專利名稱：分離異物的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從煙草流里分離異物的一種方法和裝置。
背景技術(shù)：
例如由申請人的US 6,332,543 B1已知了有一種相應(yīng)的裝置。在這已知的裝置中借助于運(yùn)輸機(jī)，例如一種運(yùn)輸溜槽和運(yùn)輸皮帶將煙草流帶到一種光學(xué)的異物識別裝置的部位里。一旦借助于異物識別裝置識別出了煙草流中的異物的話，那么就借助于壓縮空氣使一個(gè)或多個(gè)異物從煙草流里橫交于運(yùn)輸方向分離掉。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是提出一種從煙草流中分離掉異物的方法和裝置。
該項(xiàng)任務(wù)通過一種從煙草流里分離異物的方法來解決，其中用壓縮空氣將煙草流直接運(yùn)輸至一個(gè)異物識別裝置的部位里，而且其中借助于異物識別裝置按照至少一種性能來識別煙草流中的異物并接著從煙草流里將之去除掉。通過按本發(fā)明的方法尤其可以使煙草流和位于煙草流中的異物以比現(xiàn)有技術(shù)中更高的速度運(yùn)輸，因此在方法的功效相同時(shí)就可以應(yīng)用一種實(shí)施此方法的、結(jié)構(gòu)更緊湊的裝置。
在本發(fā)明范圍內(nèi)性能尤其是煙草或異物的一種光學(xué)性能，如亮度、形狀和/或顏色或者另外一種物理性能，如濕度、比重或者含有相應(yīng)的元素(碳或金屬等等)。最好借助于檢測煙草流中所含物體的亮度和/或顏色來進(jìn)行異物識別。所謂物體尤其指煙草、煙葉、切碎的煙草和異物。煙草流的速度最好為6米/秒至30米/秒，尤其是17米/秒至30米/秒。通過優(yōu)選的速度就可以很有效地輸送煙草流。
如果使煙草流橫交垂直于運(yùn)輸方向分開，那么在分離異物時(shí)就很少會(huì)使煙草或煙葉或切碎的煙草分離出去。此外這樣可以實(shí)現(xiàn)更好的異物識別率，因?yàn)檫@樣一種相對薄層的煙草流橫交于煙草流的運(yùn)輸方向，可以相應(yīng)地用異物識別裝置來分析處理。最好也使煙草流橫交于異物識別的測量方向分開。異物識別的方向和運(yùn)輸方向最好也是相互橫交的。
如果煙草流橫交垂直于運(yùn)輸方向變小的話，那就改善了異物識別。煙草流最好在異物識別的方向上變小。這樣可以使異物識別很有效地并且以高效率地進(jìn)行。只是必需試驗(yàn)在異物上的一個(gè)薄層的煙草流，其中由于用煙草薄薄地蓋上這異物就可以更好地被探測到。在本發(fā)明范圍內(nèi)異物識別的方向，尤其在一種超聲測量法時(shí)，就是發(fā)射到煙草流上的超聲波的方向，或者說在一個(gè)微波法時(shí)就是射到煙草流上的微波的方向。
最好用壓縮空氣使異物從煙草流里分離開。另一種方法也可以借助于一種液流，例如水射流將異物從煙草流中去掉。如果借助于抽吸空氣在異物識別之后使煙草流繼續(xù)輸送，那么就可以有不間斷的煙草流并可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)高的處理速率。最好使煙草流至少局部地基本水平地運(yùn)輸。在本發(fā)明的這個(gè)設(shè)計(jì)方案中合理的是實(shí)現(xiàn)至少為12米/秒的煙草流速度，這相當(dāng)于大約17米/秒的運(yùn)輸空氣速度。若與之相反使煙草流至少局部地基本垂直運(yùn)輸，那么也可以充分利用重力，而且煙草流的速度或者說壓縮空氣的速度可以較低，它們都是有助于運(yùn)輸煙草流的。
本發(fā)明的任務(wù)另外還通過一種用于從煙草流中分離異物的裝置來解決，其中設(shè)有一個(gè)將煙草輸送給一個(gè)異物識別裝置的裝置(給料裝置)和一個(gè)異物分離裝置，其中用于輸送煙草流的給料裝置包括有一個(gè)壓縮空氣源。
按本發(fā)明的裝置可以通過應(yīng)用一個(gè)壓縮空氣源和隨之出現(xiàn)的相對較高的煙草流運(yùn)輸速度而設(shè)計(jì)成結(jié)構(gòu)緊湊的。最好在給料裝置里有一個(gè)運(yùn)送煙草流的壓縮空氣流。壓縮空氣流尤其將煙草流直接運(yùn)送至異物識別裝置。
若給料裝置具有一個(gè)橫斷面封閉的通道，在這通道里輸送或者說可以輸送煙草，那么就提供了按本發(fā)明的裝置的一種特別簡單而費(fèi)用合理的設(shè)計(jì)方案。如果煙草可以通過一個(gè)閘門運(yùn)送到壓縮空氣流中，那就可以實(shí)現(xiàn)特別良好的定量配料。閘門最好是一種斗輪閘門。如果通道的終端緊接著異物識別裝置之前和/或異物分離裝置之前敞開著，那么就可以實(shí)現(xiàn)特別好的異物分離速率。
若通道在運(yùn)輸方向上至少分段地在橫交于運(yùn)輸方向的一個(gè)方向上設(shè)計(jì)成逐漸變小的話，那就可以提高異物識別效率。若通道在運(yùn)輸方向上至少分段地成漏斗狀被分開，那就可以實(shí)現(xiàn)一種特別有效的并且節(jié)省煙草的異物分離。通道最好在出口處設(shè)計(jì)成一種矩形噴嘴，那么在煙草流出時(shí)就可以提高速度。那么在出口處最好減小橫斷面。如果是一種光學(xué)的異物識別裝置的話，那就可以實(shí)現(xiàn)特別簡單的異物識別。
通道最好沿?zé)煵萘鞯倪\(yùn)輸方向上超出異物分離裝置延伸。通過這種按本發(fā)明的裝置的這種優(yōu)選設(shè)計(jì)方案可以實(shí)現(xiàn)一種高效的煙草流，因而提高了異物識別速率。
通道最好至少在一側(cè)在異物分離裝置的部位處封閉起來并有一個(gè)蓋。通過這種措施可以在最好利用一種附壁效應(yīng)(Coanda-Effekt)的情況下在通道的封閉側(cè)或者在設(shè)有一個(gè)蓋的通道側(cè)實(shí)現(xiàn)一種流動(dòng)，可以實(shí)現(xiàn)很好的異物識別速率。
至少是通道的一個(gè)壁最好在運(yùn)輸方向上至少分段地設(shè)計(jì)成直的。通道的兩個(gè)對峙布置的壁，尤其是更加優(yōu)選地兩個(gè)對峙布置的窄的側(cè)壁最好至少分段地設(shè)計(jì)成直線的。至少一個(gè)壁的直線構(gòu)造最好鄰接于通道端部，在這里順流向下布置了異物識別裝置和/或異物分離裝置。


以下按照附圖所示的實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行敘述但并不限制一般的發(fā)明構(gòu)思。所有在文本中沒有詳細(xì)述及的按本發(fā)明公開的細(xì)節(jié)可明確地參見附圖。附圖所示為圖1按本發(fā)明的用于分離異物的裝置的一個(gè)概略圖；圖2按本發(fā)明的異物識別裝置的另一種可選實(shí)施形式的簡圖；圖3三維簡圖表示的一種異物識別裝置的另外一個(gè)實(shí)施形式的一部分；圖4三維簡圖表示的一種異物識別裝置的還有一種實(shí)施形式的一部分；圖5按照本發(fā)明的異物識別裝置的另一種可選實(shí)施形式的剖視簡圖。
具體實(shí)施例方式
圖1表示了一種按本發(fā)明的異物分離裝置的簡圖。它表示出一個(gè)煙草給料裝置10，此裝置尤其包括有一個(gè)管子14，在這管子里在運(yùn)輸方向28上，通過一個(gè)由壓縮空氣源30產(chǎn)生的壓縮空氣流11而產(chǎn)生一種煙草流16。煙草例如由一個(gè)沿運(yùn)輸方向26通至煙草管25里的豎井或者煙草管25經(jīng)一個(gè)斗輪閘門定量配料，在運(yùn)輸方向27上進(jìn)入管子14里，并且形成煙草流。在管子14里并相應(yīng)被運(yùn)輸?shù)臒煵萘髦幸灿挟愇?7。管子14向一個(gè)異物識別裝置和一個(gè)CCD-行列(電荷耦合器件)在一個(gè)方向上逐漸變小，在此情況下異物識別裝置包括有一個(gè)激光器20，該激光器借助于一種未示出的光學(xué)構(gòu)件產(chǎn)生一種射束扇形21，CCD-Zelle也可以是一個(gè)攝像機(jī)，管子14在一個(gè)噴嘴15里終止，此噴嘴表示于圖3中。管子14相應(yīng)地在噴嘴15部位里壓扁并拉分開，以便使煙草流里的煙草分開并使一個(gè)較薄層相應(yīng)地經(jīng)過這射束扇形21，從而提高了異物識別的效率。
一個(gè)相應(yīng)識別出的異物17例如通過光線的較大的吸收而分辨出位置，通過CCD-Zelle 22記錄并通過借助于壓縮空氣29激活一個(gè)噴嘴23而在分離方向18上從煙草流里被分離掉。基本上或者完全清除了異物17的煙草流通過抽吸空氣12在輸出管24里被運(yùn)出。合理的是在這輸出管子里的抽吸空氣12應(yīng)保證能將煙草流的所有煙草成分都一同運(yùn)走。
圖1表示了發(fā)明的一種水平的實(shí)施形式，在此形式中由煙草成分16組成的煙草流基本上水平地被運(yùn)輸。
圖2中表示了按本發(fā)明的裝置的另一種可選的實(shí)施形式簡圖，在此裝置里煙草為垂直運(yùn)輸。另外煙草管25設(shè)計(jì)成傾斜通入管子14里，而斗輪閘門13也并不直接進(jìn)入在管子14里。在其它方面這些特征對應(yīng)于圖1所示的特征。壓縮空氣速度11在此情況下不得調(diào)得象在圖1所示的實(shí)施例中時(shí)那樣高，因?yàn)槌藟嚎s空氣之外地球引力也起使用。
圖3用三維圖表示了一種按本發(fā)明的裝置的一個(gè)斷面圖。尤其可以清楚地看到在噴嘴部位15里的成扇形散開的或者說分開的并且壓扁的管子14。管子14橫斷面是矩形或正方形的。當(dāng)然也可以另一種形狀。另外用相應(yīng)箭頭29表示出可以使煙草流16里分辨出位置的相應(yīng)的異物從這煙草流里去除掉，因而此處使煙草損失較小。另外還表示出了一個(gè)噴嘴板條33，它具有相應(yīng)的各個(gè)噴嘴23。噴嘴23在圖3中只是示意表示出來。它們最好緊挨著布置在一起，而且最好比圖示的數(shù)量更多。
也可以應(yīng)用其它可考慮的異物識別來代替圖示的光學(xué)的異物識別，例如象一種基于熱、聲波或微波的異物識別。
為了用光學(xué)方法進(jìn)行異物分離應(yīng)該使產(chǎn)品，也就是煙草流或煙草散開，但攝像機(jī)或者激光掃描能自由地見到或接近產(chǎn)品表面。為了達(dá)到好的分離速率，產(chǎn)品表面的質(zhì)量至少完全象圖象處理的技術(shù)那樣重要。在現(xiàn)有技術(shù)中已知的散開系統(tǒng)使煙草流和速度達(dá)到小于5.5米/秒，而在自由落體時(shí)為3.0米/秒。對于光學(xué)識別來說，合理的是使煙草流或者煙草散開一直到單層，這樣使單位面積重量很小，使一種相應(yīng)的儀器按照現(xiàn)有技術(shù)有相對較大的有效寬度。此外在現(xiàn)有技術(shù)中相對來說難于達(dá)到一種良好的單層或者說在煙草流中一個(gè)薄層的煙草。
煙草流的風(fēng)力運(yùn)輸對發(fā)明十分重要。這里可以相應(yīng)達(dá)到高的速度從16米/秒至30米/秒。已知的CCD-行列(電荷耦合器件)攝像機(jī)提供了掃描率、或者成像速率或者讀出時(shí)間，這些攝相機(jī)即使在這種速度時(shí)也能夠充分地仔細(xì)檢查產(chǎn)品的表面。通過本發(fā)明可以顯示出一個(gè)煙草流，從而在一個(gè)較高的速度時(shí)，尤其是用光學(xué)檢查，也可以用空氣噴嘴或水噴嘴使異物逐點(diǎn)地分離掉。其優(yōu)點(diǎn)在于對應(yīng)的用于異物分離的裝置可以具有一個(gè)較小的寬度，而且可以使煙草在煙草流進(jìn)而進(jìn)行更好的分級。
圖4表示了用于識別異物的一種裝置的另一個(gè)實(shí)施形式一部分的三維簡圖。
與圖3相比尤其是通道14的設(shè)計(jì)有所不同。所述為兩個(gè)對峙布置的壁50和51，它們基本上相互平行布置而且設(shè)計(jì)成直的。這就是說，這些壁在出口部位或者在噴嘴部位15并不是設(shè)計(jì)成相互逐漸靠近，而且還是直的或者說相互平行的。與此相反，下壁52和上壁53在部位15沿壓縮空氣11的運(yùn)輸方向設(shè)計(jì)成逐漸靠近的，以實(shí)現(xiàn)一種噴嘴作用。在噴嘴部位15的向上游方向，下壁52和上壁53也可以是相互平行的。
與圖3相比，通道14和輸出管24之間的間距略大些，大一個(gè)用于控制噴嘴23的計(jì)算單元的距離，以便使噴嘴板條33在通過檢測相應(yīng)的異物進(jìn)行相應(yīng)的異物識別時(shí)借助于CCD行列22即使在高的運(yùn)輸速度時(shí)也可以實(shí)現(xiàn)對對應(yīng)噴嘴23的及時(shí)控制。
圖5表示了用于異物識別的按本發(fā)明的裝置的另一種實(shí)施形式的斷面簡圖。此處涉及一種一側(cè)封閉的通道14。在這一側(cè)封閉的通道14里，空氣流充分利用了所述的附壁效應(yīng)而貼靠著背壁45。在借助于攝像機(jī)46識別出異物之后，這種攝像機(jī)在觀察平面48里通過窗口47來識別異物，那么在相應(yīng)的時(shí)間延遲之后根據(jù)煙草流的，包括了異物的運(yùn)輸速度使異物40通過一個(gè)由空氣噴嘴所產(chǎn)生的壓力沖擊43而從運(yùn)輸方向上偏離開，從而使異物40進(jìn)入偏離的飛行軌道44。這樣就使異物40從通道14里分離出去。通道14的結(jié)構(gòu)應(yīng)保證在運(yùn)輸方向在噴嘴42前面，也就是噴嘴的上游方向使通道14橫斷面面積縮小，并且在這使脫離開異物40的煙草流繼續(xù)輸送的部位里首先使橫斷面稍微加大并逐段地變小，直至到管子4的原始橫斷面積。為了使攝像機(jī)46盡早識別出異物40，從而有足夠的計(jì)算時(shí)間用于鑒定異物并控制空氣噴嘴42，因此攝像機(jī)46的位置相應(yīng)地位于噴嘴42前面足夠遠(yuǎn)。對于簡圖所示的噴嘴42來說因此也可以是按圖3或4的一種噴嘴板。
背壁45基本上不中斷的，也就是說，通道14的布置超出了異物分離裝置。背壁45只是在噴嘴42部位里通過噴嘴孔而打開，也就是說最好為圓形的，這不會(huì)導(dǎo)致相應(yīng)的流動(dòng)干擾，因而這種中斷足夠小。
攝像機(jī)46有一個(gè)單獨(dú)的視窗進(jìn)入通道14里，它也可以通過透明材料，例如玻璃，以一種窗47的型式封住。為此也可以設(shè)有一種相應(yīng)的沒有窗的開孔。
也可以設(shè)有一個(gè)蓋來代替通常連續(xù)的背壁，當(dāng)然這種蓋并未在圖中示出，這種蓋用于例如將圖1，3和4位于通道14和輸出管24之間的的上面部位覆蓋住，并在必要時(shí)也蓋住側(cè)壁。通道14可以相應(yīng)地與輸出管24連接或者作成整體，也就是位于通道14和輸出管24之間的部位，一直到包括分離異物所必需的部位，尤其是在鼓風(fēng)吹入部位，連接或者作成整體。異物的出口部位可以如圖所示作成任選地更加敞開。
標(biāo)號表10 煙草給料裝置33噴嘴板條11 壓縮空氣40異物12 抽吸空氣42空氣噴嘴13 斗輪閘門43壓力沖擊14 管子44偏離的飛行軌道15 噴嘴部位45背壁16 煙草46攝像機(jī)17 異物47窗口18 分離裝置48觀察平面20 激光器 50壁21 射線扇形51壁22 電荷耦合器件行列52壁23 噴嘴53壁24 輸出管25 煙草管26，27，28 運(yùn)輸方向29 壓縮空氣30 壓縮空氣流
權(quán)利要求
1.從煙草流(16)里分離異物的方法，其中，用壓縮空氣(12)將煙草流(16)直接輸送至一個(gè)異物識別裝置(20，22，46)的部位里，并且借助于異物識別裝置(20，22，46)根據(jù)至少一種性能來識別煙草流(16)中的異物(17)并接著從煙草流(16)中除掉。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，借助于檢測在煙草流(16)中所含物體(16，17)的亮度、形狀和/或顏色來識別異物。
3.按權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，煙草流(16)的速度在17米/秒至30米/秒之間。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，使煙草流(16)橫交于運(yùn)輸方向(28)上拉分開。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煙草流橫交于運(yùn)輸方向逐漸變小。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，用壓縮空氣或液流將異物(17)從煙草流(16)中除掉。
7.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在異物識別之后借助于抽吸空氣(12)使煙草流(16)繼續(xù)運(yùn)輸。
8.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煙草流(16)至少局部地基本水平地運(yùn)輸。
9.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，煙草流(16)至少局部地基本垂直地運(yùn)輸。
10.用于從煙草流(16)中分離異物的裝置，具有一個(gè)將煙草(16)輸送至一個(gè)異物識別裝置(20，22，46)的裝置(給料裝置(10))和一個(gè)異物分離裝置(23，42)，其特征在于，給料裝置(10)具有一個(gè)壓縮空氣源(3)用于輸送煙草流(16)。
11.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，在給料裝置(10)里有壓縮空氣流(11)用于運(yùn)輸煙草流(16)。
12.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，給料裝置(10)有一個(gè)橫斷面封閉的通道(14)，煙草流(16)可以在這通道里運(yùn)輸。
13.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，煙草(16)通過一個(gè)閘門(13)可以輸入壓縮空氣流(11)里。
14.按權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，通道(14)沿?zé)煵萘?16)的運(yùn)輸方向(18)上超出異物分離裝置(23，42)延伸。
15.按權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，通道(14)至少在一側(cè)在異物分離裝置(23，42)部位里封閉住或者有一個(gè)蓋。
16.按權(quán)利要求12或13所述的裝置，其特征在于，通道(14)的終端緊挨著異物識別裝置(20，22，46)和/或異物分離裝置(23，42)之前敞開著。
17.按權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，通道(14)在運(yùn)輸方向(28)上至少逐段地在一個(gè)橫交于運(yùn)輸方向(28)的方向上設(shè)計(jì)成逐漸變小。
18.按權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，通道(14)在運(yùn)輸方向(28)上至少逐段地成漏斗狀分開。
19.按權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，通道(14)的壁(50-53)在運(yùn)輸方向(28)上至少分段地設(shè)計(jì)成直的。
20.按權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于，異物識別裝置(20，22，46)是光學(xué)的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及從煙草流(16)中分離異物的一種方法和一種用于分離異物的裝置。按照本發(fā)明的方法的特征在于，用壓縮空氣使煙草流(16)直接運(yùn)送至一個(gè)異物識別裝置(20，22)處，而且其中借助于異物識別裝置(20，22)按照至少一種性能識別出煙草流(16)中的異物(17)并接著在煙草流(16)上將之去除。按本發(fā)明的裝置的特征在于，設(shè)有一個(gè)將煙草(16)輸送給異物識別裝置(20，22)的裝置(給料裝置(10))和一個(gè)異物分離裝置，其中煙草給料裝置(10)包括有一個(gè)壓縮空氣源(3)用于輸送煙草流(16)。
文檔編號G01N21/85GK1672813SQ20051006246
公開日2005年9月28日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月26日
發(fā)明者P·芬克, D·齊爾克, H·德雷維斯, W·本茨 申請人:豪尼制絲設(shè)備責(zé)任有限公司