CN107617580A - 一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置，支撑机构、检测机构和剔除机构，检测机构包括X光机和由多个探测器组成的探测模块，X光机位于传送带上方，探测模块位于传送带下方，剔除机构位于传送带出料端的下方，剔除机构包括异物剔除器和剔除器支架，异物剔除器包括多个高压喷嘴，每个高压喷嘴的进气端处均设有电磁阀；本发明能够对烟草制丝中的异物实现成像显示，从而能够更为精确地实现在线杂质鉴别与精准剔除，且能够同时实现磁性、低磁和无磁性金属物的在线鉴别和剔除，剔除效果好，精度高，实用性强，并间接地提高了烟叶的品质和烟草制丝的工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及烟草异物剔除设备技术领域，尤其涉及一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置。
背景技术
在烟草制丝生产过程中，由于需要经历收集、晾晒等多个过程，因此，烟草中不可避免的会混入各种杂物。目前，烟草制丝生产线上杂物多分为金属性质和非金属性质两大类，其中，对于金属杂物，一般使用的剔除方法大多是采取在制丝线上加装永久磁铁装置进行吸附剔除，或者是采用金属探测装置、风选装置进行鉴别剔除。但是，上述方法对不锈钢、铜、铝等低磁或无磁性金属物，无法准确进行检测，剔除效果不够理想。同时，当对金属异物进行探测时，只能对是否有异物进行检测，然后对存在异物的区域进行剔除，但是，由于金属异物形状各异，体积不同，剔除时所需要作用力和用力范围也会存在很大不同，上述方法采用统一的剔除手段和作用力，无法针对不同形状的异物进行针对性的剔除动作，当异物体积小时，同样的用力范围造成大量烟叶被同时剔除，造成物料浪费，当异物体积过大时，同样的作用力不足以推动异物，造成剔除失败，异物随烟叶流入下级工序，轻则造成烟叶质量的降低，重则造成设备的损坏，大大影响了烟草制丝的工作效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置，能够对烟草制丝中的异物实现成像显示，从而能够更为精确地实现在线杂质鉴别与精准剔除，且能够同时实现磁性、低磁和无磁性金属物的在线鉴别和剔除，剔除效果好，精度高，实用性强，并间接地提高了烟叶的品质和烟草制丝的工作效率。
本发明采用的技术方案为：
一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置，包括支撑机构、检测机构和剔除机构；
所述支撑机构包括支撑框架，所述支撑框架底部的左右两端各设有一个支架，两个支架之间设有检测架，待测烟丝的传送带位于两个支架之间并位于检测架上方；所述支撑框架上设有具有防辐射功能的限位盒和X光机容纳盒，X光机容纳盒的底板上设有供X光源通过的放射孔，放射孔上覆盖有与X光机容纳盒底板活动连接的密封盖，限位盒和X光机容纳盒之间通过放射孔连通；所述限位盒的底板上设有从左至右的条形限位孔，条形限位孔位于放射孔的下方；
所述检测机构包括X光机和探测模块，X光机设置在X光机容纳盒内，X光机容纳盒的放射孔位于X光机的光源发射头下方并与X光机的光源发射头位置对应；探测模块包括多个探测器，多个探测器排成一排固定设于检测架的上表面，且多个探测器所排队列位于条形限位孔的正下方；
所述剔除机构包括异物剔除器和剔除器支架，所述剔除器支架固定设置在传送带的出料端下方，异物剔除器设置在剔除器支架上；所述的异物剔除器包括固定设置在剔除器支架上的安装板、多个高压喷嘴和剔除处理器，多个高压喷嘴均匀设置在安装板背向支撑框架的一侧端面上，高压喷嘴的进气端连接外部高压气源，且每个高压喷嘴的进气端处均设有电磁阀；
还包括中央处理模块和通讯模块，所述探测模块的输出端通过A/D转换模块连接至中央处理模块的第一输入端，用于控制传送带的传送电机的输出端连接中央处理模块的第二输入端，中央处理模块的第一输出端连接X光机的输入端，中央处理模块的第二输出端连接剔除处理器的输入端，剔除处理器的控制端连接电磁阀的受控端，中央处理模块的双向通讯端通过通讯模块连接上级服务器的通讯端。
优选地，还包括流量监控机构，流量监控机构包括压辊和高度测量仪；压辊包括辊轮和与滚轮转动连接的中间轴，辊轮位于皮带上方，且辊轮的下端与皮带接触，中间轴的两端分别连接有连接杠杆，连接杠杆的支点固定设置在皮带上方，且连接杠杆的一端与中间轴固定连接；所述高度测量仪固定设置在皮带上方，且高度测量仪的探针检测连接杠杆的另一端；所述高度测量仪的检测信号输出端连接中央处理模块的第三输入端。
优选地，所述X光机容纳盒上设有伸缩气缸，伸缩气缸的缸筒固定设置在X光容纳盒上，伸缩气缸的活塞杆与密封盖固定连接，当X光机处于工作状态时，伸缩气缸收缩，密封盖与放射孔相互分离，当X光机处于待工作状态时，伸缩气缸伸长，密封盖覆于放射孔上；所述伸缩气缸的受控端连接中央处理模块的第三输出端。
优选地，所述探测器为采用PD板的平板探测器。
优选地，所述的多个探测器之间的距离是0.5mm至0.8mm。
本发明具有以下有益效果：
（1）通过X光机和探测模块的使用，能够对经过X光机下方的烟草中的异物进行精确的边界追踪、成像显示等处理，进而判断杂质，并通过剔除机构进行剔除，且能够对低磁性和无磁性金属也能进行精确检测，提高了异物剔除的准确度，剔除更为精确和彻底，进而间接提高了流入下级工序的烟叶品质和烟草制丝设备整体的工作效率；
（2）通过在发射孔上设置与在X光机容纳盒底板的密封盖，在不需要对烟草进行检测时，能够有效保证X光机容纳盒的密封性，使放射光源全部屏蔽在箱体内，减小了放射光源的泄露，减小放射污染；
（3）通过在限位盒的底板上设置连通外部的条形限位孔，且探测器排成一排设置在条形限位孔正下方，形成条形限位孔准直的探测结构，使放射光源全部被封闭在限位盒内，只能从条形限位孔构成的出束口照射到探测器上，利用传送带移动对异物进行成像，干扰小，精度高，提高了异物成像的准确度，进而保障了剔除的准确度；
（4）通过将异物剔除器设置为多个均匀分布的高压喷嘴，并在每个高压喷嘴的进气端设置电磁阀，通过中央处理模块和剔除处理器的控制，能够针对不同形状的异物发射不同力度和范围的高压气体，进而对衣物进行精确地剔除，既减小了物料的浪费，又保证了异物剔除的成功率，提高了本发明的剔除精确度；
（5）通过流量监控机构的设置，根据高度测量仪判断的烟草高度和传送带的速度，判断出单位时间内传送带传输的烟草体积和数量，进而实现对烟草流量的有效监控和统计，不仅为上级服务器端的数据统计提供了便利，也减少了人工统计的工作量，同时能够根据烟草不同高度的变化而做出更为准确的测量和记录，使统计结果更为准确。
附图说明
图1为本发明的外部结构示意图，其中传送带未画出；
图2为图1局部剖开的结构示意图；
图3为图1的左视图；
图4为图2中异物剔除器的结构示意图；
图5为本发明的电路原理框图。
附图标记说明：
1、限位盒；2、X光机容纳盒；3、X光机；4、密封盖；5、压辊；6、连接杠杆；7、传送带；8、条形限位孔；9、探测器；10、检测架；11、支撑框架；12、传送电机；13、异物剔除器；131、安装板；132、高压喷嘴；14、剔除器支架。
具体实施方式
如图1、图2和图3所示，本发明包括支撑机构、检测机构、剔除机构和流量监控机构；
支撑机构包括支撑框架11，所述支撑框架11底部的左右两端各设有一个支架，两个支架之间设有检测架10，待测烟丝的传送带7位于两个支架之间并位于检测架10上方；所述支撑框架11上设有具有防辐射功能的限位盒1和X光机容纳盒2，X光机容纳盒2的底板上设有供X光源通过的放射孔，放射孔上覆盖有与X光机容纳盒2底板活动连接的密封盖4，限位盒1和X光机容纳盒2之间通过放射孔连通；所述限位盒1的底板上设有从左至右的条形限位孔8，条形限位孔8位于放射孔的下方。
检测机构包括X光机3和探测模块，X光机3设置在X光机容纳盒2内，X光机容纳盒2的放射孔位于X光机3的光源发射头下方并与X光机3的光源发射头位置对应；探测模块包括多个探测器9，多个探测器9排成一排固定设于检测架10的上表面，且多个探测器9所排队列位于条形限位孔8的正下方。探测器9优选为采用PD板的平板探测器，且数量大于一百个，探测器9尺寸优选采用2.5mm*2.5mm，且多个探测器9之间的距离优选设置为0.5mm至0.8mm。
如图4所示，剔除机构包括异物剔除器13和剔除器支架14，剔除器支架14固定设置在传送带7的出料端下方，异物剔除器13设置在剔除器支架14上；异物剔除器13包括固定设置在剔除器支架14上的安装板131、多个高压喷嘴132和剔除处理器，多个高压喷嘴132均匀设置在安装板131背向支撑框架11的一侧端面上，高压喷嘴132的进气端连接外部高压气源，且每个高压喷嘴132的进气端处均设有电磁阀。
流量监控机构优选设置在检测机构和传送带7的进料口之间，流量监控机构包括压辊5和高度测量仪（图上未标出）；压辊5包括辊轮和与滚轮转动连接的中间轴，辊轮位于皮带上方，且辊轮的下端与皮带接触，中间轴的两端分别连接有连接杠杆6，连接杠杆6的支点固定设置在皮带上方，且连接杠杆6的一端与中间轴固定连接；高度测量仪固定设置在皮带上方，且高度测量仪的探针检测连接杠杆6的另一端。
如图5所示，本发明还包括中央处理模块和通讯模块，探测模块的输出端通过A/D转换模块连接至中央处理模块的第一输入端，用于控制传送带7的传送电机12的输出端连接中央处理模块的第二输入端，高度测量仪的检测信号输出端连接中央处理模块的第三输入端，中央处理模块的第一输出端连接X光机3的输入端，中央处理模块的第二输出端连接剔除处理器的输入端，剔除处理器的控制端与多个电磁阀的受控端分别连接，中央处理模块的双向通讯端通过通讯模块连接上级服务器的通讯端。中央处理模块和剔除处理器优选采用单片机或PLC，通讯模块优选采用无线通讯模块。
为了更好地理解本发明，下面结合附图对本发明的技术方案做进一步说明。
伸缩气缸的缸筒固定设置在X光容纳盒上，伸缩气缸的活塞杆与密封盖4固定连接，当X光机3处于工作状态时，伸缩气缸收缩，密封盖4与放射孔相互分离，当X光机3处于待工作状态时，伸缩气缸伸长，密封盖4覆于放射孔上；伸缩气缸的受控端连接中央处理模块的第三输出端。
本发明的具体工作过程为：
烟草由传送带7的进料口堆砌在传送带7上，然后在传送带7带动下由出料口落下进入下级工序。在此过程中，烟草先经过传送带7和检测机构之间的流量监控机构，原本与传送带7上表面接触的辊轮下端在烟草的作用的下升高，升高后的辊轮下端与烟草的上表面接触，传输中的烟草高度不一，因此在烟草上表面的坡度的带动下，辊轮的高度根据烟草的上端面的高度变化而变化，在此过程中，连接杠杆6连接中间轴的一端也随之变化高度，对应的，连接杠杆6的另一端也随之变化，高度测量仪的探针对连接杠杆6一端的高度变化进行测量，并将检测到的高度信息发送至中央处理模块，中央处理模块根据接收到的高度信息和从传送电机12处得到的传送带7的速度信息，判断出单位时间内通过的烟草的体积和质量信息，并将之通过无线通讯模块传输至上级服务器，进行数据的监控和整理。
流量监控机构能够实现自动的烟草流量监控和记录，节省了人工测量和记录的人力浪费，同时，由于烟草的高度并不均匀，因此，人工测量时误差较大，流量监控机构能够实时监控高度的变化，并能根据高度变化进行更为准确的计算和记录，精度更好，同时，与传统的皮带秤相比，精度也更为精确。
当需要对烟草中的异物进行检测时，中央处理模块控制X光机3开始工作，与此同时，中央处理模块控制伸缩气缸缩短，密封盖4从发射孔上移开，X光源由X光机3发出，经由发射孔后通过几毫米宽的条形限位孔8投射到烟草上，然后穿过烟草和传送带7，照射到传送带7下方的一排探测器9上，探测器9接收X光源并将检测到的模拟信号经过A/D转换模块转换后输送至中央处理模块，中央处理模块根据探测器9发送的信号形成单位面积内的图像，然后，烟草在传送带7的带动下持续移动，中央处理模块持续形成图像，最终形成异物整体形状的图像。其中，X光机3检测异物并成像的过程为现有成熟技术，在此不再赘述。
通过在限位盒1的底板上设置条形限位孔8，且探测器9排成一排设置在条形限位孔8正下方，形成窄缝准直的探测结构，使放射光源全部被封闭在限位盒1内，只能从条形限位孔8构成的出束口照射到探测器9上，利用传送带7移动对异物进行成像，干扰小，精度高，提高了异物成像的准确度，进而保障了剔除的准确度。
然后，中央处理模块根据异物成像的面积计算出异物剔除器13所需的作用力大小和作用力范围，并将计算出的信息发送至剔除处理器，剔除处理器根据异物成像的面积判定与异物形状匹配的部分高压喷嘴132位置，并控制其对应的电磁阀的开度，然后根据检测机构与出料口之间距离和出料口与异物剔除器13之间的高度距离，判定高压气体喷出时间，在异物下落至高压喷嘴对应位置时喷射出高压气体，实现异物的精确剔除，减少作用力范围过大造成的大量烟草被吹落，造成的物料浪费，并同时通过控制打开的电磁阀的开度，进而实现力度的控制，保证既不浪费气源，又能保证喷出气源的力度足以吹落异物。本发明对低磁性和无磁性金属也能进行精确检测，提高了异物剔除的准确度，剔除更为精确和彻底，进而间接提高了流入下级工序的烟叶品质和烟草制丝设备整体的工作效率。需要指出的是，单片机和PLC根据程序设定设置控制不同阀门开关以及开度均属于现有成熟技术，在此不再赘述。
最后，剔除处理器通过传送带7移动速度和异物到达传送带7出料口的距离，判断出异物随烟草下落至高压喷嘴132位置处的时间，当异物随烟叶从传送带7出料口下落至高压喷嘴132位置处时，对应的高压喷嘴132打开，喷射出高压气体，将异物吹落，实现异物的剔除。本发明采用的剔除机构能够针对不同形状的异物发射不同力度和范围的高压气体，进而对衣物进行精确地剔除，既减小了烟草物料的浪费，又保证了异物剔除的成功率，剔除精确度高，有效保障了下级烟叶的质量。
当无需对烟草进行异物检测和剔除时，中央处理模块控制伸缩气缸伸长，带动密封盖4覆在发射孔上，密封盖面对发射孔的一面优选设置有密封圈，有效保证了X光机容纳盒2的密封性，使放射光源全部屏蔽在箱体内，减小了放射光源的泄露，减小放射污染。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种用于烟草制丝的在线异物剔除装置，其特征在于：包括支撑机构、检测机构和剔除机构；
所述支撑机构包括支撑框架，所述支撑框架底部的左右两端各设有一个支架，两个支架之间设有检测架，待测烟丝的传送带位于两个支架之间并位于检测架上方；所述支撑框架上设有具有防辐射功能的限位盒和X光机容纳盒，X光机容纳盒的底板上设有供X光源通过的放射孔，放射孔上覆盖有与X光机容纳盒底板活动连接的密封盖，限位盒和X光机容纳盒之间通过放射孔连通；所述限位盒的底板上设有从左至右的条形限位孔，条形限位孔位于放射孔的下方；
所述检测机构包括X光机和探测模块，X光机设置在X光机容纳盒内，X光机容纳盒的放射孔位于X光机的光源发射头下方并与X光机的光源发射头位置对应；探测模块包括多个探测器，多个探测器排成一排固定设于检测架的上表面，且多个探测器所排队列位于条形限位孔的正下方；
所述剔除机构包括异物剔除器和剔除器支架，所述剔除器支架固定设置在传送带的出料端下方，异物剔除器设置在剔除器支架上；所述的异物剔除器包括固定设置在剔除器支架上的安装板、多个高压喷嘴和剔除处理器，多个高压喷嘴均匀设置在安装板背向支撑框架的一侧端面上，高压喷嘴的进气端连接外部高压气源，且每个高压喷嘴的进气端处均设有电磁阀；
还包括中央处理模块和通讯模块，所述探测模块的输出端通过A/D转换模块连接至中央处理模块的第一输入端，用于控制传送带的传送电机的输出端连接中央处理模块的第二输入端，中央处理模块的第一输出端连接X光机的输入端，中央处理模块的第二输出端连接剔除处理器的输入端，剔除处理器的控制端连接电磁阀的受控端，中央处理模块的双向通讯端通过通讯模块连接上级服务器的通讯端。
2.根据权利要求1所述的用于烟草制丝的在线异物剔除装置，其特征在于：还包括流量监控机构，流量监控机构包括压辊和高度测量仪；压辊包括辊轮和与滚轮转动连接的中间轴，辊轮位于皮带上方，且辊轮的下端与皮带接触，中间轴的两端分别连接有连接杠杆，连接杠杆的支点固定设置在皮带上方，且连接杠杆的一端与中间轴固定连接；所述高度测量仪固定设置在皮带上方，且高度测量仪的探针检测连接杠杆的另一端；所述高度测量仪的检测信号输出端连接中央处理模块的第三输入端。
3.根据权利要求1所述的用于烟草制丝的在线异物剔除装置，其特征在于：所述X光机容纳盒上设有伸缩气缸，伸缩气缸的缸筒固定设置在X光容纳盒上，伸缩气缸的活塞杆与密封盖固定连接，当X光机处于工作状态时，伸缩气缸收缩，密封盖与放射孔相互分离，当X光机处于待工作状态时，伸缩气缸伸长，密封盖覆于放射孔上；所述伸缩气缸的受控端连接中央处理模块的第三输出端。
4.根据权利要求1所述的用于烟草制丝的在线异物剔除装置，其特征在于：所述探测器为采用PD板的平板探测器。
5.根据权利要求4所述的用于烟草制丝的在线异物剔除装置，其特征在于：所述的多个探测器之间的距离是0.5mm至0.8mm。
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| CN108713740A (zh) * | 2018-04-27 | 2018-10-30 | 燕之初健康美（厦门）食品有限公司 | 一种高效燕窝挑毛系统及挑毛方法 |
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2017
- 2017-09-15 CN CN201710832103.8A patent/CN107617580B/zh active Active
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