ВИБРИРУЮЩЕЕ ПОДАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ПОШТУЧНОГО РАЗДЕЛЕНИЯ
PIECE-WISE SEPARATION VIBRATING FEEDING DEVICE

Изобретение относится к подающему устройству или конвейеру для предметов, которые могут быть ориентированы в продольном направлении, таких как определенные продолговатые овощи, например морковь, фрукты или определенные виды картофеля. Необходимо разворачивать предметы в определенном направлении, а также осуществлять их поштучное разделение, что является условием для перемещения предметов в одном ряду.
Устройства поштучного разделения применяются, когда возникает скопление или куча предметов, которые необходимо перемещать по одному для последующей обработки, например для упаковывания, отсчета или сортировки. Особая проблема возникает, когда необходимо упаковывать предметы, например фрукты, которые распределяются путем отсчета или взвешивания, в мешки. Если размер фруктов настолько большой, что два фрукта не могут пройти чрез отверстие в мешке одновременно, то существует значительный риск заклинивания, что приводит к простоям. Заклинивания можно устранить, но это требует времени и должно происходить в условиях трения конвейерной ленты, которая перемещает фрукты, и дефицита времени, связанного с тем, что прибывает больше фруктов. В случае сортировки, если предметы не разделены поштучно должным образом, и возникает перекрывание, то невозможно или очень трудно осуществить правильную сортировку, поскольку может быть очень тяжело найти отличия предметов друг от друга. По этой причине считается предпочтительным, если фрукты прибывают по одному, но подаются быстро один за другим.
Одно решение этой проблемы можно найти в патенте США № 5 314 056, в котором описано перемещающее устройство с направляющим лотком, проходящим в продольном направлении от стороны загрузки до стороны выгрузки, при этом лоток содержит наклонные боковые стенки, противоположные друг другу в поперечном направлении, по которым в направляющем лотке от стороны загрузки до стороны выгрузки движется в продольном направлении бесконечная подающая лента, при этом подающая лента содержит проходящие вверх внешние части, которые с возможностью скольжения опираются на наклонные боковые стенки направляющего лотка, и подающая лента образует вогнутую перемещающую поверхность для перемещения пищевых продуктов в направляющем лотке. Лоток с обращенной вверх перемещающей подающей лентой непрерывно вибрирует. Комбинация из двух перемещений обеспечивает перемещение и поштучное разделение, однако это - сложное устройство с быстродвижущимися частями, которое характеризуется износом механизма подающей ленты. Другая проблема, связанная с этим принципом работы, заключается в том, что невозможно произвести быстрый запуск и останов, которые являются одним из требований при перемещении продуктов на высокой скорости.
Износ предотвращается в конструкциях конвейеров, которые содержат вибрационные приводные средства электромагнитного и пьезоэлектрического типов, и много таких конструкций было описано в уровне техники. Предпочтительным типом является динамически сбалансированный тип, в котором лоток для перемещения вибрирует относительно противовеса для уменьшения сил реакции, передаваемых на опорную конструкцию. Конструкцию этого типа можно найти в патенте США № 4 260 051, в котором описано перемещающее устройство в виде удлиненного лотка, упруго соединенного с окружающей его рамой, выполняющей функцию противовеса, и с приводным средством для приведения указанных элементов в возвратно-поступательное движение в противоположных относительных направлениях. Несмотря на то, что эта конструкция не вибрирует снаружи и обеспечивает поштучное разделение круглых предметов, которые способны катиться в любом направлении, она не очень хорошо работает с продолговатыми предметами, если не применяется длинная секция устройства.
Следовательно, существует необходимость в устройстве, у которого нет вышеуказанных ограничений и которое обладает высокой производительностью на единицу длины конвейера.
Это достигается в конструкции, которая основана на сбалансированном вибрационном перемещении при конкретной частоте и которая выполняет как поштучное разделение, так и перемещение, причем у нее немного подвижных частей и отсутствует износ при трении, при этом она отличается тем, что каждая боковая стенка лотка для перемещения содержит три части: нижнюю часть, образующую часть в виде неглубокого лотка, соединенного со средствами, которые обеспечивают его продольную вибрацию, и пару проходящих вверх и наружу частей, соединенных с дополнительными средствами, которые обеспечивают возвратно-поступательное перемещение в продольном направлении при указанной конкретной частоте c меньшей амплитудой, чем у продольной вибрации нижней части. Дополнительные средства могут содержать отдельный приводной механизм для проходящих вверх и наружу частей, они могут быть упругим соединением между нижней частью и проходящими вверх и наружу частями, или они могут составлять часть средств, которые обеспечивают продольную вибрация неглубокого лотка.
Один предпочтительный вариант осуществления отличается тем, что средства, которые обеспечивают продольную вибрацию, представляют собой вибрационное приводное устройство, служащее противовесом между неглубоким лотком и рамой, при этом проходящие вверх и наружу части лотка прикреплены к раме и при этом соответствующие вибрирующие массы лотка расположены так, что амплитуда вибрации рамы меньше, чем амплитуда нижней части неглубокого лотка. Это - динамически сбалансированный конвейер, который оказался особенно эффективным для разворачивания предметов в определенном направлении и осуществления поштучного разделения. Предполагается, что причина этого заключается в том, что неглубокий лоток, имеющий наибольшую амплитуду, расположен в нижней части, а предметы в целом подаются снизу.
Другой предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что средства, соединенные с проходящими вверх и наружу частями лотка, представляют собой упругие средства, другие концы которых соединены с нижней частью, при этом указанные упругие средства обладают упругой постоянной, которая в сочетании с массой каждой проходящей вверх и наружу части обеспечивает возвратно-поступательное перемещение в продольном направлении с амплитудой, которая меньше, чем амплитуда нижней части лотка, когда указанная нижняя часть вибрирует. Этот вариант осуществления особенно подходит для приспособления проходящих вверх и наружу частей, выполненных согласно изобретению, к уже существующему вибрирующему конвейеру с лотком. Для этого потребуется два продолговатых и плоских куска какого-либо материала, опору которым создают упругие средства, находящиеся в контакте с лотком. Продолговатые и плоские куски какого-либо материала устанавливаются так, что они образуют сменные верхние проходящие вверх и наружу части лотка для перемещения.
Еще один предпочтительный вариант осуществления изобретения отличается тем, что внешний кожух для конвейера/устройства поштучного разделения составляет одно целое с проходящими вверх и наружу частями лотка. Это означает, что кожух для устройства составляет часть массы, которая обеспечивает противоположное перемещение относительно нижней части лотка, и это также дает большую свободу при проектировании упругих средств для обеспечения опоры продолговатым и плоским кускам какого-либо материала в том случае, если проходящие вверх и наружу части не являются частью противовеса. Один способ описания устройства согласно этому варианту осуществления изобретения предусматривает, что кожух, охватывающий устройство, составляет часть противовеса, а также верхней части лотка для перемещения, предназначенного для перемещения предметов.
Ниже со ссылками на графические материалы более подробно описан один варианта осуществления изобретения. На графических материалах:
фиг. 1 показывает параллельную проекцию вибрирующего конвейера и устройства поштучного разделения согласно одному варианту осуществления изобретения;
фиг. 2 показывает увеличенный вид конца вибрирующего конвейера; и
фиг. 3 показывает вид в поперечном разрезе альтернативного варианта осуществления.
На фиг. 1 показано 3 условных продолговатых предмета 1a, 1b, 1c, 2a, 2b, которые представляют морковь, огурцы, картофель и тому подобное. Они расположены в лотке 4, состоящем из нижней части 5 и двух симметрично расположенных верхних частей 6, 7. Между нижней частью 5 и рамой 8, которая служит противовесом, расположено вибрационное приводное средство 3. Нижняя часть 5, как правило, вибрирует в ответ на вибрацию упругих средств, соединяющих нижнюю часть 5 с рамой. Упругие средства частично видны на фиг. 1 под номерами ссылочных позиций 9 и 10, и их наклон относительно направления действия силы тяжести обуславливает баланс между направленным вверх усилием и продольным перемещением. Такое расположение приводного средства и упругих опорных средств между вибрирующим лотком и противовесом само по себе хорошо известно в области техники. Вся конструкция из нижней части, рамы и приводного средства опирается на упругие средства 11a, 11b и 12. В результате вибрация вообще не передается на основание или станину оборудования, которое не показано, или она очень незначительная. Верхние части 6, 7 представляют собой части, составляющие одно целое с рамой 8, которая также служит для механизма кожухом и, следовательно, является частью противовеса.
Когда на конвейер/устройство поштучного разделения подается питание, то нижняя часть 5 и верхние части 6, 7 вибрируют в противофазе (в зависимости от резонансной частоты комбинации и задающей частоты), но части 6, 7 обладают меньшей амплитудой, а это означает чистое перемещение предметов 1a, 1b, 1c, 2a, 2b из точки входа на конвейер/устройство поштучного разделения к его концу. Когда предметы 1a, 1b, 1c, 2a, 2b перемещаются вдоль лотка, то предметы 1a, 1b, 1c на нижней части, перемещающиеся на нижней части 5, перемещаются немного быстрее, и, следовательно, имеет место поштучное разделение. Относительные перемещения нижней части 5 и проходящих вверх и наружу частей 6, 7 на фиг. 2 показаны стрелками, которые излишне увеличены в длину. Величина относительных смещений показана посредством разницы в длине.
На фиг. 3 показан поперечный разрез лотка для перемещения и поштучного разделения согласно другому варианту осуществления изобретения. В этом случае вибрирует весь лоток 13, но проходящие вверх и наружу части 6a и 7a не приводятся в движение непосредственно, но опосредовано от лотка 13 через упругие средства 14, 15, показанные между лотком 13 и продольными пластинами 6a, 7a. Такие упругие средства распределены по длине пластин 6a и 7a и выполнены обладающими свойствами, которые делают возможным перемещение с уменьшенной амплитудой двух пластин.
Для увеличения массы проходящих вверх и наружу частей 6a и 7a их можно прикрепить к кожуху устройства. Это снижает резонансную частоту и делает возможным применение более жестких упругих опорных средств 14, 15 при выборе естественной резонансной частоты между лотком 13 и проходящими вверх и наружу частями 6a и 7a.
В заключение, решение проблемы поштучного разделения продолговатых предметов, которые после выгрузки на конвейер ориентированы в разных направлениях, заключается в том, что лоток для перемещения разделен на центральную нижнюю часть и боковые проходящие вверх и наружу части, при этом центральная часть вибрирует с продольной амплитудой, которая выше, чем у проходящих вверх и наружу частей.
В представленном выше описании конкретных вариантов осуществления общая суть настоящего изобретения раскрыта настолько полно, что специалисты в данной области техники на основании имеющихся на сегодняшний день знаний могут легко модифицировать или адаптировать такие конкретные варианты осуществления для разного применения без необходимости в проведении исследований и без отступления от общей идеи изобретения, и, следовательно, подобная адаптация и модификация должны рассматриваться, и рассматриваются, как охватываемые значением и диапазоном эквивалентов раскрытых вариантов осуществления. Следует понимать, что формулировка или терминология, применяемые в этом документе, предназначены для целей описания, а не ограничения. Средства, материалы и действия для выполнения разных раскрытых функций могут быть разными, что не является отклонением от объема изобретения.
Таким образом, выражения «средства, предназначенные для ...» и «средства для ...» или любое описание действий способа, которые могут встречаться в описании выше и/или формуле изобретения ниже и за которыми следует раскрытие функциональных характеристик и результатов, следует понимать как определяющие и охватывающие любой конструктивный, физический, химический или электрический элемент или конструкцию и любое действие способа, которые могут существовать сейчас или в будущем и предназначены для выполнения указанных функций, независимо от того, являются ли они однозначно или нет эквивалентными варианту осуществления или вариантам осуществления, раскрытым в описании выше, то есть для выполнения одной и той же функции можно применять другие средства или действия; и подразумевается, что такие выражения необходимо понимать в их самом широком смысле.