КОНВЕЙЕРНОЕ СОРТИРОВОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
CONVEYING AND SORTING DEVICE

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для сортировки объектов, в особенности для сортировки по крупности таких деликатных объектов, как рыба или креветки. Устройство содержит расположенные рядом друг с другом по существу параллельные бесконечные конвейерные ленты, образованные шарнирно соединенными секциями с наклонным профилем, так что смежные ленты каждой пары образуют между собой V-образный канал с по существу непрерывными крутыми наклонными сторонами.
Уровень техники
В пищевой обрабатывающей промышленности известно множество технических решений для сортировки деликатных объектов, таких как рыба и креветки. Для подобных объектов все механические операции обработки должны выполняться бережно при постоянном требовании повышения производительности и механизации операций обработки, в том числе сортировки по крупности, со снижением доли ручного труда.
В настоящее время среди имеющихся в распоряжении сортировочных машин с гребневыми лентами известны конвейерные сортировочные устройства, разработанные авторами данного изобретения и описанные в публикациях WO 96/41541 и WO 98/48951, содержание которых полностью включено в данное описание в качестве ссылки. Другие подобные устройства описаны в патенте США №4723660 и патенте Норвегии №132917. Сортировочные машины с гребневыми конвейерными лентами содержат расположенные рядом друг с другом конвейерные ленты, установленные таким образом, что ширина каналов между смежными лентами больше на разгрузочном конце лент, чем на загрузочном конце. Подлежащие сортировке объекты подаются на загрузочный конец конвейеров и транспортируются конвейерами к разгрузочному концу. Разработаны средства для равномерной подачи объектов на загрузочный конец. Такие средства описаны, например, в публикации WO 98/48951. Объекты падают через каналы между лентами, когда ширина объекта становится примерно равной ширине канала. Таким образом, более мелкие объекты падают через каналы раньше, а более крупные объекты транспортируются дальше вдоль конвейера перед тем, как упасть через канал. При использовании таких устройств на конвейере длиной 5 м производилась сортировка объектов типа мойвы или сардин по трем или четырем различным классам крупности, однако точность сортировки была ограниченной.
Известные сортировочные машины с гребневыми конвейерными лентами имеют ряд недостатков и ограниченную сортировочную способность. Оптимальным является процесс, когда цельную рыбу или креветки сортируют по номинальной ширине тела объекта, лежащего на спине в симметричном положении относительно вертикали, перпендикулярно центральной плоскости, разделяющей левую и правую боковые стороны по существу симметричного объекта. Однако в том случае, когда объект лежит наклонно в сортировочном канале, он будет отсортирован в соответствии с его шириной в наклонном положении, которая больше номинальной ширины. Таким образом, этот объект упадет через сортировочный канал позднее. Если объект, такой как креветка, имеет неправильную форму, его «наклонная ширина» может быть значительно больше номинальной ширины, как это иллюстрируется на фиг.4. Эта проблема неправильной ориентации объекта снижает точность и возможную разрешающую способность сортировки. Это означает, что в группах определенного класса крупности может содержаться значительная доля объектов размера меньше номинального, то есть тех объектов, которые транспортировались слишком далеко вдоль сортировочного канала, упали через канал слишком поздно и попали в класс более крупных объектов.
Были проведены испытания известной из уровня техники сортировочной машины с конвейером длиной 5 м из гребневых конвейерных лент. Образованные лентами сортировочные каналы имели ширину от 8 мм до 18 мм (увеличение ширины составило 2 мм на метр конвейера). При испытаниях от 20 до 70% объектов (мойва или креветки) занимали неправильное положение и транспортировались вдоль сортировочных каналов на расстояние до 60 см дальше по сравнению с тем, что имело бы место при их правильной ориентации. Это означает, что значительная часть объектов сортировалась не по надлежащему классу крупности.
Раскрытие изобретения
Неожиданным образом изобретателями было обнаружено, что при обеспечении гребневых конвейерных лент с достаточно крутыми боковыми сторонами, образующими V-образные открытые вниз каналы с углом при вершине в диапазоне примерно от 12° до 40°, то есть когда каждая сторона расположена под углом, величина которого лежит в диапазоне порядка 70°-85°, достигается значительно лучшая сортировка, так как объекты ориентируются в сортировочных каналах более правильно (без наклона).
В предпочтительном варианте устройства по изобретению сортировочные каналы имеют боковые стороны, расположенные под углом порядка 80°. Это означает, что общий угол между боковыми сторонами канала составляет 20°. Сортировочный канал образован между двумя гребневыми конвейерными лентами, содержащими множество шарнирно соединенных секций, каждая из которых выполнена с открытым проемом. Такое устройство с конвейерами длиной 5 м может использоваться для сортировки объектов типа мойвы или креветок по многим различным классам крупности с намного более высокой точностью по сравнению с известными сортировочными машинами, имеющими гребневые конвейерные ленты.
Краткое описание чертежей
фиг.1 изображает секцию конвейерной ленты по изобретению,
фиг.2а изображает секцию на виде сбоку,
фиг.2b изображает секцию на виде спереди и сзади,
фиг.3 изображает пять секций, соединенных друг с другом,
фиг.4 иллюстрирует разницу между измеренной шириной объекта, такого как креветка (4а) и мойва (4b), в вертикально симметричном положении и с наклоном относительно вертикали,
фиг.5 иллюстрирует разницу между прямо расположенной креветкой в сортировочном канале по изобретению (5а) и в известном устройстве (5b),
фиг.6 изображает точки контакта между объектом, таким как креветка, и боковыми сторонами сортировочного канала по изобретению (6а) и в известном устройстве (6b), и представляет разницу между положениями точек контакта (6с),
фиг.7 изображает устройство по изобретению на виде сбоку,
фиг.8 изображает устройство по изобретению на виде сверху.
Осуществление изобретения
Как уже было упомянуто, устройство по изобретению пригодно для сортировки деликатных объектов, таких как мойва, сардины или креветки. Оно может использоваться также для сортировки других деликатных объектов, в том числе, но не исключительно, сельди, скумбрии, менхадена (американской сельди), хамсы, ставриды и мерланга, а также устриц, съедобных морских моллюсков, мидий и других продуктов с подобными характеристиками.
Устройство особенно полезно для сортировки креветок, как вынутых из панциря, так и в панцирях, так как известные из уровня техники сортировочные машины с гребневой конвейерной лентой непригодны для сортировки креветок. Как показано на фиг.5а, креветка 15 имеет тенденцию к расположению с вертикальной симметрией в имеющих крутые стороны сортировочных каналах сортировочного устройства по изобретению. Таким образом, ширина креветки, измеренная в поперечном направлении канала, соответствует номинальной ширине 10 тела креветки. Для сравнения на фиг.5b показана креветка, лежащая между двумя участками конвейерной сортировочной машины, известной из уровня техники. В этом известном устройстве секции имеют стороны с более пологим наклоном, образующим между собой угол величиной 60-65°. Эти стороны образуют более широкий и более мелкий каналы, так что креветка располагается с опорой на одну сторону, и эффективная ширина креветки получается больше ее номинальной ширины. Как показано на фиг.6b и 6с, при менее крутых наклонах сторон канала точки 12 контакта между креветкой и сторонами канала расположены ниже, ближе к спинке креветки и дальше от ее центра тяжести. Таким образом, положение креветки менее устойчиво и она имеет тенденцию к наклону в левую или правую сторону. На фиг.6а показана креветка, лежащая в сортировочном канале устройства по изобретению. Точки 13 контакта между креветкой и сторонами канала расположены на боковых сторонах креветки выше, так что она ориентирована более устойчиво.
Как было упомянуто, сортировочные каналы устройства по изобретению имеют угол 7 в диапазоне примерно от 10° до 40°, предпочтительно от 15° до 35° и еще более предпочтительно от 20° до 30°. В особенно выгодном примере выполнения сортировочные каналы имеют угол при вершине, примерно равный 20°. При таких величинах указанный угол соответствует углу 8 (фиг.2b) наклона сторон канала, имеющему величину в диапазоне примерно от 70° до 85°, предпочтительно от 70° до 80° и еще более предпочтительно от 75° до 80°.
В устройстве по изобретению могут использоваться многие различные типы конвейерных лент при условии, что они имеют описанный надлежащий профиль. В одном примере выполнения используются непрерывные сплошные конвейерные ленты, изготовленные из эластичного сгибаемого материала, так что ленты могут огибать барабаны 20 конвейера (фиг.7). Такие ленты изготовлены, например, из выдавленных полимерно-резиновых смесей. Дополнительно в таких лентах могут быть выполнены равномерно разнесенные выемки на гребне ленты для облегчения ее движения вокруг барабанов 20.
В другом предпочтительном примере выполнения используются ленты, состоящие из шарнирно соединенных секций, как показано на фиг.1-3. Такие секции могут быть изготовлены из любых материалов, удовлетворяющих требованиям пищевой промышленности, например, из нейлона или полиэтилена высокой плотности.
В одном из примеров выполнения устройства по изобретению каждая из шарнирно соединенных секций имеет открытый проем 3 между наклонными сторонами, как показано на фиг.1 и 2b. Такой открытый проем значительно упрощает очистку и промывку конвейерных лент. Кроме того, открытый проем способствует осуществлению одного важного аспекта изобретения. Открытый проем позволяет снизить высоту боковых сторон, обеспечивает гибкость и возможность регулирования наклона боковой стороны. В известных сортировочных конвейерных лентах, секции которых имеют закрытые гребни, загрязнения могут застревать внутри секций, откуда их нелегко удалять простой промывкой. Ширина проема зависит от высоты наклонных боковых сторон секции. В типовом случае ширина лежит в диапазоне примерно от 3 до 12 мм, например в диапазоне примерно от 3 до 10 мм, который включает в себя диапазоны примерно от 4 до 10 мм, от 4 до 8 мм, или может составлять 4, 5, 6, 7, 8, 9 или 10 мм.
Соотношения размеров секций (ширины и высоты), а также расстояния по ширине между смежными секциями, то есть ширина дна сортировочных каналов, зависят от сортируемых объектов. В типовом случае для сортировки мойвы или креветок высота секций находится в пределах примерно от 5 до 9 см или примерно от 6 до 8 см или составляет 5, 6, 7, 8 или 9 см. Однако для сортировки более крупных объектов, таких как более крупная рыба, используются другие размеры. Так например, высота может составлять примерно от 10 до 20 см, например, от 10 до 15 см. В таких крупномерных секционных лентах с открытыми проемами в гребне ширина проема будет, соответственно, больше для соблюдения соотношений размеров, как это было описано для более мелких секций.
Нижние кромки 4 наклонных сторон 2 могут либо образовывать острые области контакта, либо быть закругленными, либо сформованными с тонкими закраинами, например вертикальными закраинами шириной 1-5 мм.
Наклонные боковые стороны 2 секций или каналов могут быть по существу плоскими и гладкими. Однако в альтернативных вариантах они могут иметь гофрированную или волнистую поверхность для сортировки объектов с неправильной поверхностью, например рыбы с выступающими глазами и/или плавниками.
Угол наклона гребневых конвейерных лент (образующих сортировочные каналы) в типовом случае составляет примерно от -5° до 25° или от 0 до 10°. Он может составлять примерно от 4° до 10°, например примерно от 4° до 8° или от 5° до 7°. В некоторых примерах выполнения этот угол наклона лежит в пределах примерно от -3° до 0°, например примерно равен -3° или 0° (то есть лента проходит горизонтально).
Секции могут быть соединены друг с другом различными средствами, например простыми шарнирными петлями 5, 6, как показано на фиг.2а. При этом секции образуют по существу непрерывные гребневые конвейерные ленты 27, как показано на фиг.3, и могут представлять собой замкнутые петли, которые направляются с помощью жестких направляющих или лент вокруг вращающихся барабанов 20, которые приводят их в движение.
На фиг.7 показано на виде сбоку устройство по изобретению. Оно содержит раму 19, барабаны 20, направляющие средства 21-24 для подачи объектов и средства 25, 26 сбора. Для упрощения показаны только пять секций 1 на наружной гребневой конвейерной ленте 27. На фиг.8 то же устройство показано на виде сверху. Оно состоит из девяти гребневых лент, однако может быть использовано любое желаемое число лент. При большем числе лент может потребоваться дополнение средств подачи для распределения сортируемого материала между всеми лентами. На чертеже показано, что сортировочные каналы расширяются к разгрузочному концу 29 по сравнению с загрузочным концом 28. Средства 25 сбора могут быть рассчитаны на различное число классов крупности, а средства 26 сбора на разгрузочном конце принимают слишком крупные объекты, которые не прошли через сортировочные каналы. В сортировочной машине, предназначенной для таких объектов, как мойва, сардины или креветки, канал может иметь начальную ширину в пределах примерно от 5 до 10 мм и конечную ширину в пределах примерно от 15 до 25 мм. В предпочтительном примере выполнения для конвейера длиной 5 м сортировочные каналы имеют ширину 8 мм на загрузочном конце 28 и ширину примерно 18 мм на разгрузочном конце 29.
Направляющие средства 21-24 для подачи объектов обеспечивают равномерное распределение материала в сортировочные каналы без его попадания сверху на проемы 3 гребней. Такие средства подробно описаны в более ранней публикации WO 03/043428 заявителя, которая включена в данное описание в качестве ссылки.
Сортировочное устройство по изобретению, предназначенное для сортировки мойвы и содержащее двадцать восемь гребневых конвейерных лент, может сортировать до 30-40 тонн в час и принимает около 650 штук мойвы в секунду. Точность сортировки настолько высока, что число объектов размера ниже номинального в каждом классе крупности сведено до минимума.