CH649481A5 - Oszillierender partikelseparator, insbesondere fuer getreide. - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen oszillierenden Partikelseparator insbesondere für Getreide, gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Im Falle einer Trennung von Getreidekörnern mittels eines oszillierenden Partikelseparators, der eine Separierplatte mit rauher Oberfläche aufweist, welche mit einem Eleva-tionswinkel gehalten ist und mit einem bestimmten Oszillationswinkel oszilliert, der grösser ist als der Elevationswinkel der Separierplatte, werden die zu trennenden Körnermischungen auf der Separierplatte von der einen Seite der Separierplatte zur anderen Seite der Separierplatte bewegt. Es liegt in der Natur der Sache, dass, wenn man den Elevationswinkel der Separierplatte vergrössert, die Körner sich vermehrt in einem gekurvten Weg an der Rückseite der Separierplatte ansammeln, und wenn man den mittleren Oszillationswinkel, die Frequenz oder die Amplitude vergrössert, die Körner sich auf einem ebenfalls gekurvten Weg an der Frontseite der Separierplatte ansammeln, wobei der Trennvorgang durch die Kornverteilung im Materialfluss bestimmt wird. Sobald jedoch eine Änderung dieser Verteilung eintritt, wird eine unmittelbare Korrektur zurück zu der erwünschten Fliessrate nötig. Bis anhin wurden solche Korrekturen von Hand vorgenommen, indem der Elevationswinkel der Trennplatte manuell nachgeführt bzw. verändert wurde.
Es war schwierig, durch Handadjustierungen eine befriedigende Verteilung im Materialfluss herzustellen.
Durch die japanische Offenlegungsschrift 26146/73 ist ein Partikelseparator bekannt mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Das fotosensitive Element nimmt bei diesem bekannten Partikelseparator das von einer Lampe abgegebene und von der Oberfläche des Partikelstroms reflektierte Licht auf. Indem die Lampe mit dem fotosensitiven Element mittels eines Stellmotores quer über die Separierplatte bewegt wird, kann die Verteilung zwischen Reiskörnern mit und ohne Hülle ermittelt werden und entsprechend zwei unterhalb der Separierplatte angeordnete Ablaufschächte in ihrer Position relativ zur Separierplatte verstellt werden. Eine automatische Verstellung der Arbeitsweise der Separierplatte ist nicht vorgesehen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Partikelseparator zu schaffen, bei welchem die verschiedenen Betriebsparameter, wie Elevationswinkel, Oszillationswinkel, Frequenz, Amplitude u.dg. automatisch eingestellt werden können; um die Fliessbedingungen im Partikelfluss so zu steuern, dass eine verbesserte Partikeltrennung stattfindet.
Die Aufgabe wird aufgrund der Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Automatisierung der Partikelseparierung durch Steuerung des Materialflusses auf der Separierplatte mittels fotoelektrischer Mittel zeigte markante Resultate in der Zunahme der Separierungsgenauigkeit und den Rationalisierungsmöglichkeiten sowie durch eine Energieeinsparung des Betriebes.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Fig. 1 ist eine Draufsicht eines Korn-Separators gemäss einer ersten Ausführungsform,
Fig. 2 ist ein Vertikalschnitt durch den Separatorrahmen nach Fig. 1;
Fig. 3 ist wie Fig. 1, jedoch gemäss einem zweiten Betriebszustand;
Fig. 4 ist ein Vertikalschnitt durch den Separator nach Fig. 3;
Fig. 5 ist ein Vertikalschnitt durch den gesamten Separator nach Fig. 1;
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des Separators nach Fig. 1;
Fig. 7 wie Fig. 5, jedoch gemäss einer zweiten Ausführungsform,
Fig. 8 wie Fig. 6, jedoch gemäss der zweiten Ausführungsform nach Fig. 7;
Fig. 9 wie Fig. 5, jedoch gemäss einer dritten Ausführungsform;
Fig. 10 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil einer vierten Ausführungsform;
Fig. 11 ist ein Vertikalschnitt ähnlich Fig. 10, jedoch durch einen Teil einer fünften Ausführungsform;
Fig. 12 ist ein Vertikalschnitt ähnlich Fig. 10, jedoch durch einen Teil einer sechsten Ausführungsform;
Fig. 13 ist ein Vertikalschnitt durch einen Teil einer siebenten Ausführungsform, und
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Fig. 14 ist ein elektrischer Schaltkreis für den vorliegenden Separator.
Die Verhältnisse zwischen der Strömungsart von Getreidekörnern, wie umhülltem Reis, teilweise umhülltem Reis und nichtumhülltem Reis, auf einer Kornseparierplatte mit fotoelektrischen Mitteln, sind in den beigelegten Figuren dargestellt. Die Fig. 1 und 3 zeigen die Strömungsart von nichtumhülltem Reis, teilweise umhülltem Reis und umhülltem Reis, auf einer Kornseparierplatte in Draufsicht, und die Fig. 2 und 4 zeigen dazu die vertikalen Schnitte.
In Fig. 1 und 2, wenn der Fluss von umhülltem Reis gegen die Front der Separierplatte bewegt wird und dabei einen gekurvten Weg beschreibt, ist der hintere Teil der Kornseparierplatte 2 einem Strahl von einer Lichtquelle 20' ausgesetzt. Dieser Lichtstrahl wird von der Kornseparierplatte empfangen und zu einem fotosensitiven Element 21' reflektiert. Das Ausgangssignal des fotosensitiven Elementes 21 wird verwendet, um nichtdargestellte Antriebsmittel derart zu steuern, dass die dem Licht ausgesetzte Zone der Separierplatte 2 sich mit Reiskörnern ohne Hülle bedeckt. Die Gesamtausfertigung der ersten Ausführungsform, welche die eben beschriebene Arbeitsweise durchführt, wird später beschrieben.
In Fig. 5 und 6 sieht man unter dem Zuführungstrichter
1 für die Getreidekörner einen Partikelseparator 4 mit einer Separierplatte 2, mit rauher Oberfläche und Seitenwänden 3 rund um die Separierplatte 2. Der Partikelseparator 4 wird über obere Gelenkpunkte 5, 6 durch zwei Schwinghebel 9, 10 angetrieben.
An unteren Gelenkpunkten 7, 8 sind die Schwinghebel 9, 10 gelenkig mit einem Drehhebel 24 verbunden, wobei eine Gelenkverbindung 7 des Drehhebels 24 in einem Rahmen 11 drehbar gelagert ist.
Ein Exzenter 14 auf einer Hauptwelle 13 wird durch Riemen von einem Hauptmotor 12 angetrieben, wobei der obere Gelenkpunkt 5 an einer Stange 15 angelenkt ist, so dass durch die Verbindung mit dem Partikelseparator 4 dieser vor- und rückwärts in einem Oszillationswinkel ß zur Horizontalen bewegt wird. Zwei Stellhebel 19 sind an ihrem unteren Ende drehbar mit einer Gewindestange 18 verbunden, die im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn durch einen Stellmotor 17 angetrieben wird, der von einer Einrichtung 16 gesteuert wird. Der obere Teil der Stellhebel 19 ist in der Nähe des Gelenkpunktes 8 des Drehhebels 24 mit diesem verbunden. Beide Stellhebel 19 können so durch die Gewindestange 18 voneinander weggeschoben oder einander zugeschoben werden. Der Drehhebel 24 dreht sich um den unteren Gelenkpunkt 7, wenn die Höhe des oberen Gelenkpunktes 6 zur Änderung des Elevationswinkels a der Separierplatte 2 verstellt wird.
In der Nähe der Seitenwand 3 im oberen rückwärtigen Bereich des Partikelseparators 4 befinden sich eine Lichtquelle 20' und ein fotosensitives Element 21', die geneigt angeordnet sind, damit die Separierplatte 2 angestrahlt und das reflektierte Licht wieder empfangen wird. In der Nähe der Seiten wand 3 im oberen Bereich der Vorderseite des Partikelseparators 4 befinden sich eine Lichtquelle 20 und ein fotosensitives Element 21, die in der gleichen Weise wie beschrieben angebracht sind. Die fotosensitiven Elemente 21, 21' und die Steuereinrichtung 16 für den Stellmotor 17 sind mit einem elektrischen Leiterpaar 22 verbunden.
Die gemischten Körner von umhülltem und nichtumhülltem Reis werden durch den Trichter 1 auf die Separierplatte
2 gegeben und durch die Oszillation unter einem Winkel ß in Richtung gegen den Vorderteil der Platte 2 geschüttelt. Dabei werden die nichtumhüllten Reiskörner, die ein relativ kleines spezifisches Schüttgewicht und einen grösseren Reibungskoeffizienten haben, sich über den umhüllten Reiskörnern ansammeln, die ein relativ grosses spezifisches Schüttgewicht und einen kleinen Reibungskoeffizienten haben und bogenförmig gegen den hinteren Teil der Separierplatte 2 fliessen. Dabei werden die umhüllten und die nichtumhüllten Reiskörner jeweils zur Rück- und zur Vorderseite der Separierplatte 2 hin voneinander getrennt und können an der Seite 23 (Fig. 6) des Separators 4 abgeführt werden.
Der Partikelfluss der umhüllten und der nichtumhüllten Reiskörner geschieht bogenförmig von hinten zum Ende der Seite 23 der Separierplatte 2 (Fig. 1 und 3), wie bereits erwähnt. Wenn die dem Messlicht ausgesetzte Zone erreicht ist, werden die mit den fotoelektrischen Mitteln verbundenen Antriebsmittel aktiviert und der Fluss derart eingestellt, dass eine stabile und sehr genaue Separierung gewährleistet ist.
Im weiteren kann durch die Bestimmung der reflektierten Lichtmenge die Farbdifferenz von verschiedenen Arten von Körnern bestimmt werden. Beim Einsatz spezifischer Mischungen kann die Verteilung der Körner im Partikelfluss gesteuert werden. Zur Bestimmung der Farbdifferenz von Körnern kann ein optisches Filter verwendet werden.
Die zweite Ausführungsform ist in Fig. 7 und 8 abgebildet. Die Schwinghebel 9,10 sind jeweils an einem Ende mit dem Drehhebel 24 verbunden, der seinerseits auf der Hauptwelle 13 montiert ist und über ein Zapfenlager im Gelenkpunkt 8 mit dem Stellhebel 19 verbunden ist.
Bei Rotation im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn, hervorgerufen durch einen Stellmotor 17, werden die Stellhebel 19 über eine Gewindestange 18 gegeneinander bewegt. Dabei bewegt sich der Gelenkpunkt 8 auf und ab und verstellt den Neigungswinkel des Drehhebels 24, bzw. den Oszillationswinkel der Separierplatte 2, um damit eine stabile und genaue Partikeltrennung zu bewirken.
In Fig. 9 ist die dritte Ausführungsform gezeigt, worin die automatische Steuereinrichtung 16 mit den fotosensitiven Elementen 21,21' verbunden ist. Eine Einrichtung 25 zur Herstellung einer variablen Geschwindigkeit wird durch einen Hauptmotor 12 und die Hauptwelle 13 angetrieben.
Die Oszillationsfrequenz der Separierplatte 2 wird für eine automatische Anpassung des Partikelflusses von umhülltem und nichtumhülltem Reis auf der Separierplatte 2 überwacht und gesteuert. Damit wird eine stabile und genaue Partikeltrennung erreicht.
Im weiteren ist im Strahl zwischen der Lichtquelle 20 und dem Element 21 eine Kondensatorlinse zur Variation der Lichtmenge zum fotosensitiven Element 21 angeordnet, indem die Distanz von der Lichtquelle 20 zum Objekt, beispielsweise die Höhe der Getreideschicht, verlängert oder verkürzt wird. Dies bedeutet, dass die Höhe der Getreideschicht die Antriebsmittel zur Beeinflussung der Fliesseigenschaften der Getreidekörner steuert.
Fig. 10 zeigt eine vierte Ausführungsform, in der jeweils an einer Vorder- und an einer Rückseite der Separierplatte 2 transparente Fenster 26 vorhanden sind. Eine abwärts auf die Körnerschicht gerichtete Lichtquelle 20 beleuchtet ein fotosensitives Element 21, das oberhalb der Separierplatte 2 in Richtung der Körnerschicht angeordnet ist. Das nach oben gerichtete Element 21 dient zur Bestimmung der Schichtdicke der Körner mit Hilfe des durch die Körnerschicht dringenden Lichtes, das von der Schicht und deren Dichte abhängig ist.
Fig. 11 zeigt eine fünfte Ausführungsform, in der ebenfalls an einer Vorder- und Rückseite der Separierplatte 2 transparente Fenster 26 vorhanden sind. Unter jedem Fenster ist eine Lichtquelle 20 und ein fotosensitives Element 21 derart angebracht, dass das von der Lichtquelle 20 an der Körnerschicht reflektierte Licht vom fotosensitiven Element 21 aufgefangen wird.
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Fig. 12 zeigt eine sechste Ausführungsform, an der ebenfalls an einer Vorder- und einer Endseite der Separierplatte 2 transparente Fenster 26 an der Seitenwand 3 angeordnet sind. Die Lichtquelle 20 und das fotosensitive Element 21 sind derart vor dem Fenster angebracht, dass, wenn die Schicht von nichtumhülltem Reis eine gewisse Dicke erreicht hat, die oberste Schicht kontrolliert wird, um einen übermässigen Fluss der Körner zu verhindern.
Fig. 13 zeigt eine siebente Ausführungsform, in der die Schichtdicke von nichtumhülltem Reis, welcher von der einen zur anderen Seite der Separierplatte fliesst, überwacht wird. Dafür wird das fotosensitive Element 21 an einem tieferen Punkt der Seitenwand 3 und die Lichtquelle 20, die den Messstrahl aussendet, in einer erhöhten Position über der Separierplatte 2 angebracht. Durch die verschiedenen Schichtdicken des nichtumhüllten Reises wird der Lichtstrahl beeinflusst, und in Übereinstimmung mit dieser Beeinflussung kann der nichtumhüllte Reis überwacht werden.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass der Separiervorgang durch Aussenden eines Lichtstrahles aus einer Lichtquelle gegen ein fotosensitives Element überwacht wird, das entweder durch den direkten Lichtstrahl oder durch reflektiertes Licht erregt wird.
Fig. 14 zeigt einen elektrischen Schaltkreis, wie er in dieser Ausführung für fotoelektrische Apparate angewendet wird. Die Lichtquellen 20, 20' und die fotosensitiven Elemente 21,21' sind über Schaltungsteile mit den Antriebsmitteln verbunden, die ein automatisches Steuergerät 16 und einen Stellmotor 17 enthalten. Die Lichtstrahlen aus den Lampen 27, 27' der Lichtquelle werden von Fotodioden 28,28' empfangen, die in den fotosensitiven Elementen 21,21' enthalten sind. Die erzeugte Spannung wird in der automatischen Steuereinrichtung 16 verstärkt. Die variablen Widerstände 30, 30' bestimmen den Arbeitspunkt entsprechend der Lichtmenge.
Um den Stellmotor 17 in eine Rotation im Uhrzeigeroder Gegenuhrzeigersinn zu bringen, ist eine Steuereinrichtung 16 vorgesehen, welche die fotosensitiven Elemente 21, 21', zwei Verstärker 29,29', zwei variable Widerstände 30, 30' und zwei Relais 31,31' sowie das Leiterpaar 22, 22' enthält.
Die beschriebene Steuereinrichtung 16 bewirkt somit eine Drehbewegung des Motors 17 im Uhrzeiger- oder Gegenuhrzeigersinn.
Die beschriebene Lichtquelle kann eine Glühlampe, eine Bogenlampe, eine Fluoreszenzlampe oder eine Leuchtdiode sein.
Das Fotoelement, also ein fotoelektrischer Wandler, kann eine Selenzelle, eine Silizium-Sonnenzelle, eine Fotodiode, ein Fototransistor oder ein fotoelektrisches Entladungselement wie eine Fotoröhre, ein Fotomultiplizierer, eine TV-Kameraröhre oder eine Bildröhre sein.
Das Fotoelement kann entweder an den Vorder- oder Rückseiten der Separierplatte oder an den beiden Seiten der Separierplatte angebracht werden.
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3 Blatt Zeichnungen
Claims (12)
1. Oszillierender Partikelseparator, insbesondere für Getreide, mit einer Lichtquelle (20,20') und einem fotosensitiven Element (21,21'), die in einer Detektierzone zur Bestimmung des Zustandes eines Partikelstroms auf einer geneigten, oszillierenden Separierplatte (2) mit sie umgebenden Seitenwänden (3) angeordnet und mit diesen vor- und rückwärts bewegbar sind, wobei die Separierplatte (2) mit einer rauhen Oberfläche versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass er einen durch das fotosensitive Element (21, 21') ansteuerbaren Schaltkreis (22,22') zur Steuerung eines Antriebs (17) für die Änderung der Strömungsbedingungen der Partikeln aufweist.
2. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierzone am oberen Teil der Separierplatte (2) angeordnet ist.
3. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierzone auf einen oberen und einen unteren Bereich der Separierplatte (2) aufgeteilt ist.
4. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierzone am unteren Teil der Separierplatte (2) angeordnet ist.
5. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierzone an einer Seitenwand (3) der Separierplatte (2) angeordnet ist.
6. Partikelseparator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektierzone am unteren Teil einer Seitenwand (3) der Separierplatte (2) angeordnet ist.
7. Partikelseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (17) ein Stellmotor zur Verstellung einer Gewindestange (18) ist, die über einen Stellhebel (19) die Schwenkung eines Drehhebels (24) zur Änderung der Neigung der Separierplatte bewirkt.
8. Partikelseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel (24) zusammen mit einem Schwinghebel (9) in einem Geîenkpunkt (7) an einem Gerüst
9. Partikelseparator nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehhebel (24) am Gerüst (11) zwischen zwei Schwinghebeln (9,10) abgestützt ist, die die Separierplatte (2) tragen, und dass eine Exzentervorrichtung (13, 14, 15) mit einem der Schwinghebel (9) verbunden ist (Fig. 7).
10. Partikelseparator nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (17) zur Änderung der Strömungsbedingungen eine durch einen Motor
(11) befestigt ist, und dass der Schwinghebel (9) die Separierplatte (2) trägt und von einer Exzentervorrichtung (13, 14,15) abgestützt ist (Fig. 5).
(12) angetriebene geschwindigkeitsändernde Einrichtung (25) zum Steuern der Bewegungsfrequenz der Separierplatte (2) aufweist.
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