EP1584380A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom Download PDF

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EP1584380A1
EP1584380A1 EP05004870A EP05004870A EP1584380A1 EP 1584380 A1 EP1584380 A1 EP 1584380A1 EP 05004870 A EP05004870 A EP 05004870A EP 05004870 A EP05004870 A EP 05004870A EP 1584380 A1 EP1584380 A1 EP 1584380A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
material flow
channel
foreign body
stream
flow
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP05004870A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dierk SCHRÖDER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koerber Technologies GmbH
Original Assignee
Hauni Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hauni Maschinenbau GmbH filed Critical Hauni Maschinenbau GmbH
Publication of EP1584380A1 publication Critical patent/EP1584380A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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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 material stream.
  • Appropriate Methods and devices are known for example from DE 199 18 774 A1, which corresponds to US 6,332,543 B1, known.
  • the step of removal avoids that lighter material flow components, such as tobacco strips, due to the higher air resistance than, for example, foreign bodies, such as For example, stones, between the recognition of the foreign body and removing the foreign body differently far move.
  • For detection of foreign bodies is usually a needed some time, so that between the place of cognition or the location of a measuring device for detecting the foreign body and the location of the foreign body's deposition spatial and temporal distance exists.
  • Procedures will avoid the different ones Components of the material flow at different rates move so that it avoids the wrong ingredients be deposited.
  • the material flow in particular a stream of tobacco.
  • the speed of the material flow increases and the air flow in the measuring section, especially then, when the gravitation acting on the material accelerates contributes.
  • This airflow for example, by blowing or a suction of air into or out of the measuring section can be created for the generation of an air flow, the speed of the material flow, be supportive.
  • the material flow in the measuring section in a Channel moves, with the cross-sectional area of the channel in the direction of movement the material flow at least in sections is designed to reduce.
  • the material flow accelerates due to the Gravity.
  • the cross-sectional area is at least in sections, a function that depends on the square root of the Fall depth of the material flow depends.
  • the object is further achieved by a device for foreign body separation from a stream of material comprising the material to a foreign body recognition device feeding device (Feeding device) and a FremdMechabscheidevorides dissolved, wherein the feeding device comprises a channel in which a test zone of the foreign body detection device is arranged is and wherein the channel output side of the material flow in one Abscheidestelle the FremdMechabscheidevorides ends, wherein the cross-sectional area of the channel at least in sections reduced in the direction of movement of the material flow.
  • a device for foreign body separation from a stream of material comprising the material to a foreign body recognition device feeding device (Feeding device) and a Fremd restructuringabscheidevorides dissolved
  • the feeding device comprises a channel in which a test zone of the foreign body detection device is arranged is and wherein the channel output side of the material flow in one Abscheidestelle the Fremd stressesabscheidevorides ends, wherein the cross-sectional area of the channel at least in sections
  • the channel is rectangular Cross section has.
  • the channel is at least partially arranged substantially vertically.
  • the input side of the channel provided an impact surface is at which a tobacco stream of, for example, a conventional Conveying device according to DE 199 18 774 A1 coming rebounded and then conveyed in the direction of the channel.
  • the channel is formed with at least one wall, the is at least partially simulated a flight parabola, is a relatively flat construction device possible.
  • a particularly preferred embodiment of the invention Device is given when the cross-sectional area at least sectionwise is a function of the square root the depth of fall of the material flow depends.
  • a suction air generating device and / or a Blas Kunststoffer Wegungsvorraum provided.
  • Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a Device according to the invention for foreign body separation in a first embodiment.
  • the material flow 10 is on a in the arrow direction moving conveyor belt 13, the on a Deflection roller 14 is deflected, conveyed in the x direction and bounces against an impact surface 30. Then the material flow drops 10, for example in the form of a tobacco stream, the tobacco 11 and Contains foreign body 12, vertically down in a shaft or channel 20.
  • the channel 20 comprises walls 27 and 28 which are in the z-direction, which is perpendicular to the plane, in this embodiment have a constant depth.
  • the width x is one Function of the depth of fall y. It is a root function, which will be explained in more detail below.
  • the material flow 10 falls into a measuring section 15, which is a test zone 25 and ends in a deposition site 26.
  • a window 22 is provided by the light 23, the is emitted by an optical recognition device 21, passes.
  • the optical recognition device 21 may be, for example comprise a laser emitting a light beam 23 and may also have a CCD line, by means of which the reflection of the light beam .23 on the material stream moving past 10 can be measured. Preferably, it is a CCD line that is spatially resolved in the z direction for detection of foreign bodies 12 in the material stream 10 provides.
  • the optical Detecting device 21 can, as in DE 199 18 774 A1, the US 6,332,543 B1 or the German patent application, file reference 10 2004 015 463.5 be trained. The named protective rights and registrations should be fully in the disclosure content be included in this application.
  • an optical detection device may also be a find other foreign body detection device use, such as For example, based on a foreign body detection device on heat, on sound waves or on microwaves.
  • the Measured material or the material flow measured in free flight is required for a certain time. To a later time is on the trajectory one Blow-out point where the components to be removed are blown out can be. Here is the product to be measured, which is in free flight is exposed to air resistance.
  • the components of the Messgutes be delayed by this. Because the air resistance material is determined by the surface, are measured components with a large surface, such as tobacco strips, delayed more than equally heavy components with smaller surface, such as stones. Based on these Appearance differs the flight time between test center and Ausblasstelle according to the prior art at various Measuring components or different material flow components. The material flow components thus have a kind of velocity dispersion on.
  • the invention is such that a targeted air flow generated in the amount and direction of movement of the Material flow or the measured material of the trajectory corresponds.
  • the surrounding air delays the flow of material or the material to be measured, whereby the speed dispersion avoided becomes.
  • the cross section x (y) of the Schachtes is now to be designed as follows.
  • g is the gravitational acceleration.
  • the air velocity should be equal to the fall velocity.
  • the fall velocity is thus at the blowout point v L (y A ). Due to the continuity equation of fluid mechanics applies
  • the width x is the Air velocity equal to the fall velocity without air resistance. This avoids the velocity dispersion.
  • an air flow is generated above or through the material of the material stream 10, which exactly corresponds in magnitude and direction to the material flow speed in the channel 20.
  • This can be achieved if the width d (x) of the channel 20 is changed according to the following formula with a channel that is rectangular in cross section and z at a constant depth: d ( x ) d 0 1 + G 2 v 0 4 x 2 d (x) should behave correspondingly at least in the region between the test zone 25 and the deposition site 26.

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Manufacturing Of Cigar And Cigarette Tobacco (AREA)
  • Sorting Of Articles (AREA)
  • Combined Means For Separation Of Solids (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (10). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich durch die folgenden Verfahrensschritte aus: Erzeugen eines Materialstroms (10), Überführen des Materialstroms (10) in eine Messstrecke (15), wobei in der Messstrecke (15) ein Luftstrom (16) erzeugt wird oder vorherrscht, Erkennen wenigstens eines Fremdkörpers (12) im Materialstrom (10), Entfernen des Fremdkörpers (12) aus dem Materialstrom (10), wobei zwischen dem Schritt des Erkennens und dem Schritt des Entfernens des Fremdkörpers (12) der Luftstrom (16) im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie der Materialstrom (10) aufweist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (10) umfassend eine das Material (11, 12) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (21, 22) zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung (13, 20)) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (24), wobei die Zuführvorrichtung (13, 20) einen Kanal (20) umfasst, in dem eine Prüfzone (25) der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (21, 22) angeordnet ist und wobei der Kanal (20) ausgangsseitig des Materialstroms (10) in einer Abscheidestelle (26) der Fremdkörperabscheidevorrichtung (24) endet, wobei die Querschnittsfläche des Kanals (20) sich wenigstens abschnittsweise in Bewegungsrichtung (17) des Materialstroms (10) verkleinert. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom. Entsprechende Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 199 18 774 A1, die der US 6,332,543 B1 entspricht, bekannt.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Verfahren und eine effiziente Vorrichtung zur Abscheidung von Fremdkörpern aus einem Materialsrom anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom mit den folgenden Verfahrensschritten:
  • Erzeugen eines Materialstroms,
  • Überführen des Materialstroms in eine Messstrecke, wobei in der Messstrecke ein Luftstrom erzeugt wird oder vorherrscht,
  • Erkennen wenigstens eines Fremdkörpers im Materialstrom,
  • Entfernen des Fremdkörpers aus dem Materialstrom, wobei zwischen dem Schritt des Erkennens und dem Schritt des Entfernens des Fremdkörpers der Luftstrom im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie der Materialstrom aufweist.
Durch Vorsehen eines Luftstroms, der im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie der Materialstrom aufweist, und zwar wenigstens im Bereich zwischen dem Schritt des Erkennens und dem Schritt des Entfernens wird vermieden, dass leichtere Materialstrombestandteile, wie beispielsweise Tabakstrips, aufgrund des höheren Luftwiderstandes als beispielsweise Fremdkörper, wie beispielsweise Steine, sich zwischen dem Erkennen des Fremdkörpers und dem Entfernen des Fremdkörpers unterschiedlich weit bewegen. Zur Erkennung von Fremdkörpern wird üblicherweise eine gewisse Zeit benötigt, so dass zwischen dem Ort des Erkennens bzw. dem Ort einer Messvorrichtung zum Erkennen des Fremdkörpers und dem Ort des Abscheidens des Fremdköpers eine entsprechende räumliche und zeitliche Distanz existiert. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird vermieden, dass sich die unterschiedlichen Bestandteile des Materialsstroms unterschiedlich schnell bewegen, so dass vermieden wird, dass die falschen Bestandteile abgeschieden werden. Im Rahmen der Erfindung ist der Materialstrom insbesondere ein Tabakstrom.
Wenn sich der Materialstrom in der Messstrecke im freien Fall bewegt, ist eine besonders einfache Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens möglich. Wenn sich der Materialstrom in der Messstrecke in einer Flugparabel bewegt, ist es möglich, eine Vorrichtung vorzusehen, die relativ flachbauend ist.
Vorzugsweise vergrößert sich die Geschwindigkeit des Materialstroms und des Luftstroms in der Messstrecke, insbesondere dann, wenn die auf das Material wirkende Gravitation zur Beschleunigung beiträgt.
Vorzugsweise wird ein Luftstrom von außen in die Messstrecke eingebracht. Dieser Luftstrom, der beispielsweise durch ein Einblasen oder ein Absaugen von Luft in oder aus der Messstrecke entsteht, kann für die Erzeugung eines Luftstroms, der der Geschwindigkeit des Materialstroms entspricht, unterstützend sein.
Bei einer Ausgestaltung, bei der die Messstrecke wenigstens teilweise in Richtung Erdmittelpunkt ausgerichtet ist, ist es zweckmäßig, wenn sich der Materialstrom in der Messstrecke in einem Kanal bewegt, wobei die Querschnittsfläche des Kanals in Bewegungsrichtung des Materialstromes wenigstens abschnittsweise sich verkleinernd ausgebildet ist. Durch wenigstens teilweise Abwärtsbewegung des Materialstroms beschleunigt sich dieser aufgrund der Erdanziehung. Um nun zu verhindern, dass die unterschiedlichen Bestandteile des Materialstroms aufgrund der unterschiedlichen Luftwiderstände sich unterschiedlich schnell bewegen, wird in dieser von alleinigem erfinderischen Wert bzw. besonderem erfinderischen Wert vorgesehenen Ausgestaltung des Verfahrens davon Gebrauch gemacht, dass sich die Strömungsgeschwindigkeit in einem sich von der Querschnittsfläche her verkleinernden Kanal automatisch vergrößert. Vorzugsweise ist die Querschnittsfläche wenigstens abschnittsweise eine Funktion, die von der Quadratwurzel der Falltiefe des Materialstroms abhängt.
Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom umfassend eine das Material zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung gelöst, wobei die Zuführvorrichtung einen Kanal umfasst, in dem eine Prüfzone der Fremdkörpererkennungsvorrichtung angeordnet ist und wobei der Kanal ausgangsseitig des Materialstroms in einer Abscheidestelle der Fremdkörperabscheidevorrichtung endet, wobei die Querschnittsfläche des Kanals sich wenigstens abschnittsweise in Bewegungsrichtung des Materialstroms verkleinert. Hierdurch ist eine sehr effiziente Fremdkörperabscheidung möglich. Ausgangsseitig des Tabakstroms bedeutet im Rahmen der Erfindung insbesondere stromabwärts des Stroms am Ausgang des Kanals.
Eine besonders einfache Realisierung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann gegeben, wenn der Kanal einen rechteckigen Querschnitt aufweist. Zweckmäßigerweise ist der Kanal wenigstens abschnittsweise im Wesentlichen vertikal angeordnet. Hierbei ist es sinnvoll, wenn eingangsseitig des Kanals eine Aufprallfläche vorgesehen ist, an der ein Tabakstrom von beispielsweise einer üblichen Fördervorrichtung gemäß der DE 199 18 774 A1 kommend abprallt und anschließend in Richtung des Kanals gefördert wird.
Wenn der Kanal mit wenigstens einer Wandung ausgebildet ist, die wenigstens abschnittsweise einer Flugparabel nachgebildet ist, ist eine relativ flachbauende Vorrichtung möglich.
Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dann gegeben, wenn die Querschnittsfläche wenigstens abschnittsweise eine Funktion ist, die von der Quadratwurzel der Falltiefe des Materialstroms abhängt. Zur Unterstützung der Erzeugung eines entsprechenden Förderluftstroms in dem Kanal ist vorzugsweise eine Sauglufterzeugungsvorrichtung und/oder eine Blaslufterzeugungsvorrichtung vorgesehen.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen. Es zeigen:
Fig. 1
eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer ersten Ausführungsform, und
Fig. 2
eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt in einer schematischen Querschnittsdarstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung in einer ersten Ausführungsform. Der Materialstrom 10 wird auf einem in Pfeilrichtung sich bewegenden Förderband 13, das auf einer Umlenkwalze 14 umgelenkt ist, in x-Richtung gefördert und prallt gegen eine Aufprallfläche 30. Anschließend fällt der Materialstrom 10, beispielsweise in Form eines Tabakstroms, der Tabak 11 und Fremdkörper 12 enthält, senkrecht nach unten in einem Schacht bzw. Kanal 20. Der Kanal 20 umfasst Wände 27 und 28, die in z-Richtung, die senkrecht zur Zeichenebene liegt, in diesem Ausführungsbeispiel eine konstante Tiefe aufweisen. Die Breite x ist eine Funktion der Falltiefe y. Es handelt sich hierbei um eine Wurzelfunktion, die nachstehend genauer erläutert wird.
Der Materialstrom 10 fällt in eine Messstrecke 15, die eine Prüfzone 25 umfasst und in einer Abscheidestelle 26 endet. Im Bereich der Prüfstelle 25 ist ein Fenster 22 vorgesehen, durch das Licht 23, das von einer optischen Erkennungsvorrichtung 21 ausgestrahlt wird, durchtritt. Die optische Erkennungsvorrichtung 21 kann beispielsweise einen Laser umfassen, der einen Lichtstrahl 23 aussendet und kann zudem eine CCD-Zeile aufweisen, mittels der die Reflektion des Lichtstrahls .23 an dem sich vorbei bewegenden Materialstrom 10 gemessen werden kann. Vorzugsweise handelt es sich um eine CCD-Zeile, die ortsaufgelöst in z-Richtung für die Erkennung von Fremdkörpern 12 in dem Materialstrom 10 sorgt. Die optische Erkennungsvorrichtung 21 kann wie in der DE 199 18 774 A1, der US 6,332,543 B1 oder der deutschen Patentanmeldung, Aktenzeichen 10 2004 015 463.5 ausgebildet sein. Die genannten Schutzrechte und Anmeldungen sollen vollumfänglich in den Offenbarungsgehalt dieser Anmeldung aufgenommen sein.
Bei einer vorgegebenen Geschwindigkeit v des Materialstroms in Bewegungsrichtung 17 erreicht ein erkannter Fremdkörper 12 nach einer entsprechenden einfach zu berechnenden Zeit die Abscheidestelle 26. Damit der Luftwiderstand keine Rolle spielt, ist ein Luftstrom 16 vorgesehen, der der Geschwindigkeit v des Materialstroms 10 entspricht. Aufgrund der Erdanziehungskraft erhöht sich v mit größerer Falltiefe y.
Im Bereich der Abscheidestelle 26 wird mittels einer schematisch angedeuteten Ausblasdüse 24 der Fremdkörper 12 in den Abscheideschacht 32 ausgeblasen bzw. abgeschieden. Der von Fremdkörpern 12 befreite Materialstrom 10, beispielsweise bestehend aus Tabak 11, wird in einem von Fremdkörpern 12 gereinigten Tabakstrom 33 in den Abförderschacht 31 verbracht.
Anstelle einer optischen Erkennungsvorrichtung kann auch eine andere Fremdkörpererkennungsvorrichtung Verwendung finden, wie beispielsweise eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung basierend auf Wärme, auf Schallwellen oder auf Mikrowellen.
Durch Vorsehen eines entsprechenden Luftstroms 16, der sich in der besonderen Ausgestaltung der Fig. 1 durch den mit dem Materialstrom 10 mitgeführten Luftstrom 16 selbst vergrößert bzw. entsteht, ist gewährleistet, dass keine Tabakstrips, die aufgrund des kleineren spezifischen Gewichts einen größeren Luftwiderstand aufweisen, eine kleinere Geschwindigkeit als beispielsweise Fremdkörper 12 aufweisen, so dass sehr genau die Zeitdifferenz zwischen der Erkennung des Fremdkörpers und dem Zeitpunkt des Ausschleusens bzw. Abscheidens an der Abscheidestelle 26 definiert werden kann. Ohne diesen entsprechend angepassten Luftstrom 16 würde unnötig viel Material (Tabak) mit abgeschieden werden, was unerwünscht ist.
In der in der DE 199 18 774 A1 beschriebenen Vorrichtung wird das Messgut bzw. der Materialstrom im freien Flug gemessen. Für die Auswertung der Messsignale wird eine bestimmte Zeit benötigt. Zu einem späteren Zeitpunkt befindet sich auf der Flugbahn eine Ausblasstelle, an der die zu entfernenden Bestandteile ausgeblasen werden können. Hierbei ist das Messgut, das sich im freien Flug befindet, dem Luftwiderstand ausgesetzt. Die Bestandteile des Messgutes werden hierdurch verzögert. Da der Luftwiderstand maßgeblich von der Oberfläche bestimmt ist, werden Messgutbestandteile mit großer Oberfläche, wie beispielsweise Tabaktstrips, stärker verzögert, als gleich schwere Messgutbestandteile mit kleinerer Oberfläche, wie beispielsweise Steine. Aufgrund dieser Erscheinung unterscheidet sich die Flugzeit zwischen Prüfstelle und Ausblasstelle gemäß dem Stand der Technik bei verschiedenen Messgutbestandteilen bzw. verschiedenen Materialstrombestandteilen. Die Materialstrombestandteile weisen somit eine Art Geschwindigkeitsdispersion auf. Aufgrund der Geschwindigkeitsdispersion ist die genaue Flugzeit der verschiedenen Materialstrombestandteile unbestimmt. Die Folge ist, dass es dazu kommt, dass einerseits Material, dass kein Fremdkörper ist, fälschlicherweise ausgeblasen wird und andererseits Fremdkörper nicht ausgeblasen werden. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird die Geschwindigkeitsdispersion vermieden bzw. vermieden, dass Material, das kein Fremdkörper ist, nicht ausgeblasen wird und Fremdkörper gesichert ausgeblasen werden.
Die Erfindung sieht dergestalt aus, dass ein gezielter Luftstrom erzeugt wird, der im Betrag und der Richtung der Bewegung des Materialstroms bzw. des Messgutes der Flugbahn entspricht. Hierdurch verzögert die umgebende Luft den Materialstrom bzw. das Messgut nicht, wodurch die Geschwindigkeitsdispersion vermieden wird.
In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 wird der Materialstrom 10 zunächst durch das Förderband 13 horizontal herangefördert, wobei die Oberfläche sich auf dem Höhenniveau y = 0 befindet. Vom Ende des Förderbandes 13 fällt das Material in einen im Querschnitt rechteckigen Schacht mit dem Querschnitt A(y) = x(y) · z, wobei angenommen wird, dass z konstant ist. Der Querschnitt x(y) des Schachtes ist nun wie folgt zu gestalten.
Die Fallgeschwindigkeit ohne Luftwiderstand beträgt ν y = 2·g·y , wobei g die Erdbeschleunigung ist. An der Ausblasstelle 26 mit yA soll die Luftgeschwindigkeit gleich der Fallgeschwindigkeit sein. Die Fallgeschwindigkeit ist somit an der Ausblasstelle vL (yA). Aufgrund der Kontinuitätsgleichung der Strömungslehre gilt
Figure 00090001
Daraus ergibt sich x(y) = xA(yA) · 2·g·y A 2·g·y bzw. x(y) = XA(yA) y A y .
Wenn der Querschnitt bzw. in dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 die Breite x nach der letztgenannten Formel ausgeführt wird, ist die Luftgeschwindigkeit gleich der Fallgeschwindigkeit ohne Luftwiderstand. Hierdurch wird die Geschwindigkeitsdispersion vermieden. Im oberen Bereich wird der Kanal 20 offen gelassen und die Seitenwand 28 nicht bis zu y=0 ausgeführt. Aufgrund der Aufprallfläche 30 und der im Bereich von y=0 geringen Geschwindigkeit ist der hierdurch erzeugte Fehler vernachlässigbar.
In Fig. 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der der Materialstrom 10 nach Verlassen des Förderbandes 13 mit einer Geschwindigkeit v0 an der Stelle, an der der Materialstrom 10 das Förderband 13 verlässt, versehen ist. Der Materialstrom 10 bewegt sich dann in einer Flugparabel nach rechts unten in Fig. 2. Auch in diesem Fall befindet sich die Oberfläche des Förderbandes 13 auf dem Höhenniveau y = 0. Im Punkt x = 0 und y = 0 hebt das Material des Materialstroms 10 in einer parabelförmigen Flugbahn von der Oberfläche des Förderbandes 13 ab. Ohne Luftwiderstand bewegt sich das Material des Materialstroms 10 auf einer parabelförmigen Bahn, die durch die folgende Abhängigkeit beschrieben werden kann: x=ν0· t νx =ν0 (Geschwindigkeit in x-Richtung) νy= -g·xν0 (Geschwindigkeit in y-Richtung)
Hieraus folgt ν= ν0 2 + (g-xν0 )2
Gemäß dem Ausführungsbeispiel in Fig. 2 wird über dem bzw. durch das Material des Materialstroms 10 ein Luftstrom erzeugt, der genau in Betrag und Richtung der Materialstromgeschwindigkeit im Kanal 20 entspricht. Die kann erreicht werden, wenn die Breite d (x) des Kanals 20 bei einem entsprechend im Querschnitt rechteckigen Kanal und bei konstanter Tiefe z nach der folgenden Formel verändert wird: d(x)= d 0 1 + g 2 v 0 4 x 2 d(x) sollte sich zumindest im Bereich zwischen der Prüfzone 25 und der Abscheidestelle 26 entsprechend verhalten.
Bezugszeichenliste
10
Materialstrom
11
Tabak
12
Fremdkörper
13
Förderband
14
Umlenkwalze
15
Messstrecke
16
Luftstrom
17
Bewegungsrichtung
20
Kanal
21
optische Erkennungsvorrichtung
22
Fenster
23
Licht
24
Ausblasdüse
25
Prüfzone
26
Abscheidestelle
27
Kanalwand
28
Kanalwand
30
Aufprallfläche
31
Abförderschacht
32
Abscheideschacht
33
Tabakstrom
v
Geschwindigkeit
v0
Geschwindigkeit des Materialstroms eingangsseitig des Kanals
x, y, z
Koordinaten
d
Durchmesser

Claims (13)

  1. Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (10) mit den folgenden Verfahrensschritten:
    Erzeugen eines Materialstroms (10),
    Überführen des Materialstroms (10) in eine Messstrecke (15), wobei in der Messstrecke (15) ein Luftstrom (16) erzeugt wird oder vorherrscht,
    Erkennen wenigstens eines Fremdkörpers (12) im Materialstrom (10),
    Entfernen des Fremdkörpers (12) aus dem Materialstrom (10), wobei zwischen dem Schritt des Erkennens und dem Schritt des Entfernens des Fremdkörpers (12) der Luftstrom (16) im Wesentlichen die gleiche Geschwindigkeit wie der Materialstrom (10) aufweist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Materialstrom (10) in der Messstrecke (15) im freien Fall bewegt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Materialstrom (10) in der Messstrecke (15) in einer Flugparabel bewegt.
  4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrom (16) von außen in die Messstrecke (15) eingebracht wird.
  5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Materialstrom (10) in der Messstrecke (15) in einem Kanal (20) bewegt, wobei die Querschnittsfläche des Kanals (20) in Bewegungsrichtung (17) des Materialstroms (10) wenigstens abschnittsweise sich verkleinernd ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche wenigstens abschnittsweise eine Funktion ist, die von der Quadratwurzel der Falltiefe (y) des Materialstroms (10) abhängt.
  7. Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (10) umfassend eine das Material (11, 12) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (21, 22) zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung (13, 20)) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (24), wobei die Zuführvorrichtung (13, 20) einen Kanal (20) umfasst, in dem eine Prüfzone (25) der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (21, 22) angeordnet ist und wobei der Kanal (20) ausgangsseitig des Materialstroms (10) in einer Abscheidestelle (26) der Fremdkörperabscheidevorrichtung (24) endet, wobei die Querschnittsfläche des Kanals (20) sich wenigstens abschnittsweise in Bewegungsrichtung (17) des Materialstroms (10) verkleinert.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) einen rechteckigen Querschnitt aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) wenigsten abschnittsweise im Wesentlichen vertikal angeordnet ist.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eingangsseitig des Kanals (20) eine Aufprallfläche (30) vorgesehen ist.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (20) mit wenigstens einer Wandung (27, 28) ausgebildet ist, die wenigstens abschnittsweise einer Flugparabel nachgebildet ist.
  12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsfläche wenigstens abschnittsweise eine Funktion ist, die von der Quadratwurzel der Falltiefe (y) des Materialstroms (10) abhängt.
  13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Sauglufterzeugungsvorrichtung und/oder Blaslufterzeugungsvorrichtung vorgesehen ist.
EP05004870A 2004-04-07 2005-03-05 Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom Withdrawn EP1584380A1 (de)

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DE102004017595A DE102004017595A1 (de) 2004-04-07 2004-04-07 Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom
DE102004017595 2004-04-07

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