007869 Область техники, к которой относится изобретение

007869
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к устройству для удаления загрязнений из потока материала. В
частности, оно относится к устройству, которое обнаруживает и удаляет непроводящие загрязнения из
органического материала, такого как табачный стебель.
Предшествующий уровень техники
Наличие загрязнений в органических материалах, таких как пища или табак, является нежелательной и потенциально опасной проблемой, и качество и безопасность органического материала и, следовательно, конечного продукта могут быть снижены в присутствии таких загрязнений.
Традиционные способы удаления загрязнений вручную, например при прохождении органического
материала по конвейерной ленте и удалении загрязнений руками, являются трудоемкими процессами, и
ошибки зависят от человеческого фактора. Аналогично, любой способ просеивания является ненадежным, так как загрязнения, которые больше или равны по размеру частицам органического материала, не
могут быть отфильтрованы. Тщательный способ просеивания является чрезвычайно трудоемким и трудным для поддержания. Способы, используемые в настоящее время, являются ненадежными, и промышленность нуждается в быстром и надежном способе удаления загрязнений из органических материалов.
Краткое изложение существа изобретения
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и создание эффективного способа обнаружения и удаления загрязнения из органического материала, c улучшением, таким
образом, качества получаемого конечного продукта.
Поставленная задача согласно настоящему изобретению решена путем создания устройства для
удаления непроводящих загрязнений из органического материала, которое содержит
генератор ионного пучка для создания ионного пучка,
проводящую поверхность, отделенную от ионного пучка,
систему детектирования загрязнения и дефлектор, при этом
система детектирования предназначена для создания выходного сигнала, основанного на детектируемых характеристиках ионного пучка,
дефлектор предназначен для отделения обнаруженных непроводящих загрязнений от органического материала на основании выходного сигнала системы детектирования.
Поставленная задача согласно настоящему изобретению решена путем создания способа удаления
непроводящих загрязнений из органического материала, который заключается в том, что
генерируют ионный пучок;
направляют ионный пучок на проводящую поверхность,
детектируют изменения в ионном пучке для определения непроводящих загрязнений,
регулируют дефлектор по выходному сигналу детектора для отделения непроводящих загрязнений
от органического материала.
Непрерывный ионный пучок может быть сформирован путем подведения тока к множеству проводящих точек.
Заряженные непроводящие загрязнения могут электростатически притягиваться к проводящей поверхности, которая может быть заземлена или заряжена противоположно используемому ионному пучку.
Система детектирования может также содержать электронный датчик.
Согласно настоящему изобретению предложен улучшенный способ обнаружения и удаления непроводящих загрязнений из органического материала. Использование электростатических сил обеспечивает более быстрый и тщательный способ обнаружения и удаления, чем способы, применяемые в настоящее время в промышленности, поскольку в нем исключены ручные операции и исключена ошибка,
связанная с человеческим фактором. Поток органического материала не задерживается ни в какой части
устройства, что облегчает чистку и поддержание устройства в надлежащем состоянии, при этом загрязнения обнаруживаются без контакта. Настоящее изобретение позволяет улучшить надежность обработки
материала, такого как табачный стебель, и улучшает качество конечных продуктов.
Краткое описание чертежей
В дальнейшем настоящее изобретение поясняется описанием предпочтительного варианта воплощения со ссылками на сопровождающий чертеж, где
фигура представляет собой схематично вид сбоку устройства для удаления загрязнений согласно
изобретению.
Описание предпочтительного варианта воплощения изобретения
Устройство 1 (прилагаемая фигура) содержит генератор 2 ионного пучка, проводящий вращающийся барабан 7, скребок 8 и резервуар 12 для отходов. Генератор 2 ионного пучка обычно содержит множество высоковольтных генераторов 3, резистор 4 сопротивлением около 100 Мом и множество проводящих игольчатых острий 5, которые размещены с интервалом по ширине устройства. Когда устройство
включено, высоковольтный генератор 3 подводит ток к каждому из множества игольчатых острий 5 через 100 Мом сопротивления 4. Высокое напряжение обычно положительное и равно 30000 В. Проводящий вращаемый барабан заземлен или заряжен противоположно заряду ионного пучка. Непрерывный
положительный ионный разряд в виде множества пучков 6 происходит между множеством игольчатых
-1-
007869
острий 5 и барабаном 7, в некоторых случаях игольчатое острие 5 может быть полым, что позволяет подавать через него газ под давлением для улучшения транспорта ионов, охлаждения и фокусировки.
Во время работы устройства 1 стебли 10 табака вводят в спускной лоток 9 с помощью пневматического конвейера (не показан) и подают в устройство. Стебли 10 табака распределяют по ширине устройства и подают в зазор между множеством игольчатых острий 5 и барабаном 7, который вращается с той
же скоростью, что и скорость потока стеблей табака 10 при работе устройства. Стебли табака 10 проходят потоком через ионные пучки 6. Поскольку стебли табака, подобно всему органическому материалу,
содержат влагу и примеси, они являются проводящими. При высоком напряжении, например 30000 В, и
при регулируемом токе ионные пучки 6 проходят через табачные стебли 10 непрерывно.
Если, однако, какое-либо непроводящее загрязнение 11, например пластический материал, попадает
в ионный пучок 6, загрязнение 11 приобретает положительный заряд и притягивается к проводящему
вращающемуся барабану 7. Если загрязнения 11 являются легкими, то они прилипают к барабану 7 и
перемещаются к скребку (не показан). Скребок счищает загрязнения в резервуар 12 для отходов.
Если, однако, загрязнения 11 являются более тяжелыми, требуются другие средства для обнаружения загрязнений и их удаления. Соответственно, устройство 1 также содержит средство для обнаружения
и удаления более тяжелых загрязнений. Устройство работает следующим образом. Непроводящие загрязнения 11 будут прерывать некоторые из ионных пучков 6 и будут также отражать некоторое количество ионов, когда они проходят через зазор между множеством игольчатых острий 5 и барабаном 7. Это
прерывание может быть измерено, чтобы обнаружить наличие загрязнений и удалить их из потока органического материала.
Во-первых, прерывание вызовет изменение потока ионных пучков 6 и может быть измерено с использованием присоединенных оптических датчиков и усилителей (не показаны).
Во-вторых, датчик 13 может быть помещен под генератором 2 ионных пучков. Если датчик 13 расположен на чуть большем расстоянии от множества игольчатых острий 5, чем от барабана 7 (показан
пунктирными линиями), то для ионного пучка, который был прерван, будет существовать более легкий
путь заземления. Ионный пучок 6 полностью переместится на датчик (электрод) 13 и может быть легко и
безопасно измерен простой электронной схемой 14 сравнения.
Датчик 13 может также быть расположен таким образом, что зазор между датчиком 13 и множеством игольчатых острий 5 намного больше, чем зазор между множеством игольчатых острий 5 и барабаном 7. В этом случае система работает в аналогичном режиме, поскольку число отраженных ионов определяется средним диаметром загрязнения 11. Способ способен после усиления давать большую чувствительность при обнаружении небольших загрязнений на высокой скорости.
После того как загрязнения были обнаружены, они должны быть надежно удалены из потока органического материала. Выход оптрона (не показан) или схемы 14 сравнения может быть подключен к
пневматическому дефлектору 15 и управляет дефлектором 15. Дефлектор перемещается в соответствии с
выходным сигналом для перемещения обнаруженных загрязнений 11 в резервуар 12 для отходов или
обеспечения непрерывной подачи незагрязненных стеблей табака 10 на конвейерную ленту 16.
Таким образом, настоящее изобретение обеспечивает быстрый и надежный способ обнаружения загрязнений, таких как пластический материал, в органическом материале, таком как стебли табака.
В вышеприведенном примере раскрыто устройство, которое работает на воздухе, но устройство
также может работать в смеси воздух/газ или только в атмосфере газа для улучшения качества и контроля ионного пучка. Кроме того, хотя в вышеприведенном примере величина электрического потенциала
такова, что генератор ионного пучка имеет положительный потенциал относительно поверхности барабана, это не является существенным требованием. В определенных обстоятельствах выгодно иметь генератор с отрицательным потенциалом для улучшения характеристик обнаружения. Кроме того, при использовании переменного потенциала возможны чередующиеся положительные и отрицательные значения, и обнаружение может быть дополнительно улучшено, и может быть достигнута лучшая глубина
проникновения органического материала, из которого необходимо удалить загрязнение.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Устройство для удаления непроводящих загрязнений из органического материала, содержащее
генератор ионного пучка для формирования ионного пучка,
проводящую поверхность, расположенную дистанционно от ионного пучка,
систему детектирования загрязнения и дефлектор, при этом система детектирования предназначена
для создания выходного сигнала, основанного на детектируемых характеристиках изменения ионного
пучка,
дефлектор предназначен для отделения обнаруженных непроводящих загрязнений от органического материала на основании выходного сигнала системы детектирования.
2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что генератор ионного пучка содержит
множество проводящих точек,
генератор, предназначенный для формирования и подвода тока к множеству проводящих точек для
-2-
007869
создания непрерывного ионного разряда от множества проводящих точек.
3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проводящие точки образованы посредством множества полых игл.
4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что проводящая поверхность является поверхностью, перемещающейся относительно генератора ионного пучка.
5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что проводящая поверхность образована поверхностью
вращающегося проводящего барабана.
6. Устройство по любому из пп.1-5, отличающееся тем, что ионный пучок направлен на поверхность барабана, при этом обеспечен проход содержащего загрязнение органического материала через луч
для электростатической зарядки непроводящих загрязнений, отклонения от направления потока и удаления из органического материала.
7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что предназначено для формирования электростатического притяжения непроводящих загрязнений к проводящей поверхности.
8. Устройство по п.7, отличающееся тем, что дополнительно содержит скребок для удаления непроводящих загрязнений, притянутых к проводящей поверхности.
9. Устройство по любому из пп.1-8, отличающееся тем, что проводящая поверхность заземлена.
10. Устройство по любому из пп.1-9, отличающееся тем, что проводящая поверхность заряжена
противоположно ионному пучку.
11. Устройство по любому из пп.1-10, отличающееся тем, что органическим материалом являются
стебли табака.
12. Устройство по любому из пп.1-11, отличающееся тем, что непроводящие загрязнения являются
пластическим материалом.
13. Устройство по любому из пп.1-12, в котором система детектирования содержит средство контроля потока ионного пучка после его однократного отражения от проводящей поверхности и предназначена для обнаружения загрязнений на основе контролируемого потока.
14. Устройство по п.13, отличающееся тем, что система детектирования содержит
электронный датчик, предназначенный для формирования предпочтительной траектории к земле
для ионного пучка, прерванного загрязнением, и
средство контроля интенсивности прерванного ионного пучка для обнаружения загрязнения.
15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что дополнительно содержит средство для контроля
числа отраженных ионов в прерванном ионном пучке для определения размера загрязнений.
16. Способ удаления непроводящих загрязнений из органического материала, заключающийся в
том, что
формируют ионный пучок;
направляют ионный пучок на проводящую поверхность,
определяют изменения в ионном пучке для обнаружения непроводящих загрязнений,
управляют дефлектором в зависимости от выходного сигнала детектора для отделения непроводящих загрязнений от органического материала.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что формируют непрерывный ионный разряд из множества
проводящих точек путем подведения тока к множеству проводящих точек.
18. Способ по любому из пп.16 или 17, отличающийся тем, что вращают проводящую поверхность.
19. Способ по пп.16-18, отличающийся тем, что
дополнительно заряжают электростатически непроводящие загрязнения в потоке органического материала, для чего пропускают органический материал через ионный пучок,
отклоняют непроводящие загрязнения от направления потока для удаления их из органического материала.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что обеспечивают электростатическое притяжение непроводящих загрязнений к проводящей поверхности.
21. Способ по п.20, отличающийся тем, что соскребают непроводящие загрязнения с проводящей
поверхности.
22. Способ по п.16, отличающийся тем, что
дополнительно осуществляют контроль потока ионного пучка, отраженного от проводящей поверхности,
детектируют загрязнения на основе контролируемого потока.
23. Способ по п.16, отличающийся тем, что датчик располагают так, чтобы обеспечить контроль
интенсивности ионного пучка, прерванного загрязнением.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что датчик располагают так, чтобы контролировать число
отраженных ионов в прерванном ионном пучке для определения размера загрязнения.
-3-
007869
Евразийская патентная организация, ЕАПВ
Россия, 109012, Москва, Малый Черкасский пер., 2/6
-4-