УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА, МАШИНА ДЛЯ ОЧИСТКИ СЫПУЧЕГО МАТЕРИАЛА И СООТВЕТСТВУЮЩИЙ СПОСОБ
DEVICE FOR DETERMINING THE QUANTITY OF LOOSE MATERIAL, DEVICE FOR LOADING LOOSE MATERIAL, MACHINE FOR CLEANING LOOSE MATERIAL AND CORRESPONDING METHOD

Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для загрузки сыпучего материала, машине для очистки сыпучего материала, а также, по существу, к устройству для определения количества, в частности уровня или высоты заполнения сыпучим материалом. Кроме того, настоящее изобретение относится к соответствующему способу.
Уровень техники
Сыпучий материал, в частности зерновые, в настоящее время можно очищать в промышленных машинах. Обычно такой сыпучий материал подают в такую машину. При этом желательно, чтобы подача осуществлялась равномерно. Когда сыпучий материал ссыпают с целью подачи в соответствующую область подачи, как правило, образуется приблизительно конусообразная куча сыпучего материала. Предположим, что нам нужно очистить такую конусообразную кучу - в этом случае распределение сыпучего материала по ширине кучи будет очень неравномерным. В то время как на боковых сторонах количество подлежащего очистке сыпучего материала будет невелико, в центре, по существу, конусообразной кучи окажется очень много сыпучего материала, подлежащего очистке. Такое неравномерное распределение сыпучего материала приводит к неоптимальным результатам очистки и напрасной трате ресурсов.
Поэтому сыпучий материал, например зерновые, подают в машину для очистки, как правило, через распределитель продукта. Подобный распределитель продукта обычно имеет зазор, расположенный значительно ниже кучи сыпучего материала. Этот зазор позволяет подавать сыпучий материал в машину для очистки слоями, равномерно по всей ширине, в соответствии с высотой зазора.
Однако известные из уровня техники устройства с зазором имеют ряд недостатков или неприемлемых характеристик. Так, идеальная конфигурация зазора зависит, например, от ряда факторов - например от природы используемого сыпучего материала, зернистости используемого сыпучего материала, массы и расхода используемого сыпучего материала, а также от свойств и параметров окружающей среды, например температуры или влажности. Таким образом, конструкция зазора, которая при определенных условиях будет оптимальной для определенного вида зерновых с соответствующей пропускной способностью, окажется далеко не оптимальной для другого вида зерновых в других условиях и с иной желаемой пропускной способностью. Поэтому параметры зазора очистных машин уровня техники, как правило, рассчитаны исключительно на строго определенные виды сыпучих материалов при строго заданных условиях и с жестким ограничением пропускной способности.
Этот недостаток можно частично устранить ручной регулировкой ширины зазора. Однако такая ручная настройка чревата ошибками. В частности, вследствие необходимости учета большого числа различных параметров для подбора идеальных настроек требуется значительный опыт. Кроме того, нужные настройки могут измениться со временем, например вследствие изменения пропускной способности. В результате такое решение приемлемо лишь ограниченно, так как получаемые результаты очистки при неправильной настройке значительно отклоняются от оптимальных, решение требует значительных трудозатрат и большого опыта пользователя, а в случае неправильной настройки может привести к высокой степени износа машины.
Раскрытие изобретения
В свете вышесказанного задачей настоящего изобретения является преодоление или, по меньшей мере, уменьшение недостатков, присущих уровню техники. В частности, задачей настоящего изобретения является разработка устройства для загрузки и соответствующего способа загрузки сыпучего материала, улучшающих подачу сыпучего материала, например, в очистную машину.
Было обнаружено, что для усовершенствования устройства для загрузки сыпучего материала полезно, в частности, определить количество сыпучего материала. Поэтому, предпочтительно, задачей настоящего изобретения является усовершенствование устройства для определения количества сыпучего материала и разработка соответствующего способа. Соответствующее устройство и соответствующий способ должны быть просты в обращении, надежны и давать результаты, менее подверженные ошибкам. Кроме того, задачей настоящего изобретения является разработка очистной машины для очистки сыпучего материала, а также соответствующего способа.
Эти задачи решены устройствами и способами с признаками, раскрытыми в пунктах формулы изобретения.
В частности, изобретение относится к устройству для определения количества сыпучего материала. Устройство содержит датчик, выполненный для контакта с поверхностью конуса сыпучего материала. Кроме того, устройство содержит соединенный с датчиком поворотный механизм, выполненный с возможностью перемещения в различные угловые положения вокруг оси поворота. Кроме того, устройство содержит угломер, предназначенный для измерения угловых положений поворотного механизма вокруг оси поворота. Иными словами, поворотный механизм выполнен с возможностью поворота вокруг оси поворота. Под сыпучим материалом могут пониматься, в частности, зерновые культуры. С помощью описанного выше устройства реализуется простое в использовании устройство для определения количества сыпучего материала. Устройство дает стабильные результаты, имеет относительно простую конструкцию и, следовательно, в меньшей степени подвержено ошибкам. Кроме того, оно отличается взрывозащищенностью, повышенной износостойкостью и устойчивостью к загрязнениям. Поэтому устройство может обеспечить надежный контроль уровня и последующее точное регулирование. При этом под количеством сыпучего материала может пониматься высота конуса сыпучего материала, связанный с ней объем сыпучего материала и масса конуса сыпучего материала.
Поворотный механизм может быть выполнен таким образом, чтобы он позволял занимать различные угловые положения вокруг только одной оси поворота. Это позволяет реализовать особенно простую и потому надежную конструкцию устройства.
Поворотный механизм может быть выполнен в виде поворотной пластины. Это также позволяет реализовать особенно простую и надежную конструкцию, которая может оказаться выгодной с точки зрения простоты использования и износостойкости.
Ось поворота может быть ориентирована параллельно горизонтали.
Поворотный механизм может иметь исходное положение, параллельное вертикали.
Поворотный механизм может быть соединен с некруглым элементом. Предпочтительно, поворотный механизм соединен валом с некруглым элементом. Например, некруглый элемент может быть выполнен в виде эксцентрика. Кроме того, предпочтителен вариант, в котором угломер содержит дальномер, выполненный с возможностью измерения расстояния между дальномером и некруглым элементом. Это позволяет реализовать очень простую и поэтому выгодную, надежную и в меньшей степени подверженную ошибкам конструкцию угломера. Дальномер может содержать индуктивный аналоговый датчик.
Поворотный механизм может быть выполнен и расположен таким образом, чтобы он занимал различные угловые положения в зависимости от количества сыпучего материала. Обычно сыпучий материал ссыпают с образованием конуса при помощи только одного подающего устройства.
Устройство для определения количества сыпучего материала может содержать несколько датчиков, поворотных механизмов и угломеров. Это позволяет осуществлять, предпочтительно, независимые друг от друга определения количества сыпучего материала, что позволяет значительно повысить точность определения.
Устройство для определения количества сыпучего материала может содержать устройство анализа измеренного углового положения. Устройство для определения количества сыпучего материала может содержать запоминающее устройство для хранения данных. Это позволяет, например, сохранять различные параметры сыпучего материала и использовать их для анализа. При этом, например, можно связать измеренную высоту конуса с соответствующим уровнем наполнения, объемом или массой сыпучего материала. Кроме того, в зависимости от анализа можно устанавливать другие параметры устройства.
Устройство для определения количества сыпучего материала может содержать одну или две вертикальные боковые пластины. Это позволяет ограничить пространство, которое может быть занято сыпучим материалом.
Кроме того, изобретение относится к устройству для загрузки сыпучего материала, причем устройство для загрузки содержит, например, описанное устройство для определения количества сыпучего материала. Это позволяет осуществлять загрузку особенно простым и надежным образом со снижением износа участвующих в этом процессе компонентов.
Устройство для загрузки может содержать впускную пластину и/или подпорную пластину. Предпочтительно, впускная пластина и подпорная пластина выполнены таким образом, чтобы они могли располагаться под углом от 20 до 100° относительно друг друга.
Кроме того, устройство для загрузки может иметь зазор между впускной пластиной и подпорной пластиной, причем устройство для загрузки выполнено с возможностью изменения величины зазора. Поэтому устройство для загрузки, предпочтительно, может использовать измеренное количество сыпучего материала для соответствующей регулировки величины зазора. Это позволяет реализовать особенно простую и надежную регулировку величины зазора.
Устройство для загрузки может быть, например, выполнено с возможностью изменения величины зазора, определяющей расстояние между впускной пластиной и подпорной пластиной, в диапазоне от 0,1 см до 50 см, предпочтительно от 2 см до 15 см. Это позволяет настраивать устройство для загрузки на различные виды сыпучих материалов, параметры окружающей среды и количество сыпучего материала.
Поворотный механизм может быть расположен, по существу, выше впускной пластины.
Устройство для загрузки может содержать подъемно-опускное устройство для подъема и опускания впускной пластины. Это позволяет, например, реализовать особенно простой и надежный способ регулировки зазора. Подъемно-опускное устройство может содержать рычаги, соединенные с впускной пластиной. Подъемно-опускное устройство может содержать вал. Подъемно-опускное устройство может содержать ременный привод.
В частности, устройство для загрузки может содержать устройство для управления величиной зазора или для управления подъемно-опускным устройством на основании измеренного углового положения.
Кроме того, изобретение относится к очистной машине, предназначенной для очистки сыпучего материала, в частности зерновых культур, причем очистная машина содержит вышеописанное устройство для определения количества сыпучего материала по одному из пунктов формулы изобретения и/или вышеописанное устройство для загрузки сыпучего материала. Это позволяет повысить удобство обращения, надежность и результаты работы очистной машины.
Кроме того, изобретение относится к способу определения количества сыпучего материала, причем способ содержит следующие этапы: обеспечение датчика, выполненного для контакта с поверхностью конуса сыпучего материала; обеспечение соединенного с датчиком поворотного механизма, выполненного с возможностью перемещения в различные угловые положения вокруг оси поворота; и измерение углового положения поворотного механизма. В частности, этот способ может быть осуществлен при помощи описанного устройства для определения количества сыпучего материала. Это позволяет соответствующим образом усовершенствовать способ.
Измерение углового положения поворотного механизма может содержать следующий этап: измерение расстояния от некруглого элемента до дальномера. Это позволяет обеспечить особенно простой и надежный способ.
Кроме того, способ для определения количества сыпучего материала может содержать этап анализа углового положения поворотного механизма. В качестве альтернативы или дополнения способ определения количества сыпучего материала может содержать этап регулирования углового положения с использованием сохраненных данных.
Кроме того, изобретение относится к способу управления загружаемым количеством сыпучего материала, причем способ управления включает в себя описанный способ определения количества сыпучего материала. Это позволяет получить особенно простой и надежный способ управления. Предпочтительно, способ управления дополнительно содержит следующий этап: регулирование величины зазора или регулирование положения впускной пластины относительно подпорной пластины на основании измеренного углового положения. Это позволяет использовать угловое положение особенно подходящим образом.
Кроме того, изобретение относится к применению описанного способа определения количества сыпучего материала и/или описанного способа управления количеством загружаемого сыпучего материала в очистной машине, предназначенной для очистки сыпучего материала.
Предпочтительно, но не обязательно, во всех описанных способах этапы осуществляются в указанном в данном описании порядке.
Краткое описание чертежей
Предпочтительные варианты осуществления предлагаемого изобретения описаны ниже со ссылками на прилагаемые фигуры. Тем не менее эти варианты осуществления носят исключительно иллюстративный характер и призваны облегчить понимание настоящего изобретения для специалиста в данной области. Приведенные для примера варианты осуществления не могут ограничивать защищаемый объем изобретения, определяемый исключительно прилагаемой формулой изобретения. На фигурах изображено:
Фигура 1: очистная машина, предназначенная для очистки сыпучего материала, в которой может быть использовано описываемое изобретением устройство для загрузки.
Фигуры 2а и 2b: вид сверху деталей описываемого изобретением устройства для загрузки в аксонометрии.
Фигура 3: вид сбоку деталей описываемого изобретением устройства для загрузки.
Фигура 4: вид сбоку деталей описываемого изобретением устройства для загрузки в аксонометрии.
Фигура 5: вид сбоку деталей описываемого изобретением устройства для загрузки в аксонометрии.
Фигуры 6а и 6b: схематические изображения описываемого изобретением устройства для определения количества сыпучего материала.
Осуществление изобретения
На фигуре 1 изображена, по существу, очистная машина 1000. Эта очистная машина 1000 предназначена для очистки и/или сортировки сыпучего материала. Например, с помощью этой очистной машины 1000 можно очищать или сортировать сыпучий материал в форме зерновых культур. Например, с помощью очистной машины 1000 можно очищать или сортировать следующие виды зерновых: пшеницу, ячмень, рапс, кукурузу, подсолнечник и т.п. Такой сыпучий материал можно подавать с помощью соответствующего устройства 100 в очистную машину 1000. Специалисту понятно, что в показанном варианте осуществления подача сыпучего материала осуществляется сверху. Предпочтительно, фигуры следует интерпретировать таким образом, чтобы «верх» на фигурах соответствовал «верху» устройства по вертикали. Иными словами, приспособления или устройства, показанные на фигурах над другим приспособлением или устройством, в действительности также расположены выше другого приспособления или устройства. Так, устройство для подачи сыпучего материала, предпочтительно, расположено в самой верхней части описываемого устройства. После подачи сыпучий материал падает на распределительную заслонку 102 ранее, чем он попадет на впуск 104 аспиратора. Изображенные на фигуре 1 стрелки, из которых наглядности ради лишь две имеют обозначение Р, показывают поток воздуха через очистную машину 1000. Этот воздушный поток имеет место на впуске 104 или, точнее, под впуском 104 в аспираторе и уносит легкие примеси, обозначенные жирной точкой, через одну или несколько расширительных камер 106 на выпуск 112 воздуха. Также возможен вариант, в котором эти примеси будут оседать в расширительных камерах 106.
Сыпучий материал, по меньшей мере, частично очищенный от этих примесей, поступает на распределитель 108 сыпучего материала, расположенный ниже впуска 104 в аспираторе. После распределения на распределителе 108 сыпучего материала этот материал может быть разделен устройствами 114, например, на продукты первого класса А, продукты второго класса В и отходы С. В частности, разделенный сыпучий материал может быть дополнительно очищен от примесей потоком воздуха в вертикальном пневмосепараторе 110.
В частности, может быть важна точная конфигурация впуска 104. В частности, желательно, чтобы впуск 104 мог равномерно распределять или выпускать сыпучий материал - это позволяет обеспечить равномерную и надлежащую вентиляцию сыпучего материала в аспираторе. В частности, желательно, чтобы сыпучий материал равномерно распределялся в направлении, перпендикулярном плоскости фигуры 1, по всей ширине впуска 104. Разумеется, выполнение указанных условий зависит от различных аспектов. Так, например, определенную роль играет вид и свойства сыпучего материала. Если, например, один вид зерновых, выступающий в качестве сыпучего материала, заменяют другим видом зерновых, то это может привести к изменению условий относительно соответствующей регулировки впуска 104. Решения, известные из уровня техники, часто не учитывают этот аспект. В результате известные очистные машины либо могут применяться только для конкретного вида сыпучего материала, либо их настройки приходится изменять вручную в случае изменения вида сыпучего материала, например зерновых. Таким образом, известные из уровня техники очистные машины и, в частности, устройства для загрузки имеют ряд недостатков, которые уже были описаны выше.
На фигурах 2а-5 изображены различные виды устройства для загрузки, которое может быть расположено в области впуска 104 на фигуре 1. Как лучше всего видно на фигурах 3 и 4, такое устройство для загрузки содержит впускную пластину 2. Впускная пластина 2 может также называться загрузочной пластиной или питающей заслонкой. Кроме того, устройство для загрузки содержит подпорную пластину 4, которую можно также назвать, например, опорной пластиной. Впускная пластина 2 и подпорная пластина 4 расположены под углом друг к другу таким образом, чтобы между ними мог накапливаться конус сыпучего материала. Обе пластины, как правило, расположены относительно друг друга под углом от 20 до 100°. Кроме того, впускная пластина 2 удалена на расстояние 20 от подпорной пластины 4. Это расстояние может составлять, например, от 1 см до 50 см и может быть отрегулировано соответствующим образом. Кроме того, устройство для загрузки содержит, по меньшей мере, один поворотный механизм 8, в данном случае выполненный в виде поворотной пластины 8. Кроме того, устройство для загрузки содержит датчик в виде контактной поверхности 80. В показанном варианте осуществления контактная поверхность 80 сконфигурирована и выполнена в виде концевой части поворотного механизма 8 и рассчитана на контакт с поверхностью конуса 22, 22' сыпучего материала - см. также фигуры 6а и 6b. Поворотный механизм 8 выполнен таким образом, чтобы он поворачивался или занимал различные угловые положения относительно оси 24 поворота в зависимости от высоты конуса сыпучего материала. Предпочтительно, речь идет только об одном поворотном механизме 8 или поворотной пластине 8. Поворотную пластину 8 можно также назвать задвижкой. В показанном варианте осуществления поворотная пластина 8 в состоянии, показанном на фигурах 3 и 4, располагается перпендикулярно впускной пластине 2 и подпорной пластине 4. Поворотная пластина 8 выполнена с возможностью поворота вокруг оси 24 поворота или может занимать различные угловые положения вокруг этой оси. Эта ось 24 поворота может быть выполнена, например, в виде вала 14 (см. фигуру 5). Благодаря этому поворотная пластина 8 может поворачиваться вокруг этой оси 24, как показано на фигурах 2а и b. В представленном варианте осуществления устройство для загрузки дополнительно содержит две боковые пластины 6, которые могут быть выполнены, например, в форме боковых листов. Боковые пластины 6 не являются обязательным элементом конструкции.
1
2
Кроме того, устройство для загрузки содержит угломер 10. Угломер 10, как правило, выполнен с возможностью определения угла поворотной пластины 8. Исполнение угломера 10 показано на фигуре 5. В этом варианте осуществления поворотная пластина 8 соединена через вал 14 с некруглым элементом 12, который может быть выполнен, например, в виде эксцентрика. Перемещение поворотной пластины 8 на другой угол или в другое угловое положение приводит к другой ориентации некруглого элемента 12. Это также показано на схематических фигурах 6а и 6b. Кроме того, угломер 10, как показано на фигурах 5, 6а и 6b, содержит дальномер 16. Дальномер рассчитан на измерение расстояния между дальномером 16 и некруглым элементом 12. Как показано, в частности, на фигурах 6а и 6b, это расстояние d или d зависит от углового положения или поворота поворотной пластины 8. Дальномер 16 может содержать, в частности, датчик. При этом речь может идти, например, об индуктивном аналоговом датчике.
Кроме того, устройство для загрузки содержит подъемно-опускное устройство 18 (см. фигуру 4), предназначенное для подъема или опускания впускной пластины 2. Иными словами, подъемно-опускное устройство 18 предназначено для изменения ширины зазора 20 между впускной пластиной 2 и подпорной пластиной 4. Например, подъемно-опускное устройство 18 может содержать рычаги 182, вал 184 и ременный привод 186. Для наглядности ремень ременного привода 186 на фигурах не показан.
1
1
2
На фигурах 6а и 6b более детально рассмотрен принцип действия описываемого устройства. На них изображены конусы 22, 22' сыпучего материала, например зерновой культуры. При этом конус 22 сыпучего материала, изображенный на фигуре 6а, значительно меньше конуса 22' сыпучего материала, изображенного на фигуре 6b. У конуса 22 меньшего размера поворотный механизм 8 или поворотная пластина 8 находится в состоянии покоя или ориентирован/ориентирована по вертикали. Расстояние между некруглым элементом 12 и дальномером 16 равно первому расстоянию d. Если мы теперь увеличим конус 22 сыпучего материала до размера конуса 22' на фигуре 6b, это приведет к развороту поворотной пластины 8 наружу или, по существу, изменению ее углового положения. В этом случае положение поворотной пластины 8 отличается от вертикального. Это приводит к изменению расстояния между некруглым элементом 12 и дальномером 16 до значения d2. По существу, очевидно, что расстояние d, d между некруглым элементом (или эксцентриком) 12 и дальномером 16 является мерой величины конуса 22, 22' сыпучего материала. Хотя в представленных вариантах осуществления речь всегда идет о некруглом элементе 12 и дальномере 16, специалисту в данной области очевидна возможность использования других устройств 10, рассчитанных на определение поворота или углового положения поворотной пластины 8.
Полученный размер конуса 22, 22' сыпучего материала можно использовать для регулировки величины зазора 20. По существу, чем больше зазор 20, тем больше конус 22, 22' сыпучего материала. Это позволяет увеличить равномерность загрузки сыпучего материала, например зерновых. В частности, таким образом можно гарантировать равномерное распределение зерна по ширине устройства для загрузки. Под шириной в данном контексте понимают направление, перпендикулярное плоскости фигур 1 и 3 и соответствующее плоскости фигур 6а и 6b.
По существу, описанные действия позволяют получить новую и усовершенствованную систему определения высоты конуса 22, 22' сыпучего материала, в результате чего можно усовершенствовать устройство для загрузки или устройство управления загрузкой такого сыпучего материала. Такое устройство для загрузки или устройство управления загрузкой можно использовать, например, в очистной машине, например описанной очистной машине 1000 для сыпучего материала и, в частности, зерновых. Устройство просто в обращении, менее подвержено ошибкам и позволяет автоматизировать и, тем самым, упростить управление загрузкой сыпучего материала.
Специалисту в данной области очевидно, что признаки, описанные в связи с различными предпочтительными примерными вариантами осуществления, могут быть применены в других вариантах осуществления или в комбинации с ними. Кроме того, в защищаемый объем изобретения входят также точные выражения, признаки, числовые значения, диапазоны и т.п., если выше или ниже эти выражения, признаки, числовые значения или диапазоны были упомянуты в связи с такими выражениями, как «приблизительно, около, порядка, по существу, как правило, по меньшей мере» и т.п.(то есть «около 3» включает также «3», «по существу, радиально» включает также «радиально»). Выражение «или» подразумевает также «и/или».