CN1689715B - 用于从一个材料流里分离出异物的方法和设备 - Google Patents

用于从一个材料流里分离出异物的方法和设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于从一个烟草流里分离出异物的一种方法和设备。按照本发明的方法的特征在于，所述烟草流包含烟草并且可能包含异物，所述烟草流中的至少一部分材料以一个部分烟草流的形式被输送至一个异物识别装置的部位里，其中借助异物识别装置识别出部分烟草流中的异物，并接着从部分烟草流里分离出去，其中在异物识别装置的上游通过借助一种空气流的分选过程形成所述部分烟草流，并且所述通过空气流所形成的部分烟草流通过该空气流输送到所述异物识别装置的部位处。按照本发明的设备的特征在于，设有一个烟草流输送机和一个横向于该烟草流输送机布置的分选装置，借助于此分选装置可以从烟草流里分离出所述部分烟草流，其中接着该分选装置并且沿着部分烟草流的输送方向在下游设有一个异物识别装置，而接着它的是一个异物分离装置。

Description

用于从一个材料流里分离出异物的方法和设备
技术领域
本发明涉及一种用于从一个材料流里、尤其是一个烟草流里分离出异物的方法和设备。
背景技术
由US 6,332,543B1已知了一种设备，其中借助于输送机、尤其是一种输送槽和输送皮带使烟草流带到一个光学异物识别装置的部位里。当借助于该异物识别装置在烟草流里识别到一个异物之后，就借助于压力空气横向于运输方向将异物从烟草流里分离出去。
发明内容
本发明的任务是提出一种用于从一个材料流里进行异物分离的方法和设备的另外一种变型。
所述任务通过一种从一种烟草流里分离出异物的方法来解决，其中所述烟草流包含烟草并且可能包含异物，其中使所述烟草流中的至少一部分材料以分部烟草流的形式被运输至一个异物识别装置部位处，其中借助于该异物识别装置、尤其是根据至少一种性能来识别出在所述部分烟草流中的异物，并接着使之从部分烟草流中去除出去，其中在异物识别装置的上游通过一种借助于一个空气流的分选过程形成所述部分烟草流，并且所述通过空气流所形成的部分烟草流通过该空气流输送到所述异物识别装置的部位处。
通过按照本发明的方法可以从一个材料流中很有效地分离出异物。所谓分选过程尤其是指一部分材料从所述材料流中的析出或者分离，这部分材料有足够的空气阻力并且足够地轻，以便可以在一种给定的或者预先可以规定的空气流动速度时从材料流里分开，并从该材料流里去除掉。此处最好使材料细分。在本发明的构思中，上游尤其指相对于所述部分材料流的运输方向而言。根据至少一种性能来识别异物，如亮度、颜色、湿度或者介电性能，只举例列举一些。
如果空气流的速度至少在异物识别装置的部位处提高了或者被提高，那就可以实现对异物更好的识别率。
若所述部分材料流在一个通道里导向，那么就可以用规定的速度使该部分材料流实现规定的运输，因而可以使异物在识别之后很有效地从部分材料流里分离出去。所述通道最好有一个封闭的或者基本封闭的横截面。如果通道至少部分地、尤其是在异物识别装置部位处具有一个缩小的横截面面积的话，那么就可以特别有效和简单地实现空气流速度的提高。若所述部分材料流至少部分地、尤其在异物识别装置部位处弯曲地导向，那么就可以按简单的方式产生一个具体小深度的部分材料流，因而可以很有效地尤其是使一种光学识别装置进行工作。最好使所述部分材料流至少部分地在一个S形曲线中导向。
若所述部分材料流至少部分地、尤其是在异物识别装置部位处通过另一个空气流发生偏转的话，那就可以保护通道的窗口材料或者内壁。此处尤其是由最好作为用于异物识别装置的观察窗口而设置的窗口旁边引导该部分材料流。这样就避免了：给窗口导致材料流的摩蚀作用。
此外本发明的任务还通过一种用于从一种烟草流中分离出异物的设备来解决，其中设有一个烟草流输送机和一个横向于该烟草流运输机布置的分选装置，借助于此分选装置可以使一个部分烟草流从所述烟草流里分离出来，其中接着分选装置并且沿着部分烟草流的输送方向在下游设有一个异物识别装置并接着它的是一个异物分离装置。
通过按照本发明的设备可以从一个材料流里实现很有效的异物分离。分选装置最好有一个通道。通过这种措施使所述部分材料流实现了有效的引导。如果所述通道在异物识别装置部位处延伸，那就可以很准确地确定或者识别异物。所谓通道在异物识别装置部位处延伸尤其可以如下来理解：所述通道在异物识别部位处在一个异物识别装置的旁边延伸。接着此通道最好是一个抽吸通道。通过这种措施可以使所述部分材料流达到一个规定的速度，从而使异物分离效率提高。所述通道和抽吸通道可以相互邻接地布置，或者也可以是一个唯一的装置或者一个唯一的构件。抽吸通道也可以在异物识别的部位处延伸。所述通道可以包括有抽吸通道或者就是该抽吸通道。
若通道和/或抽吸通道至少部分地具有一个变小的横截面积，那么在那里所述部分材料流的速度就是一致的并且是确定的，因而可以实现更佳的异物识别和异物分离，因为所述部分材料流基本上是均匀地布置的。变小的横截面面积在本发明的构思内尤其可以理解为相比于进口侧的分选通道或通道的横截面面积来说。由于横截面面积的变小就提高了所述部分材料流的速度。
如果通道和/或抽吸通道至少部分地作成弯曲的话，那就可以实现特别良好的异物识别。异物识别还可以通过如下方法来改善：所述通道和/或抽吸通道至少部分地设计成S形。如果在一个异物识别装置部位处在通道和/或在抽吸通道里至少设有一个窗口的话，那就可以使该异物识别装置特别简单地实现。若设有一个侧通道，它可以在通道和/或抽吸通道内部沿着至少一个窗口实现一个空气流，那就保证了窗口的长寿命。在本发明的构思中，侧通道的概念也包括了空气喷嘴的概念。
附图说明
以下在不限制一般的发明构思的情况下根据实施例参照附图对本发明加以说明。有关所有在文字中没有详细述及的按照本发明的细节部分可以明确地参见附图。附图所示为：
图1：一种按本发明的设备的一个横截面简图；
图2：一种按本发明的设备的另一个实施形式的横截面简图；
图3：一种按本发明的设备的一个局部的三维示意图；
图4：一种按本发明的设备的一个局部的三维示意图；
图5：一种按本发明的设备的一个局部的三维简图；
图6：一种按本发明的设备的一个通道的横截面简图；
图7：一种按本发明的设备的另一个通道的横截面简图；
图8：一种按本发明的设备的另一个通道的横截面简图。
具体实施方式
图1表示了一种按照本发明的用于从一个烟草流11中分离出异物的设备的横截面简图。烟草流11在一个运输皮带10上搬运。使烟草流11沿运输方向10’在运输皮带10上运输。
一种在一个通道23或一个抽吸通道46的下方部位和/或上方部位里的空气流产生装置-例如象一个泵从该通道23或者抽吸通道46里抽吸空气、和/或将空气吹入到一个通道23里，借助于该泵就产生空气流21，该空气流可以使进入到通道23里的烟草流11实现分选。空气流的速度可以在2m/s和30m/s之间(最好在5m/s至17m/s)。由于空气流21的一种相应可调整或者预先规定的速度，因此可以将烟草12和异物13形式的烟草流11的组成部分在通道23里向上运送，烟草和异物为足够地轻或者说具有足够大的空气阻力，以便克服重力从图1中的烟草流11里使其向上运输。因此产生一个部分烟草流15，它也包括了异物13。分选装置用附图标记14表示。太重的成分22-例如象叶脉或石头则向下，如用箭头表示的那样。
部分烟草流15进入一个异物识别装置16的部位处，该装置在本实施例中是一种光学的异物识别装置，例如此装置有一个激光器并发射一个光束17、通过窗口18进入通道23里，并借助于一个光敏探测器、一个CCD(电荷耦合器)、光电多倍仪或者一个照相机接收所述反射的光线，并相应地与可预定的值-如亮度宽度(Hellig-keitsweiten)或色彩跨度(Farbwelten)进行对比。这样就可以相应地识别异物。根据在异物识别装置16或窗口18和一个喷嘴19之间的距离就规定了或者基本规定了部分烟草流15的速度，那么在相应经过一个可规定的时间之后通过一个从喷嘴19里出来的空气流20将一种已经识别出的异物13从烟草流15里分离出去。
运输皮带10在实施例中按图1设计，使它一直伸至通道23。没有被分选的那部分烟草流11以较重成分22的形式、如烟叶叶脉则为了进行进一步的加工或处理到达一个未示出的在分选装置下方的运输皮带。
图2也表示了一种按本发明的用于异物分离的设备的另外一个实施例的横截面简图。与图1所示实施例的区别在于烟草流11的运输构件是一个运输通道30，在该通道里借助于压力空气或一个空气流来运输烟草12和异物13。此外还表示出一个喷嘴31，它产生一个可以实现分选的空气流32。此外与图1所示实施例的不同在于通道23的横截面在异物识别部位处、也就是说尤其在窗口18处变小了，因此那里的部分烟草流15的速度就大于分选装置14进口侧的速度。这通过通道23的一个逐渐变小的部段40而可以实现。由于速度提高，一方面将部分烟草流15里的烟草和异物成分相互分开，并通过这种逐渐变小使部分烟草流即使在深度上也一起移动或者压实，从而总地提高了异物识别效率。所述并未分选入分流15里的材料如较重的烟草12’-例如叶脉就在运输通道30里被运送向左用于进一步加工处理。
图3表示了一个按照本发明的用于分离异物的设备的一部分的三维简图，其中所示通道23具有一个紧接着的抽吸通道46。也表示出了一个逐渐变小的部段40以及具有较小横截面积42的一个部段41。在所述具有较小横截面积42的部段41里有一个用于异物识别装置18的视窗。
也可以在该专利的每个实施例中不是用一个光学的异物识别装置、而是使用基于光学以外的其它物理参数-例如基于微波或超声波的异物识别装置。也可以使用相应的阀门来代替所使用的用于进行异物分离的喷嘴。
图4以三维简图表示了一个通道23的另一个实施例，其中一个抽吸通道46紧接着该通道23。通道23也可以包括有抽吸通道46，那么这里就是指一个整体的构件3。此外与图3相比还表示出了通道23的一个部段或者抽吸通道46的一个部段，它表示为加大的部段43。通过这种实施形式可以使部分烟草流15的所希望的和可预定的平均速度以及烟草12和异物13在部分烟草流15中的速度分布达到最佳。在按图5的实施例中与此相对应，其中逐渐变小的部段40和逐渐变大的部段43相互谐调地过渡。通道23或抽吸通道46的边棱函数的数学导数在所述实施例中部分地保持连续。
图6用横截面简图表示了一个抽吸通道46或者一个通道23，其中该通道是弯曲的。在该实施例中产品流或烟草流15一侧贴靠在或者擦过一个壁。因此高度变化或者深度变化就大大减小，因此可以改善异物识别的效率。
图7表示了通道23或46的一种成型，该通道具有交变的曲率或者S形曲线，部分烟草流、也就是烟草和异物交替地先是贴靠在一个壁上，然后贴靠在位于对面的壁上。这就可以紧靠着一前一后地通过两个窗口18对产品以及因此对改善的异物识别进行两侧的观察。
图8表示了通道23或抽吸通道46的另一种实施形式，其中也可以实现两侧进行观察。在这实施例中部分烟草流15也就是说者烟草12和异物13以较小的高度变化紧贴在所述窗口18，18’中的一个上，在这种情况下也就是在窗口18’旁飞过，而同时则可以通过位于对面的窗口18进行观察。通过一个附加的空气流44-该空气流通过一个喷嘴或者通过一个侧通道45在窗口18’旁经过-因此可以避免擦坏所述紧贴在烟草流15上的窗户。此处是指一种气刀原理。
为了用一种光学的识别装置进行异物识别并接着将异物从烟草流或部分烟草流里分离出去，合理的是使部分烟草流如此扩散开，使一个照相机或者一个激光扫描器或者一种光学的异物识别装置能自由地看到或接近烟草表面或者部分烟草流表面。为此建立一种处于单层的或者基本处于一个单层的部分烟草流是适宜的。为了达到一种良好的分离速率，产品显示的质量就象图像处理的工艺技术那样重要。为此合理的是对产品部分或者材料部分和异物部分进行分开。另外合适的是，从两侧来观察材料流，以避免异物被材料盖住，或者说可以识别出是否盖住。此外合理的是实现高度或深度上的较小变化，以避免深度剧烈的问题。
为了在识别一个异物之后也有效地分离开异物，合理的是使产品部分和异物部分在探测部位和分离部位之间实现一致的速度。材料流成分的速度分布越小，那么在探测部位和分离部位之间的间距就允许越长。此外希望有一个高的产品流，也就是说单位时间内材料流有多的质量。这可以通过一个大的宽度或者一个高的产品速度或者说材料流速度或者这两者的结合来实现。
由于使用了一种分选器或者一种分选装置14，所以就可以特别良好地使材料从材料流里分开出来、以及尤其是使烟草从一个烟草流里分开出来。为了实现烟草部分和异物的一种尽可能均匀的速度，合理的是使运输材料的空气流的速度增高、或者说使分选出的材料加速。材料扩展的一个特别适合的位置是紧靠在分选装置之后或者说分选之后。由于通道23或者抽吸通道46的横截面或者说横截面面积的变小可以使空气流速度、因而使部分烟草流的组成部分的速度实现一致。此外优选一种适合的造型如突出的结构形式。由于抽吸通道46或者通道23至少在识别装置部位处有弯曲，因而减小了高度变化或深度变化。
通过本发明可以实现很有效的异物识别和异物分离，其中很少有材料从材料流里一起被分离出去。
附图标记列表
10运输皮带
10’运输方向
11烟草流
12，12’烟草
13异物
14分选装置
15部分烟草流
16异物识别装置
17光束
18，18’窗口
19喷嘴
20，21空气流
22重的部分
23通道
30运输通道
31喷嘴
32空气流
40逐渐变小的部段
41具有变小的横截面面积的部段
42横截面面积
43逐渐加大的部段
44空气流
45侧通道
46抽吸通道

Claims (13)

1.用于从一个烟草流(11，15)里分离出异物的方法，所述烟草流(11，15)包含烟草(12，12’)并且可能包含异物(13)，其中使所述烟草流(11，15)中至少一部分材料(12，12’，13)以一种部分烟草流(15)的形式克服重力而向上输送至一个异物识别装置(16，17，18)的部位处，其中借助于该异物识别装置(16-18)来识别所述部分烟草流(15)中的异物(13)并接着使之从该部分烟草流(15)中分离出去，其中在异物识别装置(16-18)的上游通过借助于一个空气流(21，32)的分选步骤形成所述部分烟草流(15)，并且所述通过空气流(21，32)所形成的部分烟草流(15)通过该空气流(21，32)输送到所述异物识别装置(16，17，18)的部位处，其中，所述空气流(21，32)的速度至少在异物识别装置(16-18)的部位处提高了或者变高了，其中，所述部分烟草流(15)在一个通道(23)里导向，所述通道(23)至少部分地(40)具有一个变小的横截面面积(42)。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通道(23)在异物识别装置(16-18)的部位处具有一个变小的横截面面积(42)。
3.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分烟草流(15)至少部分地弯曲地进行导向。
4.按权利要求3所述的方法，其特征在于，所述部分烟草流(15)在异物识别装置(16-18)的部位处弯曲地进行导向。
5.按权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述部分烟草流(15)至少部分地在一个S曲线里进行导向。
6.按权利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分烟草流(15)至少部分地通过另一个空气流(44)偏转。
7.按权利要求6所述的方法，其特征在于，所述部分烟草流在异物识别装置(16-18)部位处通过另一个空气流(44)而发生偏转。
8.用于从一个烟草流(11，15)里分离出异物的设备，它有一个烟草流输送机(10，30)和一个横向于该烟草流输送机(10，30)而布置的分选装置(14)，借助于此分选装置能够从烟草流(11)里克服重力向上地分离出一个部分烟草流(15)，其中接着此分选装置(14)并且沿着部分烟草流(15)的输送方向在下游设有一个异物识别装置(16-18)，而接着此异物识别装置则是一个异物分离装置(19，20)，其中，所述分选装置(14)有一个通道(23)和/或一个抽吸通道(46)，其中通道(23)和/或抽吸通道(46)至少部分地具有一个变小的横截面面积(42)，其中接着所述通道(23)是所述抽吸通道(46)。
9.按权利要求8所述的设备，其特征在于，所述通道(23)和/或抽吸通道(46)布置在异物识别装置(16-18)的部位处。
10.按权利要求8所述的装置，其特征在于，通道(23)和/或抽吸通道(46)至少部分地弯曲地构成。
11.按权利要求8所述的设备，其特征在于，通道(23)和/或抽吸通道(46)至少部分地成S形地构成。
12.按权利要求8所述的设备，其特征在于，在通道(23)和/或在抽吸通道(46)中在异物识别装置(16-18)的部位处设有至少一个窗口(18，18’)。
13.按权利要求12所述的设备，其特征在于，设有一个侧通道(45)，它能够在通道(23)和/或抽吸通道(46)内部沿着至少一个窗口(18，18’)产生一个空气流(44)。
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