CN1672813B - 分离异物的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及从烟草流(16)中分离异物的一种方法和一种用于分离异物的装置。本发明的方法的特征在于,用压缩空气使烟草流(16)直接运送至一个异物识别装置(20,22)处,而且其中借助于异物识别装置(20,22)按照至少一种性能识别出烟草流(16)中的异物(17)并接着在烟草流(16)上将之去除。本发明的装置的特征在于,设有一个将烟草(16)输送给异物识别装置(20,22)的装置(给料装置(10))和一个异物分离装置,其中烟草给料装置(10)包括有一个压缩空气源(3)用于输送烟草流(16)。

Description

分离异物的方法和装置
技术领域
本发明涉及从烟草流里分离异物的一种方法和装置。
背景技术
例如由申请人的US 6,332,543 B1已知了有一种相应的装置。在这已知的装置中借助于运输机,例如一种运输溜槽和运输皮带将烟草流带到一种光学的异物识别装置的部位里。一旦借助于异物识别装置识别出了烟草流中的异物的话,那么就借助于压缩空气使一个或多个异物从烟草流里横交于运输方向分离掉。
发明内容
本发明的任务是提出一种从烟草流中分离掉异物的方法和装置。
该项任务通过一种从烟草流里分离异物的方法来解决,其中用压缩空气将烟草流直接运输至一个异物识别装置的部位里,而且其中借助于异物识别装置按照至少一种性能来识别烟草流中的异物并接着从烟草流里将之去除掉。通过按本发明的方法尤其可以使烟草流和位于烟草流中的异物以比现有技术中更高的速度运输,因此在方法的功效相同时就可以应用一种实施此方法的、结构更紧凑的装置。
在本发明范围内性能尤其是烟草或异物的一种光学性能,如亮度、形状和/或颜色或者另外一种物理性能,如湿度、比重或者含有相应的元素(碳或金属等等)。最好借助于检测烟草流中所含物体的亮度和/或颜色来进行异物识别。所谓物体尤其指烟草、烟叶、切碎的烟草和异物。烟草流的速度最好为6米/秒至30米/秒,尤其是17米/秒至30米/秒。通过优选的速度就可以很有效地输送烟草流。
如果使烟草流横交垂直于运输方向分开,那么在分离异物时就很少会使烟草或烟叶或切碎的烟草分离出去。此外这样可以实现更好的异物识别率,因为这样一种相对薄层的烟草流横交于烟草流的运输方向,可以相应地用异物识别装置来分析处理。最好也使烟草流横交于异物识别的测量方向分开。异物识别的方向和运输方向最好也是相互横交的。
如果烟草流横交垂直于运输方向变小的话,那就改善了异物识别。烟草流最好在异物识别的方向上变小。这样可以使异物识别很有效地并且以高效率地进行。只是必需试验在异物上的一个薄层的烟草流,其中由于用烟草薄薄地盖上这异物就可以更好地被探测到。在本发明范围内异物识别的方向,尤其在一种超声测量法时,就是发射到烟草流上的超声波的方向,或者说在一个微波法时就是射到烟草流上的微波的方向。
最好用压缩空气使异物从烟草流里分离开。另一种方法也可以借助于一种液流,例如水射流将异物从烟草流中去掉。如果借助于抽吸空气在异物识别之后使烟草流继续输送,那么就可以有不间断的烟草流并可以实现相应高的处理速率。最好使烟草流至少局部地基本水平地运输。在本发明的这个设计方案中合理的是实现至少为12米/秒的烟草流速度,这相当于大约17米/秒的运输空气速度。若与之相反使烟草流至少局部地基本垂直运输,那么也可以充分利用重力,而且烟草流的速度或者说压缩空气的速度可以较低,它们都是有助于运输烟草流的。
本发明的任务另外还通过一种用于从烟草流中分离异物的装置来解决,其中设有一个将烟草输送给一个异物识别装置的装置(给料装置)和一个异物分离装置,其中用于输送烟草流的给料装置包括有一个压缩空气源。
按本发明的装置可以通过应用一个压缩空气源和随之出现的相对较高的烟草流运输速度而设计成结构紧凑的。最好在给料装置里有一个运送烟草流的压缩空气流。压缩空气流尤其将烟草流直接运送至异物识别装置。
若给料装置具有一个横断面封闭的通道,在这通道里输送或者说可以输送烟草,那么就提供了按本发明的装置的一种特别简单而费用合理的设计方案。如果烟草可以通过一个闸门运送到压缩空气流中,那就可以实现特别良好的定量配料。闸门最好是一种斗轮闸门。如果通道的终端紧接着异物识别装置之前和/或异物分离装置之前敞开着,那么就可以实现特别好的异物分离速率。
若通道在运输方向上至少分段地在横交于运输方向的一个方向上设计成逐渐变小的话,那就可以提高异物识别效率。若通道在运输方向上至少分段地成漏斗状被分开,那就可以实现一种特别有效的并且节省烟草的异物分离。通道最好在出口处设计成一种矩形喷嘴,那么在烟草流出时就可以提高速度。那么在出口处最好减小横断面。如果是一种光学的异物识别装置的话,那就可以实现特别简单的异物识别。
通道最好沿烟草流的运输方向上超出异物分离装置延伸。通过这种按本发明的装置的这种优选设计方案可以实现一种高效的烟草流,因而提高了异物识别速率。
通道最好至少在一侧在异物分离装置的部位处封闭起来并有一个盖。通过这种措施可以在最好利用一种附壁效应(Coanda-Effekt)的情况下在通道的封闭侧或者在设有一个盖的通道侧实现一种流动,可以实现很好的异物识别速率。
至少是通道的一个壁最好在运输方向上至少分段地设计成直的。通道的两个对峙布置的壁,尤其是更加优选地两个对峙布置的窄的侧壁最好至少分段地设计成直线的。至少一个壁的直线构造最好邻接于通道端部,在这里顺流向下布置了异物识别装置和/或异物分离装置。
附图说明
以下按照附图所示的实施例对本发明进行叙述但并不限制一般的发明构思。所有在文本中没有详细述及的按本发明公开的细节可明确地参见附图。附图所示为:
图1:按本发明的用于分离异物的装置的一个概略图;
图2:按本发明的异物识别装置的另一种可选实施形式的简图;
图3:三维简图表示的一种异物识别装置的另外一个实施形式的一部分;
图4:三维简图表示的一种异物识别装置的还有一种实施形式的一部分;
图5:按照本发明的异物识别装置的另一种可选实施形式的剖视简图。
具体实施方式
图1表示了一种按本发明的异物分离装置的简图。它表示出一个烟草给料装置10,此装置尤其包括有一个管子14,在这管子里在运输方向28上,通过一个由压缩空气源30产生的压缩空气流11而产生一种烟草流16。烟草例如由一个沿运输方向26通至烟草管25里的竖井或者烟草管25经一个斗轮闸门定量配料,在运输方向27上进入管子14里,并且形成烟草流。在管子14里并相应被运输的烟草流中也有异物17。管子14向一个异物识别装置和一个CCD-行列(电荷耦合器件)在一个方向上逐渐变小,在此情况下异物识别装置包括有一个激光器20,该激光器借助于一种未示出的光学构件产生一种射束扇形21,CCD-Zelle也可以是一个摄像机,管子14在一个喷嘴15里终止,此喷嘴表示于图3中。管子14相应地在喷嘴15部位里压扁并拉分开,以便使烟草流里的烟草分开并使一个较薄层相应地经过这射束扇形21,从而提高了异物识别的效率。
一个相应识别出的异物17例如通过光线的较大的吸收而分辨出位置,通过CCD-Zelle 22记录并通过借助于压缩空气29激活一个喷嘴23而在分离方向18上从烟草流里被分离掉。基本上或者完全清除了异物17的烟草流通过抽吸空气12在输出管24里被运出。合理的是在这输出管子里的抽吸空气12应保证能将烟草流的所有烟草成分都一同运走。
图1表示了发明的一种水平的实施形式,在此形式中由烟草成分16组成的烟草流基本上水平地被运输。
图2中表示了按本发明的装置的另一种可选的实施形式简图,在此装置里烟草为垂直运输。另外烟草管25设计成倾斜通入管子14里,而斗轮闸门13也并不直接进入在管子14里。在其它方面这些特征对应于图1所示的特征。压缩空气速度11在此情况下不得调得象在图1所示的实施例中时那样高,因为除了压缩空气之外地球引力也起使用。
图3用三维图表示了一种按本发明的装置的一个断面图。尤其可以清楚地看到在喷嘴部位15里的成扇形散开的或者说分开的并且压扁的管子14。管子14横断面是矩形或正方形的。当然也可以另一种形状。另外用相应箭头29表示出:可以使烟草流16里分辨出位置的相应的异物从这烟草流里去除掉,因而此处使烟草损失较小。另外还表示出了一个喷嘴板条33,它具有相应的各个喷嘴23。喷嘴23在图3中只是示意表示出来。它们最好紧挨着布置在一起,而且最好比图示的数量更多。
也可以应用其它可考虑的异物识别来代替图示的光学的异物识别,例如象一种基于热、声波或微波的异物识别。
为了用光学方法进行异物分离应该使产品,也就是烟草流或烟草散开,但摄像机或者激光扫描能自由地见到或接近产品表面。为了达到好的分离速率,产品表面的质量至少完全象图象处理的技术那样重要。在现有技术中已知的散开系统使烟草流和速度达到小于5.5米/秒,而在自由落体时为3.0米/秒。对于光学识别来说,合理的是使烟草流或者烟草散开一直到单层,这样使单位面积重量很小,使一种相应的仪器按照现有技术有相对较大的有效宽度。此外在现有技术中相对来说难于达到一种良好的单层或者说在烟草流中一个薄层的烟草。
烟草流的风力运输对发明十分重要。这里可以相应达到高的速度从16米/秒至30米/秒。已知的CCD-行列(电荷耦合器件)摄像机提供了扫描率、或者成像速率或者读出时间,这些摄相机即使在这种速度时也能够充分地仔细检查产品的表面。通过本发明可以显示出一个烟草流,从而在一个较高的速度时,尤其是用光学检查,也可以用空气喷嘴或水喷嘴使异物逐点地分离掉。其优点在于:对应的用于异物分离的装置可以具有一个较小的宽度,而且可以使烟草在烟草流进而进行更好的分级。
图4表示了用于识别异物的一种装置的另一个实施形式一部分的三维简图。
与图3相比尤其是通道14的设计有所不同。所述为两个对峙布置的壁50和51,它们基本上相互平行布置而且设计成直的。这就是说,这些壁在出口部位或者在喷嘴部位15并不是设计成相互逐渐靠近,而且还是直的或者说相互平行的。与此相反,下壁52和上壁53在部位15沿压缩空气11的运输方向设计成逐渐靠近的,以实现一种喷嘴作用。在喷嘴部位15的向上游方向,下壁52和上壁53也可以是相互平行的。
与图3相比,通道14和输出管24之间的间距略大些,大一个用于控制喷嘴23的计算单元的距离,以便使喷嘴板条33在通过检测相应的异物进行相应的异物识别时借助于CCD行列22即使在高的运输速度时也可以实现对对应喷嘴23的及时控制。
图5表示了用于异物识别的按本发明的装置的另一种实施形式的断面简图。此处涉及一种一侧封闭的通道14。在这一侧封闭的通道14里,空气流充分利用了所述的附壁效应而贴靠着背壁45。在借助于摄像机46识别出异物之后,这种摄像机在观察平面48里通过窗口47来识别异物,那么在相应的时间延迟之后根据烟草流的,包括了异物的运输速度使异物40通过一个由空气喷嘴所产生的压力冲击43而从运输方向上偏离开,从而使异物40进入偏离的飞行轨道44。这样就使异物40从通道14里分离出去。通道14的结构应保证在运输方向在喷嘴42前面,也就是喷嘴的上游方向使通道14横断面面积缩小,并且在这使脱离开异物40的烟草流继续输送的部位里首先使横断面稍微加大并逐段地变小,直至到管子4的原始横断面积。为了使摄像机46尽早识别出异物40,从而有足够的计算时间用于鉴定异物并控制空气喷嘴42,因此摄像机46的位置相应地位于喷嘴42前面足够远。对于简图所示的喷嘴42来说因此也可以是按图3或4的一种喷嘴板。
背壁45基本上不中断的,也就是说,通道14的布置超出了异物分离装置。背壁45只是在喷嘴42部位里通过喷嘴孔而打开,也就是说最好为圆形的,这不会导致相应的流动干扰,因而这种中断足够小。
摄像机46有一个单独的视窗进入通道14里,它也可以通过透明材料,例如玻璃,以一种窗47的型式封住。为此也可以设有一种相应的没有窗的开孔。
也可以设有一个盖来代替通常连续的背壁,当然这种盖并未在图中示出,这种盖用于例如将图1,3和4位于通道14和输出管24之间的的上面部位覆盖住,并在必要时也盖住侧壁。通道14可以相应地与输出管24连接或者作成整体,也就是位于通道14和输出管24之间的部位,一直到包括分离异物所必需的部位,尤其是在鼓风吹入部位,连接或者作成整体。异物的出口部位可以如图所示作成任选地更加敞开。
标号表
10           烟草给料装置       33       喷嘴板条
11           压缩空气           40       异物
12           抽吸空气           42       空气喷嘴
13           斗轮闸门           43       压力冲击
14           管子               44       偏离的飞行轨道
15           喷嘴部位           45       背壁
16           烟草               46       摄像机
17           异物               47       窗口
18           分离装置           48       观察平面
20           激光器             50       壁
21           射线扇形           51       壁
22           电荷耦合器件行列   52       壁
23           喷嘴               53       壁
24           输出管
25           烟草管
26,27,28   运输方向
29           压缩空气
30           压缩空气流

Claims (15)

1.从烟草流(16)里分离异物的方法,其中,用压缩空气(12)将烟草流(16)直接输送至一个异物识别装置(20,22,46)的部位里,并且借助于异物识别装置(20,22,46)根据至少一种性能来识别烟草流(16)中的异物(17)并接着从烟草流(16)中除掉,其中,烟草流沿着横交于烟草流运输方向的方向逐渐变小。
2.按权利要求1所述的方法,其特征在于,借助于检测在烟草流(16)中所含物体(16,17)的亮度、形状和/或颜色来识别异物。
3.按权利要求1或2所述的方法,其特征在于,烟草流(16)的速度在17米/秒至30米/秒之间。
4.按权利要求1所述的方法,其特征在于,使烟草流(16)沿着横交于运输方向(28)的方向拉分开,所述方向垂直于烟草流逐渐变小的、横交于烟草流运输方向的方向。
5.按权利要求1所述的方法,其特征在于,用压缩空气或液流将异物(17)从烟草流(16)中除掉。
6.按权利要求1所述的方法,其特征在于,在异物识别之后借助于抽吸空气(12)使烟草流(16)继续运输。
7.按权利要求1所述的方法,其特征在于,烟草流(16)至少局部地基本水平地运输。
8.按权利要求1所述的方法,其特征在于,烟草流(16)至少局部地基本垂直地运输。
9.用于从烟草流(16)中分离异物的装置,具有一个将烟草(16)输送至一个异物识别装置(20,22,46)的给料装置(10)和一个异物分离装置(23,42),其特征在于,给料装置(10)具有一个压缩空气源(3)用于输送烟草流(16),以及给料装置(10)有一个横断面封闭的通道(14),烟草流(16)可以在这通道里运输,其中,通道(14)在运输方向(28)上至少逐段地在一个横交于运输方向(28)的方向上设计成逐渐变小,其中,通道(14)在异物分离装置(23,42)的范围内至少一侧敞开。
10.按权利要求9所述的装置,其特征在于,在给料装置(10)里有压缩空气流(11)用于运输烟草流(16)。
11.按权利要求9所述的装置,其特征在于,烟草(16)通过一个闸门(13)可以输入压缩空气流(11)里。
12.按权利要求9所述的装置,其特征在于,通道(14)沿烟草流(16)的运输方向(18)上超出异物分离装置(23,42)延伸。
13.按权利要求9所述的装置,其特征在于,通道(14)的终端紧挨着异物识别装置(20,22,46)和/或异物分离装置(23,42)之前敞开着。
14.按权利要求13所述的装置,其特征在于,通道(14)在运输方向(28)上至少逐段地成漏斗状分开。
15.按权利要求9所述的装置,其特征在于,异物识别装置(20,22,46)是光学的装置。
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