УСТРОЙСТВО И СПОСОБ СОРТИРОВКИ СФЕРИЧЕСКИХ ПРЕДМЕТОВ
APPARATUS AND METHOD FOR SORTING SPHERICAL OBJECTS

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ
Настоящее изобретение относится к сортировке сферических предметов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Устройство, как описано в настоящем документе, может быть использовано для сортировки разных типов сферических предметов, таких как единые предметы или предметы, состоящие из нескольких частей, твердые или частично пустые предметы, предметы, содержащие один материал, покрытый другим материалом, или другие типы таких предметов. Устройство особенно полезно, если существует необходимость быстрой сортировки сферических предметов для выбора предметов, соответствующих определенным требованиям в отношении равномерности наружной поверхности и/или распределения внутренней массы.
Настоящее изобретение представляет устройство, относящееся к примеру, связанному с сортировкой капсул, используемых в табачной промышленности, то есть сфер, имеющих твердое покрытие, наполненных ароматическими веществами. Однако такое устройство может быть использовано для всех других типов сферических предметов.
Известны различные устройства для сортировки сферических предметов. В заявке на патент JP1999319728A раскрыто устройство для сортировки, имеющее изогнутую пластину, которая изогнута таким образом, чтобы разделять подходящие и неподходящие предметы, при этом они попадают в разные контейнеры, расположенные у кромок пластины, причем подходящие и дефектные предметы перемещаются только вниз.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Целью изобретения является устройство для сортировки сферических предметов, причем устройство содержит: устройство подачи для подачи сферических предметов; и сортировочную пластину, содержащую область приема для приема сферических предметов и область сортировки, причем область сортировки содержит область перемещения подходящих предметов для перемещения подходящих сферических предметов и область перемещения дефектных предметов для перемещения дефектных сферических предметов; характеризующееся тем, что сортировочная пластина содержит сортировочную поверхность, которая поднимается между областью приема и областью перемещения подходящих предметов.
Сортировочная поверхность сортировочной пластины может опускаться между областью приема и областью перемещения дефектных предметов.
Сортировочная пластина может содержать область ускорения между областью приема и областью перемещения подходящих предметов.
Область ускорения может иметь вид подающего канала, образованного сортировочной поверхностью сортировочной пластины и направляющей, расположенной на сортировочной поверхности.
Область ускорения может быть расположена выше по ходу области приема.
Область ускорения может быть расположена выше по ходу сортировочной пластины.
Область ускорения может быть образована трубкой.
Сортировочная пластина может иметь форму элемента в виде желоба, причем подходящие сферические предметы перемещаются от области приема в поперечном направлении через элемент в виде желоба к области перемещения подходящих предметов, и дефектные сферические предметы перемещаются вниз по сортировочной пластине к области перемещения дефектных предметов.
Сортировочная поверхность может содержать секцию цилиндра, при этом сортировочная поверхность расположена таким образом, что образующие линии секции цилиндра направлены к области перемещения дефектных предметов.
Сортировочная поверхность может содержать секцию цилиндра, при этом сортировочная поверхность расположена таким образом, что образующие линии секции цилиндра направлены в поперечном направлении к подающему каналу, при этом образующие линии цилиндра отклонены от горизонтального направления вниз ниже подающего канала.
Сортировочная пластина может иметь регулируемое угловое положение, следовательно кромка сортировочной пластины, которая примыкает к области перемещения подходящих предметов, может менять свое положение в вертикальном направлении.
Подающий канал может иметь угловое положение, которое можно регулировать относительно горизонтального направления.
Угловое положение подающего канала можно регулировать одновременно с угловым положением сортировочной пластины.
Сортировочная пластина может иметь угловое положение, которое можно регулировать в плоскости, поперечной подающему каналу.
Устройство подачи может содержать барабан подачи, который имеет на своей периферийной поверхности гнезда для перемещения сферических предметов, и емкость для хранения сферических предметов, расположенную над барабаном подачи.
Барабан подачи может иметь периферийную канавку, которая проходит через гнезда, и при этом выталкиватель расположен в периферийной канавке для выталкивания сферических предметов из гнезд.
Отрицательное давление может подаваться на гнезда.
Также раскрыт способ сортировки сферических предметов, причем способ включает этапы: подачи сферических предметов от устройства подачи на сортировочную пластину, при этом сортировочная пластина содержит область приема для приема сферических предметов и область сортировки, причем область сортировки содержит область перемещения подходящих предметов для перемещения подходящих сферических предметов и область перемещения дефектных предметов для перемещения дефектных сферических предметов; приема подходящих сферических предметов из области перемещения подходящих предметов и приема дефектных сферических предметов из области перемещения дефектных предметов; характеризующийся расположением сортировочной пластины таким образом, что сортировочная поверхность сортировочной пластины поднимается между областью приема и областью перемещения подходящих предметов.
Способ может дополнительно включать изменение конфигурации сортировочной пластины во время сортировки посредством по меньшей мере одного из следующих способов:
- изменения вертикального положения кромки сортировочной пластины, которая расположена смежно с областью перемещения подходящих предметов;
- изменения углового положения подающего канала для подачи сферических предметов относительно горизонтального направления;
- изменения углового положения как сортировочной пластины, так и подающего канала для подачи сферических предметов относительно горизонтального направления;
- изменения углового положения сортировочной пластины в плоскости, которая является поперечной подающему каналу для подачи сферических предметов.
Устройство, согласно изобретению, имеет простую конструкцию и может быть легко использовано для сортировки предметов разных размеров и веса.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Настоящее изобретение показано с помощью иллюстративных вариантов осуществления на графических материалах, на которых:
на фиг. 1 в виде сбоку представлено устройство для сортировки по первому варианту осуществления;
на фиг. 2 в виде сверху представлено устройство для сортировки по первому варианту осуществления;
на фиг. 3 в виде сбоку представлено устройство для сортировки по второму варианту осуществления;
на фиг. 4 в виде сверху представлено устройство для сортировки по второму варианту осуществления;
на фиг. 5 представлено устройство для сортировки по фиг. 3 и 4 после регулировки углового положения сортировочной пластины;
на фиг. 6 в виде сверху представлено устройство для сортировки по третьему варианту осуществления;
на фиг. 7 в виде сбоку представлено устройство для сортировки по четвертому варианту осуществления; и
на фиг. 8 в виде сбоку представлено устройство для сортировки по пятому варианту осуществления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Устройство для сортировки сферических предметов 1 представлено по первому варианту осуществления на фиг. 1 и 2. Устройство содержит устройство 2 подачи для подачи сферических предметов 1 и сортировочную пластину 3. Сортировочная пластина 3 содержит область 4 приема для приема сферических предметов 1 от устройства 2 подачи и область 5 сортировки. Область 5 сортировки содержит область 6 перемещения подходящих предметов для перемещения подходящих сферических предметов 1G и область 7 перемещения дефектных предметов для перемещения дефектных сферических предметов 1D. По меньшей мере часть сортировочной поверхности 3A сортировочной пластины 3 поднимается между областью 4 приема и областью 6 перемещения подходящих предметов. Предпочтительно, область 6 перемещения подходящих предметов расположена по существу над областью 4 приема, при этом уровень высоты области 4 приема может быть указан относительно уровня высоты места для приема сферических предметов 1 из устройства 2 подачи. Область 8 ускорения расположена выше по ходу (согласно направлению потока сферических предметов 1) области 4 приема. При перемещении вдоль области 8 ускорения сферические предметы 1 увеличивают кинетическую энергию, которая полезна в процессе сортировки. В этом варианте осуществления область 8 ускорения является подающим каналом 9 в виде трубки, который доставляет сферические предметы 1 от емкости 10 для хранения устройства 2 подачи. Сортировочная пластина 3 может иметь форму элемента в виде неглубокого желоба, в этом варианте осуществления сортировочная пластина 3 имеет форму цилиндрической секции, при этом образующие линии цилиндра расположены поперечно подающему каналу 9 и направлены вниз к области 7 перемещения дефектных предметов. Сортировочная поверхность 3A сортировочной пластины 3 в области 5 сортировки опускается между областью 4 приема и областью 7 перемещения дефектных предметов, то есть область 7 перемещения дефектных предметов расположена ниже области 4 приема.
Устройство для сортировки сферических предметов 1 содержит контейнер 11 для подходящих предметов для приема подходящих сферических предметов 1G, который расположен ниже области 6 перемещения подходящих предметов, а также контейнер 12 для дефектных предметов для приема дефектных сферических предметов 1D, который расположен ниже области 7 перемещения дефектных предметов. Подходящие сферические предметы 1G, которые достигли определенной скорости, катятся вдоль области 5 сортировки к области 6 перемещения подходящих предметов, проходят кромку 3B, которая расположена смежно с областью 6 перемещения подходящих предметов, и попадают в контейнер 11 для подходящих предметов. Дефектные сферические предметы 1D могут иметь несферическую поверхность, например могут быть удлиненными, c вмятинами, сколотыми, пустыми, или могут быть приклеенными друг к другу, или могут иметь неоднородное распределение внутренней массы. Такие дефектные сферические предметы 1D, даже несмотря на то, что они получили некоторое количество кинетической энергии, могут во время их перемещения отклонять свою траекторию от траектории, ожидаемой для подходящих сферических предметов 1G. Следовательно, дефектные сферические предметы 1D не достигают области 6 перемещения подходящих предметов, их скорость уменьшается, и, следовательно, они скользят или катятся вниз к области 7 перемещения дефектных предметов, проходят кромку 3C и попадают в контейнер 12 для дефектных предметов. Пунктирные линии представляют примеры траекторий сферических предметов, при этом линия G представляет траекторию подходящего сферического предмета 1G, и линии D1 и D2 представляют траектории дефектных сферических предметов 1D. Фактические траектории подходящих сферических предметов 1G и дефектных сферических предметов 1D зависят от формы конкретных предметов, веса предметов и формы сортировочной поверхности, при этом каждый дефект формы дефектных сферических предметов 1D может влиять на траекторию движения. Иллюстративные траектории G, D1 и D2 также показаны для других вариантов осуществления.
На фиг. 3, 4 и 5 показан второй вариант осуществления устройства для сортировки сферических предметов 1. Это устройство содержит устройство 2’ подачи для подачи сферических предметов 1 и сортировочную пластину 3’. Сортировочная пластина 3’ содержит область 4 приема для приема сферических предметов 1 от устройства 2’ подачи и область 5 сортировки, которая содержит область 6 перемещения подходящих предметов и область 7 перемещения дефектных предметов. Сортировочная поверхность 3A в области 5 сортировки сначала опускается и затем поднимается между областью 4 приема и областью 6 перемещения подходящих предметов. В этом варианте осуществления область 8 ускорения, в которой сферические предметы 1 увеличивают кинетическую энергию, образована опускающейся частью области 5 сортировки. Подающий канал 9’ расположен в области 8 ускорения. Подающий канал 9’ образован сортировочной поверхностью 3A и направляющей 13, имеющей кривизну, соответствующую кривизне сортировочной поверхности 3A, и установленной на поверхности 13A и на выступе 3D. Сортировочная пластина 3 имеет форму элемента в виде желоба. Сферические предметы 1 получают кинетическую энергию, причем подходящие сферические предметы 1G катятся в поперечном направлении по сортировочной пластине 3 и достигают области 6 перемещения подходящих предметов, а дефектные сферические предметы 1D соскальзывают или катятся к области 7 перемещения дефектных предметов. Устройство 2’ подачи сферических предметов 1 содержит емкость 10 для хранения, канал 10A и барабан 14 подачи, из которого сферические предметы 1 перемещаются к области 4 приема. Барабан 14 подачи имеет гнезда 15, расположенные на его периферийной поверхности 16. Гнезда 15 имеют вид углублений, например, конических или сферических углублений, в которых размещаются сферические предметы 1. Канавка 17 выполнена на периферийной поверхности 16 барабана 14 подачи, при этом канавка 17 проходит через гнезда 15. Отрицательное давление может передаваться на гнезда 15 через каналы 18 из канала 19 подачи (компоненты системы подачи отрицательного давления не показаны для простоты графических материалов). Выталкиватель 20 в виде плоской дуги вставляется в периферийную канавку 17, при этом во время вращения барабана 14 подачи выталкиватель должен вытеснять (выталкивать) сферические предметы 1 из гнезд 15. На фиг. 5 показана сортировочная пластина 3’ устройства на фиг. 3 и 4 после осуществления регулировки углового положения посредством поворота сортировочной пластины 3’ относительно оси X барабана подачи. Во время регулировки кромка 3B может быть опущена или поднята относительно положения, представленного на фиг. 3 (на фиг. 5 кромка опущена). Такая регулировка может быть необходима после изменения веса сферических предметов, что приводит к передаче другого количества кинетической энергии сферическим предметам 1. Часть кинетической энергии подходящих сферических предметов 1G преобразуется в потенциальную энергию, и скорость подходящих сферических предметов 1G уменьшается. Регулировка высоты кромки 3B позволяет приспосабливать работу устройства к сортировке сферических предметов 1 разного веса.
Регулировка положения сортировочной пластины 3 или ее компонентов может быть осуществлена перед началом сортировки в зависимости от параметров сортируемых сферических предметов 1. Регулировка может также быть осуществлена во время сортировки на основе наблюдения за сферическими предметами 1G, 1D, которые поступают из области 6 перемещения подходящих предметов и из области 7 перемещения дефектных предметов, например, для сведения к минимуму количества дефектных предметов 1D, поступивших из области 6 перемещения подходящих предметов, и/или для сведения к минимуму количества подходящих сферических предметов 1G, поступивших из области 7 перемещения дефектных предметов.
Третий вариант осуществления устройства для сортировки сферических предметов 1, который представлен на фиг. 6, содержит множество отдельных устройств, представленных на фиг. 3, 4 и 5. Устройство 2’’ подачи сферических предметов 1 содержит множество барабанов 14 подачи, при этом сферические предметы 1 подаются на множество сортировочных пластин 3.
Четвертый вариант осуществления устройства для сортировки сферических предметов 1, который представлен на фиг. 7, содержит устройство 2’ подачи сферических предметов 1 и сортировочную пластину 3’’. Сортировочная пластина 3’’ имеет область 4 приема для приема сферических предметов от устройства 2’ подачи, а также область 5 сортировки, которая содержит область 6 перемещения подходящих предметов и область 7 перемещения дефектных предметов. Сортировочная поверхность 3A в области 5 сортировки сортировочной пластины 3’’ сначала опускается и последовательно поднимается между областью 4 приема и областью 6 перемещения подходящих предметов. Сортировочная поверхность 3A содержит первую плоскую часть 3A-1, вторую часть 3A-2, которая является секцией цилиндра, и третью плоскую часть 3A-3. Сортировочная поверхность 3A, расположенная между областью 4 приема и областью 6 перемещения подходящих предметов, опускается в первой плоской части 3A-1 и частично во второй части 3A-2, и поднимается частично во второй части 3A-2 и в третьей плоской части 3A-3. Ниже по ходу области 4 приема (в направлении перемещения сферических предметов 1 в области, в которой сортировочная поверхность 3A опускается) расположена область 8 ускорения, в которой сферическим предметам 1 передается кинетическая энергия, которая необходима для осуществления процесса сортировки. В области 8 ускорения расположен подающий канал 9’, образованный в сортировочной пластине 3’’ плоской частью 3A-1 сортировочной поверхности 3A и выступом 3D, и прямой направляющей 13, установленной на части поверхности 3A-1 и на выступе 3D. Сортировочная пластина 3’’ имеет форму элемента в виде желоба. Подходящие сферические предметы 1G достигают области 6 перемещения подходящих предметов, а дефектные сферические предметы 1D соскальзывают в область 7 перемещения дефектных предметов. Устройство 2’ подачи сферических предметов 1 и барабан 14 подачи выполнены подобным образом, как в предыдущем варианте осуществления.
Пятый вариант осуществления устройства для сортировки сферических предметов 1, показанный на фиг. 8, содержит устройство 2’ подачи сферических предметов 1 и плоскую сортировочную пластину 3’’’. Сортировочная пластина 3’’’ имеет область 4 приема для приема сферических предметов 1, область 5 сортировки, которая содержит область 6 перемещения подходящих предметов и область 7 перемещения дефектных предметов. Сортировочная поверхность 3A сортировочной пластины 3’’’ поднимается между областью 4 приема и областью 6 перемещения подходящих предметов. Сферические предметы 1 ускоряются посредством вращательного движения барабана 14 подачи, при этом любой другой барабан подачи может быть использован для подачи сферических предметов 1.
Хотя изобретение представлено на графических материалах и в описании, и в отношении его предпочтительных вариантов осуществления, эти варианты осуществления не ограничивают и не сужают объем представленного изобретения. Следовательно, очевидно, что изменения, которые согласуются со значением и диапазоном эквивалентности сущности изобретения, могут быть сделаны. Представленные варианты осуществления, следовательно, должны считаться во всех аспектах иллюстративными и не ограничивающими. В соответствии с вышеупомянутым, объем изобретения не ограничен представленными вариантами осуществления, но обозначен прилагаемой формулой изобретения.