СЕПАРАТОР МЯГКОГО МАТЕРИАЛА С ЗАВИСЯЩЕЙ ОТ НАПОЛНЕНИЯ НАСТРОЙКОЙ СКОРОСТИ И СПОСОБ СЕПАРАЦИИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТАКОГО СЕПАРАТОРА МЯГКОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2022 года по МПК B30B9/24 A22C17/04 

Изобретение касается сепаратора мягкого материала согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения, а также способа работы такого сепаратора мягкого материала.

Сепаратор мягкого материала представляет собой устройство для разделения и сепарации партии вещества, состоящей из компонентов вещества различной консистенции. Сепараторы мягкого материала используются, например, для обработки продуктов различной твердости, различной текучести или различной мягкости, в частности, при обработке продуктов питания, таких как, например, мясные продукты. Так, сепараторами мягкого материала могут быть подвергнуты обвалке или жиловке различные сорта мяса для производства так называемого мяса механической обвалки. Сепараторы мягкого материала пригодны также для производства рыбного фарша, свободного от кожи и костей, для производства фруктовых и овощных соков или муссов, а также пригодны для производства пюре из клубнеплодных овощей, таких как, например, картофель. Области использования сепараторов мягкого материал простираются частично даже в промышленность по переработке отходов, например, для экстракции ингредиентов из старых упаковок.

Обычно сепаратор мягкого материала имеет по существу вращательно-симметричный и перфорированный по окружности дырчатый барабан, который выполнен с возможностью приведения в движение вокруг своей оси вращения. На участке, проходящем тангенциально к окружной стенке дырчатого барабана, расположена бесконечная расплющивающая лента. Дырчатый барабан и расплющивающая лента приводятся в движение с помощью привода. Движения дырчатого барабана и расплющивающей ленты обычно согласованы друг с другом так, чтобы в области их тангенциального перекрытия возникало одинаково направленное, предпочтительно синхронное круговое движение.

В зоне ввода, расположенной перед перекрытием и ограниченной сбоку, дырчатый барабан и расплющивающая лента движутся в направлении ввода друг на друга, поэтому поступившая туда партия вещества при работающей расплющивающей ленте и работающем дырчатом барабане вводится между дырчатым барабаном и расплющивающей лентой и прижимается к перфорированной окружной стенке дырчатого барабана. При этом по меньшей мере один из компонентов вещества поступает через перфорацию окружной стенки во внутреннее пространство дырчатого барабана и таким образом отделяется от других компонентов вещества. Перфорация дырчатого барабана выполнена в зависимости от использования так, чтобы окружная стенка дырчатого барабана была проницаема по меньшей мере для одного компонента вещества определенной консистенции под давлением, оказываемым расплющивающей лентой. Часто дырчатый барабан обозначается как полый барабан, расплющивающая лента как прижимная лента и, следовательно, сепаратор мягкого материала как «сепаратор типа полый барабан-прижимная лента» или также как «устройство сепарации с прижимной лентой».

Обычно расплющивающая лента примыкает с заданным давлением, то есть с предварительным натяжением, непосредственно к окружной стенке дырчатого барабана, чтобы при проведении партии вещества между окружной стенкой и расплющивающей лентой обеспечивать достаточно большую силу прижима. Давление прижима переносится на расплющивающую ленту с помощью прижимного вала, предварительно поджатого к дырчатому барабану. В определенных случаях применения, например, при производстве картофельного пюре, размещение расплющивающей ленты относительно дырчатого барабана может производиться также и таким образом, чтобы между окружной стенкой дырчатого барабана и расплющивающей лентой оставался минимальный зазор, поэтому расплющивающая лента лишь тогда опосредованно оказывает давление, направленное на дырчатый барабан, когда зазор, по меньшей мере, частично заполнен пропущенной партией вещества.

Сами расплющивающие ленты состоят, по меньшей мере, частично из упругого материала или на стороне, обращенной к дырчатому барабану, покрыты упругим материалом. Он служит для того, чтобы не попадающие в дырчатый барабан компоненты вещества временно оседали в эластичную расплющивающую ленту, более мягкую по сравнению дырчатым барабаном. Например, если при производстве мяса механической обвалки кости, то есть компоненты, по своей консистенции менее мягкие, продавливаются в эластичную расплющивающую ленту, то предотвращается слишком сильное размельчение костных частей вследствие избыточной нагрузки от давления, в частности, осколки костей и хрящей в мясе.

Переработка или, соответственно, отделение более мягких и/или более текучих и/или менее твердых веществ от других компонентов вещества происходит в зоне переработки сепаратора мягкого материала, образованной перекрытием дырчатого барабана и расплющивающей ленты. Остающиеся снаружи на окружной стенке дырчатого барабана компоненты вещества удаляются с помощью скребкового приспособления в зоне выдачи дырчатого барабана или, соответственно, с расплющивающей ленты.

Механическая конструкция известных сепараторов мягкого материала имеет довольно хорошие свойства в отношении износа и эффективности при длительной работе и при большой нагрузке. Но в каждом случае следует избегать сухого хода, т.е. работы без партии вещества, поскольку этим вызывается особо сильный износ, в частности, расплющивающей ленты, но также и других компонентов. Также и излишне высокие скорости расплющивающей ленты отрицательно сказываются на сроке службы машины из-за повышенного износа деталей. К тому же частично происходит образование высоких температур из-за нагрузок, возникающих между дырчатым барабаном и расплющивающей лентой. В определенных обстоятельствах требуется охлаждать прижимной вал или охлаждать партию вещества перед проходом через сепаратор мягкого материала настолько сильно, чтобы партия вещества выводила тепло из сепаратора мягкого материала, и, несмотря на это, при определенных обстоятельствах оставалась ниже предписанных температурных пределов.

Поэтому из уровня техники известны меры для предотвращения сухого хода сепаратора мягкого материала и для настройки скорости переработки под ввод продукта или, соответственно, ввода продукта под скорость переработки.

DE 196 37 640 A1 описывает систему слежения, которая с помощью температурного датчика следит, подается ли подлежащий переработке продукт в зону ввода. Температурный датчик воспринимает теплоизлучение расплющивающей ленты в зоне ввода и выполнен для обнаружения прерывания теплоизлучения вдоль линии наблюдения. Прерывание теплоизлучения в линии наблюдения датчика всегда происходит тогда, когда попадающий в зону ввода кусок перерабатываемого продукта пересекает линию наблюдения температурного датчика. Таким образом, необходимо следить, происходит ли фактически подвод продукта в зону ввода. Если теплоизлучение вдоль линии наблюдения температурного датчика длительное время прервано, то система исходит из того, что перерабатываемый продукт скопился в зоне ввода и, следовательно, нагромоздился. Чтобы предотвратить переполнение зоны ввода, привод подающего устройства, расположенного перед зоной ввода, автоматически останавливается. Если, в свою очередь, температурный сигнал расплющивающей ленты подается длительное время, то система исходит из того, что фактически не происходит подвода продукта. Тогда привод расплющивающей ленты и дырчатого барабана автоматически выключается, чтобы предотвратить сухой ход.

Подобный подход описан в EP 0 375 876 B1, в которой оптический или, соответственно, акустический датчик касания должен обнаруживать пересекающий или блокирующий линию наблюдения датчика продукт, чтобы по необходимости остановить или активировать расплющивающую ленту и дырчатый барабан или, соответственно, подводящее устройство. Далее в EP 0 375 876 B1 раскрыто автоматическое подстройка скорости переработки к подводу продукта или, соответственно, подвод продукта к скорости переработки. Однако этот подход к оптимизации нагрузки оказался ненадежным и не приводящим к достижению цели. Поэтому он был отвергнут уже более десятилетия, и к нему снова не прибегали. Поэтому скорость переработки используемых в настоящее время сепараторов мягкого материала должна выставляться вручную соответственно обученным и опытным оператором линии и в случае необходимости подстраиваться. На практике сепараторы мягкого материала, как правило, эксплуатируются с максимальной скоростью переработки. Настройки под изменяющуюся подачу материала происходят в любом случае путем автоматического отключения подвода продукта или, соответственно, сепаратора мягкого материала.

Сепараторы мягкого материала, которые могут автоматически отключаться или включаться для защиты от сухого хода или переполнения, имеют, однако, тот недостаток, что частые процессы включения-выключения являются очень способствующими износу, энергоемкими, технологически не осуществимыми, и поэтому их следует по возможности избегать. Сепараторы мягкого материала, как правило, рассчитаны на максимально ожидаемые количества продукта в единицу времени, то есть на высокую скорость переработки и выставляются на нее вручную, что ведет к относительно частому срабатыванию автоматического отключающего устройства для защиты от сухого хода и, таким образом, к подвергаемым износу компонентам. Каждый процесс отключения и запуска подвергается, по сравнению с длительной работой, повышенному износу, повышенному энергопотреблению и, тем самым, также повышенному внесению тепла в энергоемко охлажденное окружающее пространство переработки пищевых продуктов.

Исходя из описанных ранее недостатков, в основу изобретения положена задача предложить улучшенный сепаратор мягкого материала, который в отношении износа и потребления энергии не имеет никаких или никаких существенных потерь выхода продукции переработки.

Эта задача решается с помощью сепаратора мягкого материала по пункту 1 формулы изобретения, а также с помощью способа по пункту 15.

Согласно изобретению предусмотрен сепаратор мягкого материала с перфорированным по окружности дырчатым барабаном, а также с направленной вдоль окружного участка дырчатого барабана расплющивающей лентой. Расплющивающая лента приводится в действие вместе с дырчатым барабаном. Сепаратор Мягкого материала имеет зону ввода, из которой партия вещества, состоящая из компонентов вещества различной консистенции, для разделения и сепарации содержащихся там компонентов вещества вводится между дырчатым барабаном и расплющивающей лентой. Изобретение отличается системой распознавания для количественного определения состояния заполнения зоны ввода и управляющим устройством, соединенным с системой распознавания, для зависящей от наполнения настройки скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты.

Под количественным определением состояния заполнения следует понимать определение параметра, который зависит от того, какая партия вещества находится в зоне ввода. В зависимости от этого параметра управляющее устройство выставляет скорость дырчатого барабана и расплющивающей ленты путем регулировки своего привода. Путем автоматической настройки скорости переработки сепаратора мягкого материала под подаваемое в зону ввода количество партии вещества дырчатый барабан и расплющивающая лента могут работать постоянно с минимально возможной скоростью, по существу, при сохраняющейся постоянной пропускной способности. Срок службы особенно подверженных износу компонентов, таких как дырчатый барабан и расплющивающая лента, может быть, таким образом, ощутимо увеличен, поскольку доля процессов останова и повторного включения снижается. Благодаря этому может получиться снижение расхода энергии привода. Изобретение может даже сделать возможным отказ от собственного, предусмотренного на сепараторе мягкого материала, снижающего партию вещества подающего устройства, чем упрощается конструкция сепаратора мягкого материала. Даже будет возможно предусмотреть до сих пор стоящий отдельно сепаратор мягкого материала как составное звено в линии переработки, поскольку теперь скорость переработки сепаратора мягкого материала, выставляемая до сих пор постоянно жестко на максимально ожидаемое количество материала, можно автоматически выставлять на скорость подвода партии вещества.

Предпочтительным образом определение состояние заполнения происходит бесконтактно. Эта форма исполнения имеет то преимущество, что для определения состояния заполнения не нужны никакие подвижные детали. Так упрощается гигиеническая чистка сепаратора мягкого материала и предотвращаются механические сбои системы распознавания. Предпочтительно определение может происходить оптически или акустически, что оказалось надежным именно в области переработки продуктов питания. В частности, определение может происходить оптически с помощью сканирования лазером или регистрации камерой, или акустически с помощью ультразвукового измерения.

В усовершенствовании этой формы исполнения может быть предусмотрено, чтобы система распознавания имела по меньшей мере один датчик, предпочтительно оптический, акустический и/или выдающий изображение датчик, диапазон распознавания которого простирается по меньшей мере в двух, предпочтительно в трех направлениях в пространстве и по меньшей мере местами направлен на зону ввода.

Особое преимущество такого датчика заключается в том, что комплексно сформированная с помощью подвода дырчатого барабана и расплющивающей ленты зона ввода, по меньшей мере, в определенной степени «может обозреваться». Поскольку внесенная в зону ввода партия вещества зачастую состоит из имеющих нерегулярную форму отдельных кусков, которые не распределяются самостоятельно и равномерно в зоне ввода. Партия вещества ведет себя частично как сыпучий продукт или кусковой продукт и из-за различных консистенций отдельных компонентов вещества может быть склонна к агломерации или слипанию. Это может вести к неравномерному распределению внутри зоны ввода, которая не является регистрируемой или является регистрируемой с трудом с помощью работающих в одном измерении датчиков. Регистрирующий в двух или трех измерениях датчик может быть направлен, например, своей областью регистрации на всю ширину расплющивающей ленты и так следить за использованием ширины расплющивающей ленты. Тогда скорость дырчатого барабана и расплющивающей ленты может быть сделана зависимой предпочтительно также или только от того, покрыта ли ширина расплющивающей ленты партией вещества или нет.

Также изобретение может быть усовершенствовано таким образом, чтобы система распознавания определяла состояние заполнения с помощью по меньшей мере одного дистанционного измерения, при котором определяется дистанция по меньшей мере между одним датчиком системы распознавания и находящейся в области распознавания системы распознавания партией вещества. Этот вид количественного определения состояния заполнения оказался особо пригодным. Измерение дистанции может происходить, например, с помощью одного или нескольких ультразвуковых датчиков.

Согласно следующему варианту изобретения система распознавания может быть выполнена для генерирования зависящего от состояния заполнения сигнала измерения и для расчета сигнала состояния заполнения, производного от сигнала измерения. При этом сигнал состояния заполнения соответствует, по существу, состоянию заполнения, степени заполнения или количеству заполнения. В этом случае управляющее устройство выполнено для зависящей от состояния заполнения настройки скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты с помощью сигнала состояния заполнения.

Благодаря этому настройка рабочей скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты может быть сделана зависящей от различных производных из сигнала датчика вторичных значений. Состояние заполнения представляет собой высоту заполнения партии вещества, измеренную от отправной точки на основании зоны ввода, например, от отправной точки на расплющивающей ленте. Степень заполнения представляет собой процентную величину, показывающую, до какой степени зона ввода, в пересчете на общий объем зоны ввода, заполнена партией вещества. Эта производная величина измерения может иметь, в частности, преимущество тогда, когда зона ввода выполнена как раскрытая вверх наполнительная воронка, у которой высота наполнения связана нелинейно или, соответственно, пропорционально со степенью заполнения.

Для оптимизации работы сепаратора мягкого материала также может быть предпочтительным предпринимать зависящую от состояния заполнения настройку относительно фактически находящегося в зоне ввода количества партии вещества. Путем измерения и регулировки, например, высоты заполнения партии вещества на расплющивающей ленте также может быть оптимизировано использование ширины расплющивающей ленты. Скапливающаяся как кусковой или, соответственно, насыпной продукт, на расплющивающей ленте или, соответственно, в зоне ввода партия вещества распределяется с образованием естественного угла отвала в зоне ввода. При выставлении зависящего от свойств партии вещества, естественного угла отвала может быть улучшено использование полной ширины расплющивающей ленты и, тем самым, улучшен равномерный выход продукта переработки сепаратора мягкого материала.

Согласно предпочтительной форме исполнения в управляющем устройстве могут быть заложены жесткие, соответствующие определенным состояниям заполнения значения скорости. В этом случае просто сконструированное управляющее устройство может теперь регулировать привод дырчатого барабана и расплющивающей ленты соответственно определенному состоянию заполнения предварительно заданной для этого скоростью. Такая конструкция регулировочного контура позволяет использовать простую технику привода и, кроме того, осуществляет квази-пропорциональную регулировку.

Предпочтительно управляющее устройство имеет постоянное регулировочное звено, которое регулирует скорость в зависимости от состояния заполнения, например, пропорционально состоянию заполнения, зоны ввода. Это дает то преимущество, что непрерывная регулировка позволяет равномерно увеличивать и снижать скорость, поэтому изменение скорости может происходить особенно бережно в отношении материалов.

В усовершенствовании этой мысли управляющее устройство дополнительно может быть выполнено по меньшей мере с одним интегрирующим и/или дифференцирующим регулировочным звеном. Это улучшает, с одной стороны, параметры срабатывания при использовании дифференцирующего управляющего звена. Так, сепаратор мягкого материала может быстрее реагировать на изменяющуюся подачу парии вещества. Использованием интегрирующего регулировочного звена, которое может генерировать зависящую от разницы регулирования временную линейную стадию управляющего сигнала, может быть улучшена точность регулировки состояния заполнения и бережное в отношении материалов срабатывание привода.

Согласно предпочтительной форме исполнения дырчатый барабан и расплющивающая лента могут приводиться в действие с помощью привода, а управляющее устройство может быть интегрировано в привод. Это имеет то преимущество, что система распознавания может быть напрямую соединена с приводом, тем самым упрощается конструкция сепаратора мягкого материала. При этом управляющее устройство может быть интегрировано, например, в частотный преобразователь привода, при этом сам частотный преобразователь может быть частью электромотора или быть выполненным как соединенный с электромотором привода компонент.

Предпочтительным образом управляющее устройство для настройки скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты может быть выполнено ниже максимального и/или выше минимального значения. Установление максимального значения может иметь смысл для того, чтобы сделать возможной настройку на скорость размещенных после сепаратора мягкого материала процессов. Установление минимальной скорости может способствовать оптимизации работы по вводу партии вещества в зоне ввода, поскольку для достижения надежного ввода вещества в зону переработки при партиях вещества определенных составов не должна быть занижена минимальная скорость ввода.

При этом на сепараторе мягкого материала могут быть предусмотрены предпочтительно средства ввода для регулировки максимального и/или минимального значения скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты, позволяющие регулировку скорости пользователем во время работы.

Дополнительно для настройки скорости дырчатого барабана и расплющивающей ленты на состояние заполнения зоны ввода управляющее устройство может быть выполнено для полного останова дырчатого барабана и расплющивающей ленты при занижении предварительно заданного минимального состояния заполнения. Благодаря этой дополнительной мере безопасности может быть надежно предотвращен сухой ход, если возникает длительный перерыв подвода партии вещества, или является ошибочным количественное определение состояния заполнения.

В усовершенствовании этого варианта система распознавания может иметь по меньшей мере датчик один для количественного определения состояния заполнения зоны ввода и по меньшей мере один датчик для распознавания занижения минимального состояния заполнения и/или превышения наивысшего состояния заполнения. Эта дополнительная мера безопасности может препятствовать сухому ходу, если, например, количественное определение состояния заполнения было ошибочным. Также она может препятствовать переполнению зоны ввода и, тем самым, блокировке сепаратора мягкого материала, если превышается наивысшее состояние заполнения. Для предотвращения сухого хода дырчатый барабан и расплющивающая лента останавливаются вследствие сигнала датчика. Для предотвращения переполнения подающее устройство может быть остановлено вследствие сигнала датчика.

Альтернативно или дополнительно изобретение может быть дополнено тем, чтобы управляющее устройство было выполнено для выдачи управляющего сигнала при распознавании переполнения зоны ввода для того, чтобы расположенное перед сепаратором мягкого материала подводящее устройство замедлить или остановить. С помощью такой меры безопасности можно действенно избежать переполнения и, тем самым, обусловленного сбоем, долгосрочного выхода из строя сепаратора мягкого материала или сделать его, по меньшей мере, маловероятнее.

Соответствующий изобретению способ работы сепаратора мягкого материала отличается тем, что скорость дырчатого барабана и расплющивающей ленты настраивают на состояние заполнения зоны ввода, в частности, регулируют в зависимости от состояния заполнения зоны ввода. Таким образом, сепаратор мягкого материала постоянно работает с оптимальной скоростью, то есть в оптимальной рабочей точке.

Следующие формы исполнения соответствующего изобретению способа получаются аналогично предпочтительным формам исполнения соответствующего изобретению устройства.

Следующие цели, преимущества, признаки и возможности использования данного изобретения получаются из последующего описания примера исполнения с использованием чертежей. При этом все описанные и/или изображенные на чертежах признаки сами по себе или в любой имеющей смысл комбинации составляют предмет данного изобретения, также независимо от его формулировки в пунктах или ссылке на них.

При этом показано:

Фиг. 1 схематичный вид сбоку соответствующего изобретению сепаратора мягкого материала и

Фиг. 2 схематичный вид в разрезе по линии сечения A-A согласно Фиг. 1.

Одинаковые или одинаково работающие конструкционные элементы в представленных далее фигурах чертежей на основе формы исполнения снабжаются ссылочными обозначениями для улучшения читаемости.

Фиг.1 и 2 показывают соответствующее изобретению устройство в форме сепаратора 1 мягкого материала для сепарации партии 14 вещества с компонентами 12, 13 вещества различной консистенции, например, мяса, которое должно быть отделено от костей, хрящей или сухожилий. Сепаратор мягкого материала имеет вращательно-симметричный дырчатый барабан 2. В данном примере исполнения дырчатый барабан 2 выполнен цилиндрически и перфорирован в своей окружной стенке 15 множеством предусмотренных в ней отверстий 16. Дырчатый барабан 2 расположен внутри машинного каркаса 28 и установлен там с возможностью вращения вокруг своей оси 17 симметрии. Дырчатый барабан 2 приводится в движение вокруг оси 17 симметрии с помощью привода 11. Привод 11 кинематически соединен с помощью соединительного устройства 26 с дырчатым барабаном 2.

Далее устройство имеет бесконечную расплющивающую ленту 3, которая, по меньшей мере, частично состоит из эластичного материала. Под эластичным материалом понимается материал, который является более упругим, чем материал, например, состоящего из стали дырчатого барабана 2. Эластичным материалом может быть, например, каучуковая резина, полиуретан или искусственная резина, то есть синтетический каучук, такой как, например, ЭПДМ (EPDM). Альтернативно также жесткая, например, состоящая из стали расплющивающая лента 3 может быть снабжена не показанным здесь эластичным слоем из одного из описанных ранее эластичных материалов. Расплющивающая лента 3 может быть изготовлена без шва как бесконечная лента или же быть произведена из отрезка ленты, соединенного на своих концах.

Расплющивающая лента 3 проведена по роликовой направляющей, которая имеет в данном случае прижимной вал 4, в определенных вариантах исполнения охлаждаемый, а также роликовую пару 5. Роликовая направляющая выполнена так, чтобы часть расплющивающей ленты 3 была проведена тангенциально вдоль участка окружной стенки 15 дырчатого барабана 2. Эта область обозначается в дальнейшем как зона переработки или, соответственно, как перекрытие 19. Расплющивающая лента 3 в области перекрытия 19 может быть направлена с примыканием к окружной стенке 15 или на расстоянии от нее. В любом случае, на расплющивающую ленту 3 воздействуют с помощью прижимного вала 4 давлением или, соответственно, упругим предварительным натяжением таким образом, чтобы она либо непосредственно примыкала длительно к дырчатому барабану 2 под предварительным натяжением, либо только при прохождении партии 14 вещества через область переработки оказывалось предварительное натяжение на партию вещества и, тем самым, непосредственно на дырчатый барабан 2. Предварительное натяжение к дырчатому барабану 2 может быть создано и выставлено, например, с помощью гидравлического модуля 30, связанного с подвешиванием прижимного вала 4.

Ролики роликовой пары 5 и прижимной вал 4 кинематически соединены для привода расплющивающей ленты 3 с помощью соединительного устройства 26, например, цепного привода, с приводом 11 и одновременно синхронизированы с дырчатым барабаном 2. Расплющивающая лента 3 натянута с предварительным натяжением на роликовую направляющую, поэтому передаваемые с помощью соединительного устройства 26 на роликовую пару 5 и на прижимной вал 4 приводные движения 36 передаются, в основном, без проскальзывания на расплющивающую ленту 3. Синхронизация дырчатого барабана 2, а также расплющивающей ленты 3 происходит таким образом, чтобы область перекрывания 19 проходила, по существу, без относительной скорости между расплющивающей лентой 3 и дырчатым барабаном 2 в его окружном направлении. Дырчатый барабан 2 и расплющивающая лента 3 выполняют в области перекрытия 19 совместное движение 20 по окружности вокруг оси 17 симметрии дырчатого барабана 2.

Сбоку дырчатого барабана 2, а также расплющивающей ленты 3 предусмотрены ограничители 6, направляющие расплющивающую ленту 3 по бокам, и ограничивающие по бокам зону переработки, то есть область перекрытия 19, а также расположенную до перерабатывающей зоны зону 7 ввода. Зона 7 ввода образована набегающей тангенциально на дырчатый барабан 2 в направлении 18 ввода расплющивающей лентой 3, а также боковыми ограничителями 6.

Через расположенную пространственно над зоной 7 ввода загрузочную воронку 8 обрабатываемая партия 14 вещества подводится к зоне 7 ввода. Перед загрузочной воронкой 8 расположено подводящее устройство 24. Подводящее устройство 24 может быть частью сепаратора 1 мягкого материала. При использовании сепаратора 1 мягкого материала в перерабатывающей линии подводящее устройство 24 представляет собой отдельную, расположенную перед сепаратором 1 мягкого материала машину, расположенную пространственно рядом или над сепаратором 1 мягкого материала и из которой подводимая партия 14 вещества вываливается в зону 7 ввода. При этом подводящее устройство 24 может быть выполнено, например, как силосная подача, подводящая лента или как ручная подводка.

Подводящее устройство 24, как показано в данном случае, может иметь также подающее устройство 27, например, подающий шнек, с помощью которого партия 14 вещества из расположенной ранее емкости подводится к загрузочной воронке 8 и, таким образом, зоне 7 ввода. Подводящее устройство 24 имеет привод 23 для работы подающего устройства 27. Привод 23 и подающее устройство 27 кинематически соединены друг с другом с помощью соединительного устройства 37.

В корпусе 29 на машинном каркасе 28 расположен датчик 25 системы 9 распознавания, который согласно изобретению определяет количественное состояние заполнения или, соответственно, заполненный объем, уровень заполнения или степень заполнения в зоне 7 ввода.

Следующий дополнительный датчик 32 системы 9 распознавания может, напротив, служить исключительно качественному наблюдения за зоной 7 ввода, подведена ли партия 14 вещества. Датчик 32 может быть, например, контактным датчиком отраженного света, который может распознавать наличие объектов вдоль своей линии 34 наблюдения. Система 9 распознавания 9 со своим датчиком 25 и, при определенных обстоятельствах, дополнительно имеющимся датчиком 32 находится с помощью линии 38 датчика в коммуникационном соединении с управляющим устройством 10. Длительное присутствие объектов вдоль линии 34 наблюдения датчика 32 указывает на переполнение зоны 7 ввода, то есть на превышение наивысшего состояния заполнения. Длительно имеющее место нахождение объектов вдоль линии 34 наблюдения датчика 32 указывает на холостой ход зоны 7 ввода и, таким образом, на занижение минимального состояния заполнения.

Система 9 распознавания определяет с помощью датчика 25 предпочтительно непрерывно текущее значение состояния заполнения находящейся в зоне 7 ввода партии 14 вещества и передает соответствующее значение измерения или производное от значения измерения значение состояние заполнения на управляющее устройство 10. Например, происходит измерение с помощью ультразвукового измерения датчика 25 для определения кратчайшей дистанции между партией 14 вещества и датчиком 25 внутри его области 22 распознавания.

Как вытекает из изображенных на фиг.1 и 2 веерных линий 33, область 22 распознавания датчика 25 простирается вдоль длины веерной линии 33, а также немного конусообразно или булавообразно в направлении расплющивающей ленты 3, то есть в трех направлениях в пространстве. В частности, область 22 распознавания датчика 25 может быть направлена внутри зоны ввода на область расплющивающей ленты 3 непосредственно перед началом перекрытия 19, например, на область примерно от 0 до 40 см, исходя из начала перекрытия 19 и смотря против направления 18 ввода.

Управляющее устройство 10 может быть соединено с программируемым в памяти управлением или образованно им. Управляющее устройство 10 сравнивает измеренное текущее значение состояния заполнения с предварительно заданным значением и регулирует в зависимости от состояния заполнения и/или в зависимости от разницы в управлении между заданным и текущим значением скорость привода 11, с которым оно связано через управляющую линию 39.

При распознавании превышения максимального значения состояния заполнения с помощью датчика 25 и, при определенных обстоятельствах, с помощью датчика 32, то есть при угрожающем или имеющим место переполнении, управляющее устройство 10 может выдавать особый сигнал, с помощью которого привод 23 подводящего устройства 24 или расположенная раньше подводка, в качестве исключения, может быть остановлена, чтобы предотвратить переполнение. Для этого управляющее устройство 10 дополнительно может быть соединено через не показанную в данном случае управляющую линию с приводом 23. При занижении минимального значения состояния заполнения, измеренного с помощью датчика 25 и, при определенных обстоятельствах, датчика 32, управляющее устройство 10 может остановить привод 11 сепаратора 1 мягкого материала, чтобы предотвратить сухой ход дырчатого барабана 2 и расплющивающей ленты 3.

Осуществленный с помощью сепаратора 1 мягкого материала способ переработки предусматривает переработку партии 14 вещества с компонентами 12, 13 вещества различной консистенции таким образом, чтобы компоненты 12 вещества с первой консистенцией были отделены от компонентов 13 вещества со второй консистенцией. Например, оставшееся мясо может быть отделено от костей, суставов или сухожилий.

Консистенция партии 14 вещества может касаться прочности отделяемых тканей, их твердости, текучести или тому подобного. Например, в процессе обвалки прочность содержащихся в мясе сухожилий выше, чем прочность окружающего сухожилия мяса. При производстве мяса механической обвалки из тушек птицы или при производстве рыбного фарша путем отделения компонентов кожи и костей можно говорить, например, о различной твердости или мягкости отдельных компонентов 12, 13 вещества. При изготовлении фруктовых соков или овощных муссов консистенция отдельных компонентов 12, 13 вещества описывается с помощью различных свойств текучести компонентов плодов.

Партия 14 вещества с обоими компонентами 12, 13 вещества различной консистенции отличается на фиг.1 и 2 таким образом, что первый компонент 12 вещества с первой консистенцией изображен с помощью пунктирной штриховки, а второй компонент 13 вещества со второй консистенцией - штриховкой косыми линиями.

Как можно видеть из фиг.1 и 2, приготовленная сначала в загрузочной воронке 8 партия 14 вещества имеет как компоненты 12 вещества первой консистенции, так и компоненты 13 вещества второй консистенции. Из загрузочной воронки 8 партия 14 вещества падает в зону 7 ввода и там на расплющивающую ленту 3.

Партия 14 вещества накапливается в зоне 7 ввода и вводится с помощью возникающего на дырчатом барабане 2 и расплющивающей ленте 3 затягивающего движения 18 в область перекрытия 19, т.е. в зону переработки, где расплющивающая лента 3 оказывает надавливание на партию 14 вещества в направлении окружной стенки 15 дырчатого барабана 2.

Под влиянием силы прижима компоненты 12 вещества партии 14 вещества отделяются от компонентов 13 вещества и попадают через находящиеся со стороны окружности отверстия 16 дырчатого барабана 2 в его внутреннее пространство 31. Компоненты 13 вещества второй консистенции, напротив, остаются между окружными стенками 15 и расплющивающей лентой 3, при этом эти компоненты, погружаются, по меньшей мере, частично в эластичные области расплющивающей ленты 3 и так оберегаются от чрезмерного силового воздействия со стороны прижимной силы. Это способствует, прежде всего, тому, чтобы избежать высвобождения нежелательных веществ из этих компонентов 13 вещества и пресечь их перевод в компоненты 12 вещества во внутреннем пространстве 31 дырчатого барабана 2. Например, может быть важным при обработке куриных тушек не слишком сильно размельчать находящиеся между расплющивающей лентой 3 и дырчатым барабаном 2 куриные кости, поэтому переходящий во внутреннее пространство 31 дырчатого барабана 2 мясной компонент может только ограниченно вбирать кальций из размельченных куриных костей.

После прохождения зоны переработки не отделенные компоненты 13 вещества партии 14 вещества улавливаются в отводном устройстве 21. Отводное устройство 21 также может быть регулярно заменяемой емкостью.

К началу способа дырчатый барабан 2 движется вместе с расплющивающей лентой 3 с предварительно заданной стартовой скоростью, при которой имеющаяся в зоне 7 ввода партия 14 вещества вводится и перерабатывается. Стартовая скорость может регулироваться с помощью элемента 35 ввода минимальной скоростью, требуемой для надежного ввода партии 14 вещества из зоны 7 ввода в зону переработки, то есть перекрытия 19. К тому же, выставление минимальной скорости способствует тому, чтобы при прерывании подвода партии 14 вещества зона 7 ввода опорожнялась до того, как дырчатый барабан 2 и расплющивающая лента 3 будут автоматически остановлены для защиты от сухого хода.

Пространственно расположенный сверху зоны 7 ввода датчик 25 системы 9 распознавания определяет состояние заполнения зоны 7 ввода. Как только состояние заполнения повышается или уменьшается, скорость переработки дырчатого барабана 2 и расплющивающей ленты 3 повышается или снижается, поэтому стремятся к остающемуся постоянным состоянию заполнения в зоне 7 ввода. Благодаря этому происходит автоматическая настройка скорости переработки под находящееся в зоне 7 ввода количество партии 14 вещества. Достижение предварительно заданного состояния заполнения может способствовать, например, тому, чтобы подаваемая в зону переработки партия 14 вещества могла быть надежно введена, когда материал, постоянно в достаточной мере лежащий сверху, налегает на расплющивающую ленту 3 своей силой тяжести. Различные высоты наполнения или, соответственно, уровни заполнения могут быть предварительно заданы, например, для различных видов партии 14 вещества.

При стремлении к предварительно заданному состоянию заполнения зона 7 ввода служит автоматически также запасником сырья, который может частично сглаживать перерывы в подаче партии 14 вещества в зону 7 ввода и предотвращать останов привода 11.

Заложенный в основе настройки скорости алгоритм в управляющем устройстве 10 может основываться, например, на том, чтобы каждому значению состояния заполнения жестко соответствовало определенное значение скорости. Это реализуется также с помощью очень простых управляющих устройств. Соответственные значения могут даже выравнивать имеющиеся в устройстве нелинейности, например, нерегулярную геометрическую форму зоны 7 ввода, чтобы прийти к удовлетворительному результату регулировки.

Альтернативно управляющее устройство 10 также может быть выполнено таким образом, чтобы происходила постоянная регулировка с непрерывным определением разницы регулировки из измеренного текущего значения и предварительно заданного значения, и скорость привода постоянно подрегулировалась для достижения предварительно заданного состояния заполнения. Это может способствовать, с одной стороны, тому, чтобы иметь возможность быстро реагировать на сильно меняющиеся состояния заполнения или же регулировку привода инерционно рассчитывать так, чтобы избегать интенсивных с точки зрения износа процессов ускорения или торможения. Также при постоянной регулировке скорости дырчатого барабана 2 и расплющивающей ленты 3 в зависимости от состояния заполнения может быть предусмотрена минимальная скорость, с которой дырчатый барабан 2 и расплющивающая лента 3 работают, по меньшей мере, для того, чтобы перед отключением для защиты от сухого хода надежно опустошить зону 7 ввода.

Постоянная регулировка может быть выполнена, например, как простой пропорциональный регулятор, но также и как регулятор с дополнительно интегрирующим регулирующим звеном и/или дифференцирующим регулирующим звеном, то есть как так называемый PID-регулятор.

Система 9 распознавания может быть выполнена как ультразвуковое измерение, которое определяет наивысшую точку скопившейся в зоне 7 ввода партии 14 сырья. Однако альтернативно также может быть использован оптический датчик, например, лазерный датчик или камера, которые направлены или, соответственно, направлена на зону 7 ввода и могут на основании распознавания отдельных субъединиц партии вещества делать заключение о фактическом состоянии заполнения. Возможно также измерение радаром.

Датчик 25 также может быть выполнен таким образом, чтобы он позволял двух или трехмерную выдачу изображения зоны 7 ввода, из которой затем вычисляется расчет содержащегося в зоне 7 ввода объема партия сырья.

Таким образом, система всегда может работать с минимально возможной скоростью, поэтому износ расплющивающей ленты 3, а также других частей сводится к минимуму. Также снижается энергопотребление системы при остающимся постоянным выходе продукта переработки.

Список ссылочных обозначений

1 сепаратор мягкого материала

2 дырчатый барабан

3 расплющивающая лента

4 прижимной вал

5 роликовая пара

6 боковой ограничитель

7 зона ввода

8 загрузочная воронка

9 система распознавания

10 управляющее устройство

11 привод

12 компонент вещества первой консистенции

13 компонент вещества второй консистенции

14 партия вещества

15 окружная стенка

16 отверстия

17 ось симметрии

18 направление ввода

19 перекрытие

20 движение по окружности

21 устройство отвода

22 область распознавания

23 привод

24 подводящее устройство

25 датчик

26 соединительное устройство

27 подающее устройство

28 машинный каркас

29 корпус

30 гидравлический модуль

32 внутреннее пространство

33 датчик

34 веерная линия

35 линия наблюдения

36 средства ввода

37 приводное движение

38 соединительное устройство

39 линия датчика

40 линия управления

Изобретение относится к оборудованию для сепарации мягкого материала, состоящего из компонентов различной консистенции. Сепаратор (1) содержит перфорированный по окружности дырчатый барабан (2) и направленную вдоль окружного участка (19) барабана (2) расплющивающую ленту (3), которая приводится в действие вместе с дырчатым барабаном (2). Предусмотрена зона (7) ввода, из которой состоящая из компонентов (12, 13) вещества различной консистенции партия (14) вещества проводится между дырчатым барабаном (2) и расплющивающей лентой (3). Сепаратор снабжен системой (9) распознавания для количественного определения состояния заполнения зоны (7) ввода и соединенным с системой (9) управляющим устройством для зависящей от состояния заполнения настройки скорости дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3). В результате обеспечивается уменьшение износа частей сепаратора и снижение энергопотребления. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Сепаратор (1) мягкого материала с перфорированным по окружности дырчатым барабаном (2), а также с направленной вдоль окружного участка (19) дырчатого барабана (2) расплющивающей лентой (3), которая приводится в движение вместе с дырчатым барабаном (2), и с зоной (7) ввода, из которой партия (14) сырья, состоящая из компонентов (12, 13) вещества различной консистенции, для сепарации компонентов (12, 13) вещества проводится между дырчатым барабаном (2) и расплющивающей лентой (3), отличающийся тем, что предусмотрена система (9) распознавания для количественного определения состояния заполнения зоны (7) ввода и соединенное с системой (9) распознавания управляющее устройство (10) для зависящей от состояния наполнения настройки скорости дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3).

2. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 1, отличающийся тем, что состояние заполнения определяют бесконтактно, предпочтительно оптически или акустически, в частности, оптически с помощью сканирования лазером или регистрации камерой или акустически с помощью ультразвукового измерения.

3. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 2, отличающийся тем, что система (9) распознавания (9) имеет по меньшей мере один датчик (25), предпочтительно оптический, акустический и/или выдающий изображение датчик, область (22) распознавания которого простирается по меньшей мере в двух, предпочтительно в трех направлениях в пространстве и по меньшей мере местами направлена на зону (7) ввода.

4. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 3, отличающийся тем, что система (9) распознавания определяет состояние заполнения с помощью по меньшей мере одного измерения дистанции, которое определяет расстояние по меньшей мере между одним датчиком (25) системы (9) распознавания и находящейся в области (22) распознавания системы (9) распознавания партией (14) вещества.

5. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-4, отличающийся тем, что система (9) распознавания выполнена для генерирования зависящего от состояния заполнения сигнала измерения и для вычисления производного от сигнала измерения сигнала состояния заполнения, при этом сигнал состояния заполнения соответствует уровню заполнения, степени заполнения или количеству заполнения, а управляющее устройство (10) выполнено для зависящей от состояния заполнения настройки скорости дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3) с помощью сигнала состояния заполнения.

6. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-5, отличающийся тем, что в управляющем устройстве (10) заложены соответствующие состояниям заполнения значения скорости.

7. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-6, отличающийся тем, что управляющее устройство (10) имеет постоянное регулировочное звено, которое регулирует скорость в зависимости от состояния заполнения зоны (7) ввода, предпочтительно пропорционально или интегрально состоянию заполнения зоны (7) ввода.

8. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 7, отличающийся тем, что управляющее устройство (10) выполнено дополнительно по меньшей мере с одним интегрирующим и/или дифференцирующим регулировочным звеном.

9. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-8, отличающийся тем, что дырчатый барабан (2) и расплющивающая лента (3) приводятся в движение с помощью привода (11), и управляющее устройство (10) интегрировано в привод (11).

10. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-9, отличающийся тем, что управляющее устройство (10) выполнено для настройки скорости дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3) ниже максимального и/или выше минимального значения.

11. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 10, отличающийся тем, что предусмотрено средство ввода для регулировки максимального и/или минимального значения скорости дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3).

12. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-11, отличающийся тем, что управляющее устройство (10) выполнено для останова дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3) при занижении предварительно заданного минимального состояния заполнения.

13. Сепаратор (1) мягкого материала по п. 12, отличающийся тем, что система (9) распознавания имеет по меньшей мере один датчик (25) для количественного определения состояния заполнения зоны (7) ввода и по меньшей мере один датчик (32) для распознавания занижения минимального состояния заполнения и/или превышения наивысшего состояния заполнения.

14. Сепаратор (1) мягкого материала по одному из пп. 1-13, отличающийся тем, что управляющее устройство (10) выполнено для выдачи управляющего сигнала при распознавании переполнения зоны (7) ввода, чтобы замедлять или останавливать расположенное перед сепаратором (1) мягкого материала подводящее устройство.

15. Способ сепарации мягкого материала с использованием сепаратора (1) мягкого материала по одному из пп. 1-14, отличающийся тем, что скорость дырчатого барабана (2) и расплющивающей ленты (3) настраивают по состоянию заполнения зоны (7) ввода, в частности регулируют в зависимости от состояния заполнения зоны (7) ввода.