Aparato y método de clasificación.

Un aparato para clasificar partículas en categorías de calidad,

incluyendo:

un dispositivo de medición (400) para determinar como mínimo una propiedad analítica de dichas partículas;

un dispositivo de transporte (300) para transportar las partículas por el dispositivo de medición; y

un dispositivo de clasificación (500) acoplado operativamente a dicho dispositivo de medición (400) para clasificar las partículas en como mínimo dos categorías de calidad basadas en dicha propiedad analítica,

caracterizado porque el dispositivo de transporte (300) incluye una superficie de transporte con una pluralidad de perforaciones (314) configurada para moverse en una dirección de transporte, y porque el dispositivo de transporte también incluye una bomba (130) para aplicar una diferencia de presión a dichas perforaciones para que así las partículas alimentadas a dicho dispositivo de transporte sean aspiradas hacia dichas perforaciones y sean transportadas sobre dicha superficie de transporte en la dirección de transporte a través del dispositivo de medición (400) hacia el dispositivo de clasificación (500).

Aparato y método de clasificación.

CAMPO TÉCNICO 5

La presente invención es un aparato y un método en tiempo real, no invasivo y no destructivo de análisis y clasificación de partículas con propiedades analíticas diferentes, tales como semillas, granos, pepitas, alubias, píldoras, partículas de plástico, partículas minerales o muchos otros materiales granulares en dos o más categorías de calidad. Una categoría de calidad incluye partículas con propiedades analíticas similares, que pueden ser 10 propiedades físicas, propiedades químicas, propiedades bioquímicas o el grado de contaminación con agentes contaminantes o con agentes infecciosos. Las partículas pueden ser de origen natural, como en el caso de las semillas, granos o pepitas, o de cualquier otro origen.

ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR 15

En el Estado de la técnica anterior se han sugerido muchos sistemas para clasificar el material granular de acuerdo con criterios diversos como pueden ser el tamaño, la forma, el color, la presencia o ausencia de determinados materiales o las propiedades orgánicas, como el grado de humedad, la densidad o el contenido proteico. A tal efecto, el sistema transporta las partículas a lo largo de un dispositivo de medición que toma imágenes de las 20 partículas y/o mide las propiedades espectrales de las partículas en las regiones de rayos infrarrojos, luz visible o luz UV del espectro electromagnético.

Se han sugerido diversas formas de transportar las partículas por el dispositivo de medición. En especial se han sugerido una serie de disposiciones en donde las partículas descienden por una canaleta inclinada o son 25 transportadas con una cinta transportadora hasta el área de medición, que las partículas atraviesan en caída libre. Las partículas se clasifican desviando las partículas seleccionadas hacia un contenedor independiente por medio de una corriente de aire disparada desde una boquilla de aire comprimido. Los ejemplos incluyen las patentes US 6, 078, 018, US 6, 013, 887 y US 4, 699, 273. Cada uno de estos documentos presenta un aparato acorde al definido en el preámbulo de la reivindicación 1 y un método acorde al definido en el preámbulo de la reivindicación 14. En estas 30 disposiciones, el proceso de tratamiento de las partículas durante la clasificación no está controlado y por tanto, es difícil sincronizar correctamente el paso de medición y el paso de clasificación, lo cual podría provocar que la corriente de aire no acertara a desviar las partículas que deberían desviarse o que desviara las partículas erróneas. Otra de las desventajas de estos sistemas es que la orientación y la trayectoria exacta de las partículas durante el paso de medición son indeterminadas. Es más, estos sistemas son muy poco flexibles con respecto a las 35 condiciones de medición. Solo a modo de ejemplo: una vez se ha escogido un sistema determinado, el mismo fijará la velocidad a la que las partículas pasan por el área de medición y por tanto el tiempo de integración máximo del detector. Esto no ayuda si hay que cambiar la propiedad analítica que debe determinarse, ya que si las propiedades analíticas son distintas, puede que también se necesiten tiempos de integración del detector distintos. Otra desventaja es que estos sistemas normalmente clasifican las partículas en dos categorías de calidad, y las 40 modificaciones para clasificar en más de dos clases de calidad son difíciles de implementar o incluso imposibles.

La patente US 7, 417, 203 presenta un dispositivo de clasificación en el que las partículas son transportadas a lo largo del área de medición en el interior de un tambor rotativo que cuenta en su interior con un gran número de bolsillos. El tambor rota a una velocidad tal que las partículas se acumulan solo en los bolsillos gracias a la fuerza centrífuga. 45 Estos bolsillos están perforados. Un detector mide una de las propiedades de las partículas a través de estas perforaciones y clasifica las partículas en diferentes contenedores mediante impulsos de aire. Una desventaja de un sistema como este es que el rango de velocidades de rotación posibles (velocidades angulares) del tambor rotativo está muy limitado. Si la velocidad de rotación es demasiado baja, las partículas podrían no quedar lo suficientemente sujetas en los bolsillos durante el proceso de medición y clasificación. Por otro lado, si la velocidad de rotación es 50 demasiado elevada, se corre el riesgo de sobrellenar los bolsillos con diversas partículas.

La patente US 5, 956, 413 presenta un aparato que sirve para evaluar de forma simultánea una pluralidad de granos de cereales mediante imágenes de vídeo. Los granos pasan por delante de una cámara de vídeo transportados en una cinta transportadora vibratoria con una pluralidad de ranuras transversales. Los granos de cereal se reparten por 55 estas ranuras con ayuda de una segunda cinta transportadora. Y para separar los granos de las diferentes ranuras se sugiere cubrir las ranuras de la primera cinta con una tercera cinta con ranuras similares alineadas con las ranuras de la primera cinta, de modo que se formen canales cilíndricos entre las dos cintas. A continuación se utiliza una fuente de aire comprimido para soplar los granos de los canales seleccionados y hacerlos pasar a un contenedor independiente. Una desventaja de este sistema es que todos los granos del canal seleccionado se 60 hacen pasar al mismo contenedor; es decir, no es posible seleccionar los granos de forma individualizada.

La patente WO 2006/054154 presenta diferentes realizaciones de aparatos para clasificar partículas minerales mediante el uso de la espectroscopia de reflectancia. En una de las realizaciones, las partículas se colocan sobre la cinta transportadora con ranuras longitudinales y se hacen pasar por un espectrómetro de reflectancia. Las 65

partículas minerales se clasifican a partir de la información espectral obtenida con el espectrómetro, y las partículas identificadas individualmente pueden extraerse de la cinta transportadora mediante un único miniciclón neumático. Debido a que solo existe una única forma de extraer las partículas individuales de la cinta, el aparato solo es adecuado para extraer una cantidad relativamente reducida de partículas de interés de una gran muestra de partículas. Por tanto, un aparato como este no es adecuado para clasificar partículas en diferentes categorías de 5 calidad de tamaños similares.

Las máquinas sembradoras se conocen por dispensar semillas individuales con ayuda de un tambor con perforaciones al cual se le aplica succión, de forma que el tambor puede hacer salir las semillas por medio del vacío generado. Hay ejemplos de máquinas como esta en las patentes US 4, 026, 437, DE 101 40 773, EP 0 598 636, US 10 5, 501, 366 y EP 1 704 762. En estas máquinas, el tambor extrae las semillas de un contenedor o tolva de recogida y dichas semillas son transportadas sobre la superficie externa del tambor hasta que se desprenden de la superficie en el área de soltado, desde la cual se depositan en el suelo. El desprendimiento se realiza bloqueando el vacío mediante métodos mecánicos pasivos en el interior del tambor, posiblemente en combinación con un raspador en la parte exterior del tambor. Estos dispositivos solo actúan como mecanismos de posicionamiento y no realizan 15 absolutamente ningún tipo de análisis o clasificación. Por norma general se instalan en máquinas agrícolas como tractores de granja, que avanzan a velocidades bajas para permitir que las semillas se distribuyan adecuadamente en el suelo.

Martin et al., Development of a single kernel wheat characterizing system, Transactions of the ASAE, vol. 36, pág. 20 1399-1404 (1993) presentan un método para introducir granos de uno en uno en un dispositivo aplastador posterior mediante un tambor rotativo. El tambor posee una ranura interna en espiral que transporta el grano hasta una ranura en forma de U ubicada en uno de los extremos del tambor. La ranura en forma de U tiene seis agujeros de captación para mantener los granos en su interior por acción del vacío. Los granos que se mantienen de esta forma se transportan hasta una ranura de interceptación, donde son soltados y caen al dispositivo aplastador. El tambor rota a 25 una velocidad baja de 30 rpm. La capacidad de transporte es de unos dos granos por segundo. No se realiza clasificación alguna. El diseño mecánico evita que el sistema escale hasta mayores velocidades y por tanto no es adecuado para aplicaciones de clasificación rápida.

La patente US-A-5, 040, 353 presenta un aparato que sirve para extraer y reciclar mercancía, como píldoras, de 30 embalajes blíster defectuosos. Después del llenado y antes del sellado de los embalajes blíster,... [Seguir leyendo]

1. Un aparato para clasificar partículas en categorías de calidad, incluyendo:

un dispositivo de medición (400) para determinar como mínimo una propiedad analítica de dichas partículas; 5

un dispositivo de transporte (300) para transportar las partículas por el dispositivo de medición; y un dispositivo de clasificación (500) acoplado operativamente a dicho dispositivo de medición (400) para clasificar las partículas en como mínimo dos categorías de calidad basadas en dicha propiedad analítica, caracterizado porque el dispositivo de transporte (300) incluye una superficie de transporte con 10 una pluralidad de perforaciones (314) configurada para moverse en una dirección de transporte, y porque el dispositivo de transporte también incluye una bomba (130) para aplicar una diferencia de presión a dichas perforaciones para que así las partículas alimentadas a dicho dispositivo de transporte sean aspiradas hacia dichas perforaciones y sean transportadas sobre dicha superficie de transporte en la dirección de transporte a través del dispositivo de medición (400) hacia el dispositivo de clasificación 15 (500) .

2. El aparato de la reivindicación 1, en donde el dispositivo de transporte incluye una cinta transportadora sin fin (310) definiendo dicha superficie móvil.

3. El aparato de la reivindicación 2, que incluye una caja (320) con el fondo abierto y cubierto por dicha cinta transportadora (310) . La caja se conecta a dicha bomba (130) para aplicar un vacío a dicha caja (320) .

4. El aparato de la reivindicación 3, en donde por lo menos parte de dicho dispositivo de medición (400) y/o de dicho dispositivo de clasificación (500) está dispuesta dentro de dicha caja. 25

5. El aparato de la reivindicación 1, en donde el dispositivo de transporte incluye un tambor rotativo (330) con una superficie circunferencial que define dicha superficie móvil.

6. El aparato de la reivindicación 5, en donde el tambor está conectado a la bomba (130) para aplicar un vacío a dicho tambor (330) . 30

7. El aparato de la reivindicación 5 o 6, en donde por lo menos parte de dicho dispositivo de medición (400) y/o de dicho dispositivo de clasificación (500) está dispuesta dentro de dicho tambor (330) .

8. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las perforaciones (314) están 35 dispuestas en una pluralidad de hileras paralelas que se extienden en la dirección de transporte.

9. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde dicho dispositivo de medición (400) incluye por lo menos una fuente de luz (411) y por lo menos un detector de luz (421) .

10. El aparato de la reivindicación 9, en donde la fuente de luz (411) y el detector de luz (421) están dispuestos en lados distintos de la superficie de transporte, de modo que la luz pasa a través de dichas perforaciones (314) , y el detector de luz (421) está dispuesto para recibir la luz transmitida a través de las partículas que pasan por el dispositivo de medición (400) sobre dicha superficie de transporte.

11. El aparato de la reivindicación 9 o 10, en donde el dispositivo de medición (400) incluye una pluralidad de detectores de luz (421) dispuestos a lo largo de una dirección transversal que se extiende en transversal a la dirección de transporte, de modo que permiten realizar mediciones simultáneas de las propiedades analíticas de las partículas que pasan por el dispositivo de medición (400) en diferentes puntos transversales. 50

12. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones de la 13 a la 16, en donde dicho detector de luz (412) incluye por lo menos un espectrómetro configurado para registrar los espectros de luz que recibe de las partículas que pasan por el dispositivo de medición.

13. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el dispositivo de clasificación incluye por lo menos una boquilla de expulsión neumática (511) acoplada operativamente a dicho dispositivo de medición (400) para generar un chorro de aire para soplar de forma selectiva las partículas que pasan por delante de dicha boquilla de expulsión (511) y expulsarlas así de la superficie de transporte, en donde el dispositivo de transporte está configurado para aspirar las partículas hacia las perforaciones (314) en un 60 primer lado de dicha superficie de transporte, y en donde dicha boquilla de expulsión (511) está colocada en un segundo lado opuesto de la superficie de transporte para así generar un chorro de aire a través de dichas perforaciones (314) .

14. Un método para clasificar partículas en categorías de calidad, incluyendo:

el transporte de partículas por un dispositivo de medición (400) ; 65

la determinación de por lo menos una propiedad analítica de dichas partículas por parte de dicho dispositivo de medición (400) ; y la clasificación de las partículas en como mínimo dos categorías de calidad basadas en dicha propiedad analítica, caracterizado porque las partículas son transportadas por una superficie de transporte con una 5 pluralidad de perforaciones (314) que se desplaza en una dirección de transporte, y porque las partículas alimentadas a dicho dispositivo de transporte son aspiradas hacia dichas perforaciones (314) y transportadas sobre dicha superficie de transporte en la dirección de transporte a través del dispositivo de medición (400) .

15. El método de la reivindicación 14, en donde el paso para determinar por lo menos una propiedad analítica incluye el registro de los espectros de luz que se reciben de las partículas que pasan por el dispositivo de medición (400) .