УСТРОЙСТВО ДЛЯ СОРТИРОВКИ ЧАСТИЦ ИЗ БУТИЛКАУЧУКА И СПОСОБ СОРТИРОВКИ ЧАСТИЦ ИЗ БУТИЛКАУЧУКА
DEVICE FOR SORTING BUTYL RUBBER PARTICLES AND METHOD OF SORTING BUTYL RUBBER PARTICLES

Настоящее изобретение относится к устройству контроля и способу, посредством которого упругие частицы можно визуально проверять, в частности, для обеспечения конкретной формы и/или цвета частиц. Частицы можно проверять на предмет загрязнения поверхности.
В EP 2 671 651 A1 и EP 2 468 426 A1 раскрыто устройство контроля, где пищевые продукты, такие как зеленая фасоль или орехи, можно визуально проверять для удаления нежелательных продуктов. Устройство контроля содержит конвейерную ленту, с помощью которой пищевой продукт перемещают в спускной канал, где пищевые продукты сканируют с двух противоположных сторон для определения формы и цвета пищевых продуктов. Нежелательные продукты удаляют посредством системы отбраковки.
При производстве бутилкаучука, бутилкаучук после процесса полимеризации находится в виде крупиц различного размера. Поскольку эти частицы бутилкаучука являются липкими, возможно, что несколько частиц слипнутся в очень большую частицу, что может привести к проблемам на следующем этапе обработки. Кроме того, возможно, что некоторые частицы не будут полимеризованы правильно, что также может привести к проблемам на следующем этапе обработки. Неправильно полимеризованные частицы имеют другой цвет по сравнению с правильно полимеризованными частицами. Следовательно, существует постоянная потребность в отсортировке нежелательных частиц бутилкаучука из множества частиц бутилкаучука.
Однако частицы бутилкаучука очень упругие, так что частицы бутилкаучука имеют тенденцию отскакивать в непредсказуемых направлениях, когда к частицам бутилкаучука прикладывают силу. По этой причине устройство контроля, которое раскрыто в EP 2 671 651 A1 и EP 2 468 426 A1, оказалось неподходящим для сортировки нежелательных упругих частиц бутилкаучука, поскольку упругие частицы бутилкаучука непредсказуемо отскакивали от траектории сканирования во время этапа сканирования, так что система отбраковки не способна удалить определенную частицу с требуемой точностью извлечения.
Задача изобретения состоит в том, чтобы предложить меры, обеспечивающие возможность отсортировки нежелательных частиц из множества упругих частиц во время визуальной проверки с высокой точностью.
Решение этой задачи согласно изобретению обеспечивают с помощью устройства контроля согласно признакам пункта 1 формулы изобретения, а также способа согласно пункту 13 формулы изобретения. В последующем описании и зависимых пунктах формулы изобретения приведены предпочтительные варианты осуществления изобретения, каждый из которых может составлять аспект изобретения, по отдельности или в комбинации.
Согласно изобретению предусмотрено устройство для визуальной проверки упругих частиц, содержащее конвейерную ленту для подачи множества частиц, в частности, по существу в горизонтальном направлении, спускной канал, который позволяет частицам падать вниз под действием силы тяжести, причем спускной канал расположен после конвейерной ленты по ходу технологического потока, и по меньшей мере одну заслонку для остановки горизонтальной составляющей перемещения частиц, покидающих конвейерную ленту, при этом по меньшей мере одна заслонка расположена после конвейерной ленты по ходу технологического потока, причем заслонка является гибкой в горизонтальном направлении для рассеивания по меньшей мере части, в частности, большей части кинетической энергии частицы, выровненной в горизонтальном направлении.
Частицы перемещают посредством конвейерной ленты. Из-за импульса частиц, когда частицы достигают конца конвейерной ленты, частицы покидают конвейерную ленту и ударяются о заслонку. В частности, по меньшей мере одна заслонка расположена перед спускным каналом по ходу технологического потока, в частности, по меньшей мере перед большей частью спускного канала или предпочтительно перед выпускным отверстием спускного канала. Благодаря гибкой характеристике заслонки эта заслонка может упруго деформироваться кинетической энергией частицы, так что по меньшей мере часть кинетической энергии частицы может рассеиваться деформирующей заслонкой. Упругая заслонка может замедлить перемещение частицы и/или уменьшить импульс частицы, активируемой перемещением конвейерной ленты. Соответствующая частица может сползать по заслонке в преимущественно вертикальном направлении без значительного отскока в горизонтальном направлении. Предпочтительно предусмотрено множество заслонок, так что соответствующая частица может отскакивать в зигзагообразном направлении между двумя заслонками и/или стенкой спускного канала и той же или по меньшей мере одной дополнительной заслонкой. Каждый раз, когда частица сталкивается с заслонкой, по меньшей мере часть кинетической энергии частицы, направленной в горизонтальном направлении, может рассеиваться, так что частица может падать вниз преимущественно вертикально, когда покидает по меньшей мере заслонку или зигзагообразную последовательность множества заслонок. В частности, по меньшей мере одна стенка, предпочтительно все стенки спускного канала, являются гибкими в горизонтальном направлении и/или содержат упругий материал для рассеивания по меньшей мере части, в частности, большей части кинетической энергии частицы, выровненной в горизонтальном направлении, так что сам спускной канал также может ослаблять отскок частицы в горизонтальном направлении. Посредством заслонки упругие частицы, в частности, частицы бутилкаучука, способны проходить кривую от преимущественно горизонтального перемещения до преимущественно вертикального перемещения без непредсказуемого отскока, так что частицы не отскакивают от траектории сканирования системы обнаружения. В свою очередь, отклоняющее средство, которое может содержать систему отбраковки, может удалять определенную частицу, идентифицированную системой обнаружения, с более высокой точностью. Снижен риск того, что отклоняющее средство, в частности пневматический пистолет, может пропустить идентифицированную частицу или даже ударить не по той частице. Устройство контроля можно дополнительно сконструировать, как описано в EP 2 671 651 A1 и EP 2 468 426 A1, содержание которых включено в настоящий документ в качестве части изобретения. Благодаря гибким упругим заслонкам возможно использование устройства контроля, подходящего только для жестких нелипких неупругих частиц, для очень упругих и/или липких частиц. Благодаря гибким заслонкам горизонтальный отскок упругих частиц уменьшен, так что обеспечена возможность отсортировки нежелательных частиц из множества упругих частиц во время визуальной проверки с высокой точностью.
В частности, величина неупругого столкновения частицы с заслонкой больше, чем величина упругого столкновения частицы с заслонкой. Столкновение упругой частицы с заслонкой может представлять собой сочетание упругого столкновения и неупругого столкновения. Из-за большей величины неупругого столкновения большая часть кинетической энергии частицы может поглощаться заслонкой. Например, значительное количество кинетической энергии частицы может преобразовываться в энергию деформации заслонки и/или трения.
Предпочтительно, заслонка выполнена из упругого материала, имеющего более высокую упругость, чем сталь, причем заслонка, в частности, содержит натянутый листовой материал, в частности, включающий каучуковый материал и/или пластмассовый материал, имеющийся на ткани. Заслонка может быть достаточно мягкой для рассеивания значительного количества кинетической энергии частицы. Заслонка может быть натянута на двух концах, обращенных друг к другу, причем конкретную гибкую характеристику и/или амортизирующую характеристику можно регулировать с помощью прикладываемого напряжения.
Особенно предпочтительно заслонка и/или внутренняя поверхность спускного канала покрыты покрытием, содержащим материал, предотвращающий прилипание, и/или упругий материал, в частности силиконовый лак. Благодаря этому покрытию с помощью устройства контроля можно обрабатывать даже липкие частицы. В частности, можно предотвращать скопление липких частиц на заслонке и/или на стенке спускного канала с предотвращением загрязнения устройства. Особенно предпочтительно, покрытие содержит слой хрома, покрытый слоем силикона. Это покрытие демонстрирует более высокую эффективность в использовании по сравнению с тефлоновым покрытием, когда частицы бутилкаучука подают в устройство контроля. Материал, предотвращающий прилипание, может содержать сплав Ni-Cr, нанесенный на обозначенную основу, например, стенку спускного канала, например, посредством плазмотермического напыления. Для обеспечения многослойного материала, предотвращающего прилипание, на сплав и/или материал заслонки можно наносить керамический праймер, причем на керамический праймер наносят антиадгезивное вещество, в частности, термически сшитые силиконы. Керамический праймер может обеспечивать адгезию между сплавом Ni-Cr и антиадгезивным веществом или между материалом заслонки и антиадгезивным веществом. Толщина покрытия сплава Ni-Cr, керамического праймера и/или антиадгезивного вещества может составлять приблизительно 100 мкм - 175 мкм.
В частности, предусмотрена система обнаружения для определения цвета и/или размера частиц в спускном канале, причем система обнаружения выполнена с возможностью проверки частиц только с одной стороны. Система обнаружения может содержать лазер или другой генератор света для сканирования частиц и детектор света для обнаружения света, отраженного частицей. Сигналы детектора света можно анализировать в системе оценки изображения, с помощью которой можно определять размер и/или цвет частицы. Если в анализируемых данных указаны параметры, которые выходят за пределы установленного заранее заданного диапазона, соответствующая частица может быть квалифицирована как нежелательная, которую необходимо отсортировать от оставшихся частиц. В этом случае возможно, что отклоняющее средство, в частности, пневматический пистолет, может прикладывать к нежелательным частицам горизонтальное усилие, так чтобы нежелательные частицы могли скапливаться в другом месте, отдельно от оставшихся частиц. Поскольку заслонки предотвращают непредсказуемый отскок упругих частиц, дальнейшая траектория упругих частиц может быть легко рассчитана системой обнаружения, так что отклоняющее средство сможет найти правильную частицу с более высокой точностью. Расчетное усилие системы обнаружения для определения дальнейшей траектории упругих частиц может быть уменьшено, так что будет возможно более короткое время ответа. Это позволяет уменьшить высоту падения упругих частиц до тех пор, пока нежелательная частица не будет отсортирована. Неожиданно оказалось, что достаточно проверки падающих упругих частиц только с одной стороны, так что вторая система для проверки частиц с противоположной стороны может быть исключена. Если частица бутилкаучука неправильно полимеризована, цвет этой частицы будет преимущественно однородный, так что достаточно определения цвета на одной стороне. Случаи, когда две стороны у одной частицы имеют разный цвет, обычно не происходят. Кроме того, у частиц бутилкаучука не пластинчатая форма, а основаны они на более сферической форме. Следовательно, нет необходимости определять всю трехмерную форму одной частицы. Вместо этого для оценки размера всей частицы с достаточной точностью достаточно определить размер частицы в одной плоскости сканирования. Поскольку сравнение двух или более разных изображений можно исключить, значительно облегчается и ускоряется определение размера и/или цвета частицы. Это позволяет уменьшить высоту падения упругих частиц до тех пор, пока нежелательные частицы не будут отсортированы. Уменьшенная необходимая высота падения обеспечивает дополнительное пространство для работы, которое можно использовать для предотвращения отскока упругих частиц в непредназначенную область, когда упругие частицы ударяются о землю в конце своего перемещения вниз.
Предпочтительно, по меньшей мере часть стенки спускного канала является светоотражающей для контрольного света, поступающего от системы обнаружения, причем светоотражающая стенка канала предусмотрена напротив входа контрольного света в спускной канал. Поскольку частицу проверяют только с одной стороны, противоположная сторона может быть выполнена в виде зеркала для света системы обнаружения. Для определения размера и/или цвета частицы система обнаружения может сравнивать свет, отраженный частицей, со светом, отраженным от стенки канала. Свет, отраженный от стенки канала, может быть использован в качестве эталонного света так, чтобы система обнаружения могла хорошо функционировать даже в разных и/или изменяющихся условиях освещения. Риск осуществления ошибки системой обнаружения может быть уменьшен.
Особенно предпочтительно, чтобы контрольный свет, поступающий из системы обнаружения, выходил из генератора света через выходное отверстие, причем для предотвращения проникновения частиц в выходное отверстие траектория светового луча контрольного света между выходным отверстием и входом в спускной канал по меньшей мере частично покрыта пылезащитным экраном. Например, из-за абразивного взаимодействия частиц в заслонку могут попадать очень мелкие частицы пыли. Частицы пыли могут иметь такой малый вес, что частицы пыли могут перемещаться вопреки силе тяжести посредством восходящего потока теплого воздуха, сгенерированного теплом контрольного света, излучаемого системой обнаружения. Пылезащитный экран предотвращает проникновение частиц пыли в оптическую систему системы обнаружения через выходное отверстие. Кроме того, предотвращен эффект затенения частиц пыли, пересекающих траекторию светового луча контрольного света, так что точность системы обнаружения не снижается из-за возникающих частиц пыли. В этом случае, внешняя поверхность пылезащитного экрана может загрязняться за счет скопления липких частиц пыли, но выходное отверстие и/или вход контрольного света в спускной канал не сильно не сужаются за счет скопления липких частиц пыли. Период времени между двумя операциями по чистке устройства контроля может быть продлен, что, в свою очередь, увеличивает рабочий период устройства контроля.
В частности, для отклонения частиц между выходным отверстием и пылезащитным экраном предусмотрено защитное отклоняющее средство, в частности, пневматический пистолет. Защитное отклоняющее средство может удерживать частицы пыли вдали от выходного отверстия и/или от входа контрольного света в спускной канал. Защитное отклоняющее средство выполнено с возможностью создания силы для отклонения частиц пыли без ухудшения условий оптического освещения для контрольного света.
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один контейнер для сбора был установлен после спускного канала, причем расстояние между максимальным уровнем заполнения контейнера для сбора и верхним краем контейнера для сбора больше, чем максимальная высота положения частицы, отскочившей от набора частиц, расположенных на максимальном уровне заполнения после падения на расстояние всей высоты спускного канала до достижения максимального уровня заполнения. Следует понимать, что из-за высокой упругости упругих частиц при ударе упругих частиц о землю упругие частицы могут отскакивать назад. Из-за значительного превышения размера контейнера для сбора по сравнению с максимальным уровнем заполнения упругая частица, падающая в контейнер для сбора, не может снова покинуть контейнер для сбора или отскочить через верхний край контейнера для сбора. Обычно контейнер для сбора требуемых частиц и контейнер для сбора нежелательных частиц расположены рядом, в частности, через разделительную стенку. Благодаря выбору подходящей высоты по меньшей мере одного из контейнеров для сбора предотвращена возможность отскакивания частицы для одного контейнера для сбора в другой контейнер для сбора. Предотвращено снижение точности отсортировки нежелательных частиц в положении после прохождения системы обнаружения и отклоняющего средства. Контейнер для сбора может содержать отверстие в своей нижней части, в частности, для подачи частиц на конвейер, где частицы транспортируют на дальнейший этап обработки.
Особенно предпочтительно, чтобы по меньшей мере часть контейнера для сбора между максимальным уровнем заполнения и верхним краем была наклонена относительно вертикального направления. Контейнер для сбора может иметь изогнутую часть, так что отскакивающие упругие частицы могут ударяться о верхнюю стенку контейнера для сбора. Упругая частица может отскакивать так, что упругая частица пройдет в зигзагообразном направлении между верхней стенкой и нижней стенкой наклонной части контейнера для сбора, так что упругая частица не отскочит от контейнера для сбора, даже когда упругая частица ударится о стенку контейнера для сбора до прохождения максимального уровня заполнения.
В частности, конвейерная лента содержит встряхиватель для встряхивания частиц на конвейерной ленте. Встряхивание конвейерной ленты может предотвратить скопление липких упругих частиц, расположенных на конвейерной ленте. Агломерированная частица может разбиваться на более мелкие частицы, которые могут иметь требуемый размер. Если агломерированная частица не может быть разбита на более мелкие частицы, эта агломерированная частица может быть отсортирована. Но когда встряхиватель предотвращает скопление или разбивает агломерированные частицы, количество нежелательных частиц и количество отбракованных отходов может быть уменьшено.
Предпочтительно, предусмотрена сортировочная крошка для отделения слишком крупных частиц, причем, в частности, сортировочная крошка расположена до конвейерной ленты. Сортировочная крошка может разбивать более крупные агломерированные частицы слипающихся упругих частиц на более мелкие, которые могут проходить через сортировочную крошку. Если крупная частица не может быть разбита на более мелкие, эта частица может быть удалена посредством сортировочной крошки без необходимости удаления этой частицы посредством системы обнаружения. Предотвращен риск того, что система обнаружения может не обладать достаточной мощностью для сортировки очень больших и тяжелых частиц. Предотвращен риск того, что очень большая частица закупорит и/или заблокирует по существу вертикальный спускной канал, тем самым увеличивая время непрерывной работы устройства обнаружения между интервалами обслуживания.
Изобретение, кроме того, направлено на использование устройства контроля, которое может быть разработано, как описано ранее, для отсортировки нежелательных частиц из множества упругих частиц во время визуальной проверки. Благодаря гибким заслонкам уменьшается горизонтальный отскок упругих частиц, так что обеспечена возможность отсортировки нежелательных частиц из множества упругих частиц во время визуальной проверки с высокой точностью.
Изобретение, кроме того, направлено на способ проверки упругих частиц, в котором в устройство контроля, которое может иметь конструкцию, как описано ранее, подают упругие частицы, причем форму и/или цвет упругих частиц проверяют внутри спускного канала, и частицы, форма и/или цвет которых попадают в или за пределы набора заданных параметров, сортируют путем отклонения этих частиц от пути падения частиц. Благодаря гибким заслонкам уменьшается горизонтальный отскок упругих частиц, так что обеспечивается возможность отсортировки нежелательных частиц из множества упругих частиц во время визуальной проверки с высокой точностью.
В частности, частицы изготовлены из бутилкаучука (IIR), в частности, галогенированного бутилкаучука. В альтернативном варианте частицы могут быть изготовлены из BR, SSBR, NdBR, LiBR, EPDM или аналогичного упругого и/или липкого и/или гигроскопичного материала. Благодаря специальной конструкции заслонок, особенно в комбинации со специальным покрытием, предотвращающим прилипание, даже такие упругие и/или липкие частицы можно подавать в устройство контроля без риска загрязнения в течение короткого периода времени.
Предпочтительно частицы имеют твердость h по Шору А 40≤h≤85 при 23°C согласно DIN ISO 7619-1. Благодаря специальной конструкции заслонок отскок таких упругих частиц внутри спускного канала может быть значительно уменьшен, так что можно предотвратить отскакивание частиц от траектории сканирования устройства контроля.
Эти и другие аспекты изобретения будут очевидны и объяснены со ссылкой на варианты осуществления, описанные ниже, в которых описанные признаки могут составлять каждый по отдельности или в комбинации независимый аспект изобретения. На чертежах:
Фиг.1: схематический вид в изометрии устройства контроля.
Устройство 10 контроля, показанное на Фиг.1, содержит конвейерную ленту 12, подающую упругие частицы в спускной канал 14. Спускной канал 14 содержит множество упругих заслонок 16, которые являются гибкими в горизонтальном направлении для остановки упругих частиц таким образом, чтобы упругие частицы не отскакивали горизонтально, а падали вниз по меньшей мере после столкновения с некоторыми из заслонок 16. Траектория 18 упругих частиц может быть отклонена от горизонтального направления на конвейерной ленте 12 в преимущественно вертикальном направлении внутри спускного канала 14 с помощью гибких заслонок 16.
Упругие частицы сканируют лазерным контрольным светом 20 только с одной стороны внутри спускного канала 14 или после выхода из спускного канала 14. Контрольный свет 20 создают в генераторе 22 света системы 24 обнаружения. Контрольный свет 20 отражается за счет упругой частицы и/или за счет светоотражающей стенки 26 спускного канала 14. Отраженный свет может быть обнаружен системой 24 обнаружения, например, с помощью фотоэлементов и/или камеры, так чтобы можно было определить цвет и/или форму упругой частицы. Если проверенная упругая частица является подходящей, упругая частица падает дальше в контейнер 28 для сбора подходящих упругих частиц. Если проверенная упругая частица не подходит, отклоняющее средство 30 в форме пневматического пистолета обеспечивает силу в горизонтальном направлении и изменяет траекторию 18 упругой частицы на отклоненную траекторию 32, так что отбракованная упругая частица попадает в дополнительный контейнер 34 для сбора отбракованных упругих частиц, которые должны быть удалены из подходящих упругих частиц. Контейнер 28, 34 для сбора открыт в своей нижней части, так что собранные частицы могут падать на дополнительный конвейер для транспортировки частиц на дополнительный этап обработки.
Например, из-за абразивного взаимодействия упругих частиц между собой в заслонку 16 могут попадать очень мелкие частицы пыли. Генератор 22 света, а также средства обнаружения системы 24 обнаружения защищены от проникновения этих частиц пыли с помощью пылезащитного экрана 36, расположенного над контрольным светом 20. В частности, пылезащитный экран 36 может проходить вдоль траектории светового луча контрольного света 20.