EP1591172B1 - Verfahren und Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Materialstrom Download PDF

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EP1591172B1
EP1591172B1 EP05004869A EP05004869A EP1591172B1 EP 1591172 B1 EP1591172 B1 EP 1591172B1 EP 05004869 A EP05004869 A EP 05004869A EP 05004869 A EP05004869 A EP 05004869A EP 1591172 B1 EP1591172 B1 EP 1591172B1
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EP
European Patent Office
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channel
foreign
material flow
detection device
body detection
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EP05004869A
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EP1591172A1 (de
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Harry Drewes
Frank Schuster
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Hauni Primary GmbH
Original Assignee
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
    • B07B7/00—Selective separation of solid materials carried by, or dispersed in, gas currents
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for foreign body separation from a stream of material, in particular a tobacco stream.
  • a device is known in which by means of conveyors, in particular a conveyor trough and conveyor belts, a tobacco stream is spent in the region of an optical foreign body detection device. Once a foreign body is detected in the tobacco stream by means of the foreign body detection device, the or the foreign body from the tobacco stream are separated by means of compressed air transversely to the conveying direction.
  • This object is achieved 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 is conveyed in the form of a stream of partial material in the region of a foreign body detection device, wherein by means of the foreign body detection device, in particular based on at least one property, foreign body in Partial material flow are detected and then removed from the partial flow of material, which is formed upstream of the foreign body detection device, the partial flow of material by a visual step by means of an air flow and is conveyed by means of the air flow in the region of the foreign body detection device.
  • triggering or depositing a fraction or part of the material from the material flow is a visual step to understand that provides sufficient air resistance and is sufficiently light to be able to be solved at a given or predeterminable air flow rate from the flow of material can and be removed from this.
  • the material is preferably singulated. Upstream is to be understood in the context of the invention, in particular with regard to the conveying direction of the flow of partial material.
  • the foreign bodies are recognized by at least one property, such as brightness, color, humidity, or dielectric properties, to name but a few.
  • the speed of the air flow is or is increased at least in the region of the foreign body recognition device by means of a channel and / or suction channel having at least a section of reduced cross-sectional area, a better recognition rate of foreign bodies is made possible.
  • the channel preferably has a closed or substantially closed cross section.
  • An increase in the velocity of the air stream is particularly efficient and can be realized simply by virtue of the channel having a decreasing cross-sectional area at least in sections, in particular in the region of the foreign body recognition device. If the partial material flow is guided curved at least in sections, in particular in the region of the foreign body recognition device, it is possible in a simple manner to produce a partial material flow which has a small depth, whereby in particular an optical recognition device can be operated very efficiently.
  • the partial flow of material is performed at least in sections in an S-curve.
  • the partial material flow is deflected at least in sections, in particular in the area of the foreign body recognition device, by a further air flow, window materials or inner walls of the channel can be spared.
  • the partial flow of material is passed, in particular, from the window, which is preferably designed as a viewing window for the foreign body recognition device. 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, with a material flow conveyor, a foreign body detection device and a FremdMechabscheidevoriques, wherein a transverse to the material flow conveyor arranged viewing device is provided, wherein the foreign body detection device is disposed after the viewing device and in Connected thereto, the foreign body separation device, which is further developed in that by means of the sighting device, a partial material flow from the material flow is releasable and transportable to the foreign body detection device.
  • the viewing device comprises a channel.
  • a channel By this measure, an efficient management of the partial material flow is given.
  • the channel extends into the region of the foreign body detection device, very accurate detection of foreign matter is possible.
  • extending the channel into the region of the foreign body recognition device understood that the channel extends in the field of foreign body detection past a foreign body detection device.
  • a suction channel connects to the channel.
  • the channel and the suction channel can be arranged adjacent to one another or can also be a single device or a single element.
  • the suction channel may also extend into the area of recognition of foreign bodies.
  • the channel may include or be the suction channel.
  • the channel and / or the suction channel at least partially have a reduced cross-sectional area, the velocity of the partial material flow is uniform and defined there, so that an improved foreign body detection and foreign body separation is made possible, because the Operamaterialsgtrom is arranged substantially uniformly.
  • the reduced cross-sectional area is to be understood in the context of the invention in particular in relation to the cross-sectional area on the input side of the viewing channel or channel. By reducing the cross-sectional area, the velocity of the partial material flow increases.
  • the channel and / or the suction channel are at least partially curved, a particularly good foreign body recognition is possible.
  • the foreign body detection is further improved by the fact that the channel and / or the suction channel is at least partially S-shaped.
  • a particularly simple realization of a foreign body recognition device is provided if at least one window in the channel and / or in the suction channel is provided in the region of the foreign body recognition device.
  • a side channel is provided, the air flow inside the channel and / or the suction channel along allows at least one window, a long life of the window is guaranteed.
  • the term side channel also includes the term air nozzle.
  • Fig. 1 shows a schematic cross-sectional view of a device according to the invention for foreign body deposition from a tobacco stream 11.
  • the tobacco stream 11 is applied to a conveyor belt 10.
  • the tobacco stream 11 is conveyed in the conveying direction 10 'on the conveyor belt 10.
  • an air flow generating device such as a pump, in the lower and / or upper region of the channel 23 or suction channel 46, which sucks the air from a channel 23 and a suction channel 46 and / or blows into a channel 23, an air flow 21 is generated which permits sifting of the tobacco stream 11 entering the channel 23.
  • 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 are components of the tobacco stream 11 in the form of tobacco 12 and foreign matter 13, which are sufficiently light or have a sufficiently large air resistance to the gravity of the tobacco stream 11 in Fig.
  • the tobacco sub-stream 15 enters the region of a foreign-body recognition device 16, which in this embodiment is a foreign-body optical recognition device, for example one comprising a laser and a light beam 17 Window 18 in the channel 23 sends and the reflected light by means of a photosensitive detector, a CCD (charged coupled device), photomultiplexer or a camera receives and compares with predetermined values, such as brightness or color widths. As a result, foreign bodies can be detected accordingly.
  • a foreign-body recognition device 16 for example one comprising a laser and a light beam 17
  • Window 18 in the channel 23 sends and the reflected light by means of a photosensitive detector, a CCD (charged coupled device), photomultiplexer or a camera receives and compares with predetermined values, such as brightness or color widths.
  • predetermined values such as brightness or color widths.
  • a detected foreign body 13 can pass through a flow of air 20 emerging from the nozzle 19 after a determinable time has elapsed the tobacco part stream 15 are excreted.
  • the conveyor belt 10 is gem. of the Fig. 1 configured to extend to the channel 23.
  • Fig. 2 is also a schematic cross-sectional view of another embodiment of a device according to the invention for foreign body separation shown.
  • the conveying element of the tobacco stream 11 is a conveying channel 30 into which the tobacco 12 and the foreign bodies 13 are conveyed by means of compressed air or an air stream.
  • a nozzle 31 is shown, which generates an air stream 32, which allows the sighting.
  • the tobacco and foreign body constituents of the tobacco partial stream 15 are pulled apart and by the taper the tobacco partial stream is also pushed together or compacted in the depth, so that an overall increased foreign body recognition efficiency is given.
  • the material which is not in the partial stream 15, such as heavy tobacco 12 ', for example ribs, is conveyed in the conveying channel 30 to the left for further processing.
  • Fig. 3 shows a schematic three-dimensional representation of a portion of a device according to the invention for foreign body separation, wherein the channel 23 is shown with a subsequent suction channel 46. Also shown is a tapered portion 40 and a reduced cross sectional area portion 41. In this reduced cross sectional area portion 41, the viewing window for the foreign body detection device 16 is shown.
  • a foreign-body recognition device based on physical parameters other than optics may be used, such as microwaves or ultrasound.
  • nozzle 19 used for foreign body separation and corresponding flaps can be used.
  • Fig. 4 shows a further embodiment of a channel 23 in a schematic three-dimensional representation, wherein the channel 23 is followed by a suction channel 46.
  • the channel 23 may also include the suction channel 46, so that this is a one-piece Element acts.
  • a portion of the channel 23 and a portion of the suction channel 46 is shown, which is referred to as increasing section 43.
  • the desired and predeterminable average velocity of the tobacco partial stream 15 and the velocity distribution of the tobacco 12 and the foreign body 13 in the tobacco partial stream 15 can be optimized.
  • the mathematical derivation of the edge functions of the channel 23 or of the suction channel 46 is continuous in sections in this exemplary embodiment.
  • Fig. 6 shows a suction channel 46 and a channel 23 in a schematic cross-sectional view, wherein this channel is curved.
  • a one-sided concern or Vorbeistich the product stream or tobacco partial stream 15 is achieved on a wall.
  • the height variation or depth variation is greatly reduced, so that an improved foreign body detection efficiency is enabled.
  • Fig. 7 shows a shape of the channel 23 and 46 with alternating curvature or with an S-curve and mutual concern of the tobacco sub-stream and the tobacco and the foreign body first to the one and then to the opposite wall. This allows shortly after two windows 18 a two-sided observation of the product and thus an improved foreign body detection.
  • Fig. 8 shows a further embodiment of the channel 23 and the suction channel 46, in which a two-sided observation is possible.
  • the tobacco partial flow is flying 15 or the tobacco 12 and the foreign body 13 with low height variation close to one of the two windows 18, 18 'namely in this case the window 18' over, while it can be observed simultaneously through the opposite window 18.
  • an additional air flow 44 which is passed through a nozzle or through a side channel 45 to the window 18 'over, scratching the close to the tobacco stream 15 adjacent window can be avoided. It is a kind of air-knive principle.
  • a particularly good separation of the material from the material flow and in particular of tobacco from a stream of tobacco can be achieved.
  • a particularly suitable position for the propagation of the material is immediately after the sighting device or after the sifting.
  • By narrowing the cross-section or the cross-sectional area of the channel 23 or of the suction channel 46 it is possible to achieve a standardization of the airflow velocity and thus the velocity of the constituents of the tobacco partial stream.
  • a suitable shape as mentioned above is preferable. Due to the curvature of the suction channel 46 or the channel 23 at least in the region of the recognition device, the height variation or depth variation is reduced.

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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.
  • In US 2003/0056306 A1 ist eine Installation zur Reinigung von holzhaltigem Material, etwa Holzpellets, offenbart, das beispielsweise mit Sand, Nägeln und Steinen verunreinigt ist. Der Materialstrom aus Holzabfällen wird zunächst über Rüttelsiebe einem Vorsichter zugefördert. In dem Vorsichter werden leichte Verunreinigungen mittels eines Luftstroms aus dem Materialstrom entfernt. Stromabwärts des Vorsichters ist eine vertikale Fallstrecke für den Materialstrom angeordnet, an der ein magnetischer Separator zur Abscheidung von metallischen Verunreinigungen sowie ein Sensor angeordnet ist, der Partikel aus nicht-ferromagnetischen Metallen erkennt. Der Sensor steuert eine Klappe, mittels der die nicht-ferromagnetischen Metallpartikel aus dem Materialstrom entfernt werden.
  • 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, das dadurch weitergebildet ist, dass stromaufwärts der Fremdkörpererkennungsvorrichtung der Teilmaterialstrom durch einen Sichtschritt mittels eines Luftstroms gebildet und mittels des Luftstroms in den Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung gefördert 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 mittels eines wenigstens abschnittsweise eine verkleinerte Querschnittsfläche aufweisenden Kanals und/oder Absaugkanals 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, mit einem Materialstromförderer, einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung gelöst, wobei eine quer zum Materialstromförderer angeordnete Sichtvorrichtung vorgesehen ist, wobei im Anschluss an die Sichtvorrichtung die Fremdkörpererkennungsvorrichtung angeordnet ist und im Anschluss daran die Fremdkörperabscheidevorrichtung, die dadurch weitergebildet ist, dass mittels der Sichtvorrichtung ein Teilmaterialstrom aus dem Materialstrom herauslösbar und zur Fremdkörpererkennungsvorrichtung transportierbar ist.
  • 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 Absaugkanal an. Durch diese Maßnahme kann eine definierte Geschwindigkeit des Teilmaterialstroms erreicht werden, so dass die Fremdkörperabscheideeffizienz erhöht ist. Der Kanal und der Absaugkanal können aneinander grenzend angeordnet sein oder auch eine einzige Vorrichtung bzw. ein einziges Element sein. Der Absaugkanal kann sich auch in den Bereich der Erkennung von Fremdkörpern erstrecken. Der Kanal kann den Absaugkanal 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 Teilmaterialsgtrom 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 erfin- dungsgemäßen Einrichtung,
    Fig. 2
    eine schematische Querschnittsdarstellung einer weite- ren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Einrich- tung,
    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 Ka- nals einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
    Fig. 7
    eine schematische Querschnittsdarstellung eines weite- ren Kanals einer erfindungsgemäßen Einrichtung, und
    Fig. 8
    eine schematische Querschnittsdarstellung eines weite- ren 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 Absaugkanals 46, die die Luft aus einem Kanal 23 bzw. einem Absaugkanal 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
    Absaugkanal

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) gefördert wird, wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) Fremdkörper (13) im Teilmaterialstrom (15) erkannt und anschließend aus dem Teilmaterialstrom (15) entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, dass stromaufwärts der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) der Teilmaterialstrom (15) durch einen Sichtschritt mittels eines Luftstroms (21, 32) gebildet und mittels des Luftstroms (21, 32) in den Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16, 17, 18) gefördert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Luftstroms (21, 32) wenigstens im Bereich der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) mittels eines wenigstens abschnittsweise eine verkleinerte Querschnittsfläche aufweisenden Kanals und/oder Absaugkanals 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), einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16 - 18) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (19, 20), wobei eine quer zum Materialstromförderer (10, 30) angeordnete Sichtvorrichtung (14) vorgesehen ist, wobei im Anschluss an die Sichtvorrichtung (14) die Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16-18) angeordnet ist und im Anschluss daran die Fremdkörperabscheidevorrichtung (19, 20), dadurch gekennzeichnet, das mittels der Sichtvorrichtung (14) ein Teilmaterialstrom (15) aus dem Materialstrom (11) herauslösbar und zur Fremdkörpererkennungsvorrichtung (16 - 18) transportierbar ist.
  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 Absaugkanal (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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