DE102004015463A1

DE102004015463A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung

Info

Publication number: DE102004015463A1
Application number: DE102004015463A
Authority: DE
Inventors: Peter Dr. Funke; Dietmar Zielke; Harry Drewes; Wolfgang Benz
Original assignee: Hauni Primary GmbH
Current assignee: Hauni Primary GmbH
Priority date: 2004-03-26
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2024-03-27
Also published as: CN1672813B; JP4714486B2; DE102004015463B4; ATE518604T1; EP1582272A1; PL1930090T3; EP1930090B1; ATE482034T1; PL1582272T3; US7448391B2; CN1672813A; DE502005010279D1; JP2005278647A; EP1582272B1; US20050211257A1; EP1930090A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fremdkörperabscheidung und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16). DOLLAR A Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Tabakstrom (16) unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) mit Druckluft (12) gefördert wird, und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper (17) im Tabakstrom (16) erkannt werden und anschließend auf dem Tabakstrom (16) entfernt werden. DOLLAR A Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass eine den Tabak (16) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) zuführende Vorrichtung (Zuführvorrichtung (10)) und eine Fremdkörperabscheidevorrichtung (23) vorgesehen sind, wobei die Tabakzuführvorrichtung (10) zur Förderung des Tabakstroms (16) eine Druckluftquelle (3) umfasst.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom.

Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus der US 6,332,543 B1 der Anmelderin bekannt. In dieser bekannten Vorrichtung wird mittels Förderern, insbesondere einer Förderrinne und Förderbändern ein Tabakstrom in den Bereich einer optischen Fremdkörpererkennungsvorrichtung verbracht. Sobald ein Fremdkörper in dem Tabakstrom mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung erkannt wird, werden die oder wird der Fremdkörper aus dem Tabakstrom mittels Druckluft quer zur Förderrichtung abgeschieden.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Variante eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom anzugeben.

Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom, wobei der Tabakstrom unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung mit Druckluft gefördert wird und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper im Tabakstrom erkannt werden und anschließend aus dem Tabakstrom entfernt werden. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es insbesondere möglich, den Tabakstrom und die im Tabakstrom befindlichen Fremdkörper mit höherer Geschwindigkeit als im Stand der Technik zu fördern, so dass bei gleicher Leistung des Verfahrens eine Vorrichtung, die das Verfahren ausführt, die kleiner bauend ist, Verwendung finden kann.

Im Rahmen der Erfindung bedeutet Eigenschaft insbesondere eine optische Eigenschaft des Tabaks bzw. des Fremdkörpers wie Helligkeit und/oder Farbe oder eine andere physikalische Eigenschaft, wie die Feuchte, das spezifische Gewicht oder das Aufweisen entsprechender Elemente (Kohlenstoff oder Metalle etc.). Vorzugsweise erfolgt die Fremdkörpererkennung mittels einer Erfassung der Helligkeit und/oder der Farbe der im Tabakstrom enthaltenen Objekte. Unter Objekte sind insbesondere Tabak, Tabakblätter, geschnittener Tabak und Fremdkörper gemeint. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Tabakstroms zwischen 6 m/s und 30 m/s, insbesondere zwischen 17 m/s und 30 m/s. Durch die bevorzugte Geschwindigkeit ist eine sehr effektive Förderung des Tabakstroms vorgesehen.

Wenn der Tabakstrom quer zur Förderrichtung auseinander gezogen wird, wird beim Ausscheiden von Fremdkörpern wenig Tabak bzw. Tabakblätter oder geschnittener Tabak ausgeschieden. Zudem ist hierdurch eine verbesserte Erkennungsrate von Fremdkörpern ermöglicht, da so eine relativ dünne Lage eines Tabakstroms quer zur Förderrichtung des Tabakstroms mit der Fremdkörpererkennungsvorrichtung entsprechend ausgewertet werden kann. Vorzugsweise ist der Tabakstrom auch quer zur Messrichtung der Fremdkörpererkennung auseinander gezogen. Die Richtung der Fremdkörpererkennung und die Förderrichtung sind vorzugsweise auch quer zueinander.

Wenn der Tabakstrom quer zur Förderrichtung verjüngt wird, ergibt sich eine verbesserte Fremdkörpererkennung. Vorzugsweise ist der Tabakstrom in Richtung der Fremdkörpererkennung verjüngt. Hierdurch kann die Fremdköpererkennung sehr effizient und mit hohem Wirkungsgrad erfolgen. Es muss nur eine dünne Schicht des Tabakstroms auf Fremdkörper untersucht werden, wobei die Fremdkörper durch geringere Überdeckungen mit Tabak besser detektiert werden können. Im Rahmen der Erfindung ist die Richtung der Fremdkörperkennung, insbesondere bei einem Ultraschallmessverfahren, die Richtung der auf den Tabakstrom gesendeten Ultraschallwellen bzw. bei einem Mikrowellenverfahren die Richtung der auf den Tabakstrom gerichteten Mikrowellen.

Vorzugsweise wird der oder werden die Fremdkörper mit Druckluft aus dem Tabakstrom entfernt. Wenn nach der Fremdkörpererkennung der Tabakstrom mittels Saugluft weiter gefördert wird, ist ein unterbrechungsfreier Tabakstrom möglich und sind entsprechend hohe Durchsatzraten möglich. Vorzugsweise wird der Tabakstrom wenigstens teilweise im Wesentlichen horizontal gefördert. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es sinnvoll, Tabakstromgeschwindigkeiten von wenigstens 12 m/s zu erzielen, was einer Förderluftgeschwindigkeit von ca. 17 m/s entspricht. Wenn im Gegensatz dazu der Tabakstrom wenigstens teilweise im Wesentlichen vertikal gefördert wird, kann auch die Schwerkraft ausgenutzt werden und die Geschwindigkeit des Tabakstroms bzw. die Geschwindigkeit der Druckluft, die zur Förderung des Tabakstroms dann beiträgt, niedriger sein.

Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom gelöst, wobei eine den Tabak zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung zuführende Vorrichtung (Zuführvorrichtung) und eine Fremdkörperabscheidevorrichtung vorgesehen ist, wobei die Zuführvorrichtung zur Förderung des Tabakstroms eine Druckluftquelle umfasst.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch Verwendung einer Druckluftquelle und den damit einhergehenden relativ hohen Fördergeschwindigkeiten des Tabakstroms sehr klein bauend ausgestaltet sein. Vorzugsweise herrscht in der Zuführvorrichtung ein Druckluftstrom, der den Tabakstrom fördert. Insbesondere fördert der Druckluftstrom den Tabakstrom unmittelbar zur Fremdkörpererkennungsvorrichtung.

Eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann gegeben, wenn die Zuführvorrichtung einen im Querschnitt geschlossenen Kanal umfasst, in dem der Tabakstrom gefördert ist bzw. förderbar ist. Eine besonders gute Dosierung ist dann möglich, wenn Tabak über eine Schleuse in den Druckluftstrom förderbar ist. Die Schleuse ist vorzugsweise eine Zellradschleuse. Eine besonders gute Abscheiderate von Fremdkörpern ist dann gegeben, wenn der Kanal unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung offen endet.

Die Fremdkörpererkennungseffizienz ist erhöht, wenn der Kanal in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise in einer Richtung quer zur Förderrichtung sich verjüngend ausgebildet ist. Wenn der Kanal in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise trichterförmig auseinander gezogen ist, ist eine besonders effektive und Tabak sparende Abscheidung von Fremdkörpern möglich. Der Kanal ist vorzugsweise am Ausgang in Form einer Rechteckdüse ausgestaltet, so dass beim Tabakaustritt eine Geschwindigkeitserhöhung erfolgt. Der Querschnitt ist dann am Ausgang vorzugsweise verringert. Eine besonders einfache Fremdkörpererkennung ist dann möglich, wenn die Fremdkörpererkennungsvorrichtung optisch ist.

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung,
2 eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung, und
3 einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer dreidimensionaler Darstellung.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung. Es ist eine Tabakzuführvorrichtung 10 dargestellt, die insbesondere ein Rohr 14 umfasst, in dem ein Strom aus Tabak 16 in Förderrichtung 28 durch einen von einer Druckluftquelle 30 erzeugten Druckluftstrom 11 erzeugt wird. Tabak wird beispielsweise aus einem Fallschacht bzw. einem Tabakrohr 25, der in Förderrichtung 26 in das Tabakrohr 25 gefördert wird, über eine Zellradschleuse dosiert, in Förderrichtung 27 in das Rohr 14 vorgesehen und trägt zu dem Tabakstrom bei. In dem Tabakstrom, der in dem Rohr 14 eingebracht ist und entsprechend gefördert wird, befinden sich auch Fremdkörper 17. Das Rohr 14 ist zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung, in diesem Fall umfassend einen Laser 20, der einen Strahlenfächer 21 mittels einer nicht dargestellten Optik erzeugt, und einer CCD-Zeile (Charged Coupled Device-Zeile) 22, die auch eine Kamera sein kann, hin in einer Richtung verjüngt ausgebildet und in einer um 90° gedrehten Richtung sich verbreiternd ausgebildet und endet in einer Düse 15, die in 3 dargestellt ist. Das Rohr 14 wird entsprechend im Bereich der Düse 15 abgeflacht und auseinander gezogen, damit der Tabak 16 in dem Tabakstrom auseinander gezogen wird und eine dünnere Schicht entsprechend durch den Strahlenfächer 21 gelangt, so dass die Effizienz der Fremdkörpererkennung erhöht ist.
Ein entsprechend erkannter Fremdkörper 17 wird beispielsweise durch eine größere Absorption des Strahls ortsaufgelöst über die CCD-Zeile 22 erfasst und durch Aktivieren einer Düse 23 mittels Druckluft 29 in Abscheiderichtung 18 aus dem Tabakstrom ausgeschieden. Der Tabakstrom wird im Wesentlichen bzw. vollständig befreit von den Fremdkörpern 17 durch Saugluft 12 in dem Abförderrohr 24 abgefördert. Es ist sinnvoll, die Saugluft 12 in dem Abförderrohr dergestalt vorzusehen, dass sämtliche Tabakbestandteile 16 des Tabakstroms mitgenommen werden.
1 stellt eine horizontale Ausführungsform der Erfindung dar, bei der der Tabakstrom bestehend aus Tabakteilen 16 im Wesentlichen horizontal gefördert wird.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, bei der eine vertikale Förderung des Tabaks geschieht. Zudem ist das Tabakrohr 25 schräg einmündend in das Rohr 14 ausgestaltet und auch die Zellradschleuse 13 nicht direkt einmündend in das Rohr 14. Ansonsten sind die Merkmale entsprechend denen aus 1. Die Druckluftgeschwindigkeit 11 muss in diesem Fall allerdings nicht so hoch eingestellt werden, wie in dem Ausführungsbeispiel gem. 1, da zusätzlich zur Druckluft auch die Erdanziehungskraft eine Rolle spielt.
3 zeigt einen schematischen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in dreidimensionaler Darstellung. Insbesondere gut ist das aufgefächerte bzw. auseinander gezogene und abgeflachte Rohr 14 im Düsenbereich 15 sichtbar. Das Rohr 14 ist im Querschnitt rechteckig oder quadratisch. Es kann allerdings auch eine andere Form gegeben sein. Ferner ist durch entsprechende Pfeile 29 dargestellt, dass ortsaufgelöst entsprechende Fremdkörper in dem Tabakstrom 16 aus diesem entfernt werden können, so dass ein geringer Tabakverlust hierbei entsteht. Es ist ferner auch eine Düsenleiste 33 dargestellt, die entsprechende einzelne Düsen 23 aufweist. Die Düsen 23 sind in 3 nur schematisch angedeutet. Diese liegen vorzugsweise enger beieinander und es ist vorzugsweise eine größere Anzahl als dargestellt vorgesehen.
Anstelle der dargestellten optischen Fremdkörpererkennung kann auch jede weitere denkbare Fremdkörpererkennung Verwendung finden wie beispielsweise eine Fremdkörpererkennung basierend auf Wärme, auf Schallwellen oder auf Mikrowellen.
Zur Fremdkörperabscheidung mit optischen Methoden sollte das Produkt, also der Tabakstrom bzw. der Tabak so ausgebreitet werden, dass die Kamera bzw. der Laser-Scan freien Blick bzw. Zugang zur Produktoberfläche hat. Um eine gute Ausschleusrate zu erreichen, ist die Qualität der Produktpräsentation wenigstens genauso wichtig wie die Technologie der Bildverarbeitung. Die im Stand der Technik bekannten Ausbreitungssysteme arbeiten mit Geschwindigkeiten des Tabakstroms im Bereich bis 5,5 m/s und bei einem freien Fall bei 3,0 m/s. Für die optische Erkennung ist es sinnvoll, den Tabakstrom bzw. den Tabak bis zu einer Monolage auszubreiten, wodurch das Flächengewicht sehr gering ist, so dass ein entsprechendes Gerät gemäß dem Stand der Technik eine relativ große Nutzbreite hat. Zudem ist es im Stand der Technik relativ schwierig, eine gute Monolage bzw. eine dünne Schicht des Tabaks im Tabakstrom zu erreichen. Erfindungswesentlich ist die pneumatische Förderung des Tabakstromes. Hierbei sind entsprechend hohe Geschwindigkeiten zwischen 16 m/s und 30 m/s möglich. Bekannte CCD-Zeilenkameras bieten Scanraten bzw. Bildraten oder Auslesezeiten, die auch bei diesen Geschwindigkeiten die Produktoberfläche vollständig inspizieren können. Durch die Erfindung ist es möglich, einen Tabakstrom so zu präsentieren, dass bei einer entsprechend hohen Geschwindigkeit, insbesondere optisch inspiziert, Fremdkörper mit Luftdüsen oder Klappmechanismen auch punktuell ausgeschleust werden können. Dieses hat den Vorteil, dass die entsprechende Vorrichtung zur Fremdköperabscheidung eine geringere Breite aufweisen kann und dass eine bessere Vereinzelung des Tabaks im Tabakstrom ermöglicht ist.

10: Tabakzuführvorrichtung
11: Druckluft
12: Saugluft
13: Zellradschleuse
14: Rohr
15: Düsenbereich
16: Tabak
17: Fremdkörper
18: Abscheiderichtung
20: Laser
21: Strahlenfächer
22: LCD-Zeile
23: Düse
24: Abförderrohr
25: Tabakrohr
26: Förderrichtung
27: Förderrichtung
28: Förderrichtung
29: Druckluft
30: Druckluftquelle
33: Düsenleiste

Claims

Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), wobei der Tabakstrom (16) unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) mit Druckluft (12) gefördert wird, und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper (17) im Tabakstrom (16) erkannt und anschließend auf dem Tabakstrom (16) entfernt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennung mittels einer Erfassung der Helligkeit und/oder der Farbe der in dem Tabakstrom (16) enthaltenen Objekte (16, 17) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Tabakstroms (16) zwischen 17 und 30 m/s ist.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) quer zur Förderrichtung (28) auseinander gezogen wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom quer zur Förderrichtung verjüngt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörper (17) mit Druckluft aus dem Tabakstrom (16) entfernt wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fremdkörpererkennung der Tabakstrom (16) mittels Saugluft (12) weitergefördert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen horizontal gefördert wird.
Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen vertikal gefördert wird.
Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), mit einer den Tabak (16) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung (10)) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (23), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (10) zur Förderung des Tabakstroms (16) eine Druckluftquelle (3) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführvorrichtung (10) ein Druckluftstrom (11) zur Förderung des Tabakstroms (16) herrscht.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (10) einen im Querschnitt geschlossenen Kanal (14) umfasst, in dem der Tabakstrom (16) förderbar ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass Tabak (16) über eine Schleuse (13) in den Druckluftstrom (11) förderbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22) und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung (23) offen endet.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise in eine Richtung quer zur Förderrichtung (28) sich verjüngend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise trichterförmig auseinander gezogen ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennungsvorrichtung optisch ist.