FI76507C - Automatisk utgallrings-analysator. - Google Patents

Description

1 76507

Automaattinen seulonta-analysaattori

Keksinnön tausta Tämä keksintö on tuote, joka voi automaattisesti teh-5 dä seulonta-analyysin rakeisesta aineksesta. Laitteen käyttäjän on vain sijoitettava näyte laitteeseen ja käynnistettävä se. Sen suositussa muodossa ei tarvita käsin tapahtuvaa punnitusta tai laskutoimituksia.

Raekokoanalyysi on teollisuuden standardikoe, jota 10 käytetään vain muutamia esimerkkejä mainitaksemme niinkin laajalti vaihteleviin tuotteisiin kuin viljajyviin, betoni-soraan ja puulastuihin. Monia kaupallisia tuotteita myydään ja ostetaan jonkin ennalta määrätyn kokolajittelun perusteella. Kokolajittelua käytetään myös usein syöttönä erilaisten 15 valmistusprosessien ohjaamiseksi. Tätä lajittelua kutsutaan usein seula-analyysiksi, joka on käsite, joka on valittu laboratoriomenetelmästä raekoon jakauman määrittelemiseksi. Tavallisin menetelmä seula-analyysin tekemiseksi on koota päällekkäin pino seuloja, joiden aukkokoko on porrastettu. Ylin 20 seula on aukkokooltaan karkein ja alin on hienojakoisin. Koestettava näyte asetetaan ylimmälle seulalle, minkä jälkeen seulasarjaa täristetään jokin ennalta määrätty ajanjakso. Täristysajanjakson jälkeen punnitaan erikseen kullekin seulalle ja pohjakaukaloon jäänyt aines ja näitä painoja 25 käytetään seula-analyysin laskemiseksi.

Myös useat teolliset seulomisprosessit perustuvat käsitteeseen erisuuruisilla aukoilla varustettujen seulojen pinosta. Tässä tapauksessa ovat seulat tavallisesti kaltevia, niin että jonkin annetun seulan sisältämä jae putoaa 30 lopuksi seulan päästä edeltä määrättyyn kaukaloon tai kul-jettimelle. Eräs toinen teollisuudessa yleisesti käytetty seula on kalteva rumpulajittelija. Rummun pinta on tehty seuloista, jotka myös voivat olla aukkokoon suhteen porrastettuja, niin että aukkokoko on tulopäässä suhteellisen hie-35 nojakoinen suuretakseen suhteellisen karkeaksi poistopäässi.

2 76507

Myös tässä annetaan eri jakeiden pudota eri kaukaloihin tai ne siirretään pois erilaisilla kuljetusjärjestelmillä.

Näyttää siltä, että pyörivät seulalaitteet saavuttivat valmiiksi kehitetyn tilansa jo vuosia sitten. Esimerk-5 keinä nykyisestä tasosta voidaan mainita kaksi suhteellisen äskeistä US-patenttia. Stataken US-patentti 3 750 884 esittää riisinlajittelijan, joka käsittää kaksi tyypiltään moni-kulmaista seulaa, joiden kehällä on uritetut aukot. Gauldin US-patentti 4 043 901 esittää puulastujen puhdistajan käy-10 tettäväksi metsäteollisuuden jätelastujen kaltaisissa materiaaleissa. Tämä laite perustuu pyörivään rumpuun, joka erottaa lastut jätteestä ja lajittelee sitten lastut hyväksyttäviin ja ylisuuriin jakeisiin. Gauld liittää mukaan käyttökelpoisen tekniikan tason selityksen pyörivistä seuloista 15 puulastuja varten.

Voidaan oikeutetusti sanoa, että panostus viimeisten 20 vuoden aikana laboratoriokoestusmenetelmien automatisointiin on ollut vallankumouksellinen. Yllättävää kyllä ei tämä vallankumous ole vaikuttanut seulonta-analyysin määrittelyyn. 20 Tämä suoritetaan vieläkin olennaisesti käsin samalla tavoin, jota on käytetty sen alusta lähtien. Joitakin uusia laite-tyyppejä on kehitetty, mutta nämä eivät ole olleet erityisen käyttökelpoisia monien rasittavien käsityövaiheiden poistamiseksi. Lapointelle myönnetty US-patentti 4 141 451 on 25 sellainen esimerkki. Tämä on laite puulastujen lajittelemisek-si niiden paksuuden pohjalta. Se perustuu useisiin säädettävästä limitettyihin tankoihin, jotka muodostavat pyörivän rummun kehän. Näyte sijoitetaan rumpuun, jota sitten pyöritetään annettu ajanjakso, niin että tangot ovat toisistaan 30 annetulla etäisyydellä. Sitten pysäytetään rumpu, tangot asetetaan seuraavalle etäisyydelle toisistaan ja pyörimisliikettä jatketaan ennalta määrätyn ajan. Lastut, joiden paksuus on ennalta määrättyä luokkaa, putoavat tankojen välistä värähtelevälle kaltevalle seulalle, jossa ne lajitellaan edel-35 leen, riippuen pääasiallisesti niiden pituudesta tai levey- 3 76507 destä. Koestuksen lopussa yksittäiset seulajakeet kootaan ja punnitaan käsin.

Koska seula-analyysin määrittäminen pyrkii olemaan työvaltainen toimenpide, on esiintynyt tarvetta laitteesta, 5 joka suorittaa sellaiset analyysit täysin automaattiselta pohjalta. Tämä keksintö on raekoon lajittelulaite, joka täyttää edellä mainitun tarpeen. On tarpeen vain sijoittaa näyte laitteeseen ja käynnistää seulonta. Lopputulos on tulostus, joka voi antaa joko prosentuaalisen tai painoon pe-10 rustuvan analyysin yksittäisistä seulajakeista.

Keksinnön yhteenveto Tämä keksintö on raekokoanalysaattori, joka voidaan täysin automatisoida antamaan seulonta-analyysi, ilman että tarvitaan käsin suoritettuja punnituksia tai laskemista. Se 15 käsittää monikulmiorummun, joka on asennettu pyöritettäväs-ti pitkittäisille akseleille tai akselitapeille. Rummun kehällä on useita pitkittäisiä pintoja. Monikulmion muotoisen rummun kullekin pinnalle on kiinnitetty useita siivilöitä rakeisen näytteen lajittelemiseksi ryhmiin niiden koon pe-20 rusteella. Siivilät on porrastettu peräkkäin siten, että vierekkäisten siivilöiden reikäkoko muuttuu suhteellisen pienestä suhteellisen suureksi. Rummussa on luukku analysoitavan näytteen sijoittamiseksi rummun sisätilaan. Käytettävissä on jakolaite rummun pyörittämiseksi pituusakselinsa 25 ympäri kulma kerrallaan, niin että kukin siivilä on vuorostaan rummun alin pinta. Jos rumpu on säännöllinen kuusikul-mio, ovat nämä kulmat 360/n astetta, jossa n on rummun pintojen lukumäärä. Joissain tapauksissa saattaa olla toivottavaa, että hienojakoisempien seulojen pinta on suurempi, niin 30 että seulontateho olisi suurempi kuin näytteen massa on suurimmillaan.

Jotta seulonta olisi mahdollisimman tehokasta, on rumpuun kytketty täristyslaite, joka liikuttaa rumpua edestakaisin pituusakselinsa suunnassa. Tämä on pääasiallinen 35 poikkeaminen muista rumpulajittelijoista, jotka pyörivät kaataakseen näytteen sen sekoittamiseksi. Kääntölaite ja 4 76507 täristyslaite on kytketty ohjaamaan ohjausyksikköä, joka määrää täristysajan kutakin siivilää varten. Sen jälkeen kun tämä aika on kulunut, määrää valvontayksikkö täristyslait-teen pysähtymään ja jakolaitteen kääntämään rumpua seuraa-5 vaksi suurempaan seulakokoon. Sen jälkeen seuraa uusi tä-ristysjakso, minkä jälkeen rumpu jälleen käännetään seuraa-vaksi suurempaan seulakokoon. Lopuksi poistetaan näytteen loppu rummusta. Tämä voidaan tehdä joko käyttäen viimeistä seulaa, jonka aukot ovat riittävän suuret läpäisemään loput 10 näytteestä tai mieluummin rummun avointa pintaa, jolle ei ole kiinnitetty seulaa. Rummun alla on väline analysoitavan näytteen peräkkäisten seulajakeiden kokoamista ja punnitsemista varten.

Keksinnön suosituimmassa suoritusmuodossa on ohjaus-15 laite-mikroprosessori, johon ohjelmoitu tarpeelliset tiedot täristysajoista ja joka lähettää signaalin jakolaitteeseen silloin, kun tämän tulisi siirtyä seuraavaan kulmaan. Keksinnön tässä suosituimmassa muodossa käsittää seulonta-analysaattori myös kokoojavälineeseen liitetyn vaa'an. Vaaka 20 voidaan myös integroida mikroprosessoriin, niin että mikroprosessori saa kunkin peräkkäisen seulajakeen painojen syöttötiedot. Nämä voidaan helposti laskea erotuksen perusteella. Tietäessään kunkin seulajakeen painon ja kokonaispainon kunkin seulomisvaiheen lopussa voi mikroprosessori laskea pro-25 sentuaalisen seula-analyysin. Tämä voidaan näyttää monilla tavoin. Useimmissa tapauksissa on tarkoituksenmukaisin näyttö seulonta-analysaattorin tulostus. Tulokset voidaan näyttää myös digitaalisesti tai johtaa etäämmälle, kuten säätö-tietokoneeseen .

30 Sen vuoksi on tämän keksinnön eräänä päämääränä saada aikaan täysin automaattinen seulonta-analysaattori.

Tämän keksinnön eräänä toisena päämääränä on saada aikaan seulonta-analysaattori, joka ei edellytä käsin suoritettua punnitusta tai laskutoimituksia seula-analyysin teke-35 miseksi.

5 76507

Eräänä muuna päämääränä on saada aikaan automaattinen raekokoanalysaattori, joka on käyttövarma ja mekaaniselta rakenteeltaan suhteellisen yksinkertainen.

Nämä ja monet muut päämäärät käyvät ilmeisiksi tek-5 nilkkaan perehtyneille heidän lukiessaan seuraavaa yksityiskohtaista selitystä, joka liittyy piirustuksiin.

Piirustusten lyhyt selitys

Kuvio 1 on perspektiivikuva seulonta-analysaattorista sen ollessa pystyasennossa katsottuna hiukan vinosti yhdeltä 10 puolelta.

Kuvio 2 on yläkuva analysaattorista.

Kuvio 3 on etupystykuva.

Kuvio 4 on kuvion 3 sivuleikkauskuva pitkin viivaa 4-4.

Kuvio 5 on yksityiskohtainen sivupystyleikkaus pitkin 15 kuvion 3 viivaa 5-5.

Suosittujen suoritusmuotojen yksityiskohtainen selitys

Seuraavassa selitetään yksityiskohtaisesti automaattisen seulonta-analysaattorin rakennetta ja toimintaa. Viitaten kuvioihin on laitteen keskus yleisesti viitenumerolla 10 20 merkitty monikulmiorumpu. Tämä käsittää kulmateräksestä tai jostain muusta sopivasta rakennemateriaalista tehdyn rakenteellisen kehyksen 12. Esitetyissä suoritusmuodoissa ovat rumpujen päädyt puolarakenteita. Vaihtoehtoisesti voidaan nämä päät tehdä umpiseinäksi. Kuvatussa esityksessä on rummun 25 poikkileikkaus kuusikulmio, jossa on kuusi pitkittäistä pintaa. Viittä näistä peittävät seulat 14, 16, 18, 20 ja 22, joista seulan 22 aukot ovat suurimmat ja seulan 14 aukot pienimmät. Seulat on sijoitettu niin, että niiden aukkokoko muuttuu asteittain siten, että kunkin vierekkäisen seulan 30 aukkokoko on suhteellisesti suurempi kuin sitä edeltävän seulan. Rummun 24 kuudes pinta on jätetty avoimeksi. Tämä toimii tarkoituksenmukaisena aukkona, jonka kautta näyte alunperin syötetään seulalle 14 ja jonka kautta ylisuuret kappaleet voidaan poistaa seulontakierron päättyessä.

35 Kuten tekniikkaan perehtyneelle on selvää, on käsite "seula” tulkittava laajasti. Vaikka piirustuksissa esitetyt 6 76507 esimerkit on revitettyjä levyjä, voivat ne olla myös lan-kaverkkoseuloja, rinnakkaistankoseuloja tai muita konstruktioltaan tai geometriseltä muodoltaan tunnettuja koon mukaan lajittelevia laitteita.

5 Monikulmainen rumpu ja siihen liittyvät käyttölait teet on kiinnitetty kehykselle 30. Pulteilla kehykseen kiinnitetyt tukilaakerit 32 ja 34 kannattavat rumpua akseleilla 36 ja 38. Akseli 38 on rumpuun todella kiinnitettyyn akseliin 40 teleskooppisesti kiinnitetty jatke. Tämän järjeste-10 lyn tarkoitus esitetään selityksessä myöhemmin. Käyttömootto-ri 44, joka tarkoituksenmukaisesti on suursuhdealennusvaih-demoottori, toimii jakolaitteena rummun pyörittämiseksi siten, että seulat ovat peräkkäin ala-asennossa. Moottori 44 on kytketty rumpuun hihnoilla ja urapyörillä 46, 48, 50 ja 15 52, jotka edelleen pienentävät pyörimisnopeutta.

Eräs tämän keksinnön ainutlaatuisista piirteistä on, että siinä yhdistyvät rumputyyppisen lajittelukoneen ja tä-ryseulan parhaat ominaisuudet. Tähän liittyen käytetään toista hammasvaihdemoottoria 56 siirtämään edestakainen tärinä-20 vaikutus koko monikulmiorumpuun. Tämä saadaan aikaan kammel-la 58, joka on kytketty rumpuun tangolla 60, jossa on akselin 36 ulkopäässä pidätetty kuulapää 62. Kun edestakainen liike siirretään tämän kampijärjestelyn välityksellä rumpuun, liukuu akseli 36 edestakaisin tukilaakerissa 32. Rummun vas-25 takkaisessa päässä on akseli 38 pysyvästi kiinnitetty tuki-laakeriin 34, niin että se ei liiku edestakaisin. Jos tämä tapahtuisi, tarvittaisiin paljon monimutkaisempi järjestelmä kääntämään rumpua seulasta toiseen. Akseli 38 liikkuu edestakaisin teleskooppisesti akselin 40 sisällä. Tämä saa-30 daan tarkoituksenmukaisesti aikaan käyttämällä lineaarista kuulaholkkia 40, jonka kuulat kiertävät (kuvio 5). Yksi kuulista kulkee akselin pidättimessä 39, niin että moottorin 44 ja siihen liittyvän käyttöjärjestelmän pyörivä liike voidaan siirtää rumpuun. Jotta rummun ja akselin 38 välille ei muo-35 dostuisi kulmataipumaa, pidättää kaksi sellaista hoikkia tai vastaavaa laakerointilaitetta suositussa konstruktiomuodossa akselia 38 akselissa 40.

7 76507 Käytössä asetetaan näyte kuviossa 1 esitetyssä asennossa olevan rummun seulalle 14. Sitten kääntää koneen käyttäjä asianmukaista kytkintä ohjauskotelolla 66, joka käsittää mikroprosessorin ja siihen liittyvät sähkökaapelit 72 5 ja 74 käyttömoottoreihin sekä kaapelin 70 rakeita kokoavassa osassa olevaan vaakaan. Koestettavan näytteen ollessa seulalla 14, liikutetaan monikulmiorumpua edestakaisin ennalta määrätyn ajan, niin että seulassa 14 olevia aukkoja hienojakoisempi aines kulkee läpi ja jää keräyskaukalolle 68. Ke-10 räyskaukalo lepää elektronisella vaa'alla 76, joka on yhdistetty ohjauskoteloon 66 ohjaussähkökaapelilla 70. Vaaka 76 on sähköyhteydessä myös kirjoittimeen 78, joka on sähköyh-teydessä ohjauskotelossa 66 olevaan mikroprosessoriin.

Riippuen sekä seulottavan aineksen luonteesta että 15 seulan aukkojen koosta käytetään tavallisesti pitempiä tä-rytysaikoja kun näytteet ovat pienempireikäisillä seuloilla. Tämä johtuu siitä, että näytettä on enemmän ja tarvitaan enemmän ravistusta, jotta näytteen kaikki osat varmasti tulevat kosketukseen seulan pinnan kanssa.

20 Eräänä esimerkkinä tämän keksinnön opetusten mukaan konstruoidusta seulasta konstruoitiin monikulmiorumpu, jonka poikkileikkaus oli kuusikulmio. Sen pinnoissa oli seulat, joiden leveys oli 42 cm ja pituus 65 cm. Kampipyörää käytettiin nopeudella 155 kierr./min ja kämmen epäkeskeisyys 25 oli noin 45 mm, niin että rummun edestakainen liike oli 90 mm kunkin iskun aikana. Rumpua käännettiin seulasta toiseen magneettijarrulla varustetulla moottorilla, jonka jättöno-peus oli 13,5 kierr./min. Tämä nopeus vähennettiin edelleen noin kymmenekseen hihna- ja hihnapyöräjärjestelmällä. Ohjel-30 moitava ohjausyksikkö ohjelmoitiin siten, että käyttömootto-ri 44 käänsi rumpua 60 astetta myötäpäivään kunkin täristys-vaiheen jälkeen.

Käytettäessä selitettyä järjestelmää ei ole välttämätöntä, että aloitusnäytteen paino tunnetaan. Kaikki moni-35 kulmiorumpuun panostettu aines kertyy lopuksi kaukaloon 68. Lisäykset, jotka käsittävät kunkin seulamallin, voidaan 8 76507 laskea yhteen vastaamaan alkuperäistä lähtöpainoa. Kunkin seulotun aineksen määrä, joka käsittää kunkin seulajakeen määrää ero juuri ennen sitä hetkeä, jolloin ohjelmoitava ohjausyksikkö antaa moottorille merkin kääntää rumpu seuraa-5 vaksi suurempaan seulakokoon.

Vaikka edellinen selitys käsittää parhaan keksijän tunteman tavan tämän keksinnön soveltamiseksi käytäntöön, on tekniikkaan perehtyneille selvää, että tässä esityksessä opetetusta nimenomaisesta konstruktiosta ja käyttömenetelmäs-10 tä voidaan poiketa monin tavoin. Eräänä esimerkkinä ei ole ehdottoman olennaista, että rummun yksi pinta jätetään täysin avoimeksi. Samalla tavoin on keksinnön puitteissa mahdollista syöttää näyte rumpuun ovesta, joka voi olla sijoitettu toiseen päätyseinään. Lisäksi ei ole ehdottoman olen-15 naista, että kerääjä käsittää mikroprosessorin kanssa integroidun vaa'an. Sen vuoksi voidaan katsoa, että keksintöä rajoitetaan vain seuraavien patenttivaatimuksien mukaisesti.

Claims (8)

9 76507

1. Seulonta-analysaattori, tunnettu siitä, että se käsittää 5 a) monikulmiorummun (10), jonka kehällä on useita pitkittäisiä pintoja; b) useita, rummun pinnoille kiinnitettyjä seuloja (14, 16, 18, 20, 22) hienojakoisen näytteen lajittelemiseksi eri kokoryhmiin, joiden seulojen aukot on porrastettu suh- 10 teellisesti pienemmistä suhteellisesti suurempiin; c) luukun analysoitavan näytteen johtamiseksi rummun (10) sisätilaan; d) jakolaitteen (44) rummun (10) pyörittämiseksi pe-rättäin pituusakselinsa ympäri kulmalisäyksin, niin että ku- 15 kin seula (14, 16, 18, 20, 22) on vuorotellen rummun alimpana pintana; e) täristyslaitteen (56, 58, 60) rummun (10) liikuttamiseksi edestakaisin pitkin pituusakseliaan analysoitavan näytteen sekoittamista varten; 20 f) ohjauslaitteen (66), joka määrää täristysajan ku takin seulaa (14, 16, 18, 20, 22) varten ja ohjaa jakolai-tetta (44) kääntämään rummun (10) seuraavaksi suurempaan seulakokoon edeltämäärätyn täristysajan jälkeen sekä g) välineen (68, 76) analysoitavan näytteen peräk-25 käisten seulontajakeiden kokoamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulonta-analysaattori, tunnettu siitä, että ohjausyksikkö on mikroprosessori .

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen seulonta-analysaat-30 tori, tunnettu siitä, että kokoojalaite käsittää mikroprosessoriin integroidun vaa'an (76), niin että mikroprosessori saa syötön kunkin perättäisen seulontajakeen painosta ja laskee prosentuaalisen seulonta-analyysin.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulonta-analysaat-35 tori, tunnettu siitä, että luukku on avoin pinta 10 76507 rummussa (10).

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen seulonta-analysaattori, tunnettu siitä, että avoin pinta on sen seulan (14) vieressä, jonka aukot ovat pienimmät.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulonta-analysaat tori, tunnettu siitä, että luukku on sijoitettu rummun päätyyn.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen seulonta-analysaattori, tunnettu siitä, että rummun (10) poikkileik- 10 kaus on säännöllinen monikulmio.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen seulonta-analysaattori, t u n n e t tu siitä, että jakolaite (44) kääntää rumpua 360/n asteen välein, jossa n on rummun pintojen lukumäärä . 11 76507