CN1145753A - 测定烟草加工工业中杆状物品重量的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种烟草加工工业中在杆状物品输送过程中测定其重量的方法和装置，其中未采用象β射线或伦琴射线这样的射线。按照本发明的解决方案：由这些物品构成多层物料流，对该多层物料流中确定部分进行称重，得到作为该部分内物品重量测量值的重量信号。本发明的优点是可避免使用需要特殊屏蔽措施的辐射源或其他辐射源，并可采用公知、可靠的称重方法。

Description

测定烟草加工工业中杆状物品重 量的方法和装置
本发明涉及一种烟草加工工业中在杆状物品输送过程中测定其重量的方法。
此外，本发明还涉及一种烟草加工工业中在杆状物品输送过程中测定其重量的装置。
烟草加工工业中的物品特指为带过滤嘴和不带过滤嘴的卷烟。但这一概念也可理解为过滤嘴或小雪茄。卷烟可以是其中的烟草材料可被燃烧的杆状物件。但也可以是只产生带有原味热气体的杆状物件。
由美国专利说明书US-PS3626953公开了将一定数量卷烟装入容器并对其称重。相应的测量信号是一个对应于较大数量卷烟的平均重量值。
本发明的任务是提供另一种测定烟草加工工业中物品重量的方法和装置。
按照本发明的方法可以这样来实现：由这些物品形成一个多层物料流，对该物料流中一个确定部分称重，得到的重量信号作为该部分所包含物品重量的测量信号。
作为本发明测定杆状物品重量方法的进一步改进是至少对物料流部分进行两次称重，形成两个相应的重量信号，将该两重量信号处理成一个表示该部分中物品重量的测量信号。作为进一步改进还可以这样进行两次称重，以不同的方式来在得物料流中干扰力对称重信号的影响，并在将重量信号处理成测量信号时将其消除。此外，还可以在一个输送路径段内同时完成对该物料流部分所作的两次称重。
作为本发明测定杆状物品重量方法的更进一步，还测出输送到由彼此叠置物品层构成的多层物料流中的物品的数量，并将其与表示在该确定部分内输送和称重的物品重量的测量信号联系起来。对于上述测量数量可以是测出单位时间内为形成物料所提供的物品的数量，并产生一个相应的数量信号；测量该物料流确定部分的输送速度，并产生一相应的速度信号；将该数量信号，速度信号和测量信号处理成一个表示该物料流部分中物品平均重量的平均重量信号。
作为本发明测定杆状物品重量方法的进一步改进，可以采用一个输送带式称重装置来输送该物料流确定部分中的物品，并在那里对其称重；也可以采用一个静态秤，使该确定部分内的物品移动经过此静态秤，并在那里对其称重。
在上面提到的本发明的装置中有一个用来输送由多层物品构成的物料流的输送机和一个用来称量物料流一个确定部分中所输送物品的称重装置，此称重装置所输出的信号表示该确定部分中物品重量的测量值。
作为本发明测定杆状物品重量装置的进一步改进，此称重装置可以是一个输送料流并称量在该确定部分中物品重量的输送带式称重装置，也可以是一个称量在该物料流确定部分中物品重量的静态秤，物料流移动经过该静态秤。
作为本发明装置的进一步改进，其至少配备有两个称重装置，以称量该物料流确定部分内所含物品的重量，并形成一个重量信号。作为进一步改进，将此称重装置与一个将重量处里成表示该物料流部分内物品重量的测量信号的计算装置相联。作为本发明装置中称重装置的进一步改进，其具有在物料流输送平面内沿相反方向延伸的、支承该物料流部分的秤杆。尤其是可以让秤杆铰接在基本上位于输送平面内、且与输送方向相垂直的轴上。该支承物料部分秤杆可以彼此以悬臂形式叠量在基本相同的水平面内，侧面沿相反方向彼此错开。
作为本发明装置的进一步改进，其还可以包括一个用来对送往物料流形成区的物品进行计量的计数装置，它与一个还接收称重装置输出信号的计算装置相联。也可以包括一个用来确定该物料流部分内物品数量的装置，它与称重装置的传感器一起与计算装置相连接。它还可以包括一个用来对单位时间内向形成物料流输送的物品计数、并产生一相应数量信号的计数装置和一个用来测量该物料流部分的输送速度、并产生一相应速度信号的测量装置，该计数装置和该测量装置与称重装置的传感器一起联接到一个用来将称重信号、速度信号和数量信号处理成表示该物料流部分中单件物品平均重量的重量平均值信号的计算装置。
本发明的优点在于：可避免使用象β射线或伦琴射线这样的需要特殊屏蔽措施的辐射源或其它辐射源，并可采用公知、可靠的称重方法。按照本发明的方法和装置保证了高测量精度，且测量结果在很大程度上与物料流的高度和厚度无关。此外，还可以可靠地确定物料流中单件物品的平均重量。另一优点在于：可以用简单的方式将称重装置安装在普通的物料流输送线上，并可采用现成的装置。
下面结合实施例对本发明进行详细的描述。
图1是称量物料流的一确定部分中所输送物品重量的输送带式称重装置的侧视图。
图2是图1所示称重装置未装有物品时的俯视图。
图3是称量物料流的一确定部分中所输送物品重量的静态秤式称重装置的侧视图。
图4是图3所示称重装置未装有物品时的俯视图。
图5是称量物料流的一确定部分中所输送物品的、带有两个成镜象取向的称重装置的设备的侧视图。
图6是沿图5中A-A线的剖视图。
图7是图5中设备沿B-B线的俯视图。
在物料流形成区1，一排由辊3、4引导按箭头方向驱动的输送带6或7送来的单件杆状物品2在一条由辊9、11引导按箭头方向驱动的的输送带12上形成一物品物料流8。13是在物料流形成区1中罩在物品2上的一织物。物品可以是带或不带过滤嘴的卷烟、过滤嘴、小雪茄或类似物。物料流8由彼此叠置的多排/层物品组成，在本实施例中为5排，上排的物品位于其下排的每两个物品之间，即位于“下凹空缺”处。最上排用14来表示。这样形成的物料流8以公知的方式产生了这样的结果：同体积的物料流包含有同样数量的物品2。
紧接在输送带12之后，物料流借助于由辊9引导的、沿箭头方向驱动的输送带式称重装置21的输送带18和19来输送。此外，输送带18、19还由辊24引导，该辊还引导另一条用来将物料流8送走、沿箭头方向驱动的输送带26。
图示的输送带式称重装置21的输送带18、19在位于物料流中确定部分28内物品的重力作用下，或多或少地绕辊9的旋转轴27作微小的转动。由此确定部分28内的物品重量所决定的偏转对输送带式称重装置21的传感器29起作用，并且(有可能经过放大后)向一计算装置31给出一相应的信号。此外，后者还接收来自由光源33和光电接收器34构成的光栅装置(Lichtschrankenanordnung)32的信号。由这些信号确定了物料流8中对应于输送带式称重装置21有效长度的确定部分28内的物品数量。因此，计算装置31可以通过总重量和该部分28内的物品推算出单件物品(例如一支卷烟或一段过滤嘴)的重量/质量，并在输出端35给出一个测量电信号。如果在此部分28内的物品数量保持不变，则只需在计算装置31的输出端35输出一个与平均重量相应的测量信号。输出端35的输出信号可用作测量目的和控制目的。这样，例如所生产的物品是卷烟，在卷烟生产机上制成的烟草段的重量可以用一个所谓均衡器(Egalisator)通过控制送往烟草段成型站的烟草量或取走烟草段中过多的烟草来调节。在所生产的物品是过滤嘴的情况下，可以调节送往过滤嘴段成型站的过滤嘴材料供给量。
图3和4中所描述的称量装置与图1和2中称量装置的区别在于：来采用输送带式称重装置，而是配备了一台静态秤121。在此确定部分128内由辊138引导的传动输送带137从水平位置向下偏转。然后绕过辊142再折转向上方，并经辊144再折回到水平方向。静态秤121的臂146a、146b位于辊138和144之外的自由空间128，并可绕转轴147转动。由此确定部分128内的物品重量所决定的偏转距离可以是非常小的，并被传感器129测得，该传感器向计算装置131输出一个相应的电信号。此外，该计算装置还接收来自由光源133和光电接收器134构成的光栅132的信号，以便得到向物料流区101所输送物品102的数量，从而在其输出端135输出一个与在该三层物料流108的确定部分128中的物品重量/质量相对应的信号，或经过转换输出一个与单件物品相对应的信号。静态秤121也可采用一种不移动测量的秤，也就是说，其传感器129无需完成明显的移动就可得知作用在臂146上的物料的重力。
附图标记103、104、106、107、、113和114表示的零件对应于图1和2中比其减少了100的数字所表示的零件，因此不必再特别加以说明。
在图1和图2的实施方式中，输送带式称重装置21的输送带18、19积极参与输送物料流8；与此相反，在这里物料流108由输送带136和137推动经过静态秤121的臂146。
图5至图7以不同视图给出另一个本发明的最佳实施方式。相同部件以图1和图2或图3和图4中相同的编号分别加上200和100来表示。
在这些附图中描述了烟草加工工业中杆状物品的物料流输送段中对理解本发明来说是重要的部分，该部分由两条先后相随而隔开一定距离的输送带212和226和一个设置在这两条输送带之间的秤221构成。物品向输送段的输送以及物料流的形成没有什么变化，在附图中不再画出。有关这方面可参阅图1和图3，在这两幅图中给出了物料流形成区1或101中物料流形成的详细情况。
在此，称重装置221由两个几乎一样构造的秤248和249构成，两者彼此成镜象结构。这两个秤为带有秤杆251或251a的静态杠杆秤，并在输送带212和226之间的输送段内有一部分彼此重叠，从而共同支承物料流。秤杆251和251a至少在其支承物料流的那部分为小直径并且表面摩擦低的圆杆或管，以便使运动的物料流与静止的秤杆之间的摩擦减至最小。应该指出，秤杆可以装有环形传送带，这在图中未画出。这样可以完全消除摩擦，但要有较高的机械付出。
由于秤248、249具有成镜象的相同结构，针对其中之一作详细的描述就足够了，该描述也相应地适用于另一个。第二个秤的相同部件在图5至7中用与第一个相同的附图标记添加“a”来表示。
秤248的秤杆251安装在一横梁252上，而横梁252的一侧固定在一连杆253上。秤杆251经横梁252和连杆253以可绕轴247转动的方式铰接在框架254上。如在图6中可具体看出的那样，转轴247在物料流输送平面，即由输送带212的输送面(Fordertrum)和秤杆252的支承面所限定的平面内垂直于输送方向延伸。如此设置转轴247的作用是使运动的物料流和静止的秤杆之间的摩擦力不会产生引起秤杆偏移的力矩，从而称重的结果不受这种摩擦力的影响。
作用在秤杆251上的压力经连杆253传递到安装在其上的接触板256，并经该接触板传递给装在框架254上的传感器229，该传感器产生一个与作用在秤杆251上的物料流重量相应的称重信号，并传送给计算装置231。秤杆251、横梁252、连杆253和接触板256构成一个固定的、可绕轴247转动的、向传感器229传递位于秤杆上的物料流部分的重量的单元。然而应指出，该秤工作时秤杆至多带有极其微小的偏移，其不会阻碍物料流的送进，也不会改变其外形。在此还可使用那种测量时不出现移动的秤，其传感器229不必偏移就可得知所作用的重力。
图5和图7示出：第二秤249以与第一秤成镜象方式设置在同一框架254上，两秤的秤杆251或251a在侧向以错开方式相叠置，如图7所示。第二秤249的传感器229a同样以其输出侧与计算装置231相连接。
计算装置231将两传感器229和229a的重量信号结合为一个表征包括在确定的物料流部分228内的物品重量或质量的测量信号。在那里将两传感器229和229a的重量信号之和作为一个表示不受物料流部分228之外相邻物品干扰力影响的物料流部分228的重量或质量的测量信号。这样，测量信号与物料流的高度无关，因为通过相反定向的杠杆秤的两次称量消除了在该物料流部分之外边缘区域内的物品所施加的随物料流高度而增加的力的影响。因此，由两个传感器229和229a的重量信号得到的测量信号真实地描述了一个十分精确的、物料流部分228的重量值。
此外，为了得到物料流部分228中单件物品的重量，还需得知该物料流部分内的物品数量，并在计算装置231内与重量测量信号进行计算。为此，如同图1和3所描述的，通过传感器234获得在单位时间内向物料流形成区输送的物品数量，同时用一个速度传感器257确定物料流部分228的输送速度。由这两个数值得出一个表示包含在物料流部分228内物品数量的值，并在计算装置231内与重量测量信号一起处理成平均重量信号235，它表示物料流部分228内单件物品的平均重量。如上面所描述的那样，该平均重量信号可用作指示和/或控制手段。
速度传感器257测出向称重装置221输送物料流的输送带212的带速。为了消除由于输送带212与物料流打滑引起的误差，也可采用光学装置对物料流本身的输送速度进行测量，并且象速度传感器257的信号一样在计算装置231中进行处理。
为了控制秤的灵敏度和使两秤彼此相协调，传感器229和229a可在长孔258和258a内平行于物料流移动。支承秤的框架254可在长孔259和259a中垂直于机架261移动。用调整螺栓262可对框架254的高度作精确调整，从而可使平杆251和251a与输送带212和226处于完全相同的高度。

Claims (19)

1.烟草加工工业中在杆状物品输送过程中测定其重量的方法，其特征在于：由这些物品形成一多层物料流，对该物料流中一个确定部分称重，得到的重量信号作为该部分所包含物品重量的测量信号。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：至少对一物料流部分进行两次称重，形成两个相应的重量信号，将该两重量信号处理成一个表示该部分中物品重量的测量信号。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于：对该物料流部分所作的至少两次称重是这样进行的，以不同的方式来获得物料流中干扰力对称重信号的影响，并在将重量信号处理成测量信号时将其消除。
4.如权利要求2或3所述的方法，其特征在于：对该物料流部分所作的至少两次称重是在一个输送路径段内同时完成的。
5.如权利要求1至4中任何一项所述的方法，其特征在于：由一定数量彼此叠置的物品层构成一多层物料流，并测出输送到该物料流中的物品数量，并将其与表示在该确定部分内输送和称重的物品重量的测量信号联系起来。
6.如权利要求1至5中任何一项所述的方法，其特征在于：测出在单位时间内为形成物料流所提供的物品的数量，并产生一个相应的数量信号；测量该物料流部分的输送速度并产生一相应的速度信号；将该数量信号、速度信号和测量信号处理成一个表示该物料流部分中物品平均重量的平均重量信号。
7.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征在于：借助至少一个输送带式称重装置来输送该物料流确定部分中的物品，并在那里对其称重。
8.如权利要求1至6中任何一项所述的方法，其特征在于：使该确定部分内的物品移动经过至少一个静态秤，并在那里对其称重。
9.烟草加工工业中在杆状物品输送过程中测定其重量的装置，其特征在于：用来输送由多层物品(2、102)构成的物料流(8、108)的输送机(12、18、19、26；137；212、226)和至少一个用来称量物料流一个确定部分(28、128、228)中所输送物品的称重装置(21、121、221)，此称重装置所输出的信号(35、135、235)表示该确定部分中物品重量的测量值。
10.如权利要求9所述的装置，其特征在于：称重装置为一个输送物料流(8)并称量在该确定部分(28)中物品重量的输送带式称重装置(21)。
11.如权利要求9所述的装置，其特征在于：称重装置为一个称量在该物料流(108)确定部分(128、228)中物品重量的静态秤(121)，物料流移动经过该静态秤。
12.如权利要求9至11中任何一项所述的装置，其特征在于：至少配备有两个称重装置(248、249)以称量该物料流部分(228)内所含物品的重量，并形成一个重量信号。
13.如权利要求9至12中任何一项所述的装置，其特征在于：称重装置(248、249)与一个将重量信号处理成表示该物料流部分(228)内物品重量的测量信号的计算装置(231)相联。
14.如权利要求9或11至13中任何一项所述的装置，其特征在于：称重装置(248、249)具有在物料流输送平面内沿相反方向延伸的、支承该物料流部分(228)的秤杆(251、251a)。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于：秤杆(251、251a)铰接在基本上位于输送平面内、且与输送方向相垂直的轴(247、247a)上。
16.如权利要求14或15所述的装置，其特征在于：支承该物料流部分(228)的秤杆(251、251a)彼此以悬臂梁形式叠置在基本相同的水平面内，侧面沿相反方向彼此错开。
17.如权利要求9至16中任何一项所述的装置，其特征在于一个用来对送往物料流(8、108)形成区(1、101)的物品(2、102)进行计量的计数装置(32、132；234)，它与一个还接收称重装置(21、121、221)输出信号的计算装置(31、1 31、232)相联。
18.如权利要求9至17中任何一项所述的装置，其特征在于：其具有一个用来确定该物料流部分(228)中物品数量的装置(234、257、231)，它与称重装置(248、249)的传感器(229、229a)一起与计算装置(231)相连接。
19.如权利要求9至18中任何一项所述的装置，其特征在于：其配有一个用来对单位时间内向形成物料流(8、108)输送的物品(2、102)计数、并产生一相应数量信号的计数装置(32、132、234)和一个用来测量该物料流部分(28、128、228)的输送速度、并产生一相应速度信号的测量装置(257)；该计数装置和该测量装置与称重装置(248、249)的传感器(29、129、229、229a)一起连接到一个用来将称重信号、速度信号和数量信号处理成一个表示该物料流部分中单件物品平均重量的重量平均值信号的计算装置(231)。
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