Оптический сепаратор с системой охлаждения Российский патент 2024 года по МПК G01N21/47 B07C5/342 

Изобретение относится к области сепарации разноцветного материала и может использоваться в установках для повторной переработки стеклобоя и может широко использоваться в горно-обогатительной, стекольной, пищевой, легкой, химической и других отраслях промышленности.

Известно «Устройство для сортировки зерна по цвету», включающее корпус, наклонный желоб с дорожками для направления зерна, средство для подачи зерна на желоб, оптические средства детектирования, состоящее из корпуса со смотровым окном, закрытым прозрачной стеклянной пластиной, размещенные в корпусе детекторы, фон, зона обнаружения зерна, средства для освещения зерна и фона, причем фон размещен в зоне формирования оптического изображения зерна, средство для освещения фона и зерна в зоне обнаружения содержит хотя бы один вид источника света с заданным спектральном распределением энергии, блок анализа изображений зерна, блок для выдачи сигнала браковки, получаемого путем сравнения сигнала от детекторов с пороговым значением, эжекторные средства, расположенные ниже детекторов, устройство для чистки пластин, отличающееся тем, что в качестве детекторов используются видеокамера на линейной матрице, средство для освещения содержит светодиоды, подключенные через коммутаторы к блоку питания, обеспечивающие коммутацию светодиодов в режиме чередования разных спектральных диапазонов средства освещения, блок управления средствами освещения, подключенный к коммутаторам, обеспечивающий включение светодиодов синхронно с экспозицией кадра на линейной матрице видеокамеры, фон представляет собой пластину из рассеивающего материала, с обратной стороны которой расположены группы светодиодов одного или разных спектральных диапазонов, подключенные к блоку управления светодиодами, который осуществляет управление их световыми потоками независимо друг от друга, в том числе с разными весовыми соотношениями различных спектральных групп, как в стационарном режиме, так и в режиме коммутации, синхронизированном с экспозицией линейной матрицы видеокамеры, причем все блоки управления подключены к центральному процессору, прозрачная стеклянная пластина выполнена в виде диска или прямоугольника и установлена соответственно с возможностью вращения вокруг своей оси или возвратно-поступательного перемещения в вертикальной плоскости, причем одна ее часть закрывает с уплотнением смотровое окно, а другая ее часть в это время находится в устройстве для чистки. Патент РФ на ПМ №83436, МКИ: В07С 5/342; дата публ. 2009.09.10. Известно Устройство для сортировки зерна по цвету, включающее корпус, наклонный желоб с дорожками для направления зерна, средство для подачи зерна на желоб, оптические средства детектирования, содержащие детекторы, фон, находящийся в зоне формирования оптического изображения зерна, зону обнаружения зерна и средство для освещения фона и зерна в зоне обнаружения, содержащее хотя бы один вид источника света с заданным спектральным распределением энергии, блок анализа изображений зерна, блок для выдачи сигнала браковки, получаемого путем сравнения сигнала от детекторов с пороговым значением, эжекторные средства, расположенные ниже детекторов, отличающееся тем, что в качестве детекторов используются видеокамера на линейной матрице, средство для освещения содержит светодиоды, подключенные через коммутаторы к блоку питания, обеспечивающие коммутацию светодиодов в режиме чередования разных спектральных диапазонов средства освещения, блок управления средствами освещения, подключенный к коммутаторам, обеспечивающий включение светодиодов синхронно с экспозицией кадра на линейной матрице видеокамеры, фон представляет собой пластину из рассеивающего материала, с обратной стороны которой расположены группы светодиодов одного или разных спектральных диапазонов, подключенные к блоку управления светодиодами, который осуществляет управление их световыми потоками независимо друг от друга, в том числе с разными весовыми соотношениями различных спектральных групп, как в стационарном режиме, так и в режиме коммутации, синхронизированном с экспозицией линейной матрицы видеокамеры, причем все блоки управления подключены к центральному процессору. Патент РФ на изобретение №2403100, МКИ: В07В 13/00, д. публ. 2010.05.10. Известно «Устройство для измерения и анализа параметров объектов малой крупности, содержащее блок транспортировки объектов в зону анализа, осветительный блок, включающий источники излучения, оптическую систему, приемник оптического излучения, сопряженные друг с другом и с зоной анализа и закрепленные на устройстве позиционирования, выполненном с возможностью линейного перемещения, блок обработки, анализа и управления, соединенный с приемником оптического излучения, устройство вывода информации, соединенное с блоком обработки, анализа и управления, отличающееся тем, что дополнительно имеется блок управления источниками излучения осветительного блока, соединенный с осветительным блоком и блоком обработки, анализа и управления и выполненный с возможностью регулировки яркости излучения источников излучения, блок управления устройством позиционирования, соединенный с устройством позиционирования и блоком обработки, анализа и управления, блок управления транспортировкой объектов в зону анализа, соединенный с блоком транспортировки объектов в зону анализа и блоком обработки, анализа и управления, и сменный фон, расположенный позади зоны анализа перпендикулярно оптической оси оптической системы, при этом осветительный блок закреплен таким образом, что его источники излучения создают равномерную освещенность фона, при этом устройство позиционирования дополнительно выполнено с возможностью регулировки угла наклона осветительного блока, оптической системы и приемника оптического излучения, а в блоке транспортировки объектов в зону измерения применена транспортная лента.

Патент РФ на ПМ №146689, МКИ: В07В 5/342, опубл. 2014.10.20.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является «1. Сепаратор оптический, включающий устройство подачи разноцветного материала, осветители, оптический датчик, за которым по ходу движения материала установлен ряд выдувающих форсунок, каждая из которых соединена с системой подачи сжатого воздуха и блоком управления форсунками, отличающийся тем, что он дополнен преобразователем сигнала, компьютером с платой видеозахвата, соединенными последовательно, и выходы последнего подключены к входам блока управления форсунками, а оптический датчик выполнен в виде видеокамеры.

2. Сепаратор оптический по п. 1, отличающийся тем, что преобразователь сигнала выполнен из блока выделения синхроимпульсов, модуля цвета, компараторов, кодера, при этом блок выделения синхроимпульсов, модуль цвета и первый компаратор соединены входами, выходы блока выделения синхроимпульсов соединены с модулем цвета и кодером, выход модуля цвета подключен к входам других компараторов, выходы всех компараторов соединены с входами кодера.

Патент РФ на ПМ №46100, МКИ: G01N 21/00, д. публ. 2005.06.10. Технический результат заключается в повышения эффективности охлаждения отдельных элементов и блоков сепаратора, за счет использования системы охлаждения, с тремя блоками теплообмена, которые понижают тепловые выбросы блока детектирования и ламп фронтальной и фоновой подсветки.

Технический результат достигается благодаря тому, что Оптический сепаратор с системой охлаждения, включает корпус, с устройством подачи разноцветного материала, скатное стекло, осветители, оптический датчик, за которым, по ходу движения материала, установлена система сортировки, связанная с блоком управления работой сепаратора. Система сортировки снабжена рядом выдувающих форсунок, каждая из которых соединена с системой подачи сжатого воздуха, также связанной с блоком управления, При этом оптический сепаратор снабжен системой охлаждения, содержащей три блока теплообмена, служащие для отведения тепла от источников света, а именно ламп фоновой и фронтальной подсветки и системы детектирования. Кроме того система охлаждения снабжена блоком подачи воздуха с фильтрующим элементом, связанным с также воздуходувкой и трубопроводом подачи воздуха из атмосферы. При этом оптический датчик выполнен в виде оптического блока, снабженного герметичным корпусом, в который через шланг подают сжатый воздух для создания внутри избыточного давления. В корпусе оптического блока расположены лампа фронтальной подсветки и система детектирования, каждая из которых снабжена своим блоком теплообмена. Также блоком теплообмена снабжена лампа фоновой подсветки, расположенная вне корпуса оптического блока, за обратной гранью скатного стекла. При этом блоки теплообмена ламп выполнены в виде пустотелых алюминиевых профилей, на одной из наружных стенок которых размещены светодиодные источники света, выделяющие тепло, передаваемое через стенку профиля в его внутреннюю полость. В свою очередь, блок теплообмена системы детектирования снабжен радиатором в виде алюминиевого профиля, расположенного на внутренней стенке корпуса оптического блока. Напротив радиатора расположены два циркуляционных вентилятора, направляющие нагретый воздух в поток проходящего охлаждающего воздуха. Наконец во все блоки системы охлаждения через фильтрующий элемент блока подачи воздуха воздуходувкой через трубопровод подается охлаждающий воздух из атмосферы.

Оптический сепаратор поясняется чертежами на фиг. 1, 2, 3 и 4.

Фиг. 1- Оптический сепаратор с системой охлаждения (схема общего вида);

Фиг. 2 - Оптический сепаратор с системой охлаждения (общий вид системы охлаждения);

Фиг. 3 - Оптический сепаратор с системой охлаждения (схема системы охлаждения).

Фиг. 4 - Оптический сепаратор (схема продольного разреза по вертикальной плоскости блока теплообмена системы детектирования);

Согласно Фиг. 1, 2, 3 и 4, «Оптический сепаратор с системой охлаждения» снабжен корпусом 1, вибрационным лотком 2, связанным с вибромоторами 3, оборудован скатным стеклом 4, а также оптическим блоком с корпусом 5, куда подведен шланг подачи сжатого воздуха 6, а также в качестве осветителей лампой фронтальной подсветки 7 и лампой фоновой подсветки 8, расположенной вне корпуса 5 оптического блока, последний снабжен также системой детектирования 9, а система сортировки и отбраковки материала выполнена с блоком форсунок 10, блоком подготовки сжатого воздуха 11, кроме того оптический сепаратор снабжен бункером с тремя горловинами 12, 13 и 14 и блоком управления 15, а также системой охлаждения с тремя блоками теплообмена: блоком теплообмена 16 системы охлаждения лампы фронтальной подсветки 7, блоком теплообмена 17 системы охлаждения лампы фоновой подсветки 8 и блоком теплообмена 18 системы детектирования 9, при этом блоки теплообмена ламп выполнены в виде пустотелых профилей, а блок теплообмена 18 системы детектирования 9 снабжен теплоотводящим профилем 19 и двумя циркуляционными вентиляторами 20, кроме того все три блока теплообмена системы охлаждения связаны с воздуходувкой 21 с фильтрующим элементом 22 с атмосферой через трубопровод подачи воздуха 23.

Принцип работы оптического сепаратора: «Оптический сепаратор с системой охлаждения содержит корпус 1, при этом сортируемый материал подается на вибрационный лоток 2, получающий вибрационный импульс от вибромоторов 3, при движении материала происходит его равномерное распределение по всей ширине лотка 2, и далее попадает на прозрачное скатное стекло 4. Затем на скатном стекле 4 материал разгоняется под действием силы тяжести и проходит через зону детектирования, создаваемую системой детектирования 9, расположенную в корпусе 5 оптического блока.

Воздух из атмосферы, после предварительной очистки в фильтрующем элементе 22, с помощью воздуходувки 21 подается через трубопровод 23 в блок теплообмена 16 и лампы фронтальной подсветки 7 и блок теплообмена 17 лампы фоновой подсветки 8, а также в блок теплообмена 18 системы детектирования.

Лампа фронтальной подсветки 7 состоит из алюминиевого профиля, на наружной поверхности которого установлены источники свет (например, светодиоды с линзами, светодиодная лента или галогеновые лампы), лампа установлена в герметичном корпусе 5 оптического блока. Во внутреннюю полость алюминиевого профиля подводится охлаждающий воздух от воздуходувки 21, при этом охлаждающий воздух не попадает во внутренний объем корпуса 5 оптического блока. При работе источника света тепло отводится через стенку на внутреннюю поверхность профиля и далее снимается потоком проходящего воздуха, при этом часть тепла выделяется во внутренний объем корпуса 5 оптического блока.

Лампа фоновой подсветки 8 состоит из алюминиевого профиля, на наружной поверхности которого установлены источники света (например, светодиоды с линзами, светодиодная лента или галогеновые лампы). Во внутреннюю полость алюминиевого профиля подается охлаждающий воздух от воздуходувки 21. При работе источника света тепло отводится через стенку на внутреннюю поверхность профиля и далее снимается потоком проходящего воздуха. Блок теплообмена 18 системы детектирования состоит из теплоотводящего профиля 19, на котором установлены циркуляционные вентиляторы 20, обеспечивающие циркуляцию воздуха внутри корпуса 5 оптического блока. При работе системы детектирования 9 тепло выделяется во внутренний объем корпуса 5 оптического блока, также тепло выделяется при работе лампы фронтальной подсветки. Циркуляционные вентиляторы направляют нагретый воздух на теплоотводящий профиль 19, где тепло передается на наружную поверхность профиля и снимается потоком проходящего охлаждающего воздуха.. Дополнительно для исключения попадания загрязнений предусмотрена подача сжатого воздуха из блока пего подготовки 11 для создания избыточного давления во внутренней полости корпуса 5 оптического блока.

Применение предложенного в качестве изобретения «Оптического сепаратора с системой охлаждения» способствует повышению эффективности охлаждения отдельных элементов и блоков сепаратора, именно блока детектирования и ламп фоновой и фронтальной развертки, что в свою очередь влияет на срок службы источников света и периодичность их технического обслуживания. Кроме того при использовании данной схемы системы охлаждения не происходит попадания воздуха из атмосферы в полость корпуса оптического блока, что исключает попадание пыли на оптические элементы системы детектирования и возможна работа сепаратора в условиях запыленного окружающего воздуха.

Изобретение относится к области сепарации разноцветного материала и может использоваться в горно-обогатительной, стекольной, пищевой, легкой, химической и других отраслях промышленности в установках для повторной переработки стеклобоя. Оптический сепаратор с системой охлаждения включает корпус с устройством подачи разноцветного материала, скатное стекло, осветители, оптический датчик, за которым, по ходу движения материала, установлена система сортировки, связанная с блоком управления работой сепаратора. Система сортировки снабжена рядом выдувающих форсунок, каждая из которых соединена с системой подачи сжатого воздуха, также связанной с блоком управления. При этом оптический сепаратор снабжен системой охлаждения, содержащей три блока теплообмена, служащие для отведения тепла от источников света, а именно ламп фоновой и фронтальной подсветки и системы детектирования. Кроме того, система охлаждения снабжена блоком подачи воздуха с фильтрующим элементом, связанным с также воздуходувкой и трубопроводом подачи воздуха из атмосферы. Оптический датчик выполнен в виде оптического блока, снабженного герметичным корпусом, в который через шланг подают сжатый воздух для создания внутри избыточного давления. В корпусе оптического блока расположены лампа фронтальной подсветки и система детектирования, каждая из которых снабжена своим блоком теплообмена. Также блоком теплообмена снабжена лампа фоновой подсветки, расположенная вне корпуса оптического блока, за обратной гранью скатного стекла. При этом блоки теплообмена ламп выполнены в виде пустотелых алюминиевых профилей, на одной из наружных стенок которых размещены светодиодные источники света, выделяющие тепло, передаваемое через стенку профиля в его внутреннюю полость. Блок теплообмена системы детектирования снабжен радиатором в виде алюминиевого профиля, расположенного на внутренней стенке корпуса оптического блока. Напротив радиатора расположены два циркуляционных вентилятора, направляющие нагретый воздух в поток проходящего охлаждающего воздуха. Во все блоки системы охлаждения через фильтрующий элемент блока подачи воздуха воздуходувкой через трубопровод подается охлаждающий воздух из атмосферы. Технический результат - повышение эффективности охлаждения отдельных элементов и блоков сепаратора, за счет использования системы охлаждения, с тремя блоками теплообмена, которые понижают тепловые выбросы блока детектирования и ламп фронтальной и фоновой подсветки. 4 ил.

Оптический сепаратор с системой охлаждения, включающий корпус с устройством подачи разноцветного материала, скатное стекло, осветители, оптический датчик, за которым, по ходу движения материала, установлена система сортировки, связанная с блоком управления работой сепаратора и снабженная рядом выдувающих форсунок, каждая из которых соединена с системой подачи сжатого воздуха, также связанной с блоком управления, отличающийся тем, что оптический сепаратор снабжен системой охлаждения, содержащей три блока теплообмена, служащие для отведения тепла от источников света, а именно ламп фоновой и фронтальной подсветки и системы детектирования, кроме того, система охлаждения снабжена блоком подачи воздуха с фильтрующим элементом, связанным с также воздуходувкой и трубопроводом подачи воздуха из атмосферы, при этом оптический датчик выполнен в виде оптического блока, снабженного герметичным корпусом, в который через шланг подают сжатый воздух для создания внутри избыточного давления, причем в корпусе оптического блока расположены лампа фронтальной подсветки и система детектирования, каждая из которых снабжена своим блоком теплообмена, также блоком теплообмена снабжена лампа фоновой подсветки, расположенная вне корпуса оптического блока, за обратной гранью скатного стекла, при этом блоки теплообмена ламп выполнены в виде пустотелых алюминиевых профилей, на одной из наружных стенок которых размещены светодиодные источники света, выделяющие тепло, передаваемое через стенку профиля в его внутреннюю полость, в свою очередь, блок теплообмена системы детектирования снабжен радиатором в виде алюминиевого профиля, расположенного на внутренней стенке корпуса оптического блока, при этом напротив радиатора расположены два циркуляционных вентилятора, направляющие нагретый воздух в поток проходящего охлаждающего воздуха, наконец во все блоки системы охлаждения через фильтрующий элемент блока подачи воздуха воздуходувкой через трубопровод подается охлаждающий воздух из атмосферы.