DE2212515C3 - Vorrichtung zum Sortieren von körnigen Gegenständen - Google Patents
Vorrichtung zum Sortieren von körnigen GegenständenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Sortieren von körnigen Gegenständen auf der Basis eines
quasi freien Falls mit wenigstens einer langgestreckten sich verjüngenden Führungsrinne, deren zentrale
Längsmantellinie zur Trennung der durch die abwärts gleitenden Gegenstände durch Schwerkraft sowie zur
Ausrichtung der gleitenden Gegenstände in Reihe auf einem der zentraler. Längsmantellinie entsprechenden
Weg steil geneigt ist und deren Querschnitt sich von ihrem oberen zu ihrem unteren Ende derart verjüngt,
daß er in Richtung der zentralen Längsmantellinie am oberen Ende größer als der mittlere Radius der
gleitenden Gegenstände und am unteren Ende in der Größenordnung des mittleren Radius der gleitenden
Gegenstände liegt, mit einer Einrichtung zum Einschütten der Gegenstände in das obere Ende der Führungsrinne und mit einer Einrichtung zum Prüfen und
Sortieren der durch die Führungsrinne in Reihe ausgerichteten Gegenstände.
Eine Vorrichtung der vorstehend. Pgegebenen Art ist
aus der US-PS 31 Ol 831 bekannt. In dieser US-PS 31 01 831 wird speziell eine Vorrichtung zum Orientie
ren von Birnen mit einer Führungsrinne beschrieben, deren oberes F.nde im Querschnitt in Richtung der
zentralen Längsmantellinie gesehen ein abgerundetes Bodenteil aufweist, dessen Krümmungsradius größer als
der größte Durchmesser der gleitenden Birnen ist. Weiterhin verjüngt sich diese Führungsrinne zu ihrem
unteren Ende derart, daß sich im Querschnitt am unteren Ende ein abgerundetes Bodenteil ergibt, dessen
Krümmungsradius etwa gleich dem größten Durchmesser der gleitenden Birnen ist. Ein solcher insgesamt
runder Querschnitt der Führungsrinne eignet sich zwar zur Vereinzelung von Gegenständen im oberen Teil, ist
aber für kleine körnige Gegenstände deshalb von Nachteil, weil im unteren auch noch runden Teil bei
solchen Gegenständen noch Verdrehungen gegen die Mantellinie möglich sind, welche für den Prüfvorgang
von Nachteil sein können. Für Gegenstände mit der Form von Birnen ist dies nicht von Bedeutung, da sie im
Bereich ihres größten Durchmessers rund sind, so daß Verdrehungen ihres dünnen Halses gegen die zentrale
Längsmantellinie praktisch nicht ins Gewicht fallen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine sich für kleine körnige Gegenstände
eignende Vorrichtung der in Rede stehenden Art anzugeben.
Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der
eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Abstand voneinander befindliche
Seitenwände der Führungsrinne mit einem abgerundeten Bodenteil am oberen Ende einen U-förmigen
Querschnitt bilden und nach unten unter einem solchen Winkel konvergieren, daß sich am unteren Ende ein
V-förmiger Querschnitt ergibt.
Der Obergang zwischen unterschiedlichen Querschnittsformen bei der votstehend definierten erfindungsgemäßer.
Vorrichtung ist gegenüber einem insge- to samt gleichen Querschnitt nach der US-PS 31 01 831
beim Sortieren von kleinen körnigen Gegenständen von Vorteir, da einerseits durch den runden Querschnitt im
oberen Teil der Führungsrinne eine sukzessive störungsfreie Vereinzelung vieler Gegenstände und an- η
dererseits durch den V-förmigen Querschnitt im unteren Teil der Führungsrinne eine saubere Ausrichtung
der vereinzelten Gegenstände zwecks deren Prüfung und Sortierung möglich ist
Zwar sind Führungsrinnen, die insgesamt V-Form >n
besitzen, aus der FR-PS 10 36 461 und der GB-PS 7 67 97b bekannt.
Ein insgesamt V-förmiger Querschnitt b;;ngt aber Nachteile bei der Vereinzelung der Gegenstände mit
sich, insbesondere wenn man dabei eine Querschnitts- ji Verjüngung etwa nach der US-PS 31 01 83! vorsehen
würde, weil sich in der Vereinzelungsphase im oberen Teil die Gefahr eines Staus der Gegenstände in der
Führungsrinne ergeben würde.
Ausgestaltungen des Erfindungsgedanken? sind in !■■
Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht einer Vorrichtung nach der
Erfindung in teilweise gebrochener Darstellung. r-
Fig. 2 eine weitere Ansicht der Vorrichtung nach F i g. 1 in teilweise gebrochener Darstellung.
Fig. 3 eine Teilansicht der Vorrichtung nach F i g. I
und 2 in Richtung der Linien 3-3 in F i g. 2 in vergrößertem Maßstabund jh
F i g. 4 eil.en Schnitt gemäß der Linie 4-4 in F i g. 2 in
vergrößertem Maßstab.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen mehrere langgestreckte, sich
verjüngende Führungsrinnen Ii. Jede dieser Führungsrinnen besitzt eine mittige Mantellinie 12, die derart 4Ί
geneigt ist, ζ. B. um 35° zur Vertikalen, daß in ihnen herabgleitende Gegenstände 13. z. B. Reiskörner, unter
der Wirkung der Schwerkraft getrennt werden. Beim Sortieren körniger Gegenstände ist es von größter
Bedeutung, daß man die Gegenstände trennen und in '.<> Reihe anordnen, d. h. vereinzeln kann, so daß zu einem
bestimmten Zeitpunkt jeweils nur ein Gegenstand beobachtet und, falls dieser beschädigt ist, ausgeschieden
weiden kann. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung trägt die Länge der Führungen 11 und ihre Vi
erhebliche vertikale Ausdehnung, die in der Praxis z. B. etwa 1 m betragen kann, in folgender Weise zu der
durch die Schwerkraft unterstützten Trennung der Gegenstände bei. Es ist bekannt, daß fallende Körper
mit konstantem und nicht unerheblichem Betrag bO beschleunigt werden. Falls daher zwei Körper aus
gleicher Höhe mit geringfügiger zeitlicher Verschiebung fallen, nimmt der vertikale Abstand zwischen
diesen Körpern als Funktion der Erdbeschleunigung g und des Quadrates der Falldauer I2 zu. Vorausgesetzt,
zwei Reiskörner sind jeweils 6,35 mm lang, und das eine Reiskorn beginnt zum Zeitpunkt k und das andere
beginnt eine Milliseku/ide soäter, d. h. zur Zeit
U = fo + 0,001 Sekunden zu fallen, dann beträgt de.·
Abstand zwischen den vorderen Enden des ersten und zweiten Reiskornes 6,35 mm, wenn das zweite Reiskorn
1 m gefallen ist. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß
bei einer Fallhöhe von 1 m bereits bei einem zeitlichen Abstand des Fallbeginns der Körner von jeweils nur 1
Millisekunde eine gute Trennung erzielbar ist. Dieser minimale Zeitabstand besagt, daß bei Fallbeginn eines
Kornes das zuletzt gefallene Korn bereits eine Fallhöhe von etwa 0,01 mm zurückgelegt hat Bei einer Fallhöhe
von 1 m ist der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden Körnern von 0,01 mm auf 635 mm angewachsen.
Hieraus ist ersichtlich, daß die Trennung der Körner durch die Zuhilfenahme der Schwerkraft gefördert wird.
In der erfindungsgemäßen Vorrichtung erleiden die Körner keinen völlig freien Fall, sondern gleiten auf den
geneigten Führungsrinnen 11, weshalb eine geringe durch Reibung verursachte Abnahme der Geschwindigkeit
der Körner der durch die Schwerkraft erzielbaren Trennung entgegenwirkt. Die trockene Reibung steigt
jedoch nicht wesentlich mit der C .schwindigkeit jn.
weshalb ihr Wert als konstant und klc;n in Rechnunggesetzt
werden kann. Vorstehend ist gezeigt worden, daß beim freien Fall der Reiskörner der zeitliche
Abstand des Fallbeginns zwischen den einzelnen Körnern größer als 1 Millisekunde gewählt werden
muß. Falls durch den Reibungseffekt lediglich eine weitere Millisekunde zu dieser Minimalforderung
hinzuzurechnen ist, tritt kein bedeutender Nachteil auf. da die überwiegende Menge der in Jen oberen Teil
jeder Führungsrinne 11 beförderten Körner einen zeitlichen Abstand zueinander aufweisen, der größer ist
als 2 Millisekunden. Abgesehen von diesen Betrachtungen ist der durch die geneigten Führungsrinnen 11
verursachte Reibungseffekt durch den durch die in V-Form auslaufenden Führungsrinnen ausgeübten Tunneleffekt
mehr als aufgehoben. Aus F i g. 3 ist ersichtlich, daß eine Führungsrinne 11 einen durch zwei Seitenwände
14 und einen gekrümmten Bodentei! 16, dessen Krümmungsradius wesentlich größer ist als der
Querradius eines Reiskornes 13, bestimmten U-förmige·
oberen Stirnquerschnitt aufweist. Etwa ein Drittel unterhalb ihrer Spitze ist die Führung zu einem
Bodenteil verengt, dessen Querschnitt dem (Jes Reiskornes
genau entspricht. Die Seitenwände konvergieren hierbei zu einem engräumigen V-förmigen Querschnitt.
Auch die Reiskörner, die in einem zeitlichen Abstand von weniger als 2 Millisekunden in das obere Ende der
Führungsrinne 11 fallen, treffen sie auf unterschiedliche Teile des Bodens der Führung. Die Körner erleiden
Stoßkräfte und prallen, bedingt durch die verjüngte Ausbildung der Seitenwände 14, aufeinander, weshalb
sie bereits vor ihrem Auftreffen auf den Boden zusä'ilch zwangsläufig in einer Reihe ausgerichtet
werden. Tatsachlich ist es selbst bei genau gleichem
Fallbeginn nahezu unmöglich, daß zwei Kerner ohne Ausrichtung in einer Reihe und ohne Abstand auf der.
Bodenteil der Führung 11 auftreffen.
Falls die maximale Trennwirkung lediglich auf den anfänglich gegebenen zeitlichen Abstand zwischen den
Körnern zurückgeführt werden kann, sollten die Körner
mit einer vertikalen Geschwindigkeitskomponente Null zu fallen beginnen. Zur Erzielung einer kleinstmöglichen
horizontalen Geschwindigkeitskomponente sollten in den oberen Bereichen der Führungsrinnen 11 Stöße der
Körner weitestgehertd vermieden werden. Im Idealfall fallen die Körner aus einem Bereich des Sortiergerätes,
z. B. aus schwineenden. irichterförmieen Rinnen 17.
indem die Körner unmittelbar vor ihrem Fallbegirm in
Richtung ihrer sämtlichen Geschwindigkeitskomponenten
den Wert Null besitzen, in den oberen Teil der Führungsrinne W. Diese Bedingung ist angenähert
erfüllt, wenn die Rinnen 17 zu den zugeordneten Führungsrinnen 11 entgegengesetzt gerichtet und ihre
nach unten gekehrte Krümmungsbahn möglichst weich ist. Die minimale Neigung der Rinnen 17 ist die
Mindestneigung, bei weicher die Körner mit einer noch wirtschaftlich vertretbaren Bearbeitungsgeschwindigkeit
gleitend abwärts wandern, wenn die Reibung durch Schwingbewegung der Rinnen 17, die i. B. durch einen
Motor 18 riiit exzentrischer Abtriebswelle erzeugt sind,
verringert ist. Die Rinnen 17 sind, wie bereits erwähnt, gleichfalls etwas trichterförmig ausgebildet, die Größe
ihrer Öffnungen ist jedoch so gewählt, daß die Körner wahllos bzw. schauerartig in die Führungsfihrien 11
fallen. Es hat sich des weiteren gezeigt, daß durch diese Anordnung aufprallende Körner aufeinandertreffen und
dadurch den Aufprall in seiner Wirkung dämpfen oder herabsetzen.
Zur größtmöglichen Ausnutzung der raumsparenden Ausbildung der Führungsrinnen 11 und der Rinnen 17 ist
jeweils eine große Anzahl von Führungsrinnen und Rinnen 17 parallel angeordnet. Die Rinnen 17 sind über
einstellbare Gatter 21 mit einem gemeinsamen Zufuhrbehälter 19 verbunden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel
sind vier Motoren 18, von denen in F i g. 1 lediglich zwei dargestellt sind, am Zufuhrbehältef (9 befestigt. Da
das Maß der induzierten Schwingung sich von Rinne zu Rinne in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften
und der Masse der einzelnen Rinne und in Abhängigkeit vom Abstand der Rinne vom Motor
ändert, werden die Galter 21 in Betrieb einzeln eingestellt, bis in sämtlichen Rinnen eine gleiche und
optimale Durchflußgeschwindigkeit der Körner besteht
(etwa 22,5 kg pro Stunde pro Rinne).
Zur Aufnahme der Körner ist über dem Zufuhrbehälter 19 ein trichterförmiger Behälter 22 befestigt. Ein
flexibles Verbindungsteil 23 verbindet den Behälter 22 mit dem Zufuhrbehälter 19, so daß zwischen einer
oberen Öffnung 24 des Behälters 22 und den Gattern 2i
der Rinnen 17 eine geschlossene Leitung für die Körner besteht. Ausgenommen das Verbindungsteil 23, der
Zuführbehältef 19, die Rinnen 17 und die Motoren 18
erleiden weder die Führungsrinnen 11 noch andere Teile
Wie in F i g. 2 schematisch dargestellt ist, ermöglicht die verjüngte bzw. spitz zulaufende Ausbildung der
Führungen 17 eine doppelte Raumeinsparung, da zwei volle Reihen von Führungsrinnen 11 in ihren verjüngten
Bereichen gekreuzt und die breileren Rinnen 17
2ä zwischen zwei gegenüberliegenden Seiten des Sortiergeräles
verteilt und jeweils Schlag an Schlag angeordnet werden können.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Vorrichtung zum Sortieren von körnigen Gegenständen auf der Basis eines quasi freien Falls
mit wenigstens einer langgestreckten sich verjüngenden Führungsrinne, deren zentrale Längsmantellinie
zur Trennung der durch die abwärts gleitenden Gegenstände durch Schwerkraft sowie zur Ausrichtung
der gleitenden Gegenstände in Reihe auf einem der zentralen Längsmitiellinie entsprechenden Weg
steil geneigt ist und deren Querschnitt sich von ihrem oberen zu ihrem unteren Ende derart
verjüngt, daß er in Richtung der zentralen Längsmantellinie am oberen Ende größer als der
mittlere Radius der gleitenden Gegenstände und am unteren Ende in der Größenordnung des mittleren
Radius der gleitenden Gegenstände liegt, mit einer Einrichtung zum Einschütten der Gegenstände in
das obere Ende der Führungsrinne und mit einer Einrichtung zum Prüfen und Sortieren der durch die
Führungsring in Reihe ausgerichteten Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß im
Abstand voneinander befindliche Seitenwände (14) der Führungsrinne (11) mit einem abgerundeten
Bodenteil (16) am oberen Ende einen U-förmigen Querschnitt bilden und nach unten unter einem
solchen Winkel konvergieren, daß sich am unteren Ende ein V-förmiger Querschnitt ergibt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Einschütten der
Gegenstände (13) in das obere Ende der Führungsrinne (11) als wenigstens eine schwingende, sich
verjüngende Rinne (17) ausgebildet ist, die in derselben Vertikalebene wie oie Führungsrinne (U)
angeordnet und im Vergleich zu dieser in entgegengi-M-tzter
Richtung geneigt ist, λ daß die Gegensta· Ie (13) mit der kleinstmöglichen vertikalen
Geschwindigkeitskomponente und mit einer horizontalen Geschwindigkeitskomponente, die der
durch die Gleitbewegung in der Führungsrinne hervorgerufenen horizontalen Geschwindigkeitskomponente entgegengerichtet ist, in die Führungsrinne(U)eingebracht
werden.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch mehrere Führungsrinnen (11), eine
dazu parallele Anordnung der Einrichtung zum Prüfen und Sortieren und durch eine entsprechende
Anzahl ebenfalls parallel angeordneter Rinnen (17), die von einem gemeinsamen, in Schwingungen
verset/baren Zufuhrbehälter(19) ausgehen.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, gekennzeichnet durch einen Schwingungserzeuger
in Form eines Motors (18) und einer exzentrischen Masse, der den Zufuhrbehälter (18) und die Rinnen
(17) in Schwingungen versetzt, und durch jeweils ein einstellbares Gatter (21) an dem dem Zufuhrbehälter
(19) zugekehrten F.nde der Rinnen (17), durch das unabhängig von Unterschieden des Schwingungsef
fektes aufgrund von Abweichungen in der Ausbildung der Rinnen (17) und von deren Abständen von
Schwingungserzeuger gleiche Fließgeschwindigkeiten der Gegenstände (13) gewährleistet sind,
5; Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
gekennzeichnet durch" einen über dem Zufühfbehäl'
ter (19) angeordneten stationären trichterförmigen Behälter (22) zur Aufnahme der körnigen Gegen'
stände (13), durch ein flexibles Verbindungsteil (23) zwischen dem trichterförmigen Behälter (22) und
dem Zufuhrbehälter (19) und durch eine durch den trichterförmigen Behälter (22), das flexible Verbindungsteil
(23) und den Zufuhrbehälter (19) gebildete geschlossene Leitung für die Gegenstände (13),
welche von der Eingangsöffnung des trichterförmigen Behälters (22) zur Eingangsöffnung der Gatter
(21) führt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrinnen
(11) in sich kreuzenden Reihen angeordnet sind, daß
die Rinnen (17) für die entsprechenden Reihen von entgegengesetzten Seiten des Zufuhrbehälters (19)
und des trichterförmigen Behälters (22) ausgehen und daß die Einrichtungen zum Prüfen und Sortieren
unter den Führungsrinnen (11) in zwei entsprechenden
Reihen angeordnet sind.
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