EP1591172A1 - Verfahren und Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom - Google Patents

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EP1591172A1
EP1591172A1 EP05004869A EP05004869A EP1591172A1 EP 1591172 A1 EP1591172 A1 EP 1591172A1 EP 05004869 A EP05004869 A EP 05004869A EP 05004869 A EP05004869 A EP 05004869A EP 1591172 A1 EP1591172 A1 EP 1591172A1
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EP
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channel
foreign body
flow
partial
tobacco
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EP05004869A
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Harry Drewes
Frank Schuster
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Hauni Primary GmbH
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Hauni Primary GmbH
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Publication date
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    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
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    • 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
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
    • B07B4/00—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents
    • B07B4/02—Separating solids from solids by subjecting their mixture to gas currents while the mixtures fall
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    • B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
    • B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B07C—POSTAL SORTING; SORTING INDIVIDUAL ARTICLES, OR BULK MATERIAL FIT TO BE SORTED PIECE-MEAL, e.g. BY PICKING
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    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for foreign body separation from a stream of material, in particular a Tobacco stream.
  • This problem is solved by a method for foreign body separation from a stream of material, in particular a tobacco stream, wherein at least a portion of the material of the material stream in the form of a partial material flow in the region of a foreign body recognition device wherein by means of the foreign body recognition device, in particular based on at least one Property, foreign matter detected in the partial flow and then be removed from the partial flow material, wherein upstream of the foreign body detection device, the partial flow of material formed by a visual step by means of an air flow becomes.
  • the method according to the invention is a very efficient Foreign body separation from a material flow possible.
  • a visual step is in particular the triggering or separation a fraction or part of the material from the material flow to understand, which provides sufficient air resistance and sufficient is easy to get at a given or specifiable airflow speed be released from the flow of material can and can be removed from this.
  • This is the material is preferably singulated.
  • Upstream is in the frame the invention in particular with regard to the conveying direction of Understand sub-material flow.
  • the foreign bodies are due recognized at least one property, such as the brightness, the color, the humidity, or dielectric properties, only a few to give an example.
  • the channel When the partial flow of material is guided in a channel, one is defined delivery of the partial material flow at a defined speed possible, so that very efficient foreign body after the Detection be withdrawn from the partial flow material can.
  • the channel preferably has a closed or in Substantially closed cross-section.
  • An increase in the Speed of airflow is particularly efficient and easy feasible if the channel at least partially, especially in the area of the foreign body recognition device has a decreasing cross-sectional area.
  • the Partial material flow at least in sections, in particular in Area of the foreign body recognition device, curved guided is, it is easily possible to a partial flow of material produce, which has a small depth, which in particular an optical recognition device operated very efficiently can be.
  • the partial flow of material is at least partially guided in an S-curve.
  • the Partial flow especially from the window preferably designed as a viewing window for the foreign body detection device is, passed by. This avoids that the Window the abrasive effect of the material flow is added.
  • the object is further achieved by a device for foreign body separation from a stream of material, in particular a tobacco stream solved, with a material flow conveyor and a transverse to Material flow conveyor arranged viewing device is provided, by means of a material partial flow from the material flowmenlösbar is, wherein following the viewing device, a foreign body detection device is arranged and following it a foreign body separation device.
  • the inventive device is a very efficient Foreign body separation from a stream of material allows.
  • the viewing device comprises a channel.
  • a channel By this measure is an efficient management of the partial material flow given.
  • the channel is in the area of the foreign body recognition device extends is a very accurate determination or detection of foreign bodies possible.
  • the channel Under Extending the Channel into the area of the foreign body recognition device in particular understood that the channel is in the field of Foreign body detection on a foreign body detection device extends past.
  • the channel adjoins Suction channel on.
  • a defined speed of the partial material flow are achieved, so that the Foreign body separation efficiency is increased.
  • the channel and the Suction channel can be arranged adjacent to each other or even be a single device or a single element. Of the Suction channel can also be in the field of detection of Foreign bodies extend.
  • the channel may comprise the suction channel or be this.
  • the channel and / or the suction channel at least partially have a reduced cross-sectional area is the Velocity of the sub-stream there uniform and defined, allowing improved foreign body detection and foreign body separation is possible because of the partial flow in the Essentially evenly ordered.
  • the reduced cross-sectional area is in the context of the invention in particular in proportion to the cross-sectional area on the input side of the viewing channel or To understand channels. By reducing the cross-sectional area the speed of the partial material flow increases.
  • the channel and / or the suction channel at least partially are curved, is a particularly good foreign body detection possible.
  • the foreign object recognition is further thereby improving that the channel and / or the suction channel at least partially S-shaped.
  • a special simple realization of a foreign body recognition device is given when in the area of the foreign body recognition device at least one window in the canal and / or in the Suction channel is provided.
  • a side channel is provided, the one air flow inside the channel and / or the suction channel along at least one window is a long one Guaranteed life of the window.
  • the term side channel also includes the term air nozzle.
  • Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a inventive device for foreign body separation a tobacco stream 11.
  • the tobacco stream 11 is placed on a conveyor belt 10 applied.
  • the tobacco stream 11 is in the conveying direction 10 'on promoted the conveyor belt 10.
  • a Air flow 21 By means of an air flow generating device, such as a pump, in the lower and / or upper portion of the channel 23rd or suction channel 46, the air from a channel 23 and a Suction channel 46 sucks and / or blowing into a channel 23 is a Air flow 21 generates a view of entering the channel 23 Tobacco stream 11 allows.
  • the speed of the Air flow can be between 2 m / s and 30 m / s (preferably between 5 m / s and 17 m / s).
  • a correspondingly adjustable or predeterminable speed of the air flow 21 become constituents the tobacco stream 11 in the form of tobacco 12 and foreign matter 13, which are sufficiently light or sufficient have great air resistance to out against gravity the tobacco stream 11 in Fig. 1 to be transported upwards, in the channel 23 promoted upwards.
  • the visual device is indicated by the reference numeral 14. Too heavy components 22, such as ribs or stones, go down
  • the tobacco partial flow 15 enters the area of a foreign body recognition device 16, which in this embodiment a optical foreign body detection device, for example one comprising a laser and a light beam 17 through Window 18 in the channel 23 sends and the reflected light means a photosensitive detector, a CCD (charged coupled device), photomultiplexer or a camera receives and accordingly with predefinable values, such as brightness widths or color widths, compares. This allows corresponding foreign body be recognized.
  • a optical foreign body detection device for example one comprising a laser and a light beam 17 through Window 18 in the channel 23 sends and the reflected light means a photosensitive detector, a CCD (charged coupled device), photomultiplexer or a camera receives and accordingly with predefinable values, such as brightness widths or color widths, compares. This allows corresponding foreign body be recognized.
  • a optical foreign body detection device for example one comprising a laser and a light beam 17 through Window 18 in the channel 23 sends and the reflected light means a photosensitive
  • Speed of the tobacco stream 15 as a function of Distance between the foreign body recognition device 16 or the window 18 and a nozzle 19 can according to Lapse of a determinable time a recognized foreign body 13th by an emerging from the nozzle 19 air flow 20 from the Tobacco partial stream 15 are excreted.
  • the conveyor belt 10 is gem.
  • FIG. 1 configured to extend to the channel 23.
  • the Fraction of tobacco stream 11 which has not been screened in the form heavier components 22 like tobacco ribs, gets to further working on a conveyor belt that does not is shown below the viewing device.
  • Fig. 2 is also a schematic cross-sectional view of a another embodiment of a device according to the invention for foreign body separation shown.
  • a delivery channel 30 in the means of compressed air or a Air flow of the tobacco 12 and the foreign body 13 are promoted.
  • a nozzle 31 is shown, the air flow 32nd generated, which allows the sighting.
  • the tobacco sub-stream 15 pulled apart and by the taper the tobacco stream is pushed together in depth or compacted, so that overall an increased foreign body detection efficiency given is.
  • selected material such as heavy tobacco 12 ', for example Ribs, in the conveyor channel 30 to the left for further processing promoted.
  • Fig. 3 shows a schematic three-dimensional representation of a Part of a device according to the invention for foreign body separation, wherein the channel 23 with a subsequent Suction channel 46 is shown. It's also a rejuvenating one Section 40 and a reduced portion 41 Cross-sectional area 42. In this section 41 with reduced Cross-sectional area 42 is the viewing window for the foreign object recognition device 16 shown.
  • a foreign body detection device Find use on others physical parameters than the optics based, such as on microwaves or ultrasound. Instead of the nozzle 19 used For foreign body separation and corresponding flaps Find use.
  • Fig. 4 shows another embodiment of a channel 23 in a schematic three-dimensional representation, wherein the Channel 23 connects a suction channel 46.
  • the channel 23 can also include the suction channel 46, so this is a one-piece element.
  • Fig. 3 is also a portion of the channel 23 and a portion of the suction channel 46, which is referred to as the enlarging portion 43 becomes.
  • the desired and predeterminable average speed of the tobacco part stream 15 and the velocity distribution of the tobacco 12 and the foreign matter 13 are optimized in the tobacco part stream 15.
  • Fig. 5 in which the tapered Section 40 and the enlarging section 43 harmoniously merge.
  • the mathematical derivation of the edge functions of the channel 23 and the suction channel 46 is in this Embodiment sections in steadily.
  • Fig. 6 shows a suction channel 46 and a channel 23 in a schematic Cross-sectional view, wherein this channel is curved.
  • This embodiment is a one-sided concern or Passing the product stream or tobacco stream 15 past reached a wall. This will cause the height variation or depth variation greatly reduced, so that improved foreign body detection efficiency is possible.
  • Fig. 7 shows a shape of the channel 23 and 46 with changing Curvature or with an S-curve and mutual concerns the tobacco partial stream or the tobacco and the foreign body first to one and then to the opposite wall. This allows a quick succession two windows 18 a two-sided Observation of the product and thus improved foreign body detection.
  • Fig. 8 shows another embodiment of the channel 23 and the Absaugkanals 46, in which also a two-sided observation is possible.
  • the tobacco partial flow is flying 15 and the tobacco 12 and the foreign body 13 with less Height variation close to one of the two windows 18, 18 'namely in In this case, the window 18 'over while at the same time the opposite window 18 can be observed.
  • an additional air flow 44 through a nozzle or through a side channel 45 is passed to the window 18 'over, can a scratching of the close to the tobacco stream 15 adjacent window be avoided. It is a kind of air-knive principle.
  • the tobacco partial stream spread out so that a camera or a laser scan or a visual foreign body recognition device free view or access to the tobacco surface or to the tobacco partial stream surface Has.
  • a camera or a laser scan or a visual foreign body recognition device free view or access to the tobacco surface or to the tobacco partial stream surface Has.
  • the production of a monolayer or im Essentially a monolayer present tobacco partial stream expedient.
  • To achieve a good reject rate is the quality as important as the technology of the product presentation Image processing.
  • a separation of the product or Material and foreign body parts useful It is also appropriate to observe the flow of material from both sides, leaving a Cover the foreign body is avoided by the material or the detection of a cover is possible. Besides that is it makes sense to achieve a slight variation in height or depth, so as to avoid depth of focus problems.
  • a classifier or a viewing device 14 can be a particularly good separation of the material from the Material flow and in particular tobacco from a tobacco stream be achieved.
  • a particularly suitable position for the spread of the Material is immediately after the viewing device or after the Views.
  • narrowing the cross-section or the cross-sectional area of the channel 23 and the suction channel 46 may be a standardization the air flow speed and thus the speed the components of the tobacco partial stream can be achieved.
  • a suitable shape as listed above prefers. Due to the curvature of the suction channel 46 or of the channel 23 at least in the region of the recognition device the height variation or depth variation is reduced.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (11, 15), insbesondere einem Tabakstrom (11, 15). Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass wenigstens ein Teil des Materials (12, 12', 13) des Materialstroms (11, 15) in Form eines Teilmaterialstroms (15) in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16, 17, 18) befördert wird, wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) Fremdkörper (13) im Teilmaterialstrom (15) erkannt und anschließend aus dem Teilmaterialstrom (15) entfernt werden, wobei stromaufwärts der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) der Teilmaterialstrom (15) durch einen Sichtschritt mittels eines Luftstroms (21, 22) gebildet wird. Die erfindungsgemäße Einrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Materialstromförderer (10, 30) und eine quer zum Materialstromförderer (10, 30) angeordnete Sichtvorrichtung (14) vorgesehen ist, mittels der ein Materialteilstrom (15) aus dem Materialstrom (11) herauslösbar ist, wobei im Anschluss an die Sichtvorrichtung (14) eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) angeordnet ist und im Anschluss daran eine Fremdkörperabscheidevorrichtung (19, 20). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom, insbesondere einem Tabakstrom.
Aus der US 6,332,543 B1 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der mittels Förderern, insbesondere einer Förderrinne und Förderbändern, ein Tabakstrom in den Bereich einer optischen Fremdkörpererkennungsvorrichtung verbracht wird. 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 Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom anzugeben.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom, insbesondere einem Tabakstrom, wobei wenigstens ein Teil des Materials des Materialstroms in Form eines Teilmaterialstroms in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung gefördert wird, wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung, insbesondere anhand wenigstens einer Eigenschaft, Fremdkörper im Teilmaterialstrom erkannt und anschließend aus dem Teilmaterialstrom entfernt werden, wobei stromaufwärts der Fremdkörpererkennungsvorrichtung der Teilmaterialstrom durch einen Sichtschritt mittels eines Luftstroms gebildet wird.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist eine sehr effiziente Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom möglich. Unter einem Sichtschritt ist insbesondere das Auslösen oder Abscheiden einer Fraktion bzw. eines Teils des Materials aus dem Materialstrom zu verstehen, der ausreichend Luftwiderstand bietet und ausreichend leicht ist, um bei einer gegebenen oder vorgebbaren Luftstromgeschwindigkeit aus dem Materialstrom gelöst werden zu können und aus diesem entfernt werden zu können. Hierbei wird das Material vorzugsweise vereinzelt. Stromaufwärts ist im Rahmen der Erfindung insbesondere im Hinblick auf die Förderrichtung des Teilmaterialstroms zu verstehen. Die Fremdkörper werden aufgrund wenigstens einer Eigenschaft erkannt, wie die Helligkeit, die Farbe, die Feuchte, oder dielektrischen Eigenschaften, um nur einige beispielhaft zu nennen.
Wenn die Geschwindigkeit des Luftstroms wenigstens im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung erhöht ist oder wird, ist eine bessere Erkennungsrate von Fremdkörpern ermöglicht.
Wenn der Teilmaterialstrom in einem Kanal geführt wird, ist eine definierte Förderung des Teilmaterialstroms mit definierter Geschwindigkeit möglich, so dass sehr effizient Fremdkörper nach der Erkennung aus dem Teilmaterialstrom ausgeschieden werden können. Der Kanal hat vorzugsweise einen geschlossenen oder im Wesentlichen geschlossenen Querschnitt. Eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Luftstroms ist besonders effizient und einfach dadurch realisierbar, wenn der Kanal wenigstens abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung eine sich verkleinernde Querschnittsfläche aufweist. Wenn der Teilmaterialstrom wenigstens abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung, gekrümmt geführt wird, ist es auf einfache Weise möglich, einen Teilmaterialstrom zu erzeugen, der eine geringe Tiefe aufweist, wodurch insbesondere eine optische Erkennungsvorrichtung sehr effizient betrieben werden kann. Vorzugsweise wird der Teilmaterialstrom wenigstens abschnittsweise in einer S-Kurve geführt.
Wenn der Teilmaterialstrom wenigstens abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung, durch einen weiteren Luftstrom abgelenkt wird, können Fenstermaterialien bzw. Innenwände des Kanals geschont werden. Hierzu wird der Teilmaterialstrom insbesondere von dem Fenster, das vorzugsweise als Sichtfenster für die Fremdkörpererkennungsvorrichtung ausgestaltet ist, vorbei geführt. Hierdurch wird vermieden, dass dem Fenster die abrasive Wirkung des Materialstroms zugesetzt wird.
Die Aufgabe wird ferner durch eine Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom, insbesondere einem Tabakstrom gelöst, wobei ein Materialstromförderer und eine quer zum Materialstromförderer angeordnete Sichtvorrichtung vorgesehen ist, mittels der ein Materialteilstrom aus dem Materialstrom herauslösbar ist, wobei im Anschluss an die Sichtvorrichtung eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung angeordnet ist und im Anschluss daran eine Fremdkörperabscheidevorrichtung.
Durch die erfindungsgemäße Einrichtung ist eine sehr effiziente Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom ermöglicht. Vorzugsweise umfasst die Sichtvorrichtung einen Kanal. Durch diese Maßnahme ist eine effiziente Führung des Teilmaterialstroms gegeben. Wenn sich der Kanal in den Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung erstreckt, ist eine sehr genaue Bestimmung bzw. Erkennung von Fremdkörpern möglich. Unter Erstrecken des Kanals in den Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung wird insbesondere verstanden, dass der Kanal sich im Bereich der Fremdkörpererkennung an einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung vorbei erstreckt. Vorzugsweise schließt sich an den Kanal ein Saugkanal an. Durch diese Maßnahme kann eine definierte Geschwindigkeit des Teilmaterialstroms erreicht werden, so dass die Fremdkörperabscheideeffizienz erhöht ist. Der Kanal und der Saugkanal können aneinander grenzend angeordnet sein oder auch eine einzige Vorrichtung bzw. ein einziges Element sein. Der Saugkanal kann sich auch in den Bereich der Erkennung von Fremdkörpern erstrecken. Der Kanal kann den Saugkanal umfassen bzw. dieser sein.
Wenn der Kanal und/oder der Absaugkanal wenigstens abschnittsweise eine verkleinerte Querschnittsfläche aufweisen, ist die Geschwindigkeit des Teilmaterialstroms dort einheitlich und definiert, so dass eine verbesserte Fremdkörpererkennung und Fremdkörperabscheidung ermöglicht ist, weil der Teilmaterialstrom im Wesentlichen gleichmäßig geordnet ist. Die verkleinerte Querschnittsfläche ist im Rahmen der Erfindung insbesondere im Verhältnis zur Querschnittsfläche eingangsseitig des Sichtkanals oder Kanals zu verstehen. Durch Verkleinerung der Querschnittsfläche erhöht sich die Geschwindigkeit des Teilmaterialstroms.
Wenn der Kanal und/oder der Absaugkanal wenigstens abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sind, ist eine besonders gute Fremdkörpererkennung möglich. Die Fremdkörpererkennung wird ferner dadurch verbessert, dass der Kanal und/oder der Absaugkanal wenigstens abschnittsweise S-förmig ausgebildet ist. Eine besonders einfache Realisierung einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung ist dann gegeben, wenn im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung wenigstens ein Fenster im Kanal und/oder im Absaugkanal vorgesehen ist. Wenn ein Seitenkanal vorgesehen ist, der einen Luftstrom im Inneren des Kanals und/oder des Absaugkanals entlang wenigstens eines Fensters ermöglicht, ist eine lange Lebensdauer des Fensters gewährleistet. Im Rahmen der Erfindung umfasst der Begriff Seitenkanal auch den Begriff Luftdüse.
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 Einrichtung,
Fig. 2
eine schematische Querschnittsdarstellung einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 3
eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 4
eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 5
eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig. 6
eine schematische Querschnittsdarstellung eines Kanals einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Fig.7
eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Kanals einer erfindungsgemäßen Einrichtung, und
Fig.8
eine schematische Querschnittsdarstellung eines weiteren Kanals einer erfindungsgemäßen Einrichtung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom 11. Der Tabakstrom 11 wird auf ein Förderband 10 aufgebracht. Der Tabakstrom 11 wird in Förderrichtung 10' auf dem Förderband 10 gefördert.
Mittels einer Luftstromerzeugungseinrichtung, wie beispielsweise einer Pumpe, im unteren und/oder oberen Bereich des Kanals 23 oder Saugkanals 46, die die Luft aus einem Kanal 23 bzw. einem Saugkanal 46 saugt und/oder in einen Kanal 23 bläst, wird ein Luftstrom 21 erzeugt, der ein Sichten des in den Kanal 23 eintretenden Tabakstroms 11 ermöglicht. Die Geschwindigkeit des Luftstroms kann zwischen 2 m/s und 30 m/s (vorzugsweise zwischen 5 m/s und 17 m/s) sein. Durch eine entsprechend einstellbare bzw. vorgebbare Geschwindigkeit des Luftstroms 21 werden Bestandteile des Tabakstroms 11 in Form von Tabak 12 und Fremdkörper 13, die ausreichend leicht sind bzw. einen ausreichend großen Luftwiderstand aufweisen, um gegen die Schwerkraft aus dem Tabakstrom 11 in Fig. 1 nach oben transportiert zu werden, in dem Kanal 23 nach oben gefördert. Es entsteht so ein Tabakteilstrom 15, der auch Fremdkörper 13 umfasst. Die Sichtvorrichtung ist durch die Bezugsziffer 14 angedeutet. Zu schwere Bestandteile 22, wie beispielsweise Rippen oder Steine, gelangen nach unten, wie durch den Pfeil angedeutet ist.
Der Tabakteilstrom 15 gelangt in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung 16, die in diesem Ausführungsbeispiel eine optische Fremdkörpererkennungsvorrichtung ist, beispielsweise eine, die einen Laser umfasst und einen Lichtstrahl 17 durch ein Fenster 18 in den Kanal 23 sendet und das reflektierte Licht mittels eines lichtempfindlichen Detektors, einer CCD (charged coupled device), Photomultiplexer oder einer Kamera aufnimmt und entsprechend mit vorgebbaren Werten, wie Helligkeitsweiten oder Farbweiten, vergleicht. Hierdurch können entsprechend Fremdkörper erkannt werden. Bei einer definierten bzw. im Wesentlichen definierten Geschwindigkeit des Tabakteilstroms 15 in Abhängigkeit des Abstands zwischen der Fremdkörpererkennungsvorrichtung 16 bzw. dem Fenster 18 und einer Düse 19 kann nach entsprechendem Verstreichen einer bestimmbaren Zeit ein erkannter Fremdkörper 13 durch einen aus der Düse 19 austretenden Luftstrom 20 aus dem Tabakteilstrom 15 ausgeschieden werden.
Das Förderband 10 ist im Ausführungsbeispiel gem. der Fig. 1 ausgestaltet, um sich bis zu dem Kanal 23 zu erstrecken. Die Fraktion des Tabakstroms 11, die nicht ausgesichtet wurde, in Form von schwereren Bestandteilen 22 wie Tabakrippen, gelangt zur weiteren Be- oder Verarbeitung auf ein Förderband, das nicht dargestellt ist, unterhalb der Sichtvorrichtung.
In Fig. 2 ist auch eine schematische Querschnittsdarstellung eines anderen Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung dargestellt. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel gem. Fig. 1 ist das Förderelement des Tabakstroms 11 ein Förderkanal 30, in den mittels Druckluft bzw. eines Luftstroms der Tabak 12 und die Fremdkörper 13 gefördert werden. Außerdem ist eine Düse 31 dargestellt, die einen Luftstrom 32 erzeugt, der die Sichtung ermöglicht. Außerdem ist im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 der Querschnitt des Kanals 23 im Bereich der Fremdkörpererkennung, d.h. insbesondere im Bereich des Fensters 18, verkleinert, so dass die Geschwindigkeit des Tabakteilstroms 15 dort höher ist als eingangsseitig der Sichtvorrichtung 14. Dieses wird durch einen sich verjüngenden Abschnitt 40 des Kanals 23 ermöglicht. Durch die erhöhte Geschwindigkeit werden zum einen die Tabak- und Fremdkörperbestandteile des Tabakteilstroms 15 auseinander gezogen und durch die Verjüngung wird der Tabakteilstrom auch in der Tiefe zusammen geschoben bzw. kompaktiert, so dass insgesamt eine erhöhte Fremdkörpererkennungseffizienz gegeben ist. Das nicht in den Teilstrom 15 ausgesichtete Material wie schwerer Tabak 12', beispielsweise Rippen, wird in dem Förderkanal 30 nach links zur weiteren Verarbeitung gefördert.
Fig. 3 zeigt eine schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung, wobei der Kanal 23 mit einem sich anschließenden Absaugkanal 46 dargestellt ist. Es ist auch ein sich verjüngender Abschnitt 40 dargestellt und ein Abschnitt 41 mit verringerter Querschnittsfläche 42. In diesem Abschnitt 41 mit verringerter Querschnittsfläche 42 ist das Sichtfenster für die Fremdkörpererkennungsvorrichtung 16 dargestellt.
Anstelle einer optischen Fremdkörpererkennungsvorrichtung kann auch in jedem Ausführungsbeispiel dieser Anmeldung eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung Verwendung finden, die auf anderen physikalischen Parametern als der Optik basiert, wie beispielsweise auf Mikrowellen oder Ultraschall. Anstelle der verwendeten Düse 19 zur Fremdkörperabscheidung können auch entsprechende Klappen Verwendung finden.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kanals 23 in einer schematischen dreidimensionalen Darstellung, wobei sich dem Kanal 23 ein Absaugkanal 46 anschließt. Der Kanal 23 kann auch den Absaugkanal 46 umfassen, so dass es sich hierbei um ein einstückiges Element handelt. Im Vergleich zu Fig. 3 ist außerdem ein Abschnitt des Kanals 23 bzw. ein Abschnitt des Absaugkanals 46 dargestellt, der als sich vergrößernder Abschnitt 43 bezeichnet wird. Durch diese Ausführungsform kann die gewünschte und vorgebbare mittlere Geschwindigkeit des Tabakteilstroms 15 und die Geschwindigkeitsverteilung des Tabaks 12 und der Fremdkörper 13 im Tabakteilstrom 15 optimiert werden. Entsprechendes gilt im Ausführungsbeispiel gem. der Fig. 5, bei der der sich verjüngende Abschnitt 40 und der sich vergrößernde Abschnitt 43 harmonisch ineinander übergehen. Die mathematische Ableitung der Kantenfunktionen des Kanals 23 bzw. des Absaugkanals 46 ist in diesem Ausführungsbeispiel abschnittsweise stetig.
Fig. 6 zeigt einen Absaugkanal 46 bzw. einen Kanal 23 in schematischer Querschnittsdarstellung, wobei dieser Kanal gekrümmt ist. In diesem Ausführungsbeispiel wird ein einseitiges Anliegen bzw. Vorbeistreichen des Produktstroms bzw. Tabakteilstroms 15 an einer Wand erreicht. Hierdurch wird die Höhenvariation oder Tiefenvariation stark vermindert, so dass eine verbesserte Fremdkörpererkennungseffizienz ermöglicht ist.
Fig. 7 zeigt eine Formgebung des Kanals 23 bzw. 46 mit wechselnder Krümmung bzw. mit einer S-Kurve und wechselseitigem Anliegen des Tabakteilstroms bzw. des Tabaks und der Fremdkörper erst an die eine und dann an die gegenüber liegende Wand. Dieses ermöglicht kurz nacheinander über zwei Fenster 18 eine beidseitige Beobachtung des Produktes und damit eine verbesserte Fremdkörpererkennung.
Fig. 8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Kanals 23 bzw. des Absaugkanals 46, bei der auch eine beidseitige Beobachtung ermöglicht ist. In diesem Ausführungsbeispiel fliegt der Tabakteilstrom 15 bzw. der Tabak 12 und die Fremdkörper 13 mit geringer Höhenvariation dicht an einem der zwei Fenster 18, 18' nämlich in diesem Fall dem Fenster 18' vorbei, während es gleichzeitig durch das gegenüberliegende Fenster 18 beobachtet werden kann. Durch einen zusätzlichen Luftstrom 44, der durch eine Düse bzw. durch einen Seitenkanal 45 an dem Fenster 18' vorbei geleitet wird, kann ein Zerkratzen des dicht am Tabakstrom 15 anliegenden Fensters vermieden werden. Es handelt sich hierbei um eine Art Air-knive-Prinzip.
Es ist sinnvoll zur Fremdkörpererkennung mit einer optischen Erkennungsvorrichtung und zum anschließenden Abscheiden der Fremdkörper aus dem Tabakstrom bzw. Tabakteilstrom, den Tabakteilstrom so auszubreiten, dass eine Kamera oder ein Laserscan bzw. eine optische Fremdkörpererkennungsvorrichtung freien Blick bzw. Zugang zur Tabakoberfläche bzw. zur Tabakteilstromoberfläche hat. Hierzu ist die Herstellung eines in Monolage oder im Wesentlichen einer Monolage vorliegenden Tabakteilstroms zweckmäßig. Um eine gute Ausschleusrate zu erreichen, ist die Qualität der Produktpräsentation genauso wichtig wie die Technologie der Bildverarbeitung. Hierzu ist eine Vereinzelung der Produkt- bzw. Material- und Fremdkörperteile sinnvoll. Ferner ist es zweckmäßig, den Materialstrom von beiden Seiten zu beobachten, so dass eine Abdeckung der Fremdkörper durch das Material vermieden wird bzw. die Erkennung einer Abdeckung ermöglicht ist. Außerdem ist es sinnvoll, eine geringe Variation in der Höhe bzw. Tiefe zu erreichen, um so Tiefenschärfeprobleme zu vermeiden.
Um nach der Erkennung eines Fremdkörpers auch die Fremdkörper effizient auszuschleusen, ist es sinnvoll, eine einheitliche Geschwindigkeit für die Produkt- und Fremdkörperteile zwischen dem Ort der Detektion und dem Ort der Ausschleusung zu erzielen. Je geringer die Geschwindigkeitsverteilung der Bestandteile des Materialstroms ist, desto länger darf die Distanz zwischen dem Ort der Detektion und dem Ort der Ausschleusung sein. Außerdem ist ein hoher Produktstrom, d.h. eine hohe Masse des Materialstroms pro Zeiteinheit erwünscht. Dieses kann über eine große Breite oder eine hohe Produktgeschwindigkeit bzw. Materialteilstromgeschwindigkeit oder einer Kombination der beiden erzielt werden.
Durch Verwendung eines Sichters bzw. einer Sichtvorrichtung 14 kann eine besonders gute Vereinzelung des Materials aus dem Materialstrom und insbesondere von Tabak aus einem Tabakstrom erzielt werden. Um eine möglichst gleichförmige Geschwindigkeit der Tabakteile und der Fremdkörper zu erzielen, ist es sinnvoll, die Geschwindigkeit des das Material transportierenden Luftstromes ansteigen zu lassen bzw. das ausgesichtete Material zu beschleunigen. Eine besonders geeignete Position für die Ausbreitung des Materials ist unmittelbar nach der Sichtvorrichtung bzw. nach dem Sichten. Durch Verengung des Querschnitts bzw. der Querschnittsfläche des Kanals 23 bzw. des Absaugkanals 46 kann einer Vereinheitlichung der Luftstromgeschwindigkeit und damit der Geschwindigkeit der Bestandteile des Tabakteilstroms erreicht werden. Außerdem ist eine geeignete Formgebung wie vorstehend aufgeführt bevorzugt. Durch die Krümmung des Absaugkanals 46 oder des Kanals 23 wenigstens im Bereich der Erkennungsvorrichtung wird die Höhenvariation oder Tiefenvariation vermindert.
Durch die Erfindung ist eine sehr effiziente Fremdkörpererkennung und -abscheidung möglich, wobei wenig Material aus dem Materialstrom mit abgeschieden wird.
Bezugszeichenliste
10
Förderband
10'
Förderrichtung
11
Tabakstrom
12, 12'
Tabak
13
Fremdkörper
14
Sichtvorrichtung
15
Tabakteilstrom
16
Fremdkörpererkennungsvorrichtung
17
Lichtstrahl
18, 18'
Fenster
19
Düse
20
Luftstrom
21
Luftstrom
22
Schwerteile
23
Kanal
30
Förderkanal
31
Düse
32
Luftstrom
40
verjüngender Abschnitt
41
Abschnitt mit verringerter Querschnittsfläche
42
Querschnittsfläche
43
vergrößernder Abschnitt
44
Luftstrom
45
Seitenkanal
46
Saugkanal

Claims (16)

  1. Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (11, 15), insbesondere einem Tabakstrom (11, 15), wobei wenigstens ein Teil des Materials (12, 12', 13) des Materialstroms (11, 15) in Form eines Teilmaterialstroms (15) in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16, 17, 18) befördert wird, wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) Fremdkörper (13) im Teilmaterialstrom (15) erkannt und anschließend aus dem Teilmaterialstrom (15) entfernt werden, wobei stromaufwärts der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) der Teilmaterialstrom (15) durch einen Sichtschritt mittels eines Luftstroms (21, 22) gebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Luftstroms (21, 32) wenigstens im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) erhöht ist oder wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilmaterialstrom (15) in einem Kanal (23) geführt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (23) wenigstens abschnittsweise (40), insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18), eine sich verkleinernde Querschnittsfläche (42) aufweist.
  5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilmaterialstrom (15) wenigstens abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) gekrümmt geführt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilmaterialstrom (15) wenigstens abschnittsweise in einer S-Kurve geführt wird.
  7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Teilmaterialstrom (15) wenigstens abschnittsweise, insbesondere im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18), durch einen weiteren Luftstrom (44) abgelenkt wird.
  8. Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom (11, 15), insbesondere einem Tabakstrom (11, 15), mit einem Materialstromförderer (10, 30) und einer quer zum Materialstromförderer (10, 30) angeordneten Sichtvorrichtung (14), mittels der ein Materialteilstrom (15) aus dem Materialstrom (11) herauslösbar ist, wobei im Anschluss an die Sichtvorrichtung (14) eine Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) angeordnet ist und im Anschluss daran eine Fremdkörperabscheidevorrichtung (19, 20).
  9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sichtvorrichtung (14) einen Kanal (23) umfasst.
  10. Einrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Kanal (23) in den Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) erstreckt.
  11. Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Kanal (23) ein Saugkanal (46) anschließt.
  12. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (23) und/oder der Absaugkanal (46) wenigstens abschnittsweise eine verkleinerte Querschnittsfläche (42) aufweisen.
  13. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (23) und/oder der Absaugkanal (46) wenigstens abschnittsweise gekrümmt ausgebildet sind.
  14. Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (23) und/oder der Absaugkanal (46) wenigstens abschnittsweise S-förmig ausgebildet sind.
  15. Einrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) wenigstens ein Fenster (18, 18') im Kanal (23) und/oder im Absaugkanal (46) vorgesehen ist.
  16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass ein Seitenkanal (45) vorgesehen ist, der einen Luftstrom (44) im Inneren des Kanals (23) und/oder des Absaugkanals (46) entlang wenigstens eines Fensters (18, 18') ermöglicht.
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