DE2131646A1

DE2131646A1 - Pneumatisches Messgeraet

Info

Publication number: DE2131646A1
Application number: DE19712131646
Authority: DE
Inventors: Prof Holmes Robert Giffen; Prof Rohrbach Roger Phillip
Original assignee: Research Corp
Current assignee: Research Corp
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-25
Publication date: 1971-12-30
Also published as: GB1297468A; FR2096504A1; US3843018A; DE2131646B2; FR2096504B1; DE2131646C3

Description

PATENTANWÄLTE! DR. O. DlTTMANN K. L. SCHIFF DR. A. ν. FÜNBR DH³L. INQ. P. StRBHL

8 MÜNCHEN 00 MARIAHILFPCATZ 2&S

Research Corporation

Unsere Akte: DA-K761 · 25. Juni 1971

KLS/PS/RT

Pneumatisches Meßgerät (Priorität: 26. Juni 1970, USA, Nr. 50 186)

Die vorliegende Erfindung richtet sich "auf eine verbesserte Meßeinrichtung, die dazu dient einzelne diskrete Gegenstände aus einer Vielzahl oder Mischung von Gegenständen poätiv auszuwählen und zurückzuhalten und den betreffenden Gegenstand an eine von der Vielzahl von Gegenständen entfernten Ausgabezone zu befördern.

Zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung gehört es dabei, ein derartiges Gerät zu schaffen, das eine Einrichtung umfaßt, um die diskreten Gegenstände an der Ausgabezone zwangsläufig auszugeben. Zur Aufgabe der Erfindung gehört es ferner, ein derartiges Gerät zu schaffen, bei dem ein Luftstrahl mit hoher Geschwindigkeit und geringem Volumen die Einrichtung zum Zurückhalten der Gegenstände umfaßt, um dadurch eine Verstopfung von Vakuumöffnungen und dgl., wie sie bei Unterdruck-Vakuummeßsystemen oft auftreten, auf ein Minimum zu reduzieren. Das erfindungsgemäße Gerät soll vor allem zur Handhabung und Zumessung von Saatgut geeignet sein, wobei die Wahrscheinlichkeit, daß das Saatgut beschädigt wird',

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gegenüber Konstruktionen nach dem Stand der Technik wesentlich reduziert ist.

Diese und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung erhellen aus der nachstehenden detaillierten Beschreibung der Erfindung, die, generell gesprochen, eine Vorrichtung zum Zumessen diskreter Materialien in Partikelform mit einer Einrichtung, die eine generell zylindrische Ausnehmung zur Förderung der Materialien aufweist., ferner eine Einrichtung, die eine Gasströmung mit geringem Volumen und hoher Geschwindigkeit auf die Ausnehmung richtet, ferner eine Einrichtung, die die Ausnehmung durch einen Bereich der zu fördernden Materialien an eine Ausgabezone transportiert, sowie eine Einrichtung zur zwangsläufigen Ausgabe der in der Ausnehmung zurückgehaltenen Partikel an der Ausgabezone umfaßt. Die Abgabe der zurückgehaltenen Partikel kann dabei durch Unterbrechung des Luftstrahls oder dadurch erfolgen, daß ein zweiter Luftstrahl senkrecht zu dem schnellen Luftstrahl in die Ausnehmung gerichtet wird.

Die Erfindung wird im folgenden an einem bevorzugten Ausführungsbeispiel anhand der Zeichnungen näher beschrieben? darin zeigen

Fig. 1 eine fragmentarische, perspektivische, zerlegte Darstellung eines erfindungsgemäß gebauten Apparates;

Fig. 2 eine zum Teil geschnittene Ansicht eines Teils des Apparates nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab ; und

Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt durch eine der erfindungsgemäßen Einrichtungen, die eine die Partikel zurückhaltende Ausnehmung bilden.

Zur Veranschaulichung der Erfindung ist in den Zeichnungen ein Saatgut-Meßapparat gezeigt, der sich beispielsweise zum Anbringen an einer automatischen landwirtschaftlichen Sänaschine eignet. Die dargestellte Ausführungsform der

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Erfindung zeigt also einen Apparat, der als Saatgut-Meßgerät verwendet wird. Der erfindungsgemäße Meß- und Fördermechanismus läßt sich jedoch zum Zumessen verschiedener Güter verwenden, etwa für Lager, Medikamente in Pillenform oder einzelne Gegenstände mit unterschiedlichen Formen und Volumen.

In den Zeichnungen bedeutet 10 generell das verbesserte Meßgerät, das eine Hohlwelle 12 umfaßt; die Hohlwelle 12 läuft in Lagerungen 14, die an einem geeigneten, generell mit 16 bezeichneten Rahmen befestigt sind. Mit der Welle 12 ist eine Antriebseinrichtung gekuppelt, die die Welle in Drehung versetzt und als eine Riemenscheibe 18 dargestellt ist, um die ein Treibriemen 20 läuft; der Riemen 20 stellt die Verbindung zu einem Antriebsorgan her, das bei der dargestellten Ausführungsform der Erfindung ein am Boden angreifendes Rad einer Pflanz- oder Sämaschine sein kann, so daß das Meßgerät mit der Vorwärtsbewegung dieser Maschine synchron gedreht wird.

Sin verlängertes Ende 22 der Hohlwelle 12 weist eine generell mit 24 bezeichnete Kupplung auf, an der eine Leitung 26 über eine drehfeste Hülse 28 angeschlossen ist. Das verlängerte Ende der Leitung 26 ist mit einer Pumpe 30 verbunden, um durch die Leitung 26 in die Hohlwelle 12 einen Druckluftstrom mit relativ geringem Volumen zu richten. Am anderen Ende der Welle 12 ist eine Verteilernabe 32 mit mehreren Auslaßnippeln 34 befestigt, die mit dem Innenraum der Welle 12 in Verbindung stehen, so daß der Luftstrom von der Leitung 26 durch die Hohlwelle 12 in die Nippel 34 gelangt.

Die Verteilernabe 32 ist mit einer generell mit 36 bezeichneten zylindrischen Trommel starr verbunden; die Trommel 36 weist einen Stirnwand 38 auf, die zusammen mit der Trommel 36 sowie einer Wand 40 eine Materialmeß-und Speicherzone 42 definiert. Die äußere Mantelfläche 44 der Trommel

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ist mit mehreren Öffnungen versehen, in die jeweils eine generell mit 46 bezeichnete Muffe eingesetzt ist, wie dies aus Fig. 2 und 3 deutlicher zu ersehen ist.

Das radial äußere Ende der einzelnen Muffen 46 ist zur Aufnahme eines Einsatzes 48 geformt, wobei jeder der Einsätze 48 über eine Luftleitung 50 mit einem entsprechenden Nippel. 34 auf der Verteilernabe 32 verbunden ist; dadurch wird die Luft in die einzelnen Muffen 46 gerichtet, während die Trommel 36 durch die Welle 12 gedreht wird.

Gemäß Fig. 2 und 3 umfassen die Muffen 46 jeweils eine Durchführung 52, die eine Fortsetzung der Bohrung in der Leitung bzw. dem Rohr 50' bildet; die Durchführung 52 ist unten zu einer kleinen Durchführung 56 verengt. Das verlängerte Ende der Durchführung 56 endet in einer erweiterten Ausnehmung 58. Die Ausnehmung 58 ist so dimensioniert, daß sie eines der zu messenden Saatgutkörner 60 frei aufnimmt. Vorzugsweise sind die Querschnittsform und die Tiefe der Ausnehmung 58 so gestaltet, daß sie zwar eines der zu messenden Saatkörner frei aufnimmt, während mehrere Saatkörner, zu großer Abfall oder dgl. nicht in die Ausnehmung gelangen können* Es ist jedoch zu verstehen, daß dann_? wenn mehrere Saatkörner in die Ausnehmung gelangen, nur eines davon infolge der besonderen Luftstrahl-Haltekraft darin gehalten wird.

In der dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird die Ausgabeeinrichtung für das in der Ausnehmung 58 gehaltene Saatkorn durch einen weiteren Druckluftstrahl vermittelt, der über eine nahe der oberen Wand 64 der Ausnehmung 58 endende Durchführung 62 in die Ausnehmung gelangt. Ein in die Durchführung 62 gelangender Luftstoß unterbricht dabei die Wirkung der von der kleinen Durchführung bzw. dem Düsenausla8 56 austretenden Luftströmung hoher Geschwindigkeit und niedrigem Volumens,, imä das Saatkorn 60 wird;, wie sich aus dem folgenden in e±AzolJi9L· s^gibt, durch die Luftströmung und durch die Schleife! :fr ζχιε der iaisnshmung

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gedrängt.

Die Wand 40, die eines der Abschlußelemente der Meßzone 42 bildet, umfaßt eine innere generell U-förraige Wanne oder Wand 70, die an der Innenfläche 72 der Wand 40 derart angebracht ist, daß sie bezüglich der drehbaren Trommel 36 innerhalb der Zone 42 und in deren radial oberem Bereich liegt.

Mit dem unteren Ende der Wanne 70 steht ein Saat-Ausgäberohr 74 in Verbindung, durch das ein Saatkorn, das aus der jeweils oberhalb der Wanne 70 befindlichen Ausnehmung 58 entfernt ist, infolge der Schwerkraft sowie der auf das untere Ende 75 einwirkenden Kraft des LuftStrahls von dort durch das Ausgaberohr 74 nach unten fällt.

Wie in Fig. 1 genauer dargestellt, ist die Wand 40 außerdem mit einer Leitung 76 versehen, die an eine Bohrung in der Wand nahe dem oberen Ende der U-förmigen Wanne 70 anschließt. Die Leitung 76 und die zugehörige Bohrung in der Wand 40 sind derart angeordnet, daß dann, wenn beispielsweise bei Drehung der Trommel 36 die einzelnen seitlichen Bohrungen 62 in der Trommel sich in ihrer vertikalen Lage befinden, sie mit der Leitung 76 genau fluchten. Das andere Ende der Leitung 76 ist über ein T-Stück 80 an die Pumpe 30 angeschlossen.

Die Wand 40 trägt ferner einen generell mit 82 bezeichneten Schacht, dessen oberes offenes Ende 84 an einen Nachfülltrichter für das zu messende Saatgut anschließbar ist; das untere Ende des Schachts 82 steht mib einer Bohrung 86 in der Wand 40 in Verbindung, wobei das von dem Nachfülltrichter zugeführte Saatgut durch den Schacht 82 und die Bohrung 86 in die Zone 42 gelangt.

Beim Betrieb der Einrichtung wird das Saatgut 60 über den

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Schacht 82 in den unteren Teil der Meßzone 42 eingebracht, wie dies in Fig. 1 der Zeichnungen dargestellt ist. Die Pumpe 30 wird betätigt und die Welle 12 wird gedreht, um die Trommel 36 relativ zu der festen Wand 40 und dem Rahmen 16 in Drehung zu versetzen. Die zu messenden Saatkörner 60 gelangen in die Ausnehmungen 58, wenn die betreffende Ausnehmung sich im unteren Abschnitt ihrer Rotationsbahn befindet. Während sich die Ausnehmungen mit den darin befindlichen Saatkörnern in Richtung des Pfeiles 87 nach oben bewegen, hält der von den einzelnen kleinen Durchführungen oder Düsen 56 austretende dünne und schnelle Luftstrahl das jeweilige Saatkorn in der Ausnehmung generell in der in Fig. 3 gezeigten Lage.

Nähern sich die einzelnen Ausnehmungen mit den darin befindlichen Saatkörnern der obersten Stellung nahe der Wanne 70 und der Luftleitung 76, so bewirkt die aus der Leitung 76 durch die Durchführung 62 tretende Luft, daß das in der Ausnehmung befindliche Saatkorn 60 versetzt wird, in das untere Ende der Wanne 70 fällt und durch das Rohr 74 austritt. Durch kontinuierliche Rotation der Einrichtung werden die Saatkörner schrittweise gesammelt, transportiert, vereinzelt und an der Ausgabeöffnung gemessen oder dossiert.

Wie beschrieben, kann das in den einzelnen Ausnehmungen gehaltene Saatkorn 60 auch durch andere Mittel als durch den sekundären Luftstoß aus der Leitung 76 versetzt oder entfernt werden. Beispielsweise kann die Verteilernabe 32 mit einem Drehventil versehen sein, durch das immer dann, wenn eine Leitung 50 in ihrer obersten Stellung oberhalb der U-förmigen Wanne 70 ankommt, die Luft aus der Hohlwelle 12 unterbrochen wird, so daß die Leitung 50 abgeschaltet und das betreffende Saatkorn automatisch freigegeben wird. Daneben können mechanische Abstreifeinrichtungen verwendet werden, um das Samenkorn aus seiner Ausnehmung 58 zu entfernen, wenn sich diese oberhalb der aufnehmenden Wanne 70 befindet.

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Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich also, daß die 3irfinüung mit einem Luftstrahl hoher Geschwindigkeit und geringen Volumens arbeitet, um ein einzelnes Saatkorn oder einen sonstigen einzelnen Gegenstand in einer generell zylindrischen Ausnehmung zu halten, wobei der Luftstrahl aus der Mitte einer Stirnwand der Ausnehmung austritt und parallel zur Mittellinie der Ausnehmung gegen deren offenes Knde gerichtet ist. Das Wesen dieser Kraft, die die Tendenz hat, ein Saatkorn oder einen sonstigen im wesentlichen runden Gegenstand in der zylindrischen Ausnehmung zu fangen und darin zu halten, ist zwar nicht vollständig geklärt; man nimmt jedoch an, daß diese Haltekraft mit dem Bernoulli-Effekt zusammenhängt. Wie ferner beschrieben, ist das Prinzip des hier offenbarten pneumatischen Saatgut-Meßgerätes erheblich breiter anwendbar als nur in Verbindung mit einer Sä— oder Pflanzmaschine; unter anderem gehören zu derartigen Anwendungsfällen das Reinigen von Saatgut, das Zählen und Sortieren von Pillen, das Dimensionieren und Sortieren verschiedener Gegenstände, das Untersuchen einzelner diskreter Partikel usw.

Die Größe der Ausnehmung 58 und die Geschwindigkeit und das Volumen des auf die kleine Durchführung bzw. Düse 56 gerichteten LuftStroms hängen von dem jeweiligen bestimmten Verwendungszweck ab, für den die Vorrichtung gebaut ist. In der dargestellten Ausfühiungsform der Erfindung haben die einzelnen Ausnehmungen 58 jeweils einen Durchmesser und eine Tiefe von etwa 8 mm und eignen sich zum Zumessen von Sojabohnen, während der Durchmesser der einzelnen Düsenöffnungen 56 0,38 mm bei einem Druck von etwa 1,05 bis 2,11 kg/cm sich als befriedigend erwiesen hat. Unter diesen Umständen tritt die Luft bei einem Druck von 1,76 kg/cm aus jeder einzelnen kleinen Durchführung bzw. Düse 56 mit einem Durchsatz von etwa 2,62 l/Min, bei normaler Umgebungs-Temperatur und normalem Umgebungsdruck aus.

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Claims

- 8 - DA-K761 Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Messen diskreter t'eilchenförmiger Materialien, 'gekennzeichnet durch ein Wandelement (36) das eine Ausnehmung (53) zum Fördern der Materialien bildet, eine Einrichtung (56), die einen Gasstrahl mit geringem Volumen und hoher Geschwindigkeit in die Ausnehmung richtet, eine Einrichtung (18), die das Wandelement durch einen Bereich des zu fördernden Materials, in dem eine der Partikel von dem Gasstrahl in der Ausnehmunggehalten wird, zu einem Ausgabebereich transportiert, sowie eine Einrichtung (62), die die in der Ausnehmung gehaltene Partikel in dem Ausgabebereich aus der Ausnehmung entfernt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Wandelement (36) zylindrisch ist und mehrere radial angeordnete und generell zylindrische Ausnehmungen (58) aufweist, in die jeweils ein Gasstrahl gerichtet ist, daß die Transporteinrichtung (18) das Wandelement (36) in Drehung versetzt, um die einzelnen Ausnehmungen durch den Materialbereich zu führen, und daß die Einrichtung zum Entfernen der Partikel aus den einzelnen Ausnehmungen einen Ausgabetrichter· (70), über den das zylindrische Wandelement passiert, sowie einen zweite Einrichtung (62, 76) umfaßt, die dem Ausgabetrichter zugeordnet ist und einen zweiten Gasstrahl nacheinander in die einzelnen jh-i,<\eh'nuBgan leitet, um die

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darin gehaltene Partikel freizugeben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η -

ζ e i chnet, daß der erst genannte Gasstrahl zum Halten der Partikel in der betreffenden Ausnehmung (58) radial nach innen gerichtet ist.

4. Vorrichtung zum Messen von diskretem partikelförmigem Material, gekennzeichnet durch eine zylindrische Trommel (36), eine mit der Trommel verbundene axiale Welle (12), mehrere an der Innenfläche der Trommelmantelwand in Abstand voneinander und radial angeordnete Ausnehmungen (58), eine Einrichtung (56), die in die einzelnen Ausnehmungen einen Gasstrahl mit geringem Volumen und hoher Geschwindigkeit leitet, eine Einrichtung (82), die die zu messenden Gegenstände in die Trommel einleitet, eine Einrichtung (18), die die Trommel in Drehung versetzt, sowie eine Einrichtung (70, 76), die die Gegenstände aus den einzelnen Ausnehmungen entfernt, wenn sich diese an einem Ausgabebereich vorbeidrehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgabebereich in der Nähe des oberen Endes der Drehbewegung der Trommel (36) liegt.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein-

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richtung zum Entfernen der Gegenstände aus der jeweiligen Ausnehmung (58) eine Einrichtung (62) umfaßt, die einen weiteren Gasstrahl generell senkrecht zu dem erst-genannten Gasstrahl in die jeweilige Ausnehmung leitet.

7. Vorrichtung zum Sortieren von diskreten partikelförmigen Materialien, gekennzeichnet durch ein Wandelement (36), das eine Ausnehmung (53) zum Fördern der Materialien bildet, eine Einrichtung (56), die einen Gasstrahl mit geringem Volumen und hoher Geschwindigkeit in die Ausnehmung leitet, eine Einrichtung (18), die das Wandelement durch einen Bereich des zu sortierenden Materials, in dem eine der Partikel durch den Gasstrom in der Ausnehmung gehalten wird, zu einem Ausgabebereich transportiert, sowie eine Einrichtung (62), die die in der Ausnehmung gehaltene Partikel in dem Ausgabebereich aus der Ausnehmung entfernt.

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