УСТРОЙСТВО ОТДЕЛЕНИЯ БАНКНОТ ИЗ ПАЧКИ Российский патент 2002 года по МПК B65H3/48 

Изобретение относится к устройствам для сортировки банкнот, конкретно к узлам этих устройств, предназначенных для разборки пачек банкнот и подачи их в тракт сортировочной машины.

Из уровня техники известны в основном различные устройства для отделения листов из пачки. Известно, например, устройство, описанное в [1], в котором пачка листов с помощью подвижной плиты (подъемного стола) подводится к отводящему устройству. Отводящее устройство включает в себя: перфорированные ремни с приводными роликами, вакуумную камеру, пневматическое устройство поддува листов и разъединения нижних листов, которые могут быть подняты вместе с верхним, направляющие и транспортные ролики. Вакуумная камера располагается над горизонтальной частью ремней. Верхний лист, поднятый струей воздуха, "присасывается" через отверстия к ремням и подается ими к транспортным роликам.

К недостаткам этого устройства следует отнести перфорацию ремней по всей длине, что приводит к тому, что практически невозможно регулировать расстояние между листами и возможно наложение переднего края последующего листа на задний край предыдущего. Для решения этой задачи необходимо применение дополнительных устройств, например системы управления давлением в вакуумной камере в зависимости от длины листа и необходимого зазора между ними. Подобная система в [1] не описывается. Кроме того, если на лист нанесено изображение и краска недостаточно просохла (т.е. лист содержит так называемое "свежее" изображение), то при передаче листа к транспортным роликам возможно смазывание изображения из-за трения о направляющие.

Известно также устройство для отделения листов [2], в котором пачка листов с помощью подвижной плиты (подъемного стола) подводится к отводящему устройству. В этом аппарате отводящее устройство включает в себя: пневматическую плиту с воздушными соплами, вакуумный отделяющий барабан, вакуумный возвратный ролик, упор для пачки листов. Описан вариант устройства с возможностью поддува листов с помощью дополнительных воздушных сопел, установленных с боковой стороны пачки. В этом устройстве верхний лист из пачки приподнимается и продвигается к барабану с помощью специально сформированных струй воздуха, которые формируются воздушными соплами пневматической плиты. Далее лист "присасывается" - через отверстия к вакуумному отделяющему барабану, который, вращаясь, передает лист в транспортную систему. Нижние листы, которые могут быть продвинуты вместе с верхним, захватываются возвратным роликом и возвращаются назад.

Недостатками описанного устройства являются: а) большая сложность изготовления пневматической плиты, которая более подробно описана в [3], б) нет возможности регулирования интервала между листами без дополнительных средств, так как максимальная длина листа с интервалом определяется длиной образующей барабана; при обработке коротких листов интервал становится относительно большим, что приводит к снижению производительности сортировочной машины в целом. В [4] описан усовершенствованный вариант устройства [2]. В устройстве [4] по сравнению с устройством [2] добавлено: а) воздушные сопла для раздува пачки; б) датчик контроля плотности пачки; в) регулятор расстояния между прижимной плитой (подъемным столом) и пневматической плитой в зависимости от плотности пачки. Описаны также различные виды датчиков контроля плотности. Данное устройство обладает недостатками устройства [2], кроме того, установка элементов датчика с двух сторон пачки затрудняет доступ к ней, что нежелательно для конструкций, в которых пачка укладывается на подъемный стол вручную.

Известны также устройства отделения банкнот из пачки. Наиболее близким техническим решением к заявляемому является устройство отделения банкнот из пачки, описанное в [5], которое состоит из подъемного стола с приводом, с помощью которого пачка подводится к отводящему устройству, которое состоит из подающей пневматической плиты и вакуумного узла захвата банкноты, вакуумного возвратного ролика, воздушных форсунок для распушивания пачки. Это устройство также не лишено недостатков, присущих вышеописанным устройствам.

Задачей изобретения является разработка устройства для отделения банкнот из пачки, свободного от недостатков, присущих известным техническим решениям, а именно:
- устройство должно иметь возможность несложной перестройки на обработку банкнот различной длины без снижения производительности сортировочной машины;
- должно быть минимизировано трение банкнот друг о друга или о детали подающего тракта, чтобы избежать смазывания свежего изображения или застревания ветхих банкнот;
- должно быть упрощено изготовление подающей пневматической плиты;
- необходимо совместить быструю подачу пачки в зону отводящего устройства с точной регулировкой ширины раздуваемого слоя банкнот, обеспечивающей надежное отделение банкнот из пачки без усложнения механизма привода.

Сущность изобретения состоит в том, что пачку кладут на подъемный стол, который с помощью привода поднимают в направлении к отводящему устройству, затем с помощью отводящего устройства отделяют верхнюю банкноту пачки и, кроме того, непрерывно определяют состояние пачки в районе отводящего устройства в течение всего процесса разборки пачки, а поджатие пачки регулируют в зависимости от ее плотности, определяемой с помощью оптических датчиков. С помощью воздушных форсунок создают раздуваемый слой банкнот в верхней части пачки, а ширину этого слоя контролируют с помощью ряда оптических датчиков, работающих на отражение от края пачки. Выделяют сигналы переменного тока в полосе частот, соответствующей флуктуациям отраженных световых потоков датчиков от краев колеблющихся банкнот, и по уровням сигналов постоянного тока от датчиков определяют наличие пачки и ее плотность вне зоны раздуваемого слоя. В устройстве отделения банкнот из пачки, состоящем из подъемного стола с приводом, с помощью которого пачка подводится к отводящему устройству и которое состоит из подающей пневматической плиты и вакуумного узла захвата банкноты, вакуумного возвратного ролика, воздушных форсунок для распушивания пачки, вакуумный узел захвата банкноты включает в себя перфорированый ремень, являющийся частью транспортной системы машины для сортировки банкнот, и вакуумную камеру, разрежение в которой создается с помощью эжектора, причем перфорация ремня представляет собой группы отверстий, количество и расположение которых определяется необходимыми зонами захвата и удержания банкноты, а сами группы отверстий размещаются с определенным шагом, который определяется максимальной длиной банкноты и необходимым зазором между банкнотами, а подающая пневматическая плита выполнена сборной и состоит по меньшей мере из плиты, в которой имеются каналы для подачи сжатого воздуха и ряда форсунок, которые изготавливаются отдельно и потом закрепляются в плите, введен датчик контроля ширины зоны раздуваемого слоя банкнот, который представляет собой ряд оптически сфокусированных датчиков, работающих на отражение от края пачки, кроме того, введен регулятор поддержания заданной ширины раздуваемого слоя банкнот по сигналам датчика контроля ширины зоны раздуваемого слоя банкнот, при этом сигналы переменного тока в полосе частот, соответствующей флуктуациям отраженных световых потоков датчиков от краев колеблющихся банкнот, являются задающими для регулятора, а сигналы постоянного тока, поступающие с других датчиков этого ряда, являются вспомогательными для определения наличия пачки банкнот и ее плотности вне зоны раздуваемого слоя банкнот.

В крышке вакуумной камеры, контактирующей с ремнем, могут быть выполнены прорези, количество которых соответствует количеству рядов отверстий на ремне, а их длина определяется необходимой длиной зоны захвата и удержания банкноты.

Конфигурация поверхности подъемного стола выполняется так, чтобы обеспечить оптимальное прохождение воздуха от форсунок подающей пневматической плиты и исключить прижатие последней банкноты из пачки к столу избыточным давлением воздуха.

Конфигурация и расположение воздушных форсунок для распушивания пачки позволяют получить так называемый раздуваемый слой банкнот в верхней части пачки. В зоне раздуваемого слоя банкноты колеблются и отраженные световые потоки от краев колеблющихся банкнот имеют в своем составе переменные составляющие, которые и служат сигналами о наличии раздуваемого слоя банкнот, а сигналы постоянного тока позволяют оценить плотность пачки. Заданная ширина раздуваемого слоя банкнот регулируется с помощью точного привода стола по сигналам оптических датчиков.

Привод подъема подъемного стола выполнен с двумя электродвигателями, один из которых предназначен для быстрого перемещения стола, а другой используется для точного позиционирования стола и регулирования ширины зоны раздуваемого слоя. Этим обеспечивается двухзонное регулирование скорости и положения подающего стола без существенного усложнения механизма и системы управления приводом.

Разрежение воздуха в вакуумном возвратном ролике, так же как и в вакуумной камере, создается с помощью эжектора, что позволяет исключить применение вакуумного насоса и обойтись только одним нагнетающим воздушным компрессором.

Для пояснения сущности изобретения приведены чертежи. На фиг.1 показана общая схема устройства. На фиг.2 показана вакуумная камера и сопряженный с ней перфорированный ремень. На фиг.3 показан вариант выполнения подающей пневмоплиты. Обозначения на чертежах: 1 - подъемный стол, 1a - вырезы в площадке подъемного стола; 2 - пачка банкнот, 2а - одиночная банкнота; 3 - привод подъемного стола; 4 - подающая пневмоплита; 5 - перфорированный ремень, 5а -группа отверстий; 6 - вакуумная камера, 6а - прорези, 6б - накладная пластина; 7 - распушитель пачки, 7а - форсунки распушителя; 8 - датчик плотности пачки; 9 - упор для пачки; 10 - вакуумный возвратный ролик; 11 - пассики основного тракта; 12 - ролики основного тракта; 13 - ролики тракта подавателя, 13а - приводной ролик тракта подавателя; 14 - узел преобразования вращательного движения в поступательное; 15 - форсунка пневмоплиты; 16 - эжектор; M1, M2 - электродвигатели.

Заявляемое устройство состоит (см. фиг.1) из подъемного стола 1, который приводится в движение приводом 3, включающим в себя два электродвигателя M1 и M2, подающей пневмоплиты 4, перфорированного ремня 5, который поддерживается роликами 13 и приводится в движение приводным роликом 13а, вакуумной камеры 6, разрежение воздуха в камере создается эжектором 16, упора для пачки 9, вакуумного возвратного ролика 10, который вращается в сторону, противоположную подаче, распушителя 7 с форсунками раздува пачки 7а и оптического датчика контроля ширины раздуваемого слоя банкнот пачки 8, состоящего из ряда оптических датчиков, работающих на отражение от края пачки.

Устройство работает следующим образом. Подъемный стол 1 перед укладкой пачки банкнот находится в нижнем положении. На него укладывается пачка банкнот 2 и с помощью двигателя быстрого подъема M1 через устройство преобразования вращательного движения в поступательное 14 поднимается к отводящему устройству. В верхней части пачки форсунками 7а создается раздуваемый слой банкнот, что облегчает и стабилизирует отделение банкнот. Форсунки 15 подающей пневмоплиты 4 создают поток воздуха, который приподнимает верхнюю банкноту из пачки и продвигает ее к вакуумной камере 6, где в момент совпадения отверстий 5а в ремне с началом прорезей 6а в крышке камеры банкнота присасывается к ремню и удерживается до тех пор, пока отверстия в ремне совпадают с прорезями. За это время банкнота продвинется так, что захватывается пассиками 11 основного тракта. Особо следует отметить, что в момент передачи банкноты в основной тракт нет проскальзывания ее, так как ремень является частью основного тракта и банкнота, будучи присосанной в зоне вакуумной камеры к ремню, остается на нем в той же позиции.

На фиг.2 показано сопряжение вакуумной камеры с ремнем и шаг следования банкнот в тракте машины. Описанные здесь технические решения позволяют практически исключить трение банкнот друг о друга в момент разборки пачки, а также трение банкноты о направляющие при передаче ее в основной тракт. Нижние банкноты, которые могут быть продвинуты вместе с верхней, захватываются вакуумным возвратным роликом и возвращаются назад.

Ширина раздуваемого слоя h, необходимая для стабильной подачи банкнот, определяется экспериментально для определенных типов банкнот. Затем эта величина h задается как уставка в контур управления подъемным столом. Исполнительным устройством контура управления является электродвигатель точных перемещений М2. Получая сигналы от оптических датчиков, контур управления поддерживает стабильной ширину зоны h в течение всего периода разборки пачки. В данной реализации устройства в качестве двигателя точных перемещений выбран шаговый электродвигатель. С другой стороны, двигателем М2 выполняется быстрый подвод и отвод стола до и после разборки пачки. Например, скорость перемещения стола с помощью двигателя M1 составляет 0,1-0,15 м/с, а точность позиционирования стола двигателем М2 может составлять 0,02 мм при максимальной скорости позиционирования 10 мм/с. Учитывая, что толщина банкноты составляет 0,08-0,1 мм, достаточно точности позиционирования стола 0,1 мм.

На фиг. 3 показан вариант выполнения подающей пневматической плиты. В данной конструкции в плите выполнены закрытые камеры, куда подается сжатый воздух. В нижней части плиты вырезается ряд прорезей, в которые вставляются форсунки 15. Форсунки (см. фиг.3 В-В) представляют собой пластинки, в которых вырезаются фигурные отверстия. Выходная часть отверстия - сопло - определяет расход и направление потока воздуха (под углом α к нижней поверхности плиты). Пластинки крепятся в прорезях в плите, которые размещаются длинной стороной под углами β к продольной оси. Такая конструкция значительно упрощает изготовление пневмоплиты, так как сложные в изготовлении элементы - форсунки - просто вырезаются из листового материала, например, с помощью лазерной установки. Для сравнения: чтоб изготовить пневмоплиту для устройства, описанного в [3], необходимо выполнить в пластине множество наклонных отверстий диаметром 0,2-0,3 мм, что можно выполнить только малопроизводительным способом на электроэрозионном станке.

На фиг. 1б показаны вырезы 1а в пластинке подающего стола, которые расположены напротив форсунок распушителя, и предотвращают прижатие последней банкноты из пачки избыточным давлением воздуха, позволяя тем самым полностью разобрать пачку.

На фиг. 2 сечения А-А показано, что ремень 5 располагается в пазу, образуемом в данном случае накладными пластинами 6б так, чтобы ремень не мог касаться банкноты, лежащей на пластинах 6б, и не мог ее продвигать, если нет возможности присасывания, то есть, если нет совпадения отверстий на ремне с прорезями в крышке камеры.

Описанное изобретение проверено в действии на сортировочных машинах типа "БАРС", разработанных и изготовляемых Фирмой "Дата-Центр" (г.Екатеринбург).

Литература
1. Патент США 4 790 525.

2. Патент США 5 181 706.

3. Патент ФРГ 28 14 306.

4. Патент ФРГ 19 543 634.

5. Патент США 6 182 962.

Изобретение предназначено для сортировки банкнот и относится к узлам этих устройств, предназначенных для разборки пачек банкнот и подачи их в тракт сортировочной машины. Устройство состоит из подъемного стола с приводом для подвода пачки к отводящему устройству, состоящему из подающей пневматической плиты и вакуумного узла захвата листа, вакуумного возвратного ролика, воздушных форсунок для распушивания пачки. Вакуумный узел включает в себя перфорированный ремень, являющийся частью транспортной системы машины, и вакуумную камеру, разрежение в которой создается с помощью эжектора. Перфорация ремня представляет собой группы отверстий, количество и расположение которых определяется необходимыми зонами захвата и удержания банкноты. Группы отверстий размещаются с определенным шагом, который определяется максимальной длиной банкноты и необходимым зазором между ними. Пневматическая плита выполняется сборной и состоит по меньшей мере из плиты с каналами для подачи сжатого воздуха и ряда форсунок, изготавливающихся отдельно и потом закрепляющихся в плите. Введен датчик контроля ширины зоны раздуваемого слоя банкнот, представляющий собой ряд оптических сфокусированных датчиков, работающих на отражение от края пачки, и введен регулятор поддержания заданной ширины раздуваемого слоя по сигналам датчика контроля ширины раздуваемого слоя. Такая конструкция устройства обеспечивает несложную перестройку на обработку банкнот различной длины без снижения производительности сортировочной машины. 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство отделения банкнот из пачки, состоящее из подъемного стола с приводом, с помощью которого пачка подводится к отводящему устройству, которое состоит из подающей пневматической плиты и вакуумного узла захвата листа, вакуумного возвратного ролика, воздушных форсунок для распушивания пачки, отличающееся тем, что вакуумный узел захвата банкноты включает в себя перфорированный ремень, являющийся частью транспортной системы машины для сортировки банкнот, и вакуумную камеру, разрежение в которой создается с помощью эжектора, причем перфорация ремня представляет собой группы отверстий, количество и расположение которых определяется необходимыми зонами захвата и удержания банкноты, а сами группы отверстий размещаются с определенным шагом, который определяется максимальной длиной банкноты и необходимым зазором между банкнотами, а подающая пневматическая плита выполняется сборной и состоит по меньшей мере из плиты, в которой выполнены каналы для подачи сжатого воздуха, и ряда форсунок, которые изготавливаются отдельно и потом закрепляются в плите, введен датчик контроля ширины зоны раздуваемого слоя банкнот, который представляет собой ряд оптических сфокусированных датчиков, работающих на отражение от края пачки, кроме того, введен регулятор поддержания заданной ширины раздуваемого слоя по сигналам датчика контроля ширины раздуваемого слоя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что в крышке вакуумной камеры, контактирующей с ремнем, выполнены прорези, количество которых соответствует количеству рядов отверстий на ремне, а их длина определяется необходимой длиной зоны захвата и удержания банкноты. 3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конфигурация поверхности стола выполнена так, чтобы обеспечить оптимальное прохождение воздуха от форсунок плиты и сопел распушивания пачки и исключить прижатие последней банкноты из пачки к столу избыточным давлением воздуха. 4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что конфигурация и расположение воздушных форсунок для распушивания пачки позволяют получить раздуваемый слой банкнот в верхней части пачки. 5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что привод подъема стола выполнен с двумя электродвигателями, один из которых предназначен для быстрого перемещения стола, а другой используется для точного позиционирования стола и регулирования ширины зоны раздуваемого слоя. 6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что разрежение воздуха в вакуумном возвратном ролике создается с помощью эжектора.