EP1582272A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung - Google Patents

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EP1582272A1
EP1582272A1 EP05003384A EP05003384A EP1582272A1 EP 1582272 A1 EP1582272 A1 EP 1582272A1 EP 05003384 A EP05003384 A EP 05003384A EP 05003384 A EP05003384 A EP 05003384A EP 1582272 A1 EP1582272 A1 EP 1582272A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
foreign body
tobacco stream
tobacco
channel
stream
Prior art date
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Application number
EP05003384A
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English (en)
French (fr)
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EP1582272B1 (de
Inventor
Peter Funke
Dietmar Zielke
Harry Drewes
Wolfgang Benz
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Hauni Primary GmbH
Original Assignee
Hauni Primary GmbH
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Publication date
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Priority to EP08001185A priority patent/EP1930090B1/de
Priority to PL05003384T priority patent/PL1582272T3/pl
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
    • B07C5/00—Sorting according to a characteristic or feature of the articles or material being sorted, e.g. by control effected by devices which detect or measure such characteristic or feature; Sorting by manually actuated devices, e.g. switches
    • B07C5/36—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution
    • B07C5/363—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air
    • B07C5/365—Sorting apparatus characterised by the means used for distribution by means of air using a single separation means
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B1/00—Preparation of tobacco on the plantation
    • A24B1/04—Sifting, sorting, cleaning or removing impurities from tobacco
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24C—MACHINES FOR MAKING CIGARS OR CIGARETTES
    • A24C5/00—Making cigarettes; Making tipping materials for, or attaching filters or mouthpieces to, cigars or cigarettes
    • A24C5/39—Tobacco feeding devices
    • A24C5/396—Tobacco feeding devices with separating means, e.g. winnowing, removing impurities

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for foreign body separation from a stream of tobacco.
  • a corresponding device is for example from the US 6,332,543 B1 of the Applicant known.
  • this known device by means of conveyors, in particular a conveyor trough and Conveyors a tobacco stream in the range of an optical Foreign body detection device spent. Once a foreign body in the tobacco stream by means of the foreign body recognition device is detected, the or will the foreign body the tobacco stream deposited by means of compressed air transversely to the conveying direction.
  • This problem is solved by a method for foreign body separation from a stream of tobacco, with the tobacco stream immediately in the area of a foreign body recognition device with Compressed air is conveyed and wherein by means of the foreign body recognition device based on at least one property foreign body Be recognized in the tobacco stream and then from the Tobacco stream to be removed.
  • the method according to the invention In particular, it is possible to control the tobacco flow and the tobacco stream located foreign bodies at a higher speed than in State of the art to promote, so that at the same power of the Method a device that performs the procedure, the smaller is building, can be used.
  • property in particular means a optical property of the tobacco or the foreign body as Brightness, shape and / or color or some other physical Property, such as the humidity, the specific gravity or that Have corresponding elements (carbon or metals, etc.).
  • objects are especially tobacco, Tobacco leaves, cut tobacco and foreign matter meant.
  • the speed of the tobacco stream is between 6 m / s and 30 m / s, in particular between 17 m / s and 30 m / s. By the preferred speed is a very effective promotion provided the tobacco stream.
  • the tobacco stream pulled apart across the conveying direction becomes, when leaving foreign bodies little tobacco or tobacco leaves or cut tobacco excreted. moreover this is an improved detection rate of foreign bodies allows, as a relatively thin layer of tobacco stream across to the conveying direction of the tobacco stream with the foreign body recognition device can be evaluated accordingly.
  • the tobacco stream is also transverse to the measuring direction of Foreign body detection pulled apart.
  • the direction of the Foreign body detection and the conveying direction are preferred also across each other.
  • the Tobacco stream tapers in the direction of foreign body recognition. This allows the foreign body detection very efficiently and with high efficiency. It only needs a thin layer of the Tobacco flow to be examined for foreign bodies, the foreign bodies better detected by lower coverage with tobacco can be.
  • the direction of Foreign body detection in particular in an ultrasound measuring method, the direction of the ultrasound waves transmitted to the tobacco stream or in a microwave method, the direction of directed to the tobacco stream microwaves.
  • foreign bodies can also by means of a fluid flow, for example a jet of water be removed from the tobacco stream. If after foreign body detection the tobacco stream is further promoted by suction, is an uninterrupted tobacco stream possible and are accordingly high throughput rates possible.
  • the tobacco stream at least partially substantially horizontally conveyed. In This embodiment of the invention makes sense, tobacco flow rates of at least 12 m / s, which is one Conveying air velocity of about 17 m / s corresponds. When in the In contrast, the tobacco stream is at least partially substantially vertically conveyed, gravity can also be exploited and the speed of tobacco flow or speed the compressed air used to promote the tobacco stream then contributes to be lower.
  • the object is further achieved by a device for foreign body separation dissolved from a stream of tobacco, one of the tobacco too a foreign body recognition device feeding device (Feeder) and a foreign matter separator is provided, wherein the feeding device for the promotion of Tobacco flow includes a compressed air source.
  • a device for foreign body separation dissolved from a stream of tobacco one of the tobacco too a foreign body recognition device feeding device (Feeder) and a foreign matter separator is provided, wherein the feeding device for the promotion of Tobacco flow includes a compressed air source.
  • the device according to the invention can be achieved by using a Compressed air source and the associated relatively high conveying speeds the tobacco stream designed very small building be. Preferably prevails in the feeder Compressed air flow, which promotes the tobacco flow. In particular, promotes the compressed air stream directs the tobacco stream directly to the foreign body cannister.
  • a particularly simple and inexpensive embodiment of Device according to the invention is given when the feeding device comprises a channel closed in cross section, in which the tobacco stream is promoted or is eligible.
  • a special good dosage is possible if tobacco is over a Lock is conveyed into the compressed air stream.
  • the lock is preferably a rotary valve.
  • a particularly good deposition rate of foreign bodies is given when the channel is immediately before the foreign body recognition device and / or the FremdMechabscheidevoriques open ends.
  • the foreign body detection efficiency is increased when the channel is in Delivery direction at least partially in one direction across is tapered to the conveying direction. If the channel in the conveying direction at least partially funnel-shaped apart Pulled is a particularly effective and tobacco-saving Deposition of foreign bodies possible.
  • the channel is preferably designed at the output in the form of a rectangular nozzle, so that at the tobacco outlet an increase in speed takes place, The Cross-section is then preferably reduced at the exit. A particularly simple foreign object detection is possible if the foreign body recognition device is optical.
  • the channel extends in the conveying direction of the tobacco stream beyond the foreign body separation device, through this preferred embodiment of the device according to the invention is a very efficient tobacco flow achievable, causing the Foreign body detection rate is increased.
  • the channel is at least on one side in the area the foreign body separation device is closed or comprises a lid.
  • a flow under preferably utilizing a Coanda effect on the closed Side of the channel or on the side of the channel with a lid is provided, whereby a very good Foreign body detection rate is enabled.
  • At least one wall of the channel is in the conveying direction at least partially straight. preferably, are two opposite walls, in particular preferably two opposite narrower side walls of the Channel at least partially straight. Straight Formation of the at least one wall is preferably adjacent to the end of the channel, downstream of which is the foreign body detection device and / or the foreign body separation device is arranged.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a erfind to the invention Device for foreign body rejection.
  • a tobacco feeder 10 which in particular comprises a tube 14, in which a stream of tobacco 16 in the conveying direction 28 through a compressed air flow 11 generated by a compressed air source 30 is produced.
  • tobacco for example, from a chute or a tobacco pipe 25, in the conveying direction 26 in the tobacco pipe 25th is promoted, dosed via a rotary valve, in the conveying direction 27 provided in the tube 14 and contributes to the tobacco stream.
  • the tobacco stream which is introduced into the tube 14 and accordingly is promoted, are also foreign body 17.
  • the tube 14 is a foreign matter recognition device, in this case comprising a laser 20 which uses a fan beam 21 by means of an optics, not shown, and a CCD line (Charged Coupled Device line) 22, which can also be a camera out tapered in one direction and rotated in a 90 ° Direction widening formed and ends in a nozzle 15, which is shown in Fig. 3.
  • the tube 14 is accordingly in Flattened area of the nozzle 15 and pulled apart so that the tobacco 16 is pulled apart in the tobacco stream and a thinner layer correspondingly through the fan beam 21 so that the efficiency of foreign body detection is increased.
  • a correspondingly recognized foreign body 17 becomes, for example by a larger absorption of the beam spatially resolved over the CCD line 22 detected and by activating a nozzle 23 by means of Compressed air 29 excreted in the separation direction 18 from the tobacco stream.
  • the tobacco stream is substantially or completely freed from the foreign bodies 17 by suction air 12 in the discharge pipe 24 carried away. It makes sense, the suction 12 in the Provide exhaust pipe such that all tobacco ingredients 16 of the tobacco stream are taken.
  • Fig. 1 illustrates a horizontal embodiment of the invention, in the tobacco stream consisting of tobacco parts 16 substantially is promoted horizontally.
  • Fig. 2 is an alternative embodiment of the invention Device shown schematically, in which a vertical Promotion of tobacco happens.
  • the tobacco pipe 25 obliquely einmündend configured in the tube 14 and also the Rotary valve 13 is not directly opening into the tube 14. Otherwise are the features corresponding to those of Fig. 1.
  • the compressed air speed 11 does not have to be so high in this case though can be adjusted, as in the embodiment according to. Fig. 1, there in addition to the compressed air, gravity also plays a role plays.
  • Fig. 3 shows a schematic section of an inventive Device in three-dimensional representation. Especially good is the fanned-out or stretched and flattened tube 14 visible in the nozzle area 15, the tube 14 is It may be rectangular or square in cross-section, but it may as well be given a different form. Furthermore, by appropriate Arrows 29 shown that spatially resolved corresponding foreign body in the tobacco stream 16 can be removed from this, so that a small amount of tobacco disappears. It is also a nozzle bar 33 shown, the corresponding individual nozzles 23 has. The nozzles 23 are indicated only schematically in FIG. These are preferably closer together and it is preferred a larger number than shown provided.
  • optical foreign body detection can also any further conceivable foreign object recognition use such as based on foreign object detection on heat, on sound waves or on microwaves.
  • the tobacco stream or tobacco so spread be that the camera or the laser scan free view or Has access to the product surface.
  • the quality of the product presentation is at least as important as the technology of image processing.
  • the im State of the art known propagation systems work with Rates of tobacco flow in the range up to 5.5 m / s and at a free fall at 3.0 m / s. It is for optical detection useful, the tobacco stream or tobacco up to a monolayer spread, whereby the navalngewlcht is very low, so that a corresponding device according to the prior art a has relatively large useful width. Moreover, it is in the state of the art relatively difficult, a good monolayer or a thin layer of To reach tobacco in the tobacco stream.
  • Essential to the invention is the pneumatic conveying of the tobacco stream.
  • Known CCD cell cameras offer scan rates, frame rates or readout times, too fully inspect the product surface at these speeds can.
  • FIG. 4 shows a further schematic three-dimensional representation a part of another embodiment of a device for foreign body detection.
  • the channel 14 is different designed.
  • the bottom wall 52 and the top wall 53 in the region 15 in the conveying direction of the compressed air 11 tapers designed to achieve a nozzle effect.
  • Upstream of the Nozzle area 15 can be the lower wall 52 and the upper wall 53 also be parallel to each other.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of the invention Device for foreign body recognition in a schematic sectional view.
  • This is a one-sided closed Channel 14.
  • this unilaterally closed channel 14 lays down the air flow using the so-called Coanda effect to the rear wall 45 at.
  • the foreign bodies In the observation plane 48 detects through the window 47 is, after appropriate Time delay depending on the conveying speed of the Tobacco flow incl.
  • the foreign body of the foreign body 40 by a generated by the air nozzle 42 pressure surge 43 of the Direction of conveyance 28 deflected so that the foreign body 40 on the deflected trajectory 44 passes. This will cause the foreign body 40 discharged from the channel 14.
  • the channel 14 is designed in such a way that in the conveying direction before, that is upstream, the Air nozzle 42 a reduction in the cross-sectional area of the channel 14 takes place, and in the area in which the of the foreign body 40 freed tobacco stream is further promoted, the cross section initially slightly enlarged and partially reduced in sections down to the original cross-sectional area of the tube 14.
  • the camera 46 detects the foreign body 40 so early that sufficient Calculation time for the identification of the foreign body and the driving the air nozzles 42 remains, is the position of the camera 46th correspondingly far enough in front of the nozzle 42 or the nozzles 42. It can thus also in the nozzle 42 shown schematically to act a nozzle bar according to the figure 3 or 4.
  • the rear wall 45 is substantially continuous, that is, the channel 14 extends over the foreign body separation device out.
  • the rear wall 45 is only in the region of the nozzle 42 through the nozzle opening is opened, preferably circular, which does not lead to corresponding flow disturbances, as the interruption is sufficiently small.
  • the camera 46 has a separate viewing opening in the channel 14, which is also made by a transparent material, such as glass, in Shape of a window 47, can be closed. It can do this Also, a corresponding opening may be provided without Window comes out.
  • the continuous rear wall 45 may also be a lid be provided, which is not shown in the figures.
  • the lid is used, for example, the upper area between the channel 14 and the discharge pipe 24 in Figures 1, 3 and 4 cover, and possibly also the side walls.
  • the channel 14 may be connected to the discharge pipe 24 or be in one piece, and indeed so far reaching that the area between the channel 14 and the discharge pipe 24 except for the Area responsible for the discharge of foreign bodies, in particular in the blow-out inlet area, is necessary.
  • the exit area for the Foreign body as indicated in Figure 5, optionally open be designed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Fremdkörperabscheldung und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16). 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. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein 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. <IMAGE>

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, Form 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 Fremdkörpererkennung 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. Alternativ können Fremdkörper auch mittels eines Fluidstroms, beispielsweise eines Wasserstrahls, aus dem Tabakstrom entfernt werden. 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 Fremdkörpererkannungsvorrichtung.
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.
Vorzugsweise erstreckt sich der Kanal in Förderrichtung des Tabakstroms über die Fremdkörperabscheidevorrichtung hinaus, Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine sehr effiziente Tabakströmung erzielbar, wodurch die Fremdkörpererkennungsrate erhöht ist.
Vorzugsweise ist der Kanal wenigstens auf einer Seite im Bereich der Fremdkörperabscheidevorrichtung geschlossen oder umfasst einen Deckel. Durch diese Maßnahme kann eine Strömung unter vorzugsweise Ausnutzung eines Coanda-Effektes an der geschlossenen Seite des Kanals bzw. auf der Seite des Kanals, die mit einem Deckel versehen ist, erzielt werden, wodurch eine sehr gute Fremdkörpererkennungsrate ermöglicht ist.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Wand des Kanals in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet. Bevorzugterweise sind zwei gegenüberliegende Wände, insbesondere bevorzugterweise zwei gegenüberliegende schmalere Seitenwände des Kanals wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet. Die gerade Ausbildung der wenigstens einen Wand ist vorzugsweise angrenzend an das Ende des Kanals, bei dem stromabwärts die Fremdkörpererkennungsvorrichtung und/oder die Fremdkörperabscheidevorrichtung angeordnet 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:
Fig. 1
eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung,
Fig. 2
eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung,
Fig. 3
einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer dreidimensionaler Darstellung,
Fig. 4
einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer dreidimensionaler Darstellung, und
Fig. 5
eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfIndungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheldung. 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 Fig. 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.
Fig. 1 stellt eine horizontale Ausführungsform der Erfindung dar, bei der der Tabakstrom bestehend aus Tabakteilen 16 Im Wesentlichen horizontal gefördert wird.
In Fig. 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 Fig. 1. Die Druckluftgeschwindigkeit 11 muss in diesem Fall allerdings nicht so hoch eingestellt werden, wie in dem Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1, da zusätzlich zur Druckluft auch die Erdanziehungskraft eine Rolle spielt.
Fig. 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 Tabakveriust hierbei entsteht. Es ist ferner auch eine Düsenleiste 33 dargestellt, die entsprechende einzelne Düsen 23 aufweist. Die Düsen 23 sind In Fig. 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 Flächengewlcht 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-Zellenkameras 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 Wasserdüsen auch punktuell ausgeschleust werden können. Dieses hat den Vorteil, dass die entsprechende Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung eine geringere Breite aufweisen kann und dass eine bessere Vereinzelung des Tabaks im Tabakstrom ermöglicht ist.
Figur 4 zeigt eine weitere schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung.
Im Verhältnis zur Figur 3 ist insbesondere der Kanal 14 anders ausgestaltet. Es sind zwei gegenüberliegende Wände 50 und 51 dargestellt, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und gerade ausgebildet sind. Das heißt, dass diese im Auslassbereich bzw. im Düsenbereich 15 nicht zueinander verjüngend ausgebildet sind, sondern weiterhin gerade sind bzw. weiterhin parallel zueinander. Im Gegensatz dazu ist die untere Wand 52 und die obere Wand 53 in dem Bereich 15 in Förderrichtung der Druckluft 11 verjüngend ausgebildet, um eine Düsenwirkung zu erzielen. Stromaufwärts des Düsenbereichs 15 können die untere Wand 52 und die obere Wand 53 auch parallel zueinander sein.
Im Vergleich zu Figur 3 ist der Abstand zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 etwas weiter, um einer Recheneinheit, die zur Steuerung der Düsen 23 dient, um der Düsenleiste 33 bei entsprechender Fremdkörpererkennung durch die Erfassung eines entsprechenden Fremdkörpers mittels der LCD-Zeile 22 auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten eine rechtzeitige Ansteuerung der entsprechenden Düse 23 zu ermöglichen.
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer Schnittdarstellung. Hierbei handelt es sich um einen einseitig geschlossenen Kanal 14. In diesem einseitig geschlossenen Kanal 14 legt sich die Luftströmung unter Ausnutzung des so genannten Coanda-Effektes an die Rückwand 45 an. Nach Erkennen eines Fremdkörpers mittels der Kamera 46, die Fremdkörper In der Beobachtungsebene 48 durch das Fenster 47 erkennt, wird nach entsprechender Zeitverzögerung in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit des Tabakstroms inkl. des Fremdkörpers der Fremdkörper 40 durch einen durch die Luftdüse 42 erzeugten Druckstoß 43 von der Förderrichtung 28 abgelenkt, so dass der Fremdkörper 40 auf die abgelenkte Flugbahn 44 gelangt. Hierdurch wird der Fremdkörper 40 aus dem Kanal 14 ausgeschleust. Der Kanal 14 ist derart ausgestaltet, dass in Förderrichtung vor, das heißt stromaufwärts, der Luftdüse 42 eine Verkleinerung der Querschnittsfläche des Kanals 14 stattfindet, und in dem Bereich, in dem der von dem Fremdkörper 40 befreite Tabakstrom weitergefördert wird, der Querschnitt zunächst etwas vergrößert ist und abschnittsweise verkleinert wird bis auf die ursprüngliche Querschnittsfläche des Rohres 14. Damit die Kamera 46 den Fremdkörper 40 so früh erkennt, dass genügend Rechenzeit für die Identifikation des Fremdkörpers und das Ansteuern der Luftdüsen 42 verbleibt, liegt die Position der Kamera 46 entsprechend ausreichend weit vor der Düse 42 bzw. den Düsen 42. Es kann sich bei der schematisch dargestellten Düse 42 somit auch um eine Düsenleiste gemäß der Figur 3 oder 4 handeln.
Die Rückwand 45 ist im Wesentlichen ununterbrochen, das heißt, der Kanal 14 erstreckt sich über die Fremdkörperabscheidevorrichtung hinaus. Die Rückwand 45 ist nur im Bereich der Düse 42 durch die Düsenöffnung geöffnet, und zwar vorzugsweise kreisförmig, was nicht zu entsprechenden Strömungsstörungen führt, da die Unterbrechung ausreichend klein ist.
Die Kamera 46 hat eine separate Einblicköffnung in den Kanal 14, die auch durch ein transparentes Material, wie zum Beispiel Glas, in Form eines Fensters 47, geschlossen werden kann. Es kann hierzu auch eine entsprechende Öffnung vorgesehen sein, die ohne Fenster auskommt.
Anstelle der durchgängigen Rückwand 45 kann auch ein Deckel vorgesehen sein, der allerdings in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Deckel dient dazu, beispielsweise den oberen Bereich zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 in den Figuren 1, 3 und 4 abzudecken, und gegebenenfalls auch die Seitenwände. Der Kanal 14 kann entsprechend mit dem Abförderrohr 24 verbunden sein oder einstückig sein, und zwar so weit reichend, dass auch der Bereich zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 bis auf den Bereich, der für die Ausschleusung der Fremdkörper, insbesondere im Ausblaseintrittsbereich, nötig Ist. Der Austrittsbereich für die Fremdkörper kann, wie in Figur 5 angedeutet ist, optional offener gestaltet sein.
Bezugszeichenliste
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
40
Fremdkörper
42
Luftdüse
43
Druckstoß
44
abgelenkte Flugbahn
45
Rückwand
46
Kamera
47
Fenster
48
Beobachtungsebene
50
Wand
51
Wand
52
Wand
53
Wand

Claims (20)

  1. Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), wobei der Tabakstrom (16) unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) mit Druckluft (12) gefördert wird, und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper (17) im Tabakstrom (16) erkannt und anschließend aus dem Tabakstrom (16) entfernt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennung mittels einer Erfassung der Helligkeit, der Form und/oder der Farbe der in dem Tabakstrom (16) enthaltenen Objekte (16, 17) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Tabakstroms (16) zwischen 17 und 30 m/s ist.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) quer zur Förderrichtung (28) auseinander gezogen wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom quer zur Förderrichtung verjüngt wird.
  6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörper (17) mit Druckluft oder einem Fluidstrom aus dem Tabakstrom (16) entfernt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fremdkörpererkennung der Tabakstrom (16) mittels Saugluft (12) weitergefördert wird.
  8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen horizontal gefördert wird.
  9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen vertikal gefördert wird.
  10. Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), mit einer den Tabak (16) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung (10)) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (10) zur Förderung des Tabakstroms (16) eine Druckluftquelle (3) umfasst.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführvorrichtung (10) ein Druckluftstrom (11) zur Förderung des Tabakstroms (16) herrscht.
  12. 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.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzelchnet, dass Tabak (16) über eine Schleuse (13) in den Druckluftstrom (11) förderbar ist.
  14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) sich in Förderrichtung (28) des Tabakstroms (16) über die Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42 hinaus erstreckt.
  15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) wenigstens auf einer Seite im Bereich der Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42) geschlossen ist oder einen Deckel umfasst.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42) offen endet.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise in eine Richtung quer zur Förderrichtung (28) sich verjüngend ausgebildet ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise trichterförmig auseinander gezogen ist.
  19. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wand (50 - 53) des Kanals (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet ist.
  20. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) optisch ist.
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