WO2025256972A1 - Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom

Info

Publication number
WO2025256972A1
WO2025256972A1 PCT/EP2025/065400 EP2025065400W WO2025256972A1 WO 2025256972 A1 WO2025256972 A1 WO 2025256972A1 EP 2025065400 W EP2025065400 W EP 2025065400W WO 2025256972 A1 WO2025256972 A1 WO 2025256972A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
particles
extraction
fine particles
control device
control
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2025/065400
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Torsten KRÜGER
Michael ZÄUNER
Tobias Daniel
Reto RECHSTEINER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Buehler GmbH
Original Assignee
Buehler GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Buehler GmbH filed Critical Buehler GmbH
Publication of WO2025256972A1 publication Critical patent/WO2025256972A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B11/00—Arrangement of accessories in apparatus for separating solids from solids using gas currents
    • B07B11/04—Control arrangements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B9/00—Combinations of apparatus for screening or sifting or for separating solids from solids using gas currents; General arrangement of plant, e.g. flow sheets

Definitions

  • the present invention relates to a device and method for extracting fine particles from a material stream, wherein the material stream comprises a mixture of product particles and fine particles.
  • Such devices in particular machines or separators for extracting and/or purifying a material stream, are known, for example, a light grain separator for extracting or separating lighter components from a mixture of grains.
  • Conventional devices for extracting fine particles from a material stream comprise a suction device with a suction duct for extracting partial particles from the material stream by means of a controllable airflow or suction in the suction duct. Furthermore, the conventional device includes a control device for regulating the suction device, in particular the suction power of the suction device, wherein the extracted partial particles can be measured by the control device using an accelerometer connected to the control device.
  • the extraction of fine particles from the material stream is used, for example, in sorting and screening machines for sorting and/or screening grain, seeds, and similar materials in order to extract or separate chaff, hulls, empty kernels, and other fine particles from the material stream.
  • the fine particles differ from the product particles, among other things, in their aerodynamic properties, in particular in particle weight and/or particle size and/or particle density.
  • the control device for regulating the suction device or the airflow must therefore be precise and must be carefully adjusted to extract as few product particles as possible, including fine particles, from the material stream.
  • Extraction systems with sorting and screening machines for sorting and/or screening typically feature a central extraction unit with one or more extraction channels.
  • This extraction unit usually includes a central fan whose suction air, via a network of extraction channels, removes fine particles from the product streams of the various process steps.
  • the extraction capacity for the different product streams of the individual process steps is typically adjustable by means of several adjustable throttle valves.
  • the throttle valves can be adjusted individually, either manually or via actuators, thus allowing for local regulation of the extraction capacity.
  • the performance or quality of the device is typically determined by measuring the extraction of unwanted fine particles from the material stream, for example, chaff, hulls, empty kernels, and other fine particles from grain.
  • Another performance factor is ensuring the quality of the processed material stream, particularly the processed grain. This includes minimizing damage to the product material caused by the extraction of fine particles and/or minimizing the number of product particles extracted from the material stream.
  • food safety is of paramount importance, especially in the processing of food raw materials. For example, when processing grain, the outer layers of the grain kernel are separated, and these outer layers are extracted from the material stream as fine particles by the device. These outer layers may be partially contaminated, for example, by fungi or chemicals used in grain cultivation, making the most complete possible extraction of fine particles from the material stream essential.
  • EP 0461 457 Bl discloses a method and a device for sorting a stream of particles/solids by exposing the particles to a microwave field, where the energy absorption of the particles depends on their dielectric properties. The absorbed energy heats the particles, and pyrodetectors generate a sensor signal based on the particles' thermal radiation. Based on this sensor signal, compressed air nozzles can be controlled to deflect cooler particles from the material stream, thereby classifying the particles based on their dielectric properties.
  • the present invention aims to provide a new device or a new method for extracting fine particles from a material stream, wherein the material stream comprises a mixture of product particles and fine particles.
  • the control of the extraction device is automated, thereby increasing the performance and efficiency of the device compared to the prior art.
  • the goal is to extract the highest possible proportion of the fine particles present in the material stream while extracting the lowest possible proportion of product particles. Manual intervention by an operator to operate the device is minimized, even when the device is used for different material streams with time-varying product properties of the product particles and/or fine particles, thereby increasing the performance of the device and the method.
  • the present invention aims to provide the most stable possible control of the extraction device.
  • the accelerometer comprises a measuring range, wherein the measuring range extends into a region of the airflow containing the extracted partial particles, and wherein the accelerometer is used to measure the accelerometer's range.
  • the airflow transported and impacting particles on the accelerometer with an impact impulse generates an impulse-dependent sensor signal, which can then be transmitted to the control device.
  • the generated airflow can be controlled via the extraction device by the control device based on the measured sensor signals and/or the impact impulses of the particles on the accelerometer measured by the sensor signals.
  • the extraction device can be controlled by the control device such that the extracted particles comprise a definable mixture of product particles and fine particles, so that the measured sensor signals and/or the impact impulses of the particles on the accelerometer measured by the sensor signals are characteristic of the entire airflow.
  • the extraction device can be stably controlled by the control device based on the time-varying sensor signal.
  • the accelerometer uses, for example, optical, electrostatic, mechanical measurement methods, or a combination thereof, to generate the sensor signal.
  • the sensor signal contains information about the impact behavior of the particles on the measuring range of the accelerometer.
  • the frequency profile of the sensor signal implicitly contains information about the particle size, material properties such as elasticity, and moisture content of the particles, thus ensuring precise and automatic control of the extraction device by means of the control device.
  • Based on the vibration frequencies of the sensor signal different material types of the particles can be detected by the control device.
  • a further advantage is that the sensor signal can be stored and used for further analysis of the impact behavior of the particles on the accelerometer.
  • analysis of the sensor signal by the control device enables it to analyze changes in the particles and generate corresponding control signals based on control criteria, so that the device according to the invention can react to changes in the particles in real time.
  • the ratio of product particles to fine particles of the sub-particles is essential, as this ratio defines both the quality and the yield of the material stream cleaned and/or sorted by the device according to the invention, since quality and yield have different levels of importance depending on the application.
  • the optimal ratio of product particles to fine particles in the partial stream can vary depending on the application.
  • High quality standards apply to the A purified end product usually means a lower yield, as a higher proportion of product particles in the partial stream is necessary for higher quality in order to extract as much fine matter as possible from the material stream using the extraction device.
  • the accelerometer In the rising duct, two opposing forces act on the particles: gravity, which acts against the direction of air extraction, and an aerodynamic force exerted by the airflow. As a result, heavier product particles tend to fall downwards against the airflow, while lighter fine particles are carried along by the airflow.
  • the particles transported in the airflow and impacting the measuring area generate the impact impulses. These impact impulses are directly and reliably dependent on the airflow, ensuring precise measurement.
  • the control device can therefore generate a highly accurate sensor signal based on the impact impulses of the extracted particles. Based on the impact impulses of both the product particles and the fine particles, the accelerometer generates a continuous sensor signal with time-varying amplitudes and frequencies in real time.
  • the sensor signal continuously contains information about the properties of the extracted particles, particularly the extracted product particles and fine particles.
  • the impact impulses of the particles are converted into mechanical vibrations. Characteristic differences emerge: Lighter fine particles generate a lower mechanical vibration amplitude with a shorter duration, while heavier product particles result in a higher vibration amplitude and a subsequent oscillation. Additionally, the fine particles generate a higher impact frequency because they are extracted in greater numbers than the product particles.
  • the continuous impact impulses lead to mechanical vibrations with time-varying amplitude and frequency. These vibrations arise from the superposition of the individual impulses of the particles.
  • the sensor signal generated by the accelerometer encompasses the signal frequency spectrum of the mechanical vibrations in real time.
  • This signal frequency spectrum represents the entirety of the mechanical vibrations generated by the time-cumulative impact impulses of the product and fine particles impacting and being extracted within the measuring area. This makes it possible to monitor the extracted mixture of product and fine particles in the extraction duct, particularly in the riser duct, very precisely and in real time, and to track its performance.
  • the control device regulates the extraction device in such a way that the defined extraction mixture is extracted in the extraction duct.
  • the individual impact impulses of the fine particles have a lower amplitude; the high number of impacts contributes to the overall amplitude of the sensor signal, so that the sensor signal for controlling the extraction device has a sufficiently high amplitude generated by the impact impulses of the fine particles.
  • the sensor signal exhibits time-varying oscillations with time-varying amplitudes and/or time-varying frequencies. These oscillations are generated by the accelerometer through the impact impulse of the product particle and/or fine particles of the partial particles.
  • the control device comprises a vibration characteristic value that can be generated by the control device based on the sensor signal at a sampling frequency. Furthermore, the control device includes a control signal value, also generated by the control device based on the vibration characteristic value, for controlling the airflow of the extraction device. This allows the sensor signal to provide more comprehensive information about the partial particles, ensures increased accuracy in the control of the extraction device, and makes the control device more adaptable to different material flows and/or particle properties of the partial particles.
  • the vibration characteristic value generated during each sampling period characterizes the partial particles contained in the partial flow and impacting the accelerometer during that sampling period, in particular the product particles and/or fine particles contained in the partial flow.
  • the sensor signal measured based on the time-varying, particle-dependent, and cumulative impact impulses of the particle impacts, characterizes the different particle types detected by the accelerometer and their properties, such as their velocity in the extraction duct, through its vibration characteristic. This allows the ratio of product particles to fine particles in the partial flow to be controlled by the control device based on the sensor signal, which contains particle properties such as composition, size, shape, and other material-specific characteristics.
  • control device ensures high accuracy in the identification and quantification of product particles and/or fine particles in the partial flow, thus minimizing the probability of errors in quantifying these particles.
  • the control device also enables automatic control of the [unclear text] based on the sensor signal.
  • the extraction device can be adapted for various material flows and partial flow particles, making the device according to the invention highly adaptable to different material flows and time-varying particle properties.
  • the control device Based on the sensor signal with the sampling frequency f, the control device generates the vibration characteristic value, allowing the control signal to be processed in real time. The vibration characteristic value then characterizes the control signal within the corresponding time window 1/f.
  • control device can generate several different vibration characteristics, enabling the economical quantification of various pieces of information contained in the sensor signal, such as: a peak amplitude value as an indication of the fine particle size, a mean amplitude value, a rate of change of the sensor signal as an indicator of disturbances, a standard deviation to characterize the uniformity of the extracted partial particles, a harmonic distortion of the sensor signal, and/or a Fast Fourier Transform for further analysis of the frequency components of the sensor signal.
  • the vibration characteristic includes a power characteristic for quantifying the average power of the sensor signal for a sampling period 1/f. This allows for a differentiated quantification of the impact energy of product particles and/or fine particles from the partial stream onto the measuring range of the accelerometer. Consequently, a trend and/or change in the extracted mixture of product particles and fine particles in the partial stream is determined over time. This characterizes the total number of particles extracted in the partial stream within the sensor signal during a sampling period using a vibration characteristic, thus ensuring stable and precise control of the extraction device. Furthermore, quantifying the average impact energy during the sampling period also provides a suitable basis for the automatic control of the device for different material streams with varying particle properties and high extraction performance.
  • the control device has a target parameter and a control element, whereby the control signal value can be generated by the control element based on the target parameter and the vibration parameter, thus ensuring stable and precise control of the extraction device.
  • the control element includes a PID controller, enabling the control signal to be generated based on a combination of three parameters.
  • the control element includes, for example, an adaptive controller, enabling the control device to react more effectively to changing material flows and ensuring optimal extraction performance.
  • the control element features either a state controller or a fuzzy logic controller.
  • the device has a material sensor for measuring a material parameter, wherein the material parameter comprises a moisture value and/or a material type value (grain, wheat, corn, soybeans, etc.) and/or a size distribution value of the material stream, wherein the material parameter value is receivable by the control device and the target parameter value can be generated by the control device based on the material parameter value, so that the device according to the invention automatically configures the control device on the basis of the material properties detected by the material sensor, in particular the corresponding target parameter value.
  • the material parameter comprises a moisture value and/or a material type value (grain, wheat, corn, soybeans, etc.) and/or a size distribution value of the material stream
  • the material parameter value is receivable by the control device and the target parameter value can be generated by the control device based on the material parameter value, so that the device according to the invention automatically configures the control device on the basis of the material properties detected by the material sensor, in particular the corresponding target parameter value.
  • the material sensors include near-infrared sensors for measuring moisture content and/or hyperspectral sensors for detailed chemical analysis and/or RGB image sensors for measuring color, size, and texture and/or electronic probes for measuring volatile organic compounds in the material stream.
  • the material sensor is, for example, arranged at an inlet area of the material stream in the device according to the invention for the timely measurement of the material parameter.
  • the device comprises a sieve for classifying product particles from the material stream into a product stream, wherein the smaller particles can be extracted from the product stream via the extraction channel, allowing the product particles to be classified based on their particle size and also extracting the fine particles from the product stream.
  • the sieve comprises multiple sieves with different hole sizes for classifying the material stream into several product streams, wherein the smaller particles can be extracted from at least one or more product streams via the extraction channel, resulting in multiple product streams with extracted fine particles.
  • the extraction device includes a fan with adjustable speed for regulating the volume flow of the airflow in the extraction duct, and/or the extraction device includes an adjustable throttle valve arranged on the extraction duct with a valve position for regulating the airflow, and/or the device includes a conveying device with an adjustable delivery rate, so that the extraction performance of the extraction device can be regulated economically.
  • the present embodiment ensures simple retrofitting of a prior art device with the control device according to the invention.
  • the device according to the invention includes a central fan, wherein the fan is designed as a separate machine unit and draws air from several devices via multiple extraction ducts, in particular generating an airflow for the multiple devices.
  • control signal value represents a flap position value for controlling the throttle valve and/or a target speed for controlling the fan and/or a target delivery rate for controlling the delivery rate.
  • conveying device so that the control device can be used with devices in accordance with the state of the art.
  • the extraction duct features a rising duct for extracting the partial particles against gravity (G).
  • the partial particles extracted by the airflow are transported within the rising duct at an angle of less than 80° against gravity, thus enabling more precise quantification/identification of the product particles and/or fine particles by the control device, as well as additional screening (rise screening).
  • this embodiment provides an additional separation step with low CO2 emissions, a compact design, and minimal maintenance requirements.
  • the acceleration sensor has an impact plate, wherein the impact plate is elastically attached to the extraction duct and extends with the measuring range into a region of the airflow containing the extracted partial particles, and wherein the impact plate can be set into vibration by means of the impact impulse of partial particles striking the impact plate, thus ensuring an economical and low-maintenance implementation of the acceleration sensor.
  • the control device incorporates a machine learning structure for determining the variable control signal value for predefined vibration characteristics. This allows the control device to adapt to changing particle properties and material flows, and even to process unknown particles. Furthermore, the control device can be trained on previously untrained material flows and particle properties, thus ensuring adaptability.
  • the machine learning structure ensures that, based on complex sensor signals with nonlinearities, the control device generates a corresponding control signal value for the automatic control of the extraction device, guaranteeing high device performance, particularly an adjustable ratio of product particles to fine particles. Moreover, the machine learning structure ensures improved pattern recognition of the control device based on the sensor signal, thus guaranteeing effective and automatic control of the extraction device.
  • the recipe module features a network library connectable to the machine learning structure.
  • This network library includes a data store for storing historical operating data.
  • the machine learning structure comprises a machine learning-based modeling engine for generating a digital model structure based on historical operating data.
  • This model structure is trained using the historical operating data as input values. After training, it determines the optimized variable control signal value for a given vibration characteristic using at least one digital model structure for an optimized ratio of product particles to fine particles in the extraction duct. This allows the control device to be trained for different material flows and particle properties and adapted to changing conditions with minimal effort.
  • the network library can be expanded with new historical operating data, thereby adapting the device's performance.
  • the device has multiple network libraries, each containing region-specific historical operating data, so that devices in a region can access the regional network library, allowing the regional devices to be trained on regional material flows and/or particle properties.
  • the historical operating data includes vibration characteristics and a flap position and/or a rotational speed and/or a delivery rate and/or a material flow and/or a moisture content of the material flow, so that historical operating data can be generated with slightly modified devices according to the state of the art and can be used to train the control device.
  • the present invention relates not only to the device according to the invention but also to a method for realizing the device according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic vertical cross-section through a device for extracting fine particles from a material stream according to the embodiment of the invention.
  • Fig. 2 shows a flow diagram of a device for extracting fine particles from a material stream according to the embodiment of the invention.
  • Fig. 3 shows a schematic vertical cross-section through a conveying device with a first suction channel according to the embodiment of the invention
  • Fig. 4 shows a schematic vertical cross-section through a product outlet with a second extraction channel according to the embodiment of the invention
  • Fig. 5 schematically shows a vertically extending cross-section through a rising duct of an extraction duct with an acceleration sensor according to the embodiment of the invention.
  • Fig. 6 shows a schematic representation for measuring a sensor signal and generating a control signal for controlling an extraction device according to the embodiment of the invention.
  • Fig. 7 shows a representation of a frequency spectrum according to the embodiment of the invention
  • Fig. 8 shows a block diagram of a signal processing unit according to the embodiment of the invention.
  • Fig. 9a shows a representation of the measured sensor signal as an acceleration value in m/ s2 on a time axis in seconds.
  • Fig. 9b shows a representation of the generated RMS value based on the sensor signal from Fig. 9a.
  • Fig. 10 shows a schematic vertical cross-section through an accelerometer according to the embodiment of the invention.
  • Fig 1 1 shows a block diagram of a control device according to the embodiment of the invention.
  • Figure 1 shows a cross-section of an embodiment of a device 1 according to the invention for extracting fine particles 1.1.2 from a material stream 1.1, in particular a cleaning machine 1 for cleaning and/or sorting the material stream 1.1.
  • the cleaning machine 1 is used for cleaning and sorting wheat, barley, rapeseed, corn, soybeans, sunflower seeds, and other agricultural products for food processing.
  • the material stream 1.1 comprises a mixture of product particles 1.1.1 and fine particles 1.1.2, wherein the fine particles 1.1.2 differ from the product particles 1.1.1 in weight and/or particle size and/or particle density.
  • Such fine particles 1.1.2 are, for example, husks or leaves that do not belong to the product particles 1.1.1.
  • the cleaning machine 1 comprises a housing 1.3, a material inlet 1.3.1, a feeding device 1.5 for feeding and metering the material stream 1.1 and for uniformly distributing the material stream 1.1 over the designated width of the cleaning machine 1, a conveying device 1.5.2 for metering the material stream 1.1, a sieving device 1.2 for cleaning and sorting the product particles 1.1.1 of the material stream 1.1, an exhaust air outlet 1.3.2, and a discharge device 1.6 with at least one discharge channel 1.6.1 for discharging the cleaned and classified product particles 1.1.1, in particular the product stream 1.1.4, 1.1.4.1, 1.1.4.2 from the cleaning machine 1.
  • the cleaning machine 1 has a suction device 1 .4 with a suction channel 1 .4.3 for extracting partial particles 1.1.3 from the material flow 1 .1 by means of a controllable airflow or suction 1 .4.2 in the suction channel 1 .4.3 and a Control device 1.7 for controlling the extraction device 1.4.
  • the extraction device 1.4 has at least one expansion chamber 1.4.6, wherein the extraction duct 1.4.3 conveys the extracted partial particles 1.1.3 into the expansion chamber 1.4.6 by means of the airflow 1.4.2, and the expansion chamber 1.4.6 has a larger cross-section than the extraction duct 1.4.3, so that the partial particles 1.1.3 sink to the bottom of the expansion chamber 1.4.6 due to the lower extraction capacity in the expansion chamber 1.4.6.
  • the extraction device 1.4 comprises conveying elements 1.4.5 arranged at the lowest point of the expansion chamber 1.4.6 for conveying the partial particles 1.1.3 that have accumulated in the extraction channel 1.4.3 out of the device 1.4. Furthermore, the extraction device 1.4 has a fan 1.4.1 that extracts the partial particles 1.1.3 through the extraction channel 1.4.3 in the area of the feed device 1.5 and in the area of the discharge device 1.6. In the area of the feed device 1.5, the extracted partial particles 1.1.3 primarily consist of fine particles 1.1.2, for example, lightweight components and dust, thus reducing the screen load of the screen device 1.2 and ensuring a higher cleaning quality of the product particles 1.1.1.
  • the material stream 1.1 is already sorted or classified into a first product stream 1.1.4.1 with a first product quality and a second product stream 1.1.4.2 with a second product quality by means of the sieving device 1.2, and the extracted partial particles 1.1.3 comprise mostly fine particles 1.1.2 detached by the sieving process and a few product particles 1.1.1 from the first product stream 1.1.4.1 and/or the second product stream 1.1.4.2, so that an additional cleaning step of the material stream 1.1 can be carried out in order to ensure the lowest possible load of fine particles 1.1.2 on the first product stream 1.1.4.1 and/or the second product stream 1.1.4.2.
  • the extraction duct 1.4.3 has a first extraction duct 1.4.3.1 in the area of the feed device 1.5 for cleaning the material stream 1.1 to be processed and/or a second extraction duct 1.4.3.2 in the area of the discharge device 1.6 for cleaning the material stream 1.1 sorted by the sieve device 1.2.
  • the extraction device 1.4 has a first throttle valve 1.4.4.1 and/or the airflow 1.4.2 in the second extraction duct 1.4.3.2 has a second throttle valve 1.4.4.2.
  • the airflow 1.4.2 is regulated by pivoting the corresponding throttle valve 1.4.4.1/1.4.4.2. for example, it can be controlled by means of an actuator (pneumatic or electric) via the control device 1.7.
  • the extraction device 1.4 in the present embodiment of the cleaning machine 1, as schematically depicted in Figure 2, has a central fan 1.4.1 designed such that it can draw in several cleaning machines 1 and/or other grain processing machines.
  • Such central fans 1.4.1 are used, for example, in grain receiving stations, grain mills, or similar facilities and ensure efficient extraction/aspiration of the individual processing steps in the plant.
  • the flow diagram of the extraction device 1.4 shows the cleaning machine 1 and an aspiration channel 1.4.8, which is under negative pressure generated by the central fan 1.4.1 and can be connected to the cleaning machine 1 via the exhaust outlet 1.3.2.
  • the airflow 1.4 generated by the negative pressure in the aspiration channel is controllable in the area of the supply device 1.5 and the discharge device 1.6 by means of the respective corresponding throttle valves 1.4.4.1 and 1.4.4.2. Furthermore, in the present embodiment, the extraction device 1.4 has an explosion protection device 1.4.7, which is arranged between the fan 1.4.1 and the exhaust air outlet 1.3.2.
  • the control device 1.7 is connected to an acceleration sensor 1.7.1 comprising a measuring range 1.7.1.1.1, wherein the extracted partial particles 1.1.3 can be measured by means of the acceleration sensor 1.7.1 and the acceleration sensor 1.7.1 is arranged in the extraction duct 1.4.3 and in particular in the rising duct 1.4.3.3 such that the measuring range 1.7.1.1.1 extends into a region of the airflow 1.4.2 containing the extracted partial particles 1.1.3, so that the partial particles 1.1.3 measured by the sensor 1.7.1.1.1 determine a representative measured value for the entire cross-section in this section of the extraction duct 1.4.3.2, wherein the partial particles 1.1.3 transported in the airflow 1.4.2 and impacted with an impact impulse 3 on the measuring range 1.7.1.1.1 are used to determine the measured value for the entire cross-section in this section of the extraction duct 1.4.3.2.
  • a pulse-dependent sensor signal 1 .7.2 can be generated by means of the acceleration sensor 1 .7.1 and the sensor signal 1 .7.2 can be transmitted to the control device 1 .7 and the generated airflow 1 .4.2 can be controlled by means of the control device 1 .7 via the extraction device 1 .4 based on the measured sensor signals 1 .7.2 and/or impact impulses 3 of the partial particles 1 .1 .3 on the acceleration sensor 1 .7.1 measured by means of the sensor signals 1 .7.2 and wherein the extraction device 1 .4 can be controlled by means of the control device 1 .7 such that the extracted partial particles 1.1.3 comprise a definable extraction mixture of product particles 1.1.1 and fine particles 1 .1 .2.
  • Figure 10 shows an embodiment of the acceleration sensor 1 .7.1 with a baffle plate 1.7.1.1 encompassing the measuring range 1.7.1.1.1, wherein the baffle plate 1 .7.1 .1 is elastically/vibratingly attached to the extraction duct 1 .4.3, in particular to the rising duct 1 .4.3.3, and the measuring range 1 .7.1 .1 .1 formed by the baffle plate 1 .7.1 .1 extends into a region of the airflow 1 .4.2 with the extracted partial particles 1 .1 .3.
  • At least some of the extracted partial particles 1.1.3 strike the measuring area 1 .7.1 .1 .1 of the accelerometer 1.7.1 formed by the impact plate 1 .7.1 .1 with the impact impulse 3, hereinafter referred to as detected partial particles 1.1.3, and excite the impact plate 1 .7.1 .1 to mechanical, time-varying vibrations with time-varying amplitudes and/or time-varying frequencies by means of the impact impulse 3.
  • the acceleration sensor 1.7.1 includes a vibration sensor 1.7.1.2, which is mechanically connected to the impact plate 1.7.1.1, so that the vibrations of the impact plate 1.7.1.1 generated by the impact impulse 3 of the detected partial particles 1.1.3 are mechanically detected by the vibration sensor 1.7.1.3 and, based on the vibration of the impact plate 1.7.1.1, the electrical sensor signal 1.7.2 can be generated by the vibration sensor 1.7.1.2 by means of a physical effect, for example, a piezoelectric effect.
  • the impact plate 1.7.1.1 is elastically and thus oscillatibly mounted on the housing 1.3 of the cleaning machine 1 by means of an elastic fastening element 1.7.1.3.
  • an accelerometer of type VSP01 A from the company IFM can be used as a vibration sensor 1 .7.1 .2.
  • the vibration sensor 1.7.1.2 converts the mechanical vibration of the impact plate 1.7.1.1, generated by the impact impulse 3 of the partial particles 1.1.3 onto the impact plate 1.7.1.1, into a raw electronic signal, for example by means of a piezoelectric element based on quartz or ceramic crystals, wherein the raw signal is proportional to the vibration profile of the impact plate 1.7.1.1.
  • the raw signal is amplified and/or filtered in the acceleration sensor 1.7.2 or in separately designed evaluation electronics, so that sensor-specific interference signals are eliminated and the measured sensor signal values 1.7.2 can be used for further processing by the control device 1.7.
  • the control device 1.7 comprises a vibration characteristic 1.7.8, which can be generated by the control device 1.7 based on the sensor signal 1.7.2, in particular on the continuous signal frequency spectrum 1.7.2.1 of the sensor signal 1.7.2, with a sampling frequency f, wherein a control signal value 2 for controlling the airflow 1.4.2 of the extraction device 1.4 can be generated by the control device 1.7 based on the vibration characteristic 1.7.8, such that the vibration characteristic 1.7.8 can be generated in real time based on the sensor signal 1.7.2 with the sampling frequency f and the vibration characteristic 1.7.8 characterizes the sensor signal 1.7.2 in the corresponding time window 1/f.
  • the vibration characteristic(s) 1.7.8 represent a characteristic value of the sensor signal 1.7.2 in the time window 1/f, such that different pieces of information contained in the sensor signal 1.7.2 can be economically quantified and processed by the control device 1.7.
  • the vibration characteristic 1.7.8 includes a power characteristic value for quantifying the distribution of the signal power of the sensor signal (1.7.2) over at least a part of the frequency spectrum of the sensor signal (1.7.2) for a sampling period 1/f.
  • the vibration characteristic 1.7.8 includes at least one of the following characteristic values: a peak amplitude value as an indication of the fine particle size, a mean amplitude value, a rate of change of the sensor signal 1.7.2 as an indicator of disturbances, a standard deviation to characterize the uniformity of the extracted particles 1.1.3, a harmonic distortion of the sensor signal 1.7.2, and/or a signal spectrum obtained by means of a Fast Fourier Transform of the sensor signal 1.7.2 for further analysis of the frequency components of the sensor signal and/or filtering out interference signals.
  • the maximum amplitude value together with the power of the extraction device 1.4 for example, the electrical power consumed, is an indicator of the degree of contamination of the material flow 1.1.
  • vibration parameters 1.7.8 ensures the continuous storage of the partial particles 1.1.3 of the sensor signal 1.7.2 in an economical manner.
  • Such historical operating data 1.7.4.2.1.1 stored in a data storage device 1.7.4.2.1 can be used, for example, to train a machine learning structure 1.7.4.
  • the control device 1.7 comprises a signal connection with the acceleration sensor 1.7.1 for receiving the sensor signal 1.7.2, a signal processing unit 1.7.3 for evaluating the sensor signal 1.7.2, and a storage unit for storing data, for example, for storing the Vibration characteristics 1.7.8 of the sensor signal 1.7.2 and/or the target characteristic 1.7.7 and/or additional data that can be generated by the signal processing unit 1.7.3 based on the sensor signal 1.7.2.
  • the signal processing unit 1.7.3 includes a Fast Fourier Transform unit (FFT unit).
  • the signal spectrum 1.7.2.1 can be generated using FFT unit 1.7.3.1 based on the sensor signal 1.7.2, where the signal spectrum 1.7.2.1 is a time-varying signal spectrum.
  • 1.7.2.1 comprises an impact spectrum 1.7.2.1.1 generated by the accelerometer 1.7.1 based on the impact impulses 3 of the detected partial particles 1.1.3, and one or more interference spectra 1.7.2.1.2.
  • the vibration characteristic 1.7.8 is thus generated based on the (entire) continuous, time-varying, and directly measured sensor signal 1.7.2, which is also broadband with respect to the frequency spectrum, and not merely individual impact impulses are measured and particles are counted.
  • the interference spectra 1.7.2.1.2 are based, for example, on vibration of the housing 1.3 of the cleaning device 1, which is transmitted from the housing 1.3 to the vibration sensor 1.7.1.3 by means of the mounting element 1.7.1.3 of the accelerometer 1.7.1 and detected by the accelerometer 1.7.1.
  • the signal processing unit 1.7.3 has a bandpass filter for filtering out the interference signals/interference spectra 1.7.2.1.2, whereby a signal processing spectrum 1.7.2.1 without the interference spectra 1.7.2.1.2 is generated by the bandpass filter based on the sensor signal.
  • the vibration characteristic 1.7.8 of the sensor signal 1.7.2 can be generated by the signal processing unit 1.7.3 based on the sensor signal 1.7, in particular based on the signal frequency spectrum 1.7.2.1 with a sampling frequency f.
  • the vibration characteristic 1.7.8 has a root mean square (RMS) value, which can be generated by the signal processing unit 1.7.3 based on the signal frequency spectrum 1.7.2.1.
  • the RMS value is generated based on the signal frequency spectrum 1.7.2.1 or f(x) using the function: where f(x) represents the signal frequency spectrum 1.7.2.1 , or the sensor signal 1 .7.2 without the interference spectra, and T the sampling period 1 /f , where the RMS value can be generated by means of the signal processing unit 1.7.3 .
  • control device 1.7 has a target characteristic 1.7.7 and a control element 1.7.6, wherein the control signal value 2 can be generated by the control element 1.7.6 based on the target characteristic 1.7.7 and the vibration characteristic 1.7.8.
  • the control element 1.7.6 includes a control algorithm, for example a PID controller, for generating the control signal 2 based on the target characteristic 1.7.7 and the vibration characteristic 1.7.8.
  • the device 1 comprises a Human Machine Interface 1.3.4 and a control table 1.7.5 with at least one recipe parameter value 1.7.5.1 and a corresponding control parameter value 1.7.5.2, wherein the control parameter value 1.7.5.2 is searchable in the control table 1.7.5 by the HMI 1.3.4 based on a selected recipe parameter value 1.7.5.1 and can be sent to the control device 1.7, and wherein the selected control parameter value 1.7.5.2 can be received by the control device 1.7 and the target parameter value 1.7.7 can be generated by the control device 1.7 based on the selected control parameter value 1.7.5.2, as shown schematically in Figure 1.1.
  • the device 1 according to the invention has a material sensor 1 .8 for measuring a material parameter 1 .8.1, wherein the material parameter 1 .8.1 has a moisture value and/or a material type value and/or a size distribution value of the material flow 1.1, wherein the material parameter value 1 .8.1 is receivable by the control device 1 .7.
  • the signal processing unit 1.7.3 generates the target characteristic value 1.7.7 based on the material parameter value 1.8.1 and/or the control parameter value 1.7.5.2.
  • the target characteristic value 1.7.7 is generated in real-time based on the material parameter values 1.8.1 measured by the material sensor 1.8.
  • the control parameter value 1.7.5.2 manual configuration is performed, for example, by an operator of the cleaning device 1 using the HMI 1.3.4.
  • the material parameter values and/or control parameter values are optional. and/or recipe parameter values 1.7.5.1 as historical operating data 1.7.4.2.1.1 can be stored by the control device 1.7 in the data storage 1.7.4.2.1.
  • the extraction device 1.4 comprises: the fan 1.4.1 with an adjustable speed 1.4.1.1 for regulating the volume flow of the airflow 1.4.2 in the extraction duct 1.4.3 and/or an adjustable first throttle valve 1.4.4.1 arranged on the extraction duct 1.4.3 in the area of the exhaust air outlet 13.2 with a first valve position 1.4.4.1.1 for regulating the airflow 1.4.2 and/or the conveying device 1.5.2 with an adjustable delivery rate 1.5.2.1.
  • the extraction device 1.4 has the central fan 1 .4.1, wherein the airflow 1 .4.2 in the extraction duct 1 .4.3.2 is adjustable by the first throttle valve 1 .4.4/1 .4.4.1 and the second throttle valve 1 .4.4/1 .4.4.2, wherein optionally the second throttle valve 1 .4.4/1 .4.4.2 is adjustable manually and the first throttle valve 1 .4.4/1 .4.4.1 is adjustable by means of the control device 1 .7.
  • the second throttle valve 1.4.4/1.4.4.2 can be controlled automatically (i.e., by the cleaning device 1 and/or the control device 1.7 or an actuator) or manually, wherein the second throttle valve 1.4.4/1.4.4.2 controls the ratio of the extraction rate between the extraction duct 14.3.1 at the material inlet 1.3.1 and the riser duct 1.4.3.3 at the product outlet 1.3.2 of the machine.
  • the first throttle valve 1.4.4/1.4.4.1 is located at the outlet of the extraction duct 1.4.3, in particular in the area of the exhaust air outlet 1.3.2 of the cleaning device 1, wherein the first throttle valve 1.4.4/1.4.4.1 is controlled by the control device 1.7 or an actuator.
  • the control signal value 2 has a flap position value 2.1 for controlling the throttle valve 1.4.4, 14.4.1, 14.4.2 and/or a target speed 2.2 for controlling the speed 1.4.1.1 of the fan 1.4.1 and/or a target delivery rate 2.3 for controlling the delivery rate 1.5.2.1 of the conveying device 1.5.2, so that the airflow 1.4.2 in the extraction duct 1.4.3 can be controlled by the control device 1.7 based on the control signal 1.7.2.
  • the extraction duct 1 .4.3 has a rising duct 1 .4.3.3, essentially parallel to the force of gravity G, for extracting the partial particles 1.1.1 against the force of gravity G, so that the partial particles 1 .1 .3 extracted by the airflow 1 .4.2 in the rising duct 1 .4.3.3 move at an angle of movement of less than 80° against the force of gravity G. are transportable by gravity G.
  • Such a design at least of a partial section of the extraction channel 1.4.3, results in an additional classification of the partial particles 1.1.3 by means of gravity G, a so-called vertical classification.
  • the control device 1 .7 has a machine learning structure 1 .7.4 for determining the variable control signal value 2 for predefined vibration characteristics 1.7.8 and/or control parameter values 1.7.5.2 and/or signal frequency spectra 1.7.2.1.
  • the machine learning structure 1.7.4 comprises a network library 1.7.4.2 with the data store 1.7.4.2.1 for storing the historical operating data 1.7.4.2.1.1
  • the machine learning structure 1.7.4 includes a machine learning-based modeling machine 1.7.4.1 for generating a digital model structure based on the historical operating data 1.7.4.2.1.1, which is trained by using the historical operating data 1.7.4.2.1.1 as input values, and after training to determine the optimized variable control signal value 2 for a given vibration characteristic 1.7.8 using the at least one digital model structure for an optimized ratio of product particles 1.1.1 and fine particles 1.1.2 of the subparticles 1.1.3 in the extraction duct 1.4.3.
  • the historical operating data 1 .7.4.2.1 .1 show vibration characteristics 1 .7.8 and a first flap position 1.4.4.1.1 and/or second flap position 1.4.4.2.1 and/or a rotational speed 1.4.1.1 and/or a delivery rate 1.5.2.1 and/or material parameters 1.8.1 of a material flow 1.1 and/or a moisture content of the material flow 1.1.
  • the inventive method for extracting fine particles 1.1.2 from the material stream 1.1 comprises suction of partial particles 1.1.3 from the material stream 1.1 by the suction device 1.4 using the controllable airflow/suction 1.4.2 in the suction duct 1.4.3. It also comprises generating the controllable airflow 1.4.2 in the suction duct 1.4.3 by means of the suction device 1.4 and controlling the suction device 1.4 by means of the control device 1.7, by measuring the partial particles 1.1.3 extracted by the airflow 1.4.2 using the acceleration sensor 1.7.1 connected to the control device 1.7. Furthermore, the inventive method comprises the following steps:
  • the extracted partial particles 1.1.3 comprise a definable extraction mixture of product particles 1.1.1 and fine particles 1 .1 .2.
  • the inventive method comprises generating a vibration characteristic value 1.7.8 by the control device 1.7 based on the sensor signal 1.7.2, as well as generating a control signal value 2 by means of the control device 1.7 based on the generated vibration characteristic value 1.7.8 of the sensor signal 1.7.2, and sending the control signal value 2 to the extraction device 1.4 by the control device 1.7 for controlling the airflow 1.4.2 in the extraction duct 1.4.3 for extracting the partial particles 1.1.3.
  • the inventive method comprises a configuration method for the inventive cleaning device 1, wherein the configuration method comprises a manual configuration method and/or an automatic configuration method.
  • the manual configuration procedure comprises the following steps: a) Display of recipe parameters 1.7.5.1 by the HMI 1.3.4 based on the control table 1.7.5; b) Selection of a recipe parameter value 1.7.5.1 by an operator of the cleaning device 1 based on the recipe parameter values 1.7.5.1 displayed on the HMI 1.3.4; c) Searching for the control parameter value 1.7.5.2 corresponding to the selected recipe parameter value 1.7.5.1 in the control table 1.7.5 and loading the corresponding control parameter value 1.7.5.2 into the control device 1.7; d) Generating the target parameter 1.7.7 by the signal processing unit 1.7.3 based on the loaded corresponding control parameter value
  • control table 1 .7.5 has at least one recipe parameter value 1.7.5.1 with each corresponding control parameter value 1 .7.5.2 with the value of the target characteristic 1 .7.7.
  • the automatic configuration procedure comprises the following steps: a) Measuring the material parameter value 1.8.1 of the material flow 1.1 using the material sensor 1.8 b) Sending the material parameter value 1.8.1 to the control device 1.7 c) Generating the target parameter 1.7.7 by the signal processing unit 1.7.3 based on the received material parameter value 1.8.1 ;
  • the signal processing unit 1.7.3 optionally includes a lookup table with at least one material parameter value 1.8.1 and a corresponding target characteristic 1.7.7, and the target characteristic 1.7.7 can be searched in the lookup table by the signal processing unit 1.7.3 based on the material parameter value 1.8.1, and the target characteristic 1.7.7 corresponding to the material parameter value 1.8.1 can be received by the control device 1.7, so that corresponding target characteristic values 1.7.7 can be stored in the lookup table for different material types, for example, wheat, corn, soy, and different material moisture values.
  • the target characteristic 1.7.7 can be generated manually by the signal processing unit 1.7.3 based on the lookup table.
  • the recipe parameter values 1.7.5.1 and control parameter values 1.7.5.2 stored in the look-up table form characteristic curves for different material types, so that the cleaning performance of the cleaning machine can be adapted very flexibly and to additional or varying conditions. Furthermore, parameters not found in the control table Stored control parameters 1.7.5.2 are interpolated based on stored control parameter values 1.7.5.2.
  • the control device 1.7 therefore generates a highly appropriate sensor signal 1.7.2 based on the impact impulses 3 of the extracted partial particles 1.1.3.
  • the accelerometer 1.7.1 generates the continuous sensor signal 1.7.2 with time-varying amplitudes and frequencies in real time, based on the impact impulses 3 of the product particles 1.1.1 as well as the impact impulses 3 of the fine particles 1.1.2.
  • the sensor signal 1.7.2 continuously contains information about the properties of the extracted partial particles 1.1.3, in particular the extracted product particles 1.1.1 and fine particles 1.1.2.
  • the impact impulses 3 of the partial particles 1.1.3 are converted into mechanical vibrations.
  • the lighter fine particles 1.1.2 generate a lower mechanical vibration amplitude with a shorter duration, while the heavier product particles 1.1.1 lead to higher vibration amplitudes and an after-oscillation. Additionally, the fine particles 1.1.2 generate a higher impact frequency because they are extracted in greater numbers than the product particles.
  • the continuous impact impulses 3 result in a mechanical vibration with a time-varying amplitude and frequency. This vibration arises from the superposition of the individual impact impulses 3 of the partial particles 1.1.3.
  • the sensor signal 1.7.2 generated by the accelerometer 1.7.1 comprises the signal frequency spectrum 1.7.2.1 of the mechanical vibration in real time.
  • the signal frequency spectrum 1.7.2.1 of the sensor signal 1.7.2 represents the entirety of the mechanical vibrations generated by the temporally cumulative impact pulses 3 of the product particles 1.1.1 and fine particles 1.1.2 impacting and being extracted from the measuring area 1.7.1.1.1.
  • Pi(f) is the Fouier transform of the momentum pr(t).

Landscapes

  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Eine Vorrichtung (1) und Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1.2) aus einem Materialstrom (1.1), wobei der Materialstrom (1.1) ein Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1) und Feinpartikeln (1.1.2) umfasst und wobei die Feinpartikel (1.1.2) sich in Gewicht und/oder Partikelgrösse und/oder Partikeldichte von den Produktpartikeln (1.1.1) unterscheiden, umfassend eine Absaugvorrichtung (1.4) mit einem Absaugkanal (1.4.3) zum Absaugen von Teilpartikel (1.1.3) aus dem Materialstrom (1.1) mittels eines regelbaren Luftstroms (1.4.2) im Absaugkanals (1.4.3) und einer Regelvorrichtung (1.7) zum Regeln der Absaugvorrichtung (1.4), wobei die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) mittels eines, mit der Regelvorrichtung (1.7) verbundenen, Beschleunigungssensors (1.7.1) durch die Regelvorrichtung (1.7) messbar sind und die Absaugvorrichtung (1.4) mittels der Regelvorrichtung (1.7) derart regelbar ist, dass die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) ein definierbares Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1) und Feinpartikeln (1.1.2) umfassen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom, wobei der Materialstrom ein Gemisch aus Produktpartikel und Feinpartikel umfasst. Derartige Vorrichtungen, insbesondere Maschinen oder Separatoren zur Extraktion und/oder zur Reinigung von einem Materialstrom sind bekannt, beispielsweise ein Leichtkornausleser zur Extraktion, beziehungsweise zum Trennen, von leichteren Bestandteilen von einem Gemisch aus Getreide.
Hintergrund der Erfindung
Herkömmliche Vorrichtungen zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom umfassen eine Absaugvorrichtung mit einem Absaugkanal zum Absaugen von Teilpartikel aus dem Materialstrom mittels eines regelbaren Luftstroms oder Luftsoges im Absaugkanal. Ferner umfasst die herkömmliche Vorrichtung eine Regelvorrichtung zum Regeln der Absaugvorrichtung, insbesondere der Absaugleistung der Absaugvorrichtung, wobei die abgesaugten Teilpartikel mittels eines, mit der Regelvorrichtung verbundenen, Beschleunigungssensors durch die Regelvorrichtung messbar sind. Die Extraktion von Feinpartikel aus dem Materialstrom wird beispielsweise bei Sortier- und Siebmaschinen zum Sortieren und/oder Sieben von Getreide, Saatgut und ähnlichen Materialien eingesetzt, um Spreu, Schalen, leere Körner und andere Feinpartikel vom Materialstrom zu extrahieren beziehungsweise zu trennen. Dabei unterscheiden sich die Feinpartikel von den Produktpartikel unter anderem durch ihre aerodynamischen Eigenschaften, insbesondere in Partikelgewicht und/oder Partikelgrösse und/oder Partikeldichte. Die Regelvorrichtung zur Regelung der Absaugvorrichtung beziehungsweise des Luftstroms muss dementsprechend genau und sorgfältig eingestellt werden, um aus dem Materialstrom möglichst wenig Produktpartikel mit den Feinpartikeln zu extrahieren.
Die Absaugvorrichtung mit Sortier- und Siebmaschinen zum Sortieren und/oder Sieben, beispielweise von Getreide in einer Getreidemühle, weisen üblicherweise eine zentrale Absaugvorrichtung mit ein oder mehreren Absaugkanälen auf, wobei die Absaugvorrichtung üblicherweise einen zentralen Lüfter umfasst dessen Absaugstrom mittels einem Netzwerk von Absaugkanälen Feinpartikel aus den Produktströmen der verschiedenen Prozessschritte absaugt, wobei die Absaugleistung für die verschiedenen Produktströme der einzelnen Prozessschritte üblicherweise mittels mehreren stellbaren Drosselklappen regulierbar sind. Die Drosselklappen sind manuell oder mittels Stellvorrichtungen einzeln stellbar und damit die lokale Absaugleistung regulierbar.
Die Leistung beziehungsweise die Qualität der Vorrichtung wird typischerweise mittels einer Messung der Extraktion der unerwünschten Feinpartikel aus dem Materialstrom ermittelt, beispielweise bei Getreide Spreu, Schalen, leere Körner und andere Feinpartikel. Ein weiterer Leistungsfaktor ist unter anderem die Sicherstellung der Qualität des prozessierten Materialstromes, insbesondere des prozessierten Getreides, wie beispielweise eine möglichst minimale Schädigung des Produktmaterials durch die Extraktion der Feinpartikel aus dem Materialstrom und/oder Minimierung der mittels des Extraktionsverfahren aus dem Materialstrom abgesaugten Produktpartikel. Ferner ist insbesondere für die Verarbeitung von Lebensmittelrohmaterialen die Lebensmittelsicherheit äusserst wichtig, da beispielsweise bei der Verarbeitung von Getreide die äusseren Schichten vom Getreidekorn separiert werden und diese äusseren Schichten als Feinpartikel durch die Vorrichtung vom Materialstrom extrahiert werden, wobei die äusseren Schichten auch teilweise kontaminiert sein können, beispielweise durch Pilze oder beim Anbau des Getreides verwendeter Chemikalien und dadurch eine möglichst vollständige Extraktion der Feinpartikel aus dem Materialstrom notwendig ist.
Die DE 10 2004054275 Al offenbart eine derartige herkömmliche Vorrichtung zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom mit Produktpartikel und Feinpartikel, insbesondere eine universelle Reinigungsmaschine zur Extraktion von unerwünschten Feinpartikeln aus einem Materialstrom umfassend einer oder mehreren Getreidesorten. Zur Regulierung des Luftstroms zum Absaugen der Teilpartikel vom Materialstrom weist die Reinigungsmaschine ein oder mehrere manuell stellbare Drosselklappen auf.
Die EP0082125B1 offenbart eine derartige herkömmliche Vorrichtung mit einem Beschleunigungssensor, der in Abhängigkeit der Anzahl auf den Beschleunigungssensor auftreffenden Produktpartikel der Teilpartikel ein elektrisches Signal generiert und die Regelvorrichtung basierend auf dem elektrischen Signal des Beschleunigungssensors den Luftstrom reguliert. Die Regelvorrichtung regelt den Luftstrom derart, dass die Anzahl der auf den Beschleunigungssensor auftreffenden Produktpartikel unter einem vorbestimmten Wert liegen.
Die CN 104 793 638 B offenbart ein pneumatisches Trennverfahren mit intelligenter Nachlaufsteuerung, das für eine Trocknungsproduktionslinie in der Tabakindustrie verwendet wird. Das Verfahren beinhaltet, dass ein speziell konstruierter Luftfluid-Schubsensor in einem pneumatischen Trennbehälter angeordnet ist, um ein Sensorsignal basierend auf einem Luftfluid-Schub von pneumatisch getrennten Tabakblättern in dem Trennbehälter mittels dem Luftfluid-Schubsensor generierbar ist, wobei das Sensorsignal an eine Regelvorrichtung mit einem PID-Regler oder ein PID- Steuerungsfunktionsmodul übertragen wird um den Erfassungswert, die empirische Korrekturgröße und den Wert der pneumatischen Trennprozessqualität zu vergleichen und zu berechnen, die von einem Bediener eingestellt werden, um Frequenzdaten eines pneumatischen Trenngebläse-Steuerungswandlers zu bilden und die Parameter des Wandlers rechtzeitig und automatisch einzustellen, eine Regelung der Luftgeschwindigkeit des pneumatischen Trennbehälters realisiert wird, eine stabile Regelung der Luftgeschwindigkeit des pneumatischen Trennbehälters realisiert wird und die Probleme der Produktqualitätsschwankung und der niedrigen pneumatischen Trenneffizienz eines pneumatischen Trennproduktionssystems gelöst werden. Das offenbarte pneumatische Trennverfahren hat die Eigenschaft, dass sie unabhängig von der Druckdifferenz der Luft innerhalb und außerhalb des pneumatischen Trennbehälters ist, und, dass sie die Abweichung zwischen dem Betriebszustand der pneumatischen Abscheideanlage und den Indikatoren in Echtzeit und intelligent verfolgt. Die CN 106 216 248 A offenbart eine intelligente Sortiermaschine für Teeblätter mit einem Gehäuse, einem Einfüllstutzen, einer Förderschnecke mit Motor zur Förderung der Teeblätter, einem Feuchtesensor zur Generierung eines Sensorsignals basierend auf der Feuchtigkeit der Teeblätter, einer Regelvorrichtung sowie einem Lüfter und einem Rüttler. Die Regelvorrichtung steuert basierend auf einem vom Feuchtesensor generierbaren Sensorsignal den Schneckenmotor, die Luftgeschwindigkeit und die Vibration des Rüttlers, um ein Verklumpen der Teeblätter zu minimieren. Die EP 0461 457 Bl offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Sortieren von einem Materialstrom aus Partikel/Feststoffmaterial, indem die Partikel des Materialstroms einem Mikrowellenfeld ausgesetzt wird, wobei die Energieabsorption der Partikel von den dielektrischen Eigenschaften der Partikel abhängen. Die absorbierte Energie erhitzt die Partikel, wobei Pyrodetektoren basierend auf der Wärmestrahlung der Partikel ein Sensorsignal generieren. Basierend auf dem Sensorsignal sind Druckluftdüsen ansteuerbar, die kühlere Partikel vom Materialstrom ablenken und dadurch die Partikel des Materialstroms basierend auf deren dielektrischen Eigenschaft zu klassifizieren. Die CN 1 10 052 409 A offenbart ein automatisiertes Sortiersystem für Rohkohle mit einem Bandverteiler zum Transportieren der Rohkohle, einem Metalldetektor zum Detektieren von Verunreinigungen mit Metall, einer Bilderkennungsvorrichtung zum Messen von Bilddaten der auf dem Bandverteiler transportierten Rohkohl und zur Erkennung von Verunreinigungen in den gemessenen Bilddaten und einer Sortiervorrichtung zum Entfernen der Verunreinigungen aus der Rohkohle. Ferner weist die Bilderkennungsvorrichtung eine Regelvorrichtung mit einer Maschinenlernstruktur auf, wobei die Maschinenlernstruktur basierend auf den Bilddaten von der Rohkohle Greifer zum Entfernen der detektierten Verunreinigungen ansteuert. Das Sortiersystem ersetzt einen manuelles Sortieren Rohkohle und erhöht dadurch die Effizienz des Sortiersystems und senkt ausserdem die Kosten durch eine Automatisierung der Sortierung und Reinigung der Rohkohle. Die US 2023/053268 Al offenbart ein Materialhandhabungssystem zum Sortieren von Materialien mit einem Vision-Systems, wobei das Vision-System mehreren Vision-Geräte zur generieren von visuellen Bilddaten von den Materialen umfasst, die jeweils mit Einplatinencomputern ausgestattet sind, um Maschinenlernstruktur zur Identifikation oder Klassifizierung des Materials basierend auf den generierten Bilddaten anzuwenden. Die mittels der Maschinenstruktur identifizierten und/oder klassifizierten Materialien werden anschließend durch eine Sortiervorrichtungen, die jeweils mit einem Vision-Gerät koppelbar sind, in separate Gruppen sortiert. Das Vision-System ermöglicht eine automatisierte, Kl-gestützte Sortierung basierend auf visueller Erkennung von Materialen. Die US 5351 832 A offenbarte ein System zum Reinigen oder Trennen von Partikeln mit dichten und weniger dichten Partikel, mit einem Absaugkanal zum Absaugen der Partikel, einem Luftstromeinrichtung zum Erzeugen eines regelbaren Luftstroms im Absaugkanal und einer Regelvorrichtung, um den Reinigungsprozess, insbesondere den Luftstrom im Absaugkanal basierend auf einem vordefinierten Sollwert zu steuern. Im Absaugkanal ist ein Aufwärtsluftstrom generierbar, sodass sich die weniger dichten Partikel von der schwereren oder dichteren Partikel zu trennen. Die Regelvorrichtung weist einen Luftgeschwindigkeitssensor zur Messung einer Luftgeschwindigkeit der Aufwärtsluftstroms im Absaugkanal auf, wobei ein Sensorsignal mittels des Luftgeschwindigkeitssensor basierend auf der Luftgeschwindigkeit des Aufwärtsluftstroms im Absaugkanal generierbar ist und das Sensorsignal an die Regelvorrichtung übertagbar ist. Ferner ist der vordefinierte Sollwert durch einen Bediener zur Auswahl einer gewünschte Aufwärtsgeschwindigkeit anpassbar. Die Regelvorrichtung regelt den Luftstrom im Absaugkanal derart, dass die Aufwärtsluftgeschwindigkeit im Kanal mit dem vordefinierten Sollwert vergleichbar bleibt. Die JP 2015 042390 A offenbart eine Sortiermaschine für Reis mit einem Schälabschnitt, einer Aspirationsvorrichtung und einem schwingenden Sortierplatten-Sortierabschnitt, der über einen Hauptmotor antreibbar ist. Die Sortiermaschine umfasst ferner einen Mischreistank, ein Umschaltventil zur internen Zirkulation oder externen Entladung von sortiertem Reis, sowie einen Bedienhebel zur Steuerung des Schließventils und der Kupplungspulleys zwischen Initial- und Arbeitsposition. Durch Sensoren und einem Schalter wird die Sortiermaschine automatisiert gesteuert: Bei Reisauswahl wird der Spalt der Schälwalzen verengt und bei Getreideauswahl erweitert, wobei der Sortiervorgang je nach Füllstand des Mischreistanks zwischen Zirkulations- und Entleerungsmodus umschaltet.
Die bekannten Vorrichtungen zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom haben die Nachteile, dass der Luftstrom manuell oder zumindest durch eine Bedienperson an der Vorrichtung eingestellt werden muss oder zumindest ein Stellwert durch die Bedienperson evaluiert und der Regelvorrichtung vorgegeben werden muss. Insbesondere bei einer Anwendung der Vorrichtung für unterschiedliche Produktpartikel und Feinpartikel oder einem Materialstrom mit zeitlich variierenden Materialeigenschaften, wie beispielsweise Produktfeuchtigkeit, der Produktpartikel und/oder Feinpartikel ist eine manuelle Einstellung der Regelvorrichtung notwendig, da ansonsten die Leistung der Vorrichtung vermindert wird oder das Endprodukt nicht den Qualitätsanforderungen entspricht. Bei einem zu schwachen Luftstrom ist der Reinigungseffekt, insbesondere die Absaugung von Feinpartikeln aus dem Materialstrom nicht ausreichend und dementsprechend weist das Endprodukt einen hohen Anteil an unerwünschten Feinpartikel auf und das Endprodukt weist somit eine mindere Qualität auf. Ferner ist die Regelung der Absaugleistung basierend auf einer Zählung von Produktpartikel mit einem vorbestimmten Aufprallimpuls oder einem bestimmten Werteberich nachteilig, da die Regelung aufgrund der Anzahl einzelner Teilpartikel mit einem vorgegebenen Aufprallimpuls die Absaugleistung steuert und somit eine ungenaue und instabile Messmethode des Anteils der Produktpartikel im Teilstrom darstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile und technische Probleme zu lösen, insbesondere stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine neue Vorrichtung beziehungsweise ein neues Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom, wobei der Materialstrom ein Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln und Feinpartikeln umfasst bereitzustellen, wobei die Regelung der Absaugvorrichtung automatisiert wird und dadurch die Leistung und die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik erhöht wird, insbesondere einen möglichst hohen Anteil der im Materialstrom vorhanden Feinpartikel aus dem Materialstrom zu extrahieren und dabei einen möglichst geringen Anteil von Produktpartikel aus Materialstrom zu extrahieren. Manuelle Eingriffe einer Bedienperson zum Betreiben der Vorrichtung sind auch bei einer Verwendung der Vorrichtung für unterschiedliche Materialströme mit zeitlich variierenden Produkteigenschaften der Produktpartikel und/oder Feinpartikel minimal und wodurch die Leistung der Vorrichtung und des Verfahrens erhöht werden. Ausserdem stellt sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe eine möglichst stabile Regelung der Absaugvorrichtung bereitzustellen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung werden diese Ziele insbesondere durch die Elemente des kennzeichnenden Teils der unabhängigen Ansprüche erreicht. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen ausserdem aus den abhängigen Ansprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung hervor.
Insbesondere werden die Ziele dadurch erreicht, dass der
Beschleunigungssensor einen Messbereich umfasst, wobei der Messbereich sich in einen Bereich des Luftstroms mit den abgesaugten Teilpartikel erstreckt, wobei mittels der im Luftstrom transportierten und mit einem Aufprallimpuls auf den Beschleunigungssensor auftreffenden Teilpartikel ein impuls-abhängiges Sensorsignal mittels des Beschleunigungssensors generierbar ist und das Sensorsignal an die Regelvorrichtung übertragbar ist. Ausserdem ist der erzeugte Luftstrom mittels der Regelvorrichtung über die Absaugvorrichtung basierend auf den gemessenen Sensorsignalen und/oder die mittels der Sensorsignale gemessenen Aufprallimpulse der Teilpartikel auf dem Beschleunigungssensors regelbar, wobei die Absaugvorrichtung mittels der Regelvorrichtung derart regelbar ist, dass die abgesaugten Teilpartikel ein definierbares Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln und Feinpartikeln umfassen, sodass die gemessenen Sensorsignale und/oder mittels der Sensorsignale gemessenen Aufprallimpulse der Teilpartikel auf dem Beschleunigungssensors eine für den gesamten Teilstrom charakterisierend sind und dementsprechend die Absaugvorrichtung durch die Regelvorrichtung basierend auf dem zeitlich variierenden Sensorsignal stabil steuerbar ist. Der Beschleunigungssensor wendet beispielweise optische, elektrostatische, mechanische Messverfahren oder einer Kombination davon zur Generierung des Sensorsignals an. Das Sensorsignal enthält Informationen über das Aufprallverhalten der Teilpartikel auf den Messbereich des Beschleunigungssensors und beispielweise enthält der Frequenzverlauf des Sensorsignals implizit Informationen über die Partikelgrösse, Materialeigenschaft wie Elastizität, Feuchtigkeit der Teilpartikel und gewährleistet dadurch eine präzise und automatische Steuerung der Absaugvorrichtung mittels der Regelvorrichtung. Basierend auf Vibrationsfrequenzen des Sensorsignals sind unterschiedliche Materialtypen der Teilpartikel durch die Regelvorrichtung detektierbar. Ein weiterer Vorteil ist, dass das Sensorsignal für eine weitergehende Analyse des Aufprallverhaltens der Teilpartikel auf den Beschleunigungssensor gespeichert und für weitergehende Analysen genutzt werden kann. Ausserdem ermöglicht eine Analyse des Sensorsignals durch die Regelvorrichtung Veränderungen der Teilpartikel zu analysieren und basierend auf Regelkriterien entsprechende Steuersignale zu generieren, sodass die erfindungsgemässe Vorrichtung auf die Veränderungen der Teilpartikel in Echtzeit reagieren kann. Das Verhältnis der Produktpartikel und Feinpartikel der Teilpartikel ist wesentlich, da dieses Verhältnis einerseits die Qualität und andererseits die Ausbeute des durch die erfindungsgemässe Vorrichtung gereinigten und/oder sortierten Materialstrom definiert, da Qualität und Ausbeute je nach Anwendung eine abweichende Wichtigkeit aufweisen.
Entsprechend kann das optimale Verhältnis der Produktpartikel zu den Feinpartikel im Teilstrom je nach Anwendung unterschiedlich sein. Ein hoher Qualitätsanspruch an das gereinigte Endprodukt bedeutet meistens eine geringere Ausbeute, da ein höherer Anteil an Produktpartikel im Teilstrom zugunsten einer höheren Qualität notwendig ist, um einen möglichst hohen Anteil an Feinteilen aus dem Materialstrom mittels der Absaugvorrichtung abzusaugen.
Im Steigkanal wirken auf die Teilpartikel zwei entgegengesetzte Kräfte, einerseits die Schwerkraft, die auf die Teilpartikel entgegen der Richtung der Luftabsaugung wirkt und andererseits eine aerodynamische Kraft, die durch den Luftstrom auf die Teilpartikel bewirkt wird. Dadurch neigen die schweren Produktpartikel eher dazu, entgegen dem Luftstrom nach unten zu fallen, während die leichteren Feinpartikel vom Luftstrom mitgerissen werden. Die Teilpartikel, die im Luftstrom transportiert werden und auf den Messbereich auftreffen, erzeugen die Aufprallimpulse. Diese Aufprallimpulse stehen in direkter, störungsfreier Abhängigkeit vom Luftstrom, was eine präzise Messung der Aufprallimpulse sicherstellt. Die Regelvorrichtung kann daher ein äusserst adäquates Sensorsignal basierend auf den Aufprallimpulsen der abgesaugten Teilpartikel generieren. Der Beschleunigungssensor generiert auf der Basis der Aufprallimpulse der Produktpartikel als auch der Feinpartikel ein kontinuierliches Sensorsignal mit zeitlich Varianten Amplituden und Frequenzen in Echtzeit. Dadurch enthält das Sensorsignal kontinuierlich Informationen über die Eigenschaften der abgesaugten Teilpartikel, insbesondere der abgesaugten Produktpartikel und Feinpartikel. Die Aufprallimpulse der Teilpartikel werden in mechanische Schwingungen umgewandelt. Dabei zeigen sich charakteristische Unterschiede: Leichtere Feinpartikel erzeugen eine geringere mechanische Schwingungsamplitude mit kürzerer Dauer und schwerere Produktpartikel führen zu einer höheren Schwingungsamplitude und einem Nachschwingen. Zusätzlich erzeugen die Feinpartikel eine höhere Trefferfrequenz, da sie in größerer Anzahl abgesaugt werden als die Produktpartikel. Die kontinuierlichen Aufprallimpulse führen zu einer mechanischen Schwingung mit zeitlich variierender Amplitude und Frequenz. Diese entsteht durch die Überlagerung der einzelnen Impulse der Teilpartikel. Das vom Beschleunigungssensor erzeugte Sensorsignal umfasst das Signalfrequenzspektrum der mechanischen Schwingung in Echtzeit. Das Signalfrequenzspektrum des Sensorsignals bildet die Gesamtheit der durch die zeitlich kumulierten Aufprallimpulse der auf den Messbereich auftreffenden und abgesaugten Produkt- und Feinpartikel generierten mechanischen Schwingungen ab. Dadurch ist es möglich, das Absaug-Gemisch aus Produkt- und Feinpartikeln im Absaugkanal, insbesondere im Steigkanal, sehr präzise und in Echtzeit zu überwachen und über die Regelvorrichtung die Absaugvorrichtung derart zu regeln, dass das definierte Absaug- Gemisch im Absaugkanal abgesaugt wird. Die einzelnen Aufprallimpulse der Feinpartikel weisen eine geringere Amplitude auf, die hohe Anzahl von Aufprällen trägt insgesamt zur Amplitude des Sensorsignals bei, sodass das Sensorsignal zur Regelung der Absaugvorrichtung eine, durch die Aufprallimpulse der Feinpartikel erzeugte, hinreichend hohe Amplitude aufweist. In einer Ausführungsvariante weist das Sensorsignal zeitlich variable Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und/oder zeitlich variablen Frequenzen auf, wobei die Schwingungen durch den Aufprallimpuls vom Produktpartikel und/oder Feinpartikel der Teilpartikel auf den Beschleunigungssensor durch den Beschleunigungssensor generierbar sind, wobei die Regelvorrichtung, einen mittels der Regelvorrichtung basierend auf dem Sensorsignals mit einer Abtastfrequenz generierbaren Schwingungskennwert umfasst, wobei die Regelvorrichtung einen mittels der Regelvorrichtung basierend auf dem Schwingungskennwert generierbaren Steuersignalwert zur Steuerung des Luftstroms der Absaugvorrichtung aufweist, sodass das Sensorsignal basierend auf den Schwingungskennwerten eine umfassendere Information zu den Teilpartikeln aufweist, eine erhöhte Genauigkeit der Steuerung der Absaugvorrichtung sichergestellt ist und die Regelvorrichtung anpassungsfähiger an unterschiedliche Materialströme und/oder Partikeleigenschaft der Teilpartikel ist. Der während jeweils einer Abtastperiode generierte Schwingungskennwert charakterisiert die während der Abtastperiode im Teilstrom enthaltene und auf den Beschleunigungssensor aufprallenden Teilpartikel, insbesondere die im Teilstrom enthaltenen Produktpartikel und/oder Feinpartikel. Das basierend auf den zeitlich variierende, von den Eigenschaften der Teilpartikel abhängige und durch eine Kumulation der Aufprallimpulse dieser Teilpartikel gemessene Sensorsignal charakterisiert durch den Schwingungskennwert die unterschiedlichen durch den Beschleunigungssensor detektierten Teilpartikel und deren Eigenschaften wie beispielsweise deren Geschwindigkeit im Absaugkanal. Dadurch ist das Verhältnis von Produktpartikel und Feinpartikel im Teilstrom mittels der Regelvorrichtung basierend auf dem Sensorsignal, welches Partikeleigenschaften wie Zusammensetzung, Grösse, Form und andere materialspezifische Eigenschaften enthält, regelbar. Ausserdem stellt die Regelvorrichtung dadurch eine hohe Genauigkeit in der Identifizierung und Quantifizierung der Produktpartikel und/oder Feinpartikel im Teilstrom sicher, sodass die Fehlerwahrscheinlichkeit betreffend die Quantifizierung der Produktpartikel und/oder Feinpartikel im Teilstrom minimiert wird. Ferner ist durch die Regelvorrichtung basierend auf dem Sensorsignal eine automatische Steuerung der Absaugvorrichtung für verschiedene Materialströme und Teilstrompartikel möglich, sodass die erfindungsgemässe Vorrichtung sehr anpassungsfähig an unterschiedliche Materialströme und zeitlich variierende Partikeleigenschaften ist. Die Regelvorrichtung generiert basierend auf dem Sensorsignal mit der Abtastfrequenz f den Schwingungskennwert, sodass das Steuersignal in real-time durch die Regelvorrichtung verarbeitbar ist und der Schwingungskennwert das Steuersignal im entsprechende Zeitfenster 1 /f charakterisiert. Optional sind durch die Regelvorrichtung mehrere verschiedene Schwingungskennwerte generierbar, sodass unterschiedliche im Sensorsignal enthalten Informationen wirtschaftlich quantifizierbar sind wie beispielweise folgende Schwingungskennwerte: ein Amplitudenspitzenwert, als Indikation für die Feinpartikelgrösse, ein Amplitudenmittelwert, eine Änderungsrate der Sensorsignals als Indikator für Störungen, eine Standardabweichung zur Charakterisierung der Gleichmässigkeit der abgesaugten Teilpartikel, eine harmonische Verzerrung des Sensorsignals und/oder eine Fast Fourier Transformation zur weitere Analyse der Frequenzkomponenten des Sensorsignals.
In einer anderen Ausführungsvariante umfasst der Schwingungskennwert einen Leistungskennwert zur Quantifizierung der mittleren Leistung des Sensorsignals für eine Abtastperiode 1 /f, sodass eine differenzierte Quantifizierung für die Aufprallenergie der Produktpartikel und/oder Feinpartikel aus dem Teilstrom auf den Messbereich des Beschleunigungssensors und dadurch ein Trend und/oder Veränderung des Absaug- Gemisches aus Produktpartikeln und Feinpartikeln im Teilstrom über einen Zeitraum erfolgt. Dadurch wird die Gesamtheit der im Teilstrom abgesaugten Partikel im Sensorsignal während einer Abtastperiode mittels einem Schwingungskennwert charakterisiert und somit eine stabile und genaue Regelung der Absaugvorrichtung gewährleistet. Ferner ist die Quantifizierung der mittleren Aufprallenergie während der Abtastperiode auch eine geeignete Basis zur automatischen Regelung der Vorrichtung für unterschiedliche Materialströme mit variierenden Partikeleigenschaften mit einer hohe Extraktionsleistung der Vorrichtung.
In einer Ausführungsvariante weist die Regelvorrichtung einen Zielkennwert und ein Regelelement auf, wobei der Steuersignalwert basierend auf dem Zielkennwert und dem Schwingungskennwert durch das Regelelement generierbar ist, sodass eine stabile und präzise Regelung der Absaugvorrichtung gewährleistet ist. Optional umfasst das Regelelement einen PID-Regler sodass basierend auf einer Kombination von drei verschiedenen Regelstrategien: Proportional-, Integral- und Differentialregelung eine hohe Stabilität der Regelvorrichtung, insbesondere bei Störungen im Absaugkanal, einem Materialtyp-Wechsel des Materialstroms, sichergestellt ist. Ferner umfasst das Regelelement beispielweise einen adaptiven Regler, sodass die Regelvorrichtung besser auf einen sich ändernden Materialstrom regiert und eine optimale Absaugleitung gewährleistet. Ausserdem weist das Regelelement einen Zustandsregler oder einen Fuzzy-Logik Regler auf.
In einer Ausführungsform weist die Vorrichtung ein Human Machine Interface (HMI) und eine Steuertabelle mit wenigstens einem Rezeptparameterwert und einem korrespondierenden Regelparameterwert auf, wobei ein Regelparameterwert basierend auf einem selektierten Rezeptparameterwert durch das HMI in der Steuertabelle suchbar und an die Regelvorrichtung sendbar ist, und wobei der selektierte Regelparameterwert durch die Regelvorrichtung empfangbar ist und der Zielkennwert basierend auf dem selektierten Regelparameterwert durch die Regelvorrichtung generierbar ist, sodass eine Bedienperson manuell eine Konfiguration basierend auf einem Rezept mit Rezeptparametern umfassend einen Materialtyp, beispielweise Weizen, Soja oder Mais und/oder eine Materialfeuchte in Gewichtsprozent und/oder eines Korrekturfaktors selektierbar ist, und die Regelvorrichtung entsprechend basierend auf dem ausgewählten Rezept, insbesondere basierend auf den ausgewählten Rezeptparameterwerten, einen Zielkennwert generiert. Der Korrekturfaktor dient zu einer Feinjustierung der Regelvorrichtung aufgrund verschiedener Rahmenbedingungen basierend auf Umgebungsparameter der Vorrichtung, Besonderheiten des Materialstrom oder beispielsweise erhöhte Anforderungen an die Produktqualität.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Vorrichtung einen Materialsensor zur Messung eines Materialparameters auf, wobei der Materialparameter ein Feuchtigkeitswert und/oder ein Materialtypwert (Getreide, Weizen, Mais, Soja, usw.) und/oder einer Grössenverteilungswert des Materialstroms aufweist, wobei der Materialparameterwert durch die Regelvorrichtung empfangbar ist und der Zielkennwert basierend auf dem Materialparameterwert durch die Regelvorrichtung generierbar ist, sodass die erfindungsgemässe Vorrichtung automatisch die Regelvorrichtung anhand der durch den Materialsensor detektierten Materialeigenschaften konfiguriert, insbesondere den korrespondierenden Zielkennwert generiert. Materialsensoren weisen beispielsweise Nahinfrarotsensoren zur Messung des Feuchtigkeitsgehalts und/oder Hyperspektralsensoren zur detaillierten chemischen Analyse und/oder RGB-Bild Sensoren zur Messung von Farbe, Grösse und Textur und/oder elektronische Nasen zur Messung von flüchtigen organischen Verbindungen im Materialstrom auf. Der Materialsensor ist beispielsweise an einem Einlassbereich des Materialstroms in der erfindungsgemässen Vorrichtung angeordnet, zur zeitnahen Messung des Materialparameters.
In einer Ausführungsvariante umfasst die Vorrichtung eine Siebvorrichtung zum Klassifizieren der Produktpartikel aus dem Materialstrom in einen Produktstrom, wobei die Teilpartikel mittels dem Absaugkanal vom Produktstrom absaugbar sind, sodass die Produktpartikel basierend auf ihrer Partikelgrösse klassifizierbar sind und zudem die Feinpartikel aus dem Produktstrom extrahiert werden. Optional umfasst die Siebvorrichtung mehrere Siebe mit unterschiedlichen Lochgrössen zum Klassifizieren des Materialstroms in mehrere Produktströme, wobei die Teilpartikel mittels dem Absaugkanal aus wenigstens einem oder mehreren Produktströmen absaugbar sind, sodass mehrere Produktstrome mit extrahierten Feinpartikel vorliegen.
In einer anderen Ausführungsvariante weist die Absaugvorrichtung einen Lüfter mit einer regelbaren Drehzahl zur Regulierung des Volumenstroms des Luftstroms im Absaugkanal weist und/oder die Absaugvorrichtung eine am Absaugkanal angeordnete stellbare Drosselklappe mit einer Klappenstellung zur Regulierung des Luftstroms aufweist und/oder die Vorrichtung weist eine Fördervorrichtung mit einer regulierbaren Fördermenge auf, sodass die Absaugleistung der Absaugvorrichtung mit wirtschaftlichen Mitteln regelbar ist. Ausserdem stellt die vorliegende Ausführungsvariante eine einfache Nachrüstung einer Vorrichtung gemäss dem Stand der Technik mit der erfindungsgemässen Regelvorrichtung sicher. Optional weist die erfindungsgemässe Vorrichtung ein zentraler Lüfter auf, wobei der Lüfter als eine separate Maschineneinheit ausgebildet ist und mittels mehreren Absaugkanälen mehrere Vorrichtungen aspiriert, insbesondere für die mehreren Vorrichtungen einen Luftstrom generiert.
In einer Ausführungsvariante weist der Kontrollsignalwert einen Klappenstellwert zur Regelung der Drosselklappe und/oder einer Zieldrehzahl zur Regelung des Lüfters und/oder einer Zielfördermenge zur Regelung der Fördermenge der Fördervorrichtung auf, sodass die Regelvorrichtung mit Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik anwendbar ist.
In einer Ausführungsvariante weist der Absaugkanal einen Steigkanal zum Absaugen der Teilpartikel entgegen einer Schwerkraft (G) auf, wobei die durch den Luftstrom abgesaugten Teilpartikel im Steigkanal mit einem Bewegungswinkel von weniger als 80° Grad entgegen der Schwerkraft transportierbar sind, sodass die Schwerkraft eine genauere Quantifizierung/Identifizierung der Produktpartikel und/oder Feinpartikel durch die Regelvorrichtung und ferner eine zusätzliche Sichtung (Steigsichtung) durchführbar ist. Ferner stellt diese Ausführungsvariante einen weiteren Trennschritt mit einer geringen Emission von CO2, eine kompakte Bauweise und einen geringen Wartungsaufwand sicher.
In einer anderen Ausführungsvariante weist der Beschleunigungssensor eine Prallplatte auf, wobei die Prallplatte elastisch am Absaugkanal befestigt ist und sich mit dem Messbereich in einen Bereich des Luftstroms mit den abgesaugten Teilpartikel erstreckt und wobei mittels des Aufprallimpulses von auf die Prallplatte auftreffenden Teilpartikeln die Prallplatte in eine Schwingung versetzbar ist, sodass eine wirtschaftliche und wartungsarme Implementation des Beschleunigungssensors gewährleistet ist.
In einer Ausführungsvariante weist die Regelvorrichtung eine Maschinenlernstruktur zur Bestimmung des variablen Steuersignalwertes für vordefinierte Schwingungskennwerte auf, sodass die Regelvorrichtung an veränderliche Partikeleigenschaften und Materialströme verarbeitbar sind und auch unbekannte Partikel mittels der Regelvorrichtung verarbeitbar sind. Ausserdem ist die Regelvorrichtung auf noch nicht trainierte Materialströme und Partikeleigenschaften trainierbar und ist somit anpassungsfähig. Die Maschinenlernstruktur stellt sicher, dass die Regelvorrichtung basierend auf komplexen Sensorsignalen mit Nichtlinearitäten einen entsprechenden Steuersignalwert zur automatischen Steuerung der Absaugvorrichtung geniert und eine hohe Leistung der Vorrichtung, insbesondere ein einstellbares Verhältnis der Produktpartikel zu Feinpartikel der Teilpartikel gewährleistet. Ferner gewährleistet die Maschinenlernstruktur eine verbesserte Mustererkennung der Regelvorrichtung basierend auf dem Sensorsignal, sodass eine effektive und automatische Steuerung der Absaugvorrichtung durch die Regelvorrichtung sichergestellt ist. In einer anderen Ausführungsvariante weist das Rezeptmodul eine mit der Maschinenlernstruktur verbindbare Netzwerkbibliothek auf, wobei die Netzwerkbibliothek einen Datenspeicher zur Speicherung von historischen Betriebsdaten umfasst, und wobei die Maschinenlernstruktur eine, auf maschinellem Lernen basierende, Modellierungsmaschine zum Erzeugen einer digitalen Modellstruktur auf der Grundlage historischer Betriebsdaten aufweist, die trainiert wird, indem die historischen Betriebsdaten als Eingabewerte verwendet werden, und nach dem Training zum Bestimmen des optimierten variablen Steuersignalwertes für einen gegebenen Schwingungskennwert unter Verwendung der mindestens einen digitalen Modellstruktur für ein optimiertes Verhältnis von Produktpartikel und Feinpartikel der Teilpartikel im Absaugkanal, sodass die Regelvorrichtung für verschiedenen Materialströme und Partikeleigenschaft trainierbar ist und mit einem minimalen Aufwand an veränderte Rahmenbedingungen anpassbar ist. Ausserdem ist eine Netzwerkbibliothek mit neuen historischen Betriebsdaten ergänzbar und dadurch die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung anpassbar. In einer Ausführungsvariante weist die Vorrichtung mehrere Netzwerkbibliotheken auf, wobei die Netzwerkbibliotheken jeweils Regionen spezifische historische Betriebsdaten umfassen, sodass Vorrichtungen in einer Region auf die regionale Netzwerkbibliothek zugreifbar sind, sodass die regionalen Vorrichtungen auf regionale Materialströme und/oder Partikeleigenschaften trainierbar sind.
In einer anderen Ausführungsvariante weisen die historischen Betriebsdaten mit den Schwingungskennwerten und einer Klappenstellung und/oder einer Drehzahl und/oder einer Fördermenge und/oder eines Materialstroms und/oder einer Feuchtigkeit des Materialstroms auf, sodass historische Betriebsdaten mit leicht modifizierten Vorrichtungen gemäss dem Stand der Technik generierbar sind und zum Trainieren der Regelvorrichtung verwendbar sind.
An dieser Stelle soll festgehalten werden, dass sich die vorliegende Erfindung neben der erfindungsgemässen Vorrichtung auch auf ein Verfahren zur Realisierung der erfindungsgemässen Vorrichtung bezieht.
Kurze Beschreibung der Figuren Fig. 1 zeigt einen schematischen vertikal verlaufenden Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 zeigt ein Fliessschema eine Vorrichtung zur Extraktion von Feinpartikeln aus einem Materialstrom gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 zeigt einen schematischen vertikal verlaufenden Querschnitt durch eine Fördervorrichtung mit einem ersten Absaugkanal gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 4 zeigt einen schematischen vertikal verlaufenden Querschnitt durch einen Produktauslass mit einem zweiten Absaugkanal gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 5 zeigt schematisch einen vertikal verlaufenden Querschnitt durch einen Steigkanal eines Absaugkanals mit einem Beschleunigungssensor gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 6 zeigt eine schematische Darstellung zur Messung eines Sensorsignals und einer Generierung eines Steuersignals zur Regelung einer Absaugvorrichtung gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 7 zeigt eine Darstellung eines Frequenzspektrums gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 8 zeigt ein Blockdiagramm einer Signalverarbeitungseinheit gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 9a zeigt eine Darstellung des gemessenen Sensorsignals, als Beschleunigungswert in m/s2 auf einer Zeitachse in Sekunden,
Fig. 9b zeigt eine Darstellung des generierten den RMS-Wertes basierend auf dem Sensorsignal von Fig. 9a, Fig. 10 zeigt einen schematischen vertikal verlaufenden Querschnitt durch einen Beschleunigungssensor gemäss der Ausführungsform der Erfindung,
Fig 1 1 zeigt ein Blockschema einer Regelvorrichtung gemäss der Ausführungsform der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Extraktion von Feinpartikeln 1.1.2 aus einem Materialstrom 1.1 , insbesondere einer Reinigungsmaschine 1 zur Reinigung und/oder einem Sortieren vom Materialstrom 1.1. Beispielsweise wird die Reinigungsmaschine 1 zur Reinigung und zum Sortieren von Weizen, Gerste, Raps, Mais, Soja, Sonnenblumenkernen und anderen Agrarprodukten für die Lebensmittelverarbeitung angewendet. Der Materialstrom 1.1 umfasst ein Gemisch aus Produktpartikeln 1.1.1 und Feinpartikeln 1 .1 .2, wobei sich die Feinpartikel 1 .1 .2 in Gewicht und/oder Partikelgrösse und/oder Partikeldichte von den Produktpartikeln 1.1.1 unterscheiden. Derartige Feinpartikel 1.1.2 sind beispielsweise Hülsen oder Blätter, welche nicht zum Produktpartikel 1.1.1 gehören.
Die Reinigungsmaschine 1 umfasst ein Gehäuse 1.3, einen Materialeinlass 1.3.1 , einer Zuführvorrichtung 1.5 zur Einspeisung und Dosierung des Materialstroms 1.1 und gleichmässigen Verteilung des Materialstroms 1 .1 über die dafür vorgesehene Breite der Reinigungsmaschine 1 , eine Fördervorrichtung 1.5.2 zur Dosierung des Materialstroms 1.1 , eine Siebvorrichtung 1 .2 zur Reinigung und Sortierung der Produktpartikel 1.1.1 des Materialstroms 1.1 , einen Abluftauslass 1.3.2 und eine Abführvorrichtung 1 .6 mit wenigstens einem Abführkanal 1 .6.1 zum Abführen der gereinigten und klassifizierten Produktpartikel 1.1.1 , insbesondere des Produktstroms 1.1.4, 1 .1 .4.1 ,1 .1 .4.2 aus der Reinigungsmaschine 1.
Die Reinigungsmaschine 1 weist eine Absaugvorrichtung 1 .4 mit einem Absaugkanal 1 .4.3 zum Absaugen von Teilpartikel 1.1.3 aus dem Materialstrom 1 .1 mittels eines regelbaren Luftstroms oder Luftsogs 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3 und einer Regelvorrichtung 1 .7 zum Regeln der Absaugvorrichtung 1 .4 auf. Ferner weist die Absaugvorrichtung 1 .4 wenigstens einen Expansionsraum 1 .4.6 auf, wobei der Absaugkanal 1 .4.3 die abgesaugten Teilpartikel 1 .1 .3 mittels des Luftstroms 1 .4.2 in den Expansionsraum 1 .4.6 fördert und der Expansionsraum 1 .4.6 einen grösseren Querschnitt als der Absaugkanal 1 .4.3 aufweist, sodass die Teilpartikel 1 .1 .3 aufgrund der geringeren Absaugleistung im Expansionsraum 1.4.6 grösstenteils auf den Boden des Expansionsraums 1 .4.6 absinken. In der vorliegenden Ausführungsform umfasst die Absaugvorrichtung 1 .4 eine am tiefsten Punkt des Expansionsraum 1 .4.6 angeordnete Förderelemente 1 .4.5 zum Fördern der sich im Absaugkanal 1 .4.3 angesammelten Teilpartikel 1 .1 .3 aus der Vorrichtung 1 . Ferner weist die Absaugvorrichtung 1 .4 einen Lüfter 1 .4.1 auf, der durch den Absaugkanal 1 .4.3 die Teilpartikel 1 .1 .3 im Bereich der Zuführvorrichtung 1 .5 und im Bereich der Abführvorrichtung 1 .6 absaugt. Im Bereich der Zuführvorrichtung 1 .5 umfassen die abgesaugte Teilpartikel 1.1.3 vor allem Feinpartikel 1.1.2, beispielsweise Leichtteile und Staub, sodass die Siebbelastung der Siebvorrichtung 1 .2 reduziert wird und dadurch eine höhere Reinigungsqualität der Produktpartikel 1.1.1 sichergestellt wird. Im Bereich der Abführvorrichtung 1 .6 ist der Materialstrom 1.1 bereits in einen ersten Produktstrom 1 .1 .4.1 mit einer ersten Produktgüte und einen zweiten Produktstrom 1 .1 .4.2 mit einer zweiten Produktgüte mittels der Siebvorrichtung 1 .2 sortiert, respektive klassifiziert, und die abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 umfassen grösstenteils durch den Siebvorgang abgelöste Feinpartikel 1.1.2 und einige wenige Produktpartikel 1.1.1 aus dem ersten Produktstrom 1.1.4.1 und/oder dem zweiten Produktstrom 1 .1 .4.2, sodass dadurch ein zusätzlicher Reinigungsschritt des Materialstrom 1.1 durchführbar ist, um eine möglichst geringe Belastung des ersten Produktstroms 1.1.4.1 und/oder zweiten Produktstroms 1.1.4.2 mit Feinpartikel 1.1.2 zu gewährleisten.
Der Absaugkanal 1 .4.3 weist einen ersten Absaugkanal 1 .4.3.1 im Bereich der Zuführvorrichtung 1 .5 zum Reinigen des zu verarbeitenden Materialstroms 1.1 und/oder einen zweiten Absaugkanal 1 .4.3.2 im Bereich der Abführvorrichtung 1 .6 zur Reinigung des durch die Siebvorrichtung 1 .2 sortierten Materialstroms 1.1 auf. Zur Regelung des Luftstroms 1 .4.2 im ersten Absaugkanal 1 .4.3.1 weist die Absaugvorrichtung 1.4 eine erste Drosselklappe 1.4.4.1 und/oder des Luftstroms 1.4.2 im zweiten Absaugkanal 1 .4.3.2 eine zweite Drosselklappe 1 .4.4.2 auf. Der Luftstrom 1 .4.2 ist durch ein Verschwenken der korrespondierenden Drosselklappe 1 .4.4.1 /1 .4.4.2, beispielsweise mittels eines Stellantriebs (pneumatisch oder elektrisch) durch die Regelvorrichtung 1.7 regelbar.
Die Absaugvorrichtung 1 .4 in der vorliegenden Ausführungsform der Reinigungsmaschine 1 , wie in Figur 2 schematisch dargestellt, weist den zentralen Lüfter 1 .4.1 auf, der derart ausgebildet ist, dass der zentrale Lüfter 1 .4.1 mehrere Reinigungsmaschinen 1 und/oder andere Getreideverarbeitende Maschinen aspirieren kann. Derartige zentrale Lüfter 1.4.1 finden beispielsweise in Getreideannahmestellen, Getreidemühlen oder ähnlichen Anlagen Anwendung und stellen eine effiziente Absaugung / Aspiration der einzelnen Verarbeitungsschritte in der Anlage sicher. Das Fliessschema der Absaugvorrichtung 1 .4 zeigt die Reinigungsvorrichtung 1 und einen mit einem mittels dem zentralen Lüfter 1.4.1 generierten Unterdrück stehenden Aspirationskanal 1 .4.8 der durch den Abluftauslass 1 .3.2 mit der Reinigungsmaschine 1 verbindbar ist. Mittels der jeweils korrespondieren Drosselklappe 1.4.4.1 , 1.4.4.2 ist der, durch den Unterdrück im Aspirationskanal generierte, Luftstroms 1.4 im Bereich der Zuführvorrichtung 1 .5 und der Abführvorrichtung 1 .6 regelbar. Ausserdem weist in der vorliegenden Ausführungsform die Absaugvorrichtung 1.4 einen Explosionsschutz 1.4.7 auf, der zwischen dem Lüfter 1 .4.1 und dem Abluftauslass 1 .3.2 angeordnet ist.
Die Regelvorrichtung 1 .7 ist mit einem, einen Messbereich 1 .7.1 .1 .1 umfassenden Beschleunigungssensors 1.7.1 verbunden, wobei mittels des Beschleunigungssensors 1 .7.1 die abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 messbar sind und der Beschleunigungssensors 1 .7.1 im Absaugkanal 1 .4.3 und insbesondere im Steigkanal 1 .4.3.3 derart angeordnet ist, dass der Messbereich 1 .7.1 .1 .1 sich in einen Bereich des Luftstroms 1 .4.2 mit den abgesaugten Teilpartikel 1 .1 .3 erstreckt, sodass die vom Messbereich 1.7.1.1.1 sensorisch gemessenen Teilpartikel 1.1.3 einen repräsentativen Messwert für den gesamten Querschnitt in diesem Abschnitt des Absaugkanals 1 .4.3.2 ermittelt, wobei mittels der im Luftstrom 1 .4.2 transportierten und mit einem Aufprallimpuls 3 auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 des Beschleunigungssensor 1 .7.1 auftreffenden Teilpartikel 1.1.3 ein impuls-abhängiges Sensorsignal 1 .7.2 mittels des Beschleunigungssensors 1 .7.1 generierbar ist und das Sensorsignal 1 .7.2 auf die Regelvorrichtung 1 .7 übertragbar ist und der erzeugte Luftstrom 1 .4.2 mittels der Regelvorrichtung 1 .7 über die Absaugvorrichtung 1 .4 basierend auf den gemessenen Sensorsignalen 1 .7.2 und/oder mittels der Sensorsignale 1 .7.2 gemessenen Aufprallimpulse 3 der Teilpartikel 1 .1 .3 auf den Beschleunigungssensors 1 .7.1 regelbar ist und wobei die Absaugvorrichtung 1 .4 mittels der Regelvorrichtung 1 .7 derart regelbar ist, dass die abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 ein definierbares Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln 1.1.1 und Feinpartikeln 1 .1 .2 umfassen.
In Fig 10 ist eine Ausführungsform des Beschleunigungssensors 1 .7.1 mit einer den Messbereich 1.7.1.1.1 umfassenden Prallplatte 1.7.1.1 dargestellt, wobei die Prallplatte 1 .7.1 .1 elastisch/schwingbar am Absaugkanal 1 .4.3, insbesondere am Steigkanal 1 .4.3.3 befestigt ist und sich der durch die Prallplatte 1 .7.1 .1 ausgebildete Messbereich 1 .7.1 .1 .1 in einen Bereich des Luftstroms 1 .4.2 mit den abgesaugten Teilpartikel 1 .1 .3 erstreckt. Wenigstens ein Teil der abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 treffen mit dem Aufprallimpuls 3 auf den durch die Prallplatte 1 .7.1 .1 gebildeten Messbereich 1 .7.1 .1 .1 des Beschleunigungssensors 1.7.1 auf, nachfolgend detektierte Teilpartikel 1.1.3 genannt, und regen mittels des Aufprallimpulse 3 die Prallplatte 1 .7.1 .1 zu mechanischen, zeitlich variablen Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und/oder zeitlich variablen Frequenzen an. Ferner umfasst der Beschleunigungssensor 1.7.1 einen Vibrationssensor 1 .7.1 .2, der mechanisch mit der Prallplatte 1 .7.1 .1 verbunden ist, sodass die durch den Aufprallimpuls 3 der detektierten Teilpartikel 1.1.3 erzeugten Schwingungen der Prallplatte 1 .7.1 .1 vom Vibrationssensor 1 .7.1.3 mechanisch erfasst werden und basierend auf der Schwingung der Prallplatte 1 .7.1 .1 das elektrische Sensorsignal 1 .7.2 mittels einem physikalischen Effekt, beispielweise einem Piezoeffekt, durch den Vibrationssensor 1 .7.1.2 generierbar ist. Die Prallplatte 1 .7.1 .1 ist mittels einem elastischen Befestigungselement 1 .7.1.3 elastisch und damit schwingbar am Gehäuse 1 .3 der Reinigungsmaschine 1 gelagert. Beispielweise ist als Vibrationssensor 1 .7.1 .2 ein Beschleunigungssensor des Typs VSP01 A der Firma IFM anwendbar.
Der Vibrationssensor 1 .7.1.2 wandelt die durch den Aufprallimpuls 3 der Teilpartikel 1 .1 .3 auf die Prallplatte 1 .7.1 .1 erzeugte mechanische Schwingung der Prallplatte 1.7.1.1 in ein elektronisches Rohsignal um, beispielweise durch ein piezoelektrisches Element basierend auf Quarz- oder Keramikkristallen, wobei das Rohsignal proportional zum Schwingungsverlauf der Prallplatte 1 .7.1 .1 ist. Das Rohsignal wird im Beschleunigungssensor 1 .7.2 oder einer separat ausgebildeten Auswertelektronik verstärkt und/oder gefiltert, sodass sensorspezifische Störsignale eliminiert werden und die gemessenen Sensorsignalwerte 1 .7.2 für eine weitere Verarbeitung durch die Regelvorrichtung 1 .7 nutzbar sind. Die Regelvorrichtung 1.7 umfasst einen, mittels der Regelvorrichtung 1.7 basierend auf dem Sensorsignals 1 .7.2, insbesondere auf dem kontinuierlichen Signalfrequenzspektrum 1.7.2.1 des Sensorsignals 1.7.2, mit einer Abtastfrequenz f generierbaren, Schwingungskennwert 1.7.8, wobei mittels der Regelvorrichtung 1.7 basierend auf dem Schwingungskennwert 1 .7.8 ein Steuersignalwert 2 zur Steuerung des Luftstroms 1 .4.2 der Absaugvorrichtung 1 .4 generierbar ist, sodass basierend auf dem Sensorsignal 1 .7.2 mit der Abtastfrequenz f der Schwingungskennwert 1 .7.8 in Echtzeit generierbar ist und der Schwingungskennwert 1 .7.8 das Sensorsignal 1 .7.2 im entsprechende Zeitfenster 1 /f charakterisiert. Der oder die Schwingungskennwerte 1 .7.8 stellen eine Kennzahl des Sensorsignals 1.7.2 im Zeitfenster 1 /f dar, sodass unterschiedliche im Sensorsignal 1.7.2 enthalten Informationen wirtschaftlich quantifizierbar und durch die Regelvorrichtung 1 .7 verarbeitbar sind. In einer Ausführungsform weist der Schwingungskennwert 1 .7.8 einen Leistungskennwert zur Quantifizierung der Verteilung der Signalleistung des Sensorsignals ( 1 .7.2) über wenigstens einen Teil des Frequenzspektrum des Sensorsignals (1.7.2) für eine Abtastperiode 1 /f auf. Beispielweise umfasst der Schwingungskennwert 1 .7.8 wenigstens einen der folgenden Kennwerte: ein Amplitudenspitzenwert, als Indikation für die Feinpartikelgrösse, ein Amplitudenmittelwert, eine Änderungsrate der Sensorsignals 1 .7.2 als Indikator für Störungen, eine Standardabweichung zur Charakterisierung der Gleichmässigkeit der abgesaugten Teilpartikel 1.1.3, eine harmonische Verzerrung des Sensorsignals 1 .7.2 und/oder eine Signalspektrum mittels einer Fast Fourier Transformation des Sensorsignals 1 .7.2, zur weitere Analyse der Frequenzkomponenten des Sensorsignals und/oder Herausfiltern von Störsignalen. Ferner ist der maximale Amplitudenwert zusammen der Leistung der Absaugvorrichtung 1.4, beispielweise der verbrauchten elektrischen Leistung, ein Indikator für den Grad der Verunreinigung des Materialstroms 1.1. Ausserdem ist durch die Generierung eines oder mehrerer Schwingungskennwerte 1 .7.8 eine kontinuierliche Speicherung der Teilpartikel 1 .1 .3 des Sensorsignals 1 .7.2 in einer wirtschaftlichen Art und Weise sichergestellt. Derartige in einem Datenspeicher 1.7.4.2.1 abgespeicherte historische Betriebsdaten 1.7.4.2.1.1 sind beispielsweise zum Trainieren einer Maschinenlernstruktur 1 .7.4 nutzbar.
Die Regelvorrichtung 1 .7 umfasst eine Signalverbindung mit dem Beschleunigungssensor 1 .7.1 zum Empfangen des Sensorsignals 1 .7.2 durch eine Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 zur Auswertung des Sensorsignals 1 .7.2, sowie eine Speichereinheit zur Speicherung von Daten, beispielweise zur Speicherung der Schwingungskennwerte 1 .7.8 des Sensorsignals 1 .7.2 und/oder den Zielkennwert 1 .7.7 und/oder zusätzliche Daten die basierend auf dem Sensorsignal 1 .7.2 durch die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 generierbar sind. Ausserdem weist die Signalverarbeitungseinheit 1.7.3 eine Fast Fourier Transformation Einheit (FFT-Einheit)
1 .7.3.1 zur Durchführung einer Fourier Transformation des Sensorsignals 1 .7.2 auf. Das Signalspektrum 1.7.2.1 ist mittels FFT-Einheit 1.7.3.1 basierend auf dem Sensorsignal 1.7.2 generierbar, wobei das Signalspektrum 1 .7.2.1 ein zeitlich variables Signalspektrum
1 .7.2.1 mit einem, basierend auf den Aufprallimpulsen 3 der detektierten Teilpartikel 1.1.3, durch den Beschleunigungssensor 1.7.1 generierten Prallspektrum 1.7.2.1.1 und ein oder mehreren Störspektren 1 .7.2.1 .2 umfasst. Das heisst, dass ein, bezogen auf das Frequenzspektrum kontinuierliches, zeitlich variables Sensorsignal 1 .7.2 gemessen wird, das ebenfalls bezogen auf das Frequenzspektrum breitbandig ist und das als Eingangssignal der Fast Fourier Transformation Einheit (FFT-Einheit) dient. Der Schwingungskennwert 1 .7.8 wird somit basierend auf dem (gesamten) kontinuierlichen, zeitlich variablen und direkt gemessenen, sowie bezogen auf das Frequenzspektrum breitbandigen Sensorsignal 1 .7.2 generiert, und es werden nicht nur einzelne Aufprallimpulse gemessen und damit Partikel gezählt. Die Störspektren 1 .7.2.1 .2 basieren beispielweise auf Vibration des Gehäuses 1.3 der Reinigungsvorrichtung 1 , die mittels des Befestigungselements 1 .7.1.3 des Beschleunigungssensors 1 .7.1 vom Gehäuse 1 .3 an den Vibrationssensor 1.7.1.3 übertragen und vom Beschleunigungssensor 1.7.1 erfasst werden. Die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 weist ein Bandfilter zum Herausfiltern von der Störsignale/Störspektren 1 .7.2.1 .2 auf, wobei ein Signalverarbeitungsspektrum 1 .7.2.1 ohne die Störspektren 1 .7.2.1 .2 mittels des Bandfilters basierend auf dem Sensorsignal
1 .7.2 generierbar ist. Der Schwingungskennwert 1 .7.8 des Sensorsignals 1 .7.2 ist durch die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 basierend auf dem Sensorsignal 1 .7, insbesondere basierend auf dem Signalfrequenzspektrum 1 .7.2.1 mit einer Abtastfrequenz f ein Schwingungskennwert 1 .7.8, generierbar ist. In der vorliegenden Ausführungsform weist der Schwingungskennwert 1 .7.8 ein quadratischer Mittelwert / Root Mean Square Wert (RMS-Wert) auf, der mittels der Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 basierend auf dem Signalfrequenzspektrum 1 .7.2.1 generierbar ist. Dabei ist der RMS-Wert basierend auf dem Signalfrequenzspektrum 1.7.2.1 beziehungsweise f(x) mittels der Funktion: wobei f(x) das Signalfrequenzspektrum 1.7.2.1 , beziehungsweise das Sensorsignal 1 .7.2 ohne die Störspektren, darstellt und T die Abtastperiode 1 /f, wobei der RMS-Wert mittels der Signalverarbeitungseinheit 1.7.3 generierbar.
Ausserdem weist die Regelvorrichtung 1 .7 einen Zielkennwert 1 .7.7 und ein Regelelement 1 .7.6 auf, wobei der Steuersignalwert 2 basierend auf dem Zielkennwert 1.7.7 und dem Schwingungskennwert 1.7.8 durch das Regelelement 1.7.6 generierbar ist. Das Regelelement 1.7.6 umfasst einen Regelalgorithmus, beispielsweise einen PID- Regler, zur Generierung des Steuersignals 2 basierend auf dem Zielkennwert 1 .7.7 und dem Schwingungskennwert 1 .7.8.
Ferner umfasst die Vorrichtung 1 ein Human Machine Interface 1 .3.4 und eine Steuertabelle 1.7.5 mit wenigstens einem Rezeptparameterwert 1.7.5.1 und einem korrespondierenden Regelparameterwert 1.7.5.2, wobei der Regelparameterwert 1 .7.5.2 basierend auf einem selektierten Rezeptparameterwert 1 .7.5.1 durch das HMI 1 .3.4 in der Steuertabelle 1 .7.5 suchbar und an die Regelvorrichtung 1 .7 sendbar ist, und wobei der selektierte Regelparameterwert 1 .7.5.2 durch die Regelvorrichtung 1 .7 empfangbar ist und der Zielkennwert 1 .7.7 basierend auf dem selektierten Regelparameterwert 1 .7.5.2 durch die Regelvorrichtung 1 .7 generierbar ist, wie dies schematisch in Figur 1 1 dargestellt ist.
Optional weist die erfindungsgemässe Vorrichtung 1 einen Materialsensor 1 .8 zur Messung eines Materialparameters 1 .8.1 auf, wobei der Materialparameter 1 .8.1 ein Feuchtigkeitswert und/oder einen Materialtypwert und/oder einen Grössenverteilungswert des Materialstrom 1.1 aufweist, wobei der Materialparameterwert 1 .8.1 durch die Regelvorrichtung 1 .7 empfangbar ist.
Die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 generiert basierend auf dem Materialparameterwert 1.8.1 und/oder basierend auf dem Regelparameterwert 1.7.5.2 den Zielkennwert 1 .7.7. Bei einer Verwendung des Materialparameterwertes 1 .8.1 erfolgt eine Generierung des Zielkennwertes 1 .7.7 in real-time basierend auf den vom Materialsensor 1.8 gemessenen Materialparameterwerten 1.8.1 und bei der Verwendung des Regelparameterwertes 1.7.5.2 eine manuelle Konfiguration, beispielsweise durch eine Bedienperson der Reinigungsvorrichtung 1 mittels des HMI 1.3.4. Optional sind die Materialparameterwerte und/oder Regelparameterwerte und/oder Rezeptparameterwerte 1.7.5.1 als historische Betriebsdaten 1.7.4.2.1.1 durch die Regelvorrichtung 1.7 im Datenspeicher 1.7.4.2.1 speicherbar.
Die Absaugvorrichtung 1 .4 umfasst: den Lüfter 1 .4.1 mit einer regelbaren Drehzahl 1 .4.1 .1 zur Regulierung des Volumenstroms des Luftstroms 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3 und/oder eine am Absaugkanal 1 .4.3 im Bereich des Abluftauslasses 13.2 angeordnete stellbare ersten Drosselklappe 1.4.4.1 mit einer ersten Klappenstellung 1.4.4.1.1 zur Regulierung des Luftstroms 1.4.2 und/oder die Fördervorrichtung 1.5.2 mit einer regulierbaren Fördermenge 1 .5.2.1 . In der vorliegenden Ausführung der erfindungsgemässen Reinigungsvorrichtung 1 weist die Absaugvorrichtung 1.4 den zentralen Lüfter 1 .4.1 auf, wobei der Luftstrom 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3.2 durch die erste Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.1 und die zweite Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.2 regulierbar ist, wobei optional die zweite Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.2 manuell und die erste Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.1 mittels der Regelvorrichtung 1 .7 verstellbar ist. Mit anderen Worten kann die zweite Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.2 automatisch (d.h. durch die Reinigungsvorrichtung 1 und/oder die Regelvorrichtung 1.7 bzw. einen Stellantrieb) oder manuell geregelt sein, wobei die zweite Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.2 das Verhältnis der Absaugmenge zwischen dem Absaugkanal 14.3.1 beim Materialeinlass 1.3.1 und dem Steigkanal 1 .4.3.3 beim Produktauslass 1 .3.2 der Maschine regelt. Wogegen die erste Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.1 sich am Ausgang des Absaugkanals 1 .4.3, insbesondere im Bereich des Abluftauslasses 1.3.2 der Reinigungsvorrichtung 1 befindet, wobei erste Drosselklappe 1 .4.4/1 .4.4.1 durch die Regelvorrichtung 1.7 beziehungsweise einen Stellantrieb geregelt wird.
Der Steuersignalwert 2 weist einen Klappenstellwert 2.1 zur Regelung der Drosselklappe 1.4.4, 14.4.1 , 14.4.2 und/oder einer Zieldrehzahl 2.2 zur Regelung der Drehzahl 1 .4.1 .1 des Lüfters 1 .4.1 und/oder einer Zielfördermenge 2.3 zur Regelung der Fördermenge 1 .5.2.1 der Fördervorrichtung 1 .5.2 auf, sodass der Luftstrom 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3 durch die Regelvorrichtung 1 .7 basierend auf dem Steuersignal 1 .7.2 regelbar ist.
Der Absaugkanal 1 .4.3 weist einen in wesentlichen parallel zur Schwerkraft G ausgebildeten Steigkanal 1 .4.3.3 zum Absaugen der Teilpartikel 1.1.1 entgegen einer Schwerkraft G auf, sodass die durch den Luftstrom 1 .4.2 abgesaugten Teilpartikel 1 .1 .3 im Steigkanal 1 .4.3.3 mit einem Bewegungswinkel von weniger als 80° Grad entgegen der Schwerkraft G transportierbar sind. Eine derartige Ausbildung, wenigstens eines Teilabschnittes des Absaugkanals 1 .4.3 bewirkt eine zusätzliche Sichtung der Teilpartikel 1.1.3 mittels der Schwerkraft G, eine sogenannte Steigsichtung.
Die Regelvorrichtung 1 .7 weist eine Maschinenlernstruktur 1 .7.4 zur Bestimmung des variablen Steuersignalwertes 2 für vordefinierte Schwingungskennwerte 1.7.8 und/oder Regelparameterwerte 1.7.5.2 und/oder Signalfrequenzspektren 1.7.2.1 auf. Ausserdem umfasst die Maschinenlernstruktur 1 .7.4 eine Netzwerkbibliothek 1 .7.4.2 mit dem Datenspeicher 1.7.4.2.1 zur Speicherung der historischen Betriebsdaten 1.7.4.2.1.1 , und wobei die Maschinenlernstruktur 1.7.4 eine auf maschinellem Lernen basierende Modellierungsmaschine 1.7.4.1 zum Erzeugen einer digitalen Modellstruktur auf der Grundlage der historischen Betriebsdaten 1 .7.4.2.1 .1 aufweist, die trainiert wird, indem die historischen Betriebsdaten 1.7.4.2.1.1 als Eingabewerte verwendet werden, und nach dem Training zum Bestimmen des optimierten variablen Steuersignalwertes 2 für einen gegebenen Schwingungskennwert 1 .7.8 unter Verwendung der mindestens einen digitalen Modellstruktur für ein optimiertes Verhältnis von Produktpartikel 1.1.1 und Feinpartikel 1.1.2 der Teilpartikel 1 .1 .3 im Absaugkanal 1 .4.3. Die historischen Betriebsdaten 1 .7.4.2.1 .1 weisen Schwingungskennwerte 1 .7.8 und einer ersten Klappenstellung 1.4.4.1.1 und/oder zweiten Klappenstellung 1.4.4.2.1 und/oder einer Drehzahl 1.4.1.1 und/oder einer Fördermenge 1.5.2.1 und/oder Materialparameter 1.8.1 einen Materialstroms 1.1 und/oder einer Feuchtigkeit des Materialstroms 1.1 auf.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln 1.1.2 aus dem Materialstrom 1 .1 umfasst ein Absaugen von Teilpartikel 1.1.3 aus dem Materialstrom 1.1 durch die Absaugvorrichtung 1.4 mittels des regelbaren Luftstroms / Luftsogs 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3. Sowie Erzeugen des regelbaren Luftstroms 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3 mittels der Absaugvorrichtung 1 .4 und Regeln der Absaugvorrichtung 1.4 mittels der Regelvorrichtung 1.7, durch Messen der durch den Luftstrom 1 .4.2 abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 mittels des mit der Regelvorrichtung 1 .7 verbundenen Beschleunigungssensors 1.7.1 durch die Regelvorrichtung 1.7. Ferner umfasst das erfindungsgemässe Verfahren die folgenden Schritte:
Erfassen von Auftragsimpulsen 3 der im Luftstrom 1 .4.2 transportierten und auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 auftreffenden Teilpartikel 1 .1 .3 durch den Beschleunigungssensor 1.7.1 mittels mechanischer Schwingungen, Generieren eines Sensorsignal 1.7.2 mittels des Beschleunigungssensors 1.7.1 mit einem Signalfrequenzspektrum 1 .7.2.1 in Abhängigkeit der Aufprallimpulse 3 der, ein Absaug-Gemisch von Produktpartikel 1.1.1 und Feinpartikel 1.1.2 umfassenden und auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 auftreffenden, Teilpartikel 1 .1 .3 basierend auf den erfassten mechanischen Schwingungen und Übertragen des Sensorsignal 1 .7.2 an die Regelvorrichtung 1.7,
Generieren eines Steuersignals 2 mittels der Regelvorrichtung 1 .7 basierend auf dem generierten Signalfrequenzspektrum 1.7.2.1 , und
Senden des Steuersignalwertes 2 an die Absaugvorrichtung 1 .4 zur Regelung des erzeugten Luftstroms 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3, sodass die abgesaugten Teilpartikel 1.1.3 ein definierbares Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln 1.1.1 und Feinpartikeln 1 .1 .2 umfassen.
Ferner umfasst das erfindungsgemässe Verfahren ein Generieren von einem Schwingungskennwert 1 .7.8 durch die Regelvorrichtung 1 .7 basierend auf dem Sensorsignal 1 .7.2, sowie Generieren eines Steuersignalwertes 2 mittels der Regelvorrichtung 1 .7 basierend auf dem generierten Schwingungskennwert 1 .7.8 des Sensorsignals 1 .7.2, und Senden des Steuersignalwertes 2 an die Absaugvorrichtung 1 .4 durch die Regelvorrichtung 1 .7 zur Regelung des Luftstroms 1 .4.2 im Absaugkanal 1 .4.3 zum Absaugen der Teilpartikel 1.1.3.
Das erfindungsgemässe Verfahren umfasst ein Konfigurationsverfahren für die erfindungsgemässe Reinigungsvorrichtung 1 , wobei das Konfigurationsverfahren ein manuelles Konfigurationsverfahren und/oder ein automatisches Konfigurationsverfahren umfasst.
Das manuelle Konfigurationsverfahren weist die folgenden Schritte auf: a) Anzeigen von Rezeptparametern 1 .7.5.1 durch das HMI 1 .3.4 basierend auf der Steuertabelle 1 .7.5; b) Auswahl eines Rezeptparameterwertes 1 .7.5.1 durch einen Bediener der Reinigungsvorrichtung 1 basierend auf den am HMI 1 .3.4 angezeigten Rezeptparameterwerten 1.7.5.1 ; c) Suchen des zum selektierten Rezeptparameterwertes 1 .7.5.1 korrespondierenden Regelparameterwertes 1.7.5.2 in der Steuertabelle 1.7.5 und Laden des korrespondierenden Regelparameterwertes 1.7.5.2 in die Regelvorrichtung 1.7; d) Generieren des Zielkennwertes 1 .7.7 durch die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 basierend auf dem geladenen korrespondierenden Regelparameterwert
1.7.5.2;
Wobei optional die Steuertabelle 1 .7.5 wenigstens einen Rezeptparameterwert 1.7.5.1 mit jeweils einem korrespondierenden Regelparameterwert 1 .7.5.2 mit dem Wert des Zielkennwert 1 .7.7 aufweist.
Das automatische Konfigurationsverfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Messen des Materialparameterwertes 1 .8.1 des Materialstroms 1 .1 mittels des Materialsensors 1 .8 b) Senden des Materialparameterwertes 1.8.1 an die Regelvorrichtung 1.7 c) Generieren des Zielkennwertes 1 .7.7 durch die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 basierend auf dem empfangenen Materialparameterwert 1.8.1 ;
Wobei die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 optional eine Look-up Tabelle mit wenigstens einem Materialparameterwert 1.8.1 und einem korrespondierenden Zielkennwert 1 .7.7 aufweist und wobei der Zielkennwert 1 .7.7 durch die Signalverarbeitungseinheit 1.7.3 basierend auf dem Materialparameterwert 1.8.1 im Look-up Tabelle suchbar und der zum Materialparameterwert 1 .8.1 korrespondierende Zielkennwert 1.7.7 durch die Regelvorrichtung 1.7 empfangbar ist, sodass im Look-up Table beispielsweise für verschiedene Materialtypen, beispielweise Weizen, Mais, Soja, und unterschiedliche Materialfeuchtewerte korrespondierende Zielkennwerte 1.7.7 speicherbar sind. Optional ist der Zielkennwert 1 .7.7 im manuellen Konfigurationsverfahren durch die Signalverarbeitungseinheit 1 .7.3 basierend auf dem Look-up Tabelle generierbar. Die im Look-Up Tabelle abgespeicherten Rezeptparameterwerte 1.7.5.1 und Regelparameterwerte 1.7.5.2 bilden Kennkurven für verschiedene Materialtypen, sodass die Reinigungsleistung der Reinigungsmaschine sehr flexibel und anpassungsfähig an zusätzliche oder variierende Rahmenbedingungen anpassbar ist. Ferner können nicht in der Steuertabelle abgespeicherte Regelparameter 1.7.5.2 basierend auf abgespeicherten Regelparameterwerten 1.7.5.2. interpoliert werden.
Im Steigkanal 1 .4.3.3 wirken auf die Teilpartikel 1.1.3 zwei entgegengesetzte Kräfte, einerseits die Schwerkraft G, die auf die Teilpartikel 1.1.3 entgegen der Richtung des Luftstroms 1 .4.2 wirkt und andererseits eine aerodynamische Kraft, die durch den Luftstrom 1 .4.2 auf die Teilpartikel 1.1.3 bewirkt wird. Dadurch neigen die schweren Produktpartikel 1.1.1 eher dazu, entgegen dem Luftstrom 1 .4.2 nach unten zu fallen, während die leichteren Feinpartikel 1.1.2 vom Luftstrom 1 .4.2 mitgerissen werden. Die Teilpartikel, 1.1.3 die im Luftstrom 1 .4.2 transportiert werden und auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 auftreffen, erzeugen die Aufprallimpulse 3. Diese Aufprallimpulse 3 stehen in direkter, störungsfreier Abhängigkeit vom Luftstrom 1 .4.2, sodass eine präzise Messung der Aufprallimpulse 3 sicherstellt ist. Die Regelvorrichtung 1 .7 generiert daher ein äusserst adäquates Sensorsignal 1 .7.2 basierend auf den Aufprallimpulsen 3 der abgesaugten Teilpartikel 1.1.3. Der Beschleunigungssensor 1 .7.1 generiert auf der Basis der Aufprallimpulse 3 der Produktpartikel 1.1.1 als auch der Aufprallimpulse 3 der Feinpartikel 1.1.2 das kontinuierliches Sensorsignal 1 .7.2 mit zeitlich Varianten Amplituden und Frequenzen in Echtzeit. Dadurch enthält das Sensorsignal 1 .7.2 kontinuierlich Informationen über die Eigenschaften der abgesaugten Teilpartikel 1 .1 .3, insbesondere der abgesaugten Produktpartikel 1.1.1 und Feinpartikel 1 .1 .2. Die Aufprallimpulse 3 der Teilpartikel 1.13 werden in mechanische Schwingungen umgewandelt. Dabei zeigen sich charakteristische Unterschiede: Die leichteren Feinpartikel 1.1.2 erzeugen eine geringere mechanische Schwingungsamplitude mit kürzerer Dauer und die schwereren Produktpartikel 1.1.1 führen zu höheren Schwingungsamplitude und einem Nachschwingen. Zusätzlich erzeugen die Feinpartikel 1.1.2 eine höhere Trefferfrequenz, da sie in größerer Anzahl abgesaugt werden als die Produktpartikel. Die kontinuierlichen Aufprallimpulse 3 führen zu einer mechanischen Schwingung mit zeitlich variierender Amplitude und Frequenz. Diese entsteht durch die Überlagerung der einzelnen Aufprallimpulse 3 der Teilpartikel 1 .1 .3. Das Sensorsignal 1 .7.2 kann daher auch als Summe der Aufprallimpulse 3 der einzelnen Teilpartikel 1 .1 .3 beschrieben werden: wobei: s(t) die Funktion des Sensorsignals 1 .7.2 in Abhängigkeit der Aufprälle der Teilpartikel auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 darstellt, N=Anzahl der Teilpartikel 1 .1 .3 ti=Zeitpunkt des Aufpralls des i-ten Teilpartikels und pi(t) die Impulsantwort (mechanische Schwingung) des i-ten Aufpralls.
Das vom Beschleunigungssensor 1.7.1 erzeugte Sensorsignal 1.7.2 umfasst das Signalfrequenzspektrum 1.7.2.1 der mechanischen Schwingung in Echtzeit. Das Signalfrequenzspektrum 1 .7.2.1 des Sensorsignals 1 .7.2 bildet die Gesamtheit der durch die zeitlich kumulierten Aufprallimpulse 3 der auf den Messbereich 1 .7.1 .1 .1 auftreffenden und abgesaugten Produktpartikel 1.1.1 und Feinpartikel 1.1.2 generierten mechanischen Schwingungen ab. wobei:
Pi(f) die Fouier-transformierte des Impulses pr(t) ist
Dadurch ist es möglich, das Absaug-Gemisch aus Produktpartikel 1.1.1 und Feinpartikeln 1 .1 .2 im Absaugkanal 1 .4.3, insbesondere im Steigkanal 1 .4.3.3, sehr präzise und in Echtzeit zu überwachen und über die Regelvorrichtung 1.7 die Absaugvorrichtung 1 .4 derart zu regeln, dass das definierte Absaug-Gemisch im Absaugkanal 1 .4.3 abgesaugt wird. Die einzelnen Aufprallimpulse der Feinpartikel weisen eine geringere Amplitude auf, die hohe Anzahl von Aufprällen trägt insgesamt zur Amplitude des Sensorsignals 1 .7.2 bei, sodass das Sensorsignal 1 .7.2 zur Regelung der Absaugvorrichtung 1 .4 eine, durch die Aufprallimpulse 3 der Feinpartikel 1 .1 .2 erzeugte, hinreichend hohe Amplitude aufweist. 19
Referenzliste gungsvorrichtung aterialstrom
1.1.1 Produktpartikel
1 .1 .2 Feinpartikel
1.1.3 Teilpartikel
1.1.4 Produktstrom
1.1.4.1 Erster Produktstrom
1 .1 .4.2 Zweiter Produktstrom iebvorrichtung ehäuse
1 .3.1 Materialeinlass
1 .3.2 Abluftauslass
1 .3.3. Antrieb
1.3.4 Human Machine Interface (HMI) bsaugvorrichtung
1 .4.1 Lüfter
1 .4.1 .1 Drehzahl
1 .4.2 Luftstrom / Luftsog
1 .4.3 Absaugkanal
1.4.3.1 erster Absaugkanal
1 .4.3.2 zweiter Absaugkanal
1 .4.3.3 Steigkanal
1 .4.4 Drosselklappe
1.4.4.1 erste Drosselklappe
1.4.4.1.1 Klappenstellung
1 .4.4.2 zweite Drosselklappe
1.4.4.2.1 Klappenstellung
1 .4.5 Förderelemente
1 .4.6 Expansionsraum
1 .4.7 Explosionsschutz
1 .4.8 Aspirationskanal uführvorrichtung
1 .5.1 Zuführkanal 1.5.2 Fördervorrichtung
1 .5.2.1 Fördermenge
1 .6 Abführvorrichtung
1.6.1 Abführkanal
1.7 Regelvorrichtung
1.7.1 Beschleunigungssensor
1 .7.1 .1 Prallplatte
1 .7.1 .1 .1 Messbereich
1 .7.1 .2 Vibrationssensor
1 .7.1 .3 elastisches Befestigungselement
1 .7.2 Sensorsignal
1 .7.2.1 Signalfrequenzspektrum
1 .7.2.1 .1 Prallfrequenzen
1 .7.2.1 .2 Störfrequenzen
1 .7.3 Signalverarbeitungseinheit
1.7.3.1 Fast-Fourier Transformation Einheit (FFT-Einheit)
1 .7.4. Maschinenlernstruktur
1 .7.4.1 Modellierungsmaschine
1 .7.4.2 Netzwerkbibliothek
1 .7.4.2.1 Datenspeicher
1.7.4.2.1 .1 historischen Betriebsdaten
1 .7.5 Steuertabelle
1 .7.5.1 Rezeptparameter
1 .7.5.2 Regelparameter
1 .7.6 Regelelement
1 .7.7 Zielkennwert
1 .7.8 Schwingungskennwert
1 .8 Materialsensor
1 .8.1 Materialparameter Steuersignal
2.1 Klappenstellwert
2.2 Zieldrehzahl
2.3 Zielfördermenge Aufprallimpuls von Teilpartikel Schwerkraft f Abtastfrequenz

Claims

Ansprüche
1 . Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ), wobei der Materialstrom (1.1 ) ein Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) umfasst und wobei die Feinpartikel (1.1 .2) sich in Gewicht und/oder Partikelgrösse und/oder Partikeldichte von den Produktpartikeln (1.1.1 ) unterscheiden, umfassend eine Absaugvorrichtung (1.4) mit einem Absaugkanal (1.4.3) zum Absaugen von Teilpartikel (1.1.3) umfassend Teile der Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) aus dem Materialstrom (1.1 ) mittels eines regelbaren Luftstroms oder Luftsogs (1.4.2) im Absaugkanals (1.4.3) und einer Regelvorrichtung (1.7) zum Regeln des regelbaren Luftstroms oder Luftsogs (1.4.2) der Absaugvorrichtung (1.4), wobei die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) mittels eines, mit der Regelvorrichtung (1.7) verbundenen und einen Messbereich umfassenden Beschleunigungssensors (1.7.1 ) der Regelvorrichtung (1.7) messbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Absaugkanal ( 1 .4.3) einen Steigkanal ( 1 .4.3.3) zum Absaugen der Teilpartikel ( 1 .1 .3) entgegen einer Schwerkraft (G) aufweist, wobei die durch den Luftstrom (1.4.2) abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) im Steigkanal (1.4.3.3) entgegen der Schwerkraft (G) transportierbar sind, wobei der Beschleunigungssensor (1.7.1 ) im Steigkanal (1 .4.3.3) derart angeordnet ist, dass der Messbereich sich in einen Bereich des Steigkanal ( 1 .4.3.3) mit dem Luftstrom (1.4.2) der abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) erstreckt, wobei mittels der im Luftstrom (1.4.2) transportierten und mit einem Aufprallimpuls (3) auf den Messbereich des Beschleunigungssensor (1.7.1 ) auftreffenden Teilpartikel (1.1.3) ein impuls-abhängiges und bezogen auf ein gemessenes Frequenzspektrum kontinuierliches, zeitlich variables Sensorsignal (1.7.2) mittels des Beschleunigungssensors (1.7.1 ) generierbar ist und das Sensorsignal (1.7.2) auf die Regelvorrichtung (1.7) übertragbar ist, wobei das impuls-abhängige Sensorsignale (1.7.2) zeitlich variable Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und zeitlich variablen Frequenzen der Aufprallimpule (3) der auftreffenden Teilpartikel (1.1.3) auf den Messbereich des Beschleunigungssensor (1.7) erfassen, und wobei die Absaugvorrichtung (1.4) mittels der Regelvorrichtung (1.7) derart regelbar ist, dass die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) ein definierbares Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) umfassen.
2. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Auftragsimpulse (3) der im Luftstrom (1.4.2) transportierten und auf den Messbereich (1 .7.1 .1 .1 ) auftreffenden Teilpartikel (1.1.3) durch den Beschleunigungssensor (1.7.1 ) mittels mechanische Schwingungen erfassbar sind, wobei mittels des Beschleunigungssensors (1.7.1 ) ein Sensorsignal (1.7.2) mit ein Signalfrequenzspektrum (1.7.2.1 ) in Abhängigkeit der Aufprallimpulse (3) der, ein Absaug-Gemisch von Produktpartikel (1.1.1 ) und Feinpartikel (1.1.2) umfassenden und auf den Messbereich (1 .7.1 .1 .1 ) auftreffenden, Teilpartikel (1.1.3) basierend auf den erfassten mechanischen Schwingungen generierbar ist und das Sensorsignal (1.7.2) an die Regelvorrichtung (1.7) übertragbar ist, und wobei die Absaugvorrichtung (1.4) mittels der Regelvorrichtung (1.7) derart regelbar ist, dass das abgesaugte Gemisch aus abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) umfassend Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) definierbar ist.
3. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem kontinuierlichen und zeitlich variierenden Signalfrequenzspektrum (1.7.2.1 ) mit einer Abtastfrequenz (f) ein Schwingungskennwert (1.7.8) generierbar ist, und der Schwingungskennwert (1.7.8) einen Leistungskennwert zur Quantifizierung der Verteilung der Signalleistung des Sensorsignals (1.7.2) über wenigstens einen Teil des Frequenzspektrum des Sensorsignals
( 1 .7.2) für eine Abtastperiode 1 /f umfasst.
4. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungskennwert (1 .7.8) einen effektiven Energiegehalt (RMS) des Sensorsignals (1.7.2) zur Quantifizierung des Energiegehalts des Sensorsignals (1.7.2) aufweist.
5. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung (1.7) ein Regelelement (1.7.6) aufweist, wobei mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem Schwingungskennwert (1 .7.8) ein Zielkennwert (1.7.7) generierbar ist, und wobei mittels des Regelelements (1.7.6) ein Steuersignalwert (2) zur Steuerung des Luftstroms (1.4.2) der Absaugvorrichtung (1.4) basierend auf dem Zielkennwert (1.7.7) und dem Schwingungskennwert (1.7.8) generierbar ist.
6. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) ein Human Machine Interface (1.3.4) und eine Steuertabelle (1.7.5) mit wenigstens einem Rezeptparameterwert (1.7.5.2) und einem korrespondierenden Regelparameterwert (1.7.5.2) aufweist, wobei ein Regelparameterwert (1.7.5.2) basierend auf einem selektierten Rezeptparameterwert (1.7.5.1 ) durch das HMI (1.3.4) in der Steuertabelle (1.7.5) suchbar und an die Regelvorrichtung (1.7) sendbar ist, und wobei der selektierte Regelparameterwert (1 .7.5.2) durch die Regelvorrichtung ( 1 .7) empfangbar ist und der Zielkennwert ( 1 .7.7) basierend auf dem selektierten Regelparameterwert (1.7.5.2) durch die Regelvorrichtung (1.7) generierbar ist, sodass die Absaugvorrichtung ( 1 .4) basierend auf dem selektierten Rezeptparameterwert (1.7.5.2) durch die Regelvorrichtung (1.7) regelbar ist.
7. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach den Ansprüchen 5 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) einen Materialsensor (1.8) zur Messung eines Materialparameterwerts (1.8.1 ) aufweist, wobei der Materialparameter (1.8.1 ) ein Feuchtigkeitswert und/oder ein
Materialtypwert und/oder einer Grössenverteilungswert des Materialstrom ( 1 .3) aufweist, wobei der Materialparameterwert (1.8.1 ) durch die Regelvorrichtung (1.7) empfangbar ist und der Zielkennwert ( 1 .7.7) basierend auf dem Materialparameterwert
(1.8.1 ) generierbar ist.
8. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1 ) eine Siebvorrichtung (1.2) zum Klassifizieren der Produktpartikel (1.1.1 ) aus dem Materialstrom (1.1 ) in einen Produktstrom (1.1.4) umfasst, wobei die Teilpartikel (1.1.3) mittels dem Absaugkanal (1.4.3) vom Produktstrom (1.1.4) absaugbar sind.
9. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugvorrichtung (1.4) einen Lüfter (1 .4.1 ) mit einer regelbaren Drehzahl (1 .4.1 .1 ) zur Regulierung des Volumenstroms des Luftstroms (1.4.2) im Absaugkanal (1.4.3) umfasst und/oder die Absaugvorrichtung ( 1 .4) eine am Absaugkanal ( 1 .4.3) angeordnete stellbare Drosselklappe (1.4.4/1.4.4.1 ) mit einer Klappenstellung (1.4.4.1.1 ) zur Regulierung des Luftstroms (1.4.2) aufweist und/oder die Vorrichtung (1 ) eine Fördervorrichtung (1.5.2) mit einer regulierbaren Fördermenge (1.5.2.1 ) aufweist.
10. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuersignalwert (2) einen Klappenstellwert (2.1 ) zur Regelung der Klappenstellung
(1.4.4.1.1 ) Drosselklappe (1.4.4, 1.4.4.1 ) und/oder einer Zieldrehzahl (2.2) zur Regelung der Drehzahl (1 .4.1 .1 ) des Lüfters (1.4.1 ) und/oder einer Zielfördermenge (2.3) zur Regelung der Fördermenge (1.5.2.1 ) der Fördervorrichtung (1.5.2) aufweist.
1 1. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1.2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Beschleunigungssensor (1 .7.1 ) eine Prallplatte (1 .7.1 .1 ) mit dem Messbereich
(1 .7.1 .1 .) aufweist, und die Prallplatte (1 .7.1 .1 ) elastisch am Absaugkanal (1.4.3) befestigt ist, und wobei mittels des Aufprallimpulses (3) von auf die Prallplatte (1 .7.1 .1 ) auftreffenden Teilpartikel (1.1.3) die Prallplatte (1.7.1.1 ) in Schwingung versetzbar ist.
12. Vorrichtung (1 ) zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1 .2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach den Ansprüchen 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Regelvorrichtung ( 1 .7) eine Maschinenlernstruktur ( 1 .7.4) zur Bestimmung des variablen Steuersignalwertes (2) für Schwingungskennwerte (1.7.8) und/oder Regelparameterwerte (1.7.5.2) und/oder Materialparameterwerte (1.8.1 ) aufweist.
13. Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1.2) aus einem Materialstrom (1.1 ), wobei der Materialstrom (1.1 ) ein Gemisch aus Produktpartikeln
(1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) umfasst und wobei die Feinpartikel (1.1 .2) sich in Gewicht und/oder Partikelgrösse und/oder Partikeldichte von Produktpartikel (1.1.1 ) unterscheiden, umfassend (i) ein Absaugen von Teilpartikel ( 1 .1 .3) umfassend Teile der Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) aus dem Materialstrom (1.1 ) durch eine Absaugvorrichtung (1.4) mit einen Absaugkanal (1.4.3) mittels eines regelbaren Luftstroms / Luftsogs (1.4.2) im Absaugkanal (1.4.3), Erzeugen des regelbaren Luftstroms
(1.4.2) im Absaugkanal (1.4.3) mittels der Absaugvorrichtung (1.4) und Regeln der Absaugvorrichtung ( 1 .4) mittels einer Regelvorrichtung ( 1 .7) durch Messung der durch den Luftstrom (1.4.2) abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) mittels eines, mit der Regelvorrichtung (1.7) verbundenen, Beschleunigungssensors (1.7.1 ) durch die Regelvorrichtung (1.7), gekennzeichnet, durch
Absaugen der Teilpartikel ( 1 .1 .3) in einem Steigkanal ( 1 .4.3.3) des Absaugkanals (1.4.3) entgegen einer Schwerkraft (g), wobei die durch den Luftstrom
(1.4.2) abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) im Steigkanal (1 .4.3.3) entgegen der Schwerkraft (G) transportiert werden,
Generieren eines impuls-abhängigen und bezogen auf ein gemessenes Frequenzspektrum kontinuierliches, zeitlich variables Sensorsignals (1.7.2) mittels des Beschleunigungssensor (1.7.1 ) durch Messen der durch den im Luftstrom (1.4.2) transportierten und mit einem Aufprallimpuls (3) auf den Beschleunigungssensor (1.7.1 ) auftreffenden Teilpartikel (1.1.3) und Übertragen des Sensorsignals (1.7.2) an die Regelvorrichtung (1 .7), wobei die Sensorsignale (1.7.2) zeitlich variable Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und zeitlich variablen Frequenzen aufweisen, wobei die Schwingungen durch den Aufprallimpuls (3) vom Produktpartikel (1.1.1 ) und/oder Feinpartikel ( 1 .1 .2) der Teilpartikel ( 1 .1 .3) auf den Messbereich des Beschleunigungssensor (1.7) durch den Beschleunigungssensor (1.7) generiert werden, wobei die Regelvorrichtung (1.7) einen mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf den zeitlich variable Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und zeitlich variablen Frequenzen des Sensorsignals ( 1 .7.2) mit einer Abtastfrequenz (f) generierbaren Schwingungskennwert (1.7.8) umfasst, und wobei die Regelvorrichtung (1.7) einen mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem Schwingungskennwert
(1 .7.1 .1 ) generierbaren Steuersignalwert (2) zur Steuerung des Luftstroms (1.4.2) der Absaugvorrichtung (1.4) aufweist,
Generieren eines Steuersignalwerts (2) mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf den zeitlich variablen Schwingungen mit zeitlich variablen Amplituden und zeitlich variablen Frequenzen gemessenen Sensorsignalen (1.7.2), und
Senden des Steuersignalwertes (2) an die Absaugvorrichtung (1.4) zur Regelung des erzeugten Luftstroms (1.4.2) im Absaugkanal (1 .4.3), sodass die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) ein definierbares Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) umfassen.
14. Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1.2) aus einem Materialstrom (1.1 ) nach Anspruch 13, gekennzeichnet, durch
Erfassen von Auftragsimpulsen (3) der im Luftstrom (1.4.2) transportierten und auf den Messbereich (1 .7.1 .1 .1 ) auftreffenden Teilpartikel (1.1 .3) durch den Beschleunigungssensor (1.7.1 ) mittels mechanischer Schwingungen,
Generieren eines Sensorsignal (1.7.2) mittels des Beschleunigungssensors
(1.7.1 ) mit einem Signalfrequenzspektrum (1.7.2.1 ) in Abhängigkeit der Aufprallimpulse (3) der, ein Absaug-Gemisch von Produktpartikel (1.1.1 ) und Feinpartikel (1.1.2) umfassenden und auf den Messbereich (1 .7.1 .1 .1 ) auftreffenden, Teilpartikel (1.1.3) basierend auf den erfassten mechanischen Schwingungen und Übertragen des Sensorsignal (1.7.2) an die Regelvorrichtung (1.7),
Generieren eines Steuersignals (2) mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem generierten Signalfrequenzspektrum (1 .7.2.1 ), und Senden des Steuersignalwertes (2) an die Absaugvorrichtung (1.4) zur Regelung des erzeugten Luftstroms (1.4.2) im Absaugkanal (1 .4.3), sodass die abgesaugten Teilpartikel (1.1.3) ein definierbares Absaug-Gemisch aus Produktpartikeln (1.1.1 ) und Feinpartikeln (1.1.2) umfassen.
15. Verfahren zur Extraktion von Feinpartikeln (1.1.2) aus einem
Materialstrom (1.1 ) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Generieren von einem Schwingungskennwert (1.7.8) durch die Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem Sensorsignal (1.7.2); Generieren eines Steuersignalwertes (2) mittels der Regelvorrichtung (1.7) basierend auf dem generierten Schwingungskennwert (1.7.8) des Sensorsignals (1.7.2); und
Senden des Steuersignalwertes (2) an die Absaugvorrichtung (1.4) durch die Regelvorrichtung (1.7) zur Regelung des Luftstroms (1.4.2) im Absaugkanal (1.4.3) zum Absaugen der Teilpartikel (1.1 .3).
PCT/EP2025/065400 2024-06-11 2025-06-03 Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom Pending WO2025256972A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP24181526.5A EP4663309A1 (de) 2024-06-11 2024-06-11 Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom
EP24181526.5 2024-06-11

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2025256972A1 true WO2025256972A1 (de) 2025-12-18

Family

ID=91481593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2025/065400 Pending WO2025256972A1 (de) 2024-06-11 2025-06-03 Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP4663309A1 (de)
WO (1) WO2025256972A1 (de)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082125B1 (de) 1981-12-10 1987-09-23 Kamas Industri Ab Anordnung in Maschinen zur Abtrennung von Materialien mit unterschiedlichen aerodynamischen Eigenschaften
US5351832A (en) 1993-03-29 1994-10-04 Stripping Technologies, Inc. Control system for cleaning systems
EP0461457B1 (de) 1990-06-12 1995-08-09 Kurt-Henry Dipl.-Ing. Mindermann Apparat zum Sortieren von festen Körpern
DE102004054275A1 (de) 2004-11-09 2006-05-11 Bühler AG Vorrichtung zum Trennen von körnigem Gut
JP2015042390A (ja) 2013-08-26 2015-03-05 井関農機株式会社 籾摺選別機
CN106216248A (zh) 2016-08-03 2016-12-14 安徽笑堂茶业有限公司 一种智能茶叶风选机
CN104793638B (zh) 2015-04-09 2017-05-17 云南烟叶复烤有限责任公司师宗复烤厂 打叶风分智能追踪控制方法
CN110052409A (zh) 2019-05-24 2019-07-26 天津美腾科技有限公司 原煤分选系统
US20230053268A1 (en) 2015-07-16 2023-02-16 Sortera Alloys, Inc. Classification and sorting with single-board computers

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0082125B1 (de) 1981-12-10 1987-09-23 Kamas Industri Ab Anordnung in Maschinen zur Abtrennung von Materialien mit unterschiedlichen aerodynamischen Eigenschaften
EP0461457B1 (de) 1990-06-12 1995-08-09 Kurt-Henry Dipl.-Ing. Mindermann Apparat zum Sortieren von festen Körpern
US5351832A (en) 1993-03-29 1994-10-04 Stripping Technologies, Inc. Control system for cleaning systems
DE102004054275A1 (de) 2004-11-09 2006-05-11 Bühler AG Vorrichtung zum Trennen von körnigem Gut
JP2015042390A (ja) 2013-08-26 2015-03-05 井関農機株式会社 籾摺選別機
CN104793638B (zh) 2015-04-09 2017-05-17 云南烟叶复烤有限责任公司师宗复烤厂 打叶风分智能追踪控制方法
US20230053268A1 (en) 2015-07-16 2023-02-16 Sortera Alloys, Inc. Classification and sorting with single-board computers
CN106216248A (zh) 2016-08-03 2016-12-14 安徽笑堂茶业有限公司 一种智能茶叶风选机
CN110052409A (zh) 2019-05-24 2019-07-26 天津美腾科技有限公司 原煤分选系统

Also Published As

Publication number Publication date
EP4663309A1 (de) 2025-12-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2001607B1 (de) Vorrichtung und verfahren zum flexiblen klassieren von polykristallinen silicium-bruchstücken
EP0155556B1 (de) Vorrichtung zum Absaugen von Luft aus Sicht- oder Klassiervorrichtungen
US5032256A (en) Method and apparatus for air separation of material
EP2322911A1 (de) Vorrichtung zum Bestimmen von Partikelgrössen
EP2521462A2 (de) Verfahren und vorrichtung zur fremdkörperabscheidung aus einem tabakstrom
EP3274112A1 (de) Formsandkühler
EP0331903B1 (de) Vorrichtung zum Aufbereiten von Proben aus einem Schüttgutstrom
EP0198945A2 (de) Klassier- und Sichtanlage zum Abtrennen von unerwünschsten Gutteilchen aus einem Schüttgutgemisch
DE102017113840A1 (de) Vorrichtung zum Sortieren von Nüssen oder anderen Teilchen
EP4663309A1 (de) Vorrichtung und verfahren zur extraktion von feinpartikeln aus einem materialstrom
EP1782893A2 (de) Klassierung von Holzspänen und Hackschnitzeln
DE3020249A1 (de) Vorrichtung zur klassierung von koernigem feststoffgut
DE3410184C2 (de)
EP1397964B1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Justierung der Ausselektion von Winnowings
EP1684602A2 (de) Verfahren und einrichtung zum sichten von tabak
DE19606672A1 (de) Sichter
DE4218318C2 (de) Reinigungseinrichtung für Luftdruckfühler an Windsichtern
DE3407871A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur erzeugung eines massenstrom- oder volumenstromkonstanten gas-feststoffteilchen-freistrahls bestimmter geschwindigkeit
DE207447C (de)
AT523415B1 (de) Vorrichtung zur ermittlung von wenigstens einer vorgebbaren physikialischen eigenschaft von gütern in einem materialstrom
DE1607642A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Abtrennen einer Grobfraktion aus einem pneumatisch gefoerderten Schuettgutstrom
EP1121018A1 (de) Verfahren und vorrichtungen zur automatisierten fleischtrennung
DE10154816B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum kontinuierlichen Überwachen von Siebgut
DE511602C (de) Vorrichtung zum Trennen der Teile von Gemengen, insbesondere von Saatgut
EP3015178B1 (de) Verfahren und Einrichtung zur feuchteabhängigen Steuerung von Altpapier-Sortieranlagen

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25731999

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE2 Request for preliminary examination filed before expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)