513 476 10 krönet i hög grad överensstämmer med dess kastbana. Detta kommer i sin tur att leda till en minskad spridning i kastbanan. Genom att anordna vibrationsmataren 3 med nämnda vinkel a fås således en minskad spridning i kastbanan hos de felfria granulat som matas över vibrationsmatarens 3 ändparti. Detta minskar risken att felfria granulat hamnar i den andra behållaren 13 och ökar således effektiviteten hos arrangemanget enligt uppfinningen, i jämförelse med tidigare kända system.

Värdet på vinkeln a begränsas också av en lägsta vinkel amm, som definieras av en vinkel där en väsentlig minskning av den ovan beskrivna spridningen i kastbanan hos granulat som passerar krönet fås. Företrädesvis utgörs denna lägsta vinkel av ett värde som något överstiger 0°.

Vidare är uppfinningen baserad på att en hög kapacitet med ett jämnt, kontrollerat flöde kan erhållas genom noggrann avstämning av den frekvens med vilken vibrationsmataren 3 drivs. För detta ändamål är vibrationsmatarenr3 monterad på ett fast underlag 15, enligt vad som framgår främst av figur 1. Närmare bestämt är vibrationsmataren 3 monterad.på underlaget 15 via en fjädrande upphängning, så att vibrationsmataren 3 uppvisar en viss inbyggd mekanisk resonansfrekvens under drift. Vidare innefattar systemet enligt uppfinningen medel för detektering av den frekvens med vilken vibrationsmataren 3 vibrerar med. Företrädesvis utgörs nämnda medel av en frekvensgivare 16 som är anordnad i anslutning till vibrationsmataren 3 och är ansluten till styrenheten 6 via en elektrisk förbindelse 17. Även om drivanordningen 5 utnyttjar en fastställd nät- frekvens till grund för den frekvens med vilken vibrationsmataren 3 vibreras kan ett problem uppstå i det fall att nätfrekvensen varierar, vilket är vanligt förekommande. Av denna anledning är det en grundprincip 10 15 20 25 30 35 513 476 11 bakom uppfinningen att utnyttja ett mått på den frekvens med vilken vibrationsmataren 3 vibrerar (vilket mått tillhandahålls av frekvensgivaren 16) för en återkoppling för styrning av frekvensen i drivspänningen från drivanord- ningen 5. Närmare bestämt styrs då drivanordningen 5 av styrenheten 6 med en frekvens som huvudsakligen överens- stämmer med den aktuella mekaniska resonansfrekvensen hos vibrationsmataren 3. Drivanordningen 5 är då inrättad så att den huvudsakligen kontinuerligt följer frekvensen som levereras av frekvensgivaren 16 och låser vibrations- matarens 3 drivfrekvens på detta värde. Även vid eventuella förändringar i vibrationsmatarens 3 resonansfrekvens, vilket exempelvis kan uppstå till följd av temperatur- växlingar, följer drivanordningen.5 den uppmätta frekvensen vid drift av vibrationsmataren 3. Företrädesvis drivs vibrationsmataren 3 med en avvikelse från den mekaniska resonansfrekvensen sonlmaximalt uppgår till c:a 1-2%. Genom att driva vibrationsmataren 3 huvudsakligen exakt på dess mekaniska resonansfrekvens kan en hög effektivitet fås utan att onödiga mängder energi behöver tillföras.

Enligt en ytterligare förbättrad utföringsform kan drivanordningen 5 styras på så vis att den utnyttjar en spänning med en förhöjd frekvens, vilket svarar mot en förkortad slaglängd hos vibrationsmataren 3, jämfört med vad som gäller vid normal nätfrekvens. Genom denna förkortade slaglängd för vibrationerna fås en ytterligare fördel i form av en kontrollerad rörelse hos de transporterade granulaten 2 under det att en förhöjd kapacitet erhålles. Företrädesvis uppfinningen en förhöjd frekvens som uppgår till maximalt 1 kHz. utnyttjas vid Uppfinningen är inte begränsad till ovan beskrivna och på ritningarna visade utföringsexempel, utan kan varieras inom ramen för de efterföljande patentkraven. Exempelvis kan 10 15 513 476 12 uppfinningen utnyttjas vid detektering och sortering av olika slags granulat, inte bara granulat av polyeten avsedda för kabeltillverkning.

I princip kan en förhöjd kapacitet hos ett system enligt uppfinningen erhållas vid utnyttjande av en lutande vibrationsmatare 3, d.v.s. utan att dess frekvens regleras enligt ovan, och vice versa.

Matningsanordningen kan i princip utgöras av en skål eller motsvarande behållare, eller alternativt av ett särskilt transportband för frammatning av granulat.

Slutligen gäller att värdet på vibrationsmatarens 3 frekvens alternativt kan bestämmas genom detektering av fasläget mellan den ström och spänning som utnyttjas för att driva vibrationsmataren 3.

Claims (8)

10 15 20 25 30 35 513 476 13 108661 PA 1999-01-08 PATENTKRÅV:

1. Arrangemang för sortering av granulat (2), innefattande en transportanordning (3) för frammatning av granulat (2), en första behållare (8) för felfria granulat (2a) som matas över transportanordningens (3) ändparti, en andra behållare (13) för defekta (2b), en detektor (9) för detektering av defekta granulat (2b), samt en sorterings- granulat anordning (ll) för matning av påträffade defekta granulat (2b) till nämnda andra behållare (13), k ä n n e t e c k - n a t d ä r a v , att transportanordningen (3) anordnas med en lutningsvinkel (Q) i förhållande till horisontal- planet som väljes inom ett förutbestämt intervall som svarar mot en förutbestämd, begränsad spridning i rörelsebanan hos de felfria granulat (2a) som matas över transportanordningens (3) ändparti, varvid rörelsen som påförs nämnda granulat (2) av transportanordningen (3) huvudsakligen överensstämmer med nämnda rörelsebana.

2. Arrangemang enligt patentkrav l, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda vinkel (Q) väljes till ett värde som understiger ett förutbestämt gränsvärde (amfi) som svarar mot att nämnda granulat (2) accelererar fritt längs nämnda transportanordning (3).

3. Arrangemang enligt batentkrav 1 eller 2, varvid nämnda transportanordning (3) utgörs av en vibrationsmatare, k ä n n e t e c k n àftí ci ä r a Xr , att det innefattar medel (16) 5 av vibrationsfrekvensen hos nämnda vibrationsmatare (3) samt en styrenhet (6) inrättad för drift av vibrationsmataren (3) med en frekvens som är för bestämning 10 15 20 25 30 35 513 476 14 avstämd i beroende av nämnda vibrationsfrekvens.

4. Arrangemang enligt patentkrav 3, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda styrenhet (6) är inrättad för drift av vibrationsmataren (3) med en frekvens som huvudsakligen överensstämmer med vibrationsmatarens (3) mekaniska resonansfrekvens.

5. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att nämnda detektor (9) utgörs av en optisk detektor av CCD-typ.

6. Arrangemang enligt något av föregående patentkrav, k ä n n e t e c k n a t d ä 17 a v , att bortsorterings- anordningen (ll) innefattar ett antal munstycken genom vilka tryckluft matas i riktning mot ett påträffat defekt granulat (2), för matning av nämnda defekta granulat (2) mot nämnda andra behållare (2).

7. Förfarande för sortering av granulat (2), innefattande frammatning av granulat (2) till en första behållare (8) för felfria granulat (2a) respektive en andra behållare (13) för defekta granulat (2b) detektering av defekta granulat (2b), samt sortering av genom defekta (2b) till behållare (13), k ä n n e t e c k n a t granulat (2) matning av påträffade granulat nämnda andra d ä r a v , att nämnda frammatning sker via en transportanordning (3) som är inrättad med en lutningsvinkel (Q) i förhållande till horisontalplanet som väljes inom ett förutbestämt intervall som svarar mot en förutbestämd, begränsad spridning i rörelsebanan hos de felfria granulat (Za) som matas över transportanordningens (3) ändparti, varvid rörelsen som påförs nämnda granulat (2) av transportanordningen (3) huvudsakligen överensstämmer med nämnda rörelsebana. 513 476 15

8. Förfarande enligt patentkrav 7, varvid nämnda transportanordning (3) utgörs av en vibrationsmatare, k ä n n e t e c k n a t d ä r a v , att det innefattar: detektering av vibrationsfrekvensen hos nämnda vibrationsmatare(3), samt styrning av vibrationsmataren (3) med en frekvens som är avstämd i beroende av nämnda vibrationsfrekvens.