EP1930090B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung - Google Patents
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- EP1930090B1 EP1930090B1 EP08001185A EP08001185A EP1930090B1 EP 1930090 B1 EP1930090 B1 EP 1930090B1 EP 08001185 A EP08001185 A EP 08001185A EP 08001185 A EP08001185 A EP 08001185A EP 1930090 B1 EP1930090 B1 EP 1930090B1
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- tobacco flow
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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
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- 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
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- 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 apparatus for foreign body separation from a tobacco stream.
- a corresponding device is for example from the US 6,332,543 B1 the applicant known.
- this known device by means of conveyors, in particular a conveyor trough and conveyor belts, a stream of tobacco is brought into 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.
- EP 1 576 897 A1 discloses a device for scanning and sorting tobacco leaves, wherein the tobacco leaf stream is raised by means of a current air source and at a speed is accelerated so that the tobacco particles are separated. Via a corresponding channel, the lifted tobacco leaves are conveyed to a scanning device, so that the tobacco leaf stream is scanned in the channel by the scanning device. Subsequently, unacceptable tobacco leaves are removed by a blast of compressed air.
- This object is achieved by a method for foreign body separation from a tobacco stream, wherein the tobacco stream is conveyed directly into the region of a foreign body detection device with compressed air and wherein by means of the foreign body detection device based on at least one property foreign bodies are recognized in the tobacco stream and then removed from the tobacco stream, wherein the Tobacco flow is tapered transversely to the conveying direction.
- a method for foreign body separation from a tobacco stream wherein the tobacco stream is conveyed directly into the region of a foreign body detection device with compressed air and wherein by means of the foreign body detection device based on at least one property foreign bodies are recognized in the tobacco stream and then removed from the tobacco stream, wherein the Tobacco flow is tapered transversely to the conveying direction.
- property means in particular an optical property of the tobacco or of the foreign body such as brightness, shape and / or color or another physical property, such as the humidity, the specific weight or the provision of corresponding elements (carbon or metals, etc.).
- the foreign object recognition preferably takes place by means of a detection of the brightness and / or the color of the objects contained in the tobacco stream.
- objects is meant in particular tobacco, tobacco leaves, cut tobacco and foreign matter.
- the speed of the tobacco stream is between 6 m / s and 30 m / s, in particular between 17 m / s and 30 m / s. Due to the preferred speed, a very effective promotion of the tobacco stream is provided.
- the tobacco stream pulled apart across the conveying direction is excreted when leaving foreign bodies little tobacco or tobacco leaves or cut tobacco.
- this allows an improved detection rate of foreign bodies, since a relatively thin layer of tobacco stream can be evaluated correspondingly transversely to the conveying direction of the tobacco stream with the foreign body recognition device.
- the tobacco stream is preferably also pulled apart transversely to the measuring direction of the foreign body recognition.
- the direction of foreign body detection and the conveying direction are preferably also transverse to each other.
- the tobacco stream is tapered in the direction of foreign body recognition.
- the foreign body detection can be done very efficiently and with high efficiency. Only a thin layer of the tobacco stream has to be examined for foreign bodies, whereby the foreign bodies can be better detected by smaller overlaps with tobacco.
- the direction of the foreign body detection in particular in an ultrasonic measurement method, the direction of the ultrasonic waves transmitted to the tobacco stream or in a microwave method, the direction of the directed to the tobacco stream microwaves.
- the foreign body (s) are removed from the tobacco stream with compressed air.
- foreign bodies can also be removed from the tobacco stream by means of a fluid flow, for example a water jet. If after the foreign body detection of the tobacco stream is further promoted by suction, an uninterrupted tobacco stream is possible and correspondingly high throughput rates are possible.
- the tobacco stream is at least partially conveyed substantially horizontally. In this embodiment of the invention, it makes sense to achieve tobacco flow velocities of at least 12 m / s, which is a Conveying air velocity of about 17 m / s corresponds. Conversely, if the tobacco stream is at least partially conveyed substantially vertically, gravity may also be exploited and the velocity of the tobacco stream or velocity of compressed air, which then contributes to conveying the tobacco stream, may be lower.
- a device for foreign body separation from a tobacco stream wherein a device supplying the tobacco to a foreign body detection device (supply device) and a FremdMechabscheidevoriques is provided, wherein the supply device for conveying the tobacco stream comprises a compressed air source, wherein the supply device is closed in cross-section Channel, in which the tobacco stream is promoted, the channel ends immediately before the foreign body detection device and / or the FremdMechabscheidevorraum open, wherein the channel is at least partially formed in the conveying direction in a direction transverse to the conveying direction tapered.
- the device according to the invention can be made very small by using a compressed air source and the associated relatively high conveying speeds of the tobacco stream.
- a compressed air flow in the feeder which promotes the tobacco flow.
- the compressed air flow directly promotes the tobacco flow to the foreign body detection device.
- the foreign body detection efficiency is increased when the channel is at least partially tapered in the conveying direction in a direction transverse to the conveying direction. If the channel in the conveying direction is at least partially pulled funnel-shaped apart, a particularly effective and tobacco-saving deposition of foreign bodies is possible.
- the channel is preferably designed at the exit in the form of a rectangular nozzle, so that an increase in speed occurs at the tobacco outlet.
- the cross section is then preferably reduced at the outlet. A particularly simple foreign object recognition is possible when the foreign body recognition device is optical.
- the channel extends in the conveying direction of the tobacco stream beyond the Fremd Economicsabscheidevorraum out.
- the channel is closed at least on one side in the region of the foreign body separation device or comprises a lid.
- a flow can be achieved by preferably utilizing a Coanda effect on the closed side of the channel or on the side of the channel provided with a lid, which enables a very good foreign body detection rate.
- At least one wall of the channel is at least partially straight in the conveying direction.
- two opposite walls, in particular preferably two opposite narrower side walls of the channel are at least partially straight.
- the straight formation of the at least one wall is preferably adjacent to the end of the channel at which the foreign body detection device and / or the foreign matter separation device is disposed downstream.
- FIG. 1 shows a schematic representation of a device according to the invention for foreign body separation.
- a tobacco feed device 10 is shown, which in particular comprises a tube 14, in which a stream of tobacco 16 in the conveying direction 28 is generated by a compressed air flow 11 generated by a compressed air source 30.
- Tobacco for example, from a chute or a tobacco pipe 25, which is conveyed in the conveying direction 26 in the tobacco pipe 25, metered via a rotary valve, provided in the conveying direction 27 in the pipe 14 and contributes to the tobacco stream.
- a rotary valve provided in the conveying direction 27 in the pipe 14 and contributes to the tobacco stream.
- the tobacco stream which is introduced into the tube 14 and is conveyed accordingly, are also foreign body 17.
- the tube 14 is a foreign body detection device, in this case comprising a laser 20, which generates a fan beam 21 by means not shown optics, and a CCD line (Charged Coupled Device line) 22, which may also be a camera, tapered in one direction and formed in a direction rotated by 90 ° widening direction and ends in a nozzle 15, the in Fig. 3 is shown.
- the tube 14 is correspondingly flattened in the region of the nozzle 15 and pulled apart, so that the tobacco 16 is pulled apart in the tobacco stream and a thinner layer passes through the fan beam 21, so that the efficiency of foreign body detection is increased.
- a correspondingly recognized foreign body 17 is detected, for example, by a larger absorption of the beam spatially resolved via the CCD line 22 and eliminated by activating a nozzle 23 by means of compressed air 29 in the separation direction 18 from the tobacco stream.
- the tobacco stream is substantially or completely exempt from the foreign bodies 17 conveyed away by suction 12 in the discharge pipe 24. It makes sense to provide the suction air 12 in the discharge pipe such that all tobacco components 16 of the tobacco stream are taken.
- FIG. 1 Figure 3 illustrates a horizontal embodiment of the invention in which the tobacco stream consisting of tobacco parts 16 is conveyed substantially horizontally.
- Fig. 2 an alternative embodiment of the device according to the invention is shown schematically, in which a vertical conveying of the tobacco happens.
- the tobacco pipe 25 is designed obliquely opening into the tube 14 and also the rotary valve 13 is not directly opening into the tube 14. Otherwise, the features corresponding to those Fig. 1 , However, in this case the compressed air speed 11 does not have to be set as high as in the exemplary embodiment according to FIG. Fig. 1 , because in addition to the compressed air and the earth's gravity plays a role.
- Fig. 3 shows a schematic section of a device according to the invention in three-dimensional representation.
- the fanned out or pulled apart and flattened tube 14 in the nozzle region 15 is visible.
- the tube 14 is rectangular or square in cross section. However, it can also be given a different form.
- corresponding arrows 29 that spatially resolved corresponding foreign body in the tobacco stream 16 can be removed from this, so that a slight tobacco loss arises here.
- a nozzle strip 33 is also shown, which has corresponding individual nozzles 23.
- the nozzles 23 are in Fig. 3 only indicated schematically. These are preferably closer together and it is preferred a larger number than shown provided.
- any other conceivable foreign body detection can be used such as, for example, a foreign body detection based on heat, sound waves or microwaves.
- the product ie the tobacco stream or the tobacco should be spread so that the camera or the laser scan has a clear view or access to the product surface.
- the quality of the product presentation is at least as important as the image processing technology.
- the spreading systems known in the art operate at speeds of tobacco flow in the range up to 5.5 m / s and in a free fall at 3.0 m / s.
- Essential to the invention is the pneumatic conveying of the tobacco stream.
- correspondingly high speeds between 16 m / s and 30 m / s are possible.
- Known CCD line scan cameras offer scan rates or frame rates or readout times that can fully inspect the product surface even at these speeds.
- the invention it is possible to present a stream of tobacco so that at a correspondingly high speed, in particular visually inspected, foreign matter with air nozzles or water nozzles are also ejected selectively can. This has the advantage that the corresponding apparatus for foreign body separation can have a smaller width and that a better separation of the tobacco in the tobacco stream is made possible.
- FIG. 4 shows a further schematic three-dimensional representation of a part of another embodiment of a device for foreign body detection.
- the channel 14 is configured differently.
- Two opposing walls 50 and 51 are shown, which are arranged substantially parallel to each other and straight. This means that they are not tapered in the outlet region or in the nozzle region 15, but continue to be straight or continue parallel to one another.
- the lower wall 52 and the upper wall 53 in the region 15 in the conveying direction of the compressed air 11 is tapered to achieve a nozzle effect. Upstream of the nozzle area 15, the lower wall 52 and the upper wall 53 may also be parallel to each other.
- FIG. 3 Compared to FIG. 3 is the distance between the channel 14 and the discharge pipe 24 slightly further to a computing unit, which is used to control the nozzles 23 to the nozzle bar 33 with appropriate foreign body detection by detecting a corresponding foreign body by means of the CCD line 22, even at high conveying speeds timely control of the corresponding nozzle 23 to allow.
- FIG. 5 shows a further embodiment of the inventive device for foreign body detection in a schematic sectional view.
- This is a one-sided closed Channel 14.
- the air flow creates by utilizing the so-called Coanda effect to the rear wall 45 at.
- the foreign body in the observation plane 48 through the window 47 detects, after appropriate time delay depending on the conveying speed of the tobacco stream incl.
- the foreign body of the foreign body 40 by a pressure generated by the air nozzle 42 surge 43 from the conveying direction Deflected 28 so that the foreign body 40 reaches the deflected trajectory 44. As a result, the foreign body 40 is discharged from the channel 14.
- the channel 14 is configured such that in the conveying direction before, that is upstream of the air nozzle 42 takes place a reduction in the cross-sectional area of the channel 14, and in the region in which the freed of the foreign body 40 tobacco stream is further promoted, the cross-section initially increased slightly
- the position of the camera 46 is correspondingly far enough In front of the nozzle 42 and the nozzles 42. It can thus in the nozzle 42 shown schematically also to a nozzle bar according to the FIG. 3 or 4 act.
- the back wall 45 is substantially continuous, that is, the channel 14 extends beyond the foreign body separator.
- the rear wall 45 is opened only in the region of the nozzle 42 through the nozzle opening, preferably circular, which does not lead to corresponding flow disturbances, since the interruption is sufficiently small.
- the camera 46 has a separate viewing opening in the channel 14, which can also be closed by a transparent material, such as glass, in the form of a window 47. It can also be provided for this purpose a corresponding opening, which manages without windows.
- the continuous rear wall 45 may also be provided a lid, which is not shown in the figures.
- the lid serves, for example, the upper area between the channel 14 and the discharge pipe 24 in the FIGS. 1 . 3 and 4 cover, and possibly also the side walls.
- the channel 14 may be correspondingly connected to the discharge pipe 24 or be integral, so far reaching that the area between the channel 14 and the discharge pipe 24 to the area necessary for the discharge of the foreign body, in particular in the discharge inlet area is.
- the exit area for the foreign bodies can, as in FIG. 5 is hinted at, optionally designed to be more open.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom.
- Eine entsprechende Vorrichtung ist beispielsweise aus der
US 6,332,543 B1 der Anmelderin bekannt. In dieser bekannten Vorrichtung wird mittels Förderern, insbesondere einer Förderrinne und Förderbändern ein Tabakstrom in den Bereich einer optischen Fremdkörpererkennungsvorrichtung verbracht. Sobald ein Fremdkörper in dem Tabakstrom mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung erkannt wird, werden die oder wird der Fremdkörper aus dem Tabakstrom mittels Druckluft quer zur Förderrichtung abgeschieden. -
EP 1 576 897 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Scannen und Sortieren von Tabakblättern, wobei mittels einer Stromluftquelle der Tabakblätterstrom angehoben wird und auf eine Geschwindigkeit beschleunigt wird, so dass die Tabakpartikel getrennt werden. Über einen entsprechenden Kanal werden die angehobenen Tabakblätter zu einer Scanvorrichtung gefördert, so dass durch die Scanvorrichtung der Tabakblätterstrom in dem Kanal gescannt wird. Anschließend werden inakzeptable Tabakblätter durch einen Druckluftstoß entfernt. - Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine weitere Variante eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom anzugeben.
- Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom, wobei der Tabakstrom unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung mit Druckluft gefördert wird und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper im Tabakstrom erkannt werden und anschließend aus dem Tabakstrom entfernt werden, wobei der Tabakstrom quer zur Förderrichtung verjüngt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es insbesondere möglich, den Tabakstrom und die im Tabakstrom befindlichen Fremdkörper mit höherer Geschwindigkeit als im Stand der Technik zu fördern, so dass bei gleicher Leistung des Verfahrens eine Vorrichtung, die das Verfahren ausführt, die kleiner bauend ist, Verwendung finden kann. Durch die Verjüngung des Tabakstroms quer zur Förderrichtung ergibt sich eine verbesserte Fremdkörpererkennung.
- Im Rahmen der Erfindung bedeutet Eigenschaft insbesondere eine optische Eigenschaft des Tabaks bzw. des Fremdkörpers wie Helligkeit, Form und/oder Farbe oder eine andere physikalische Eigenschaft, wie die Feuchte, das spezifische Gewicht oder das Aufweisen entsprechender Elemente (Kohlenstoff oder Metalle etc.). Vorzugsweise erfolgt die Fremdkörpererkennung mittels einer Erfassung der Helligkeit und/oder der Farbe der im Tabakstrom enthaltenen Objekte. Unter Objekte sind insbesondere Tabak, Tabakblätter, geschnittener Tabak und Fremdkörper gemeint. Vorzugsweise ist die Geschwindigkeit des Tabakstroms zwischen 6 m/s und 30 m/s, insbesondere zwischen 17 m/s und 30 m/s. Durch die bevorzugte Geschwindigkeit ist eine sehr effektive Förderung des Tabakstroms vorgesehen.
- Wenn der Tabakstrom quer zur Förderrichtung auseinander gezogen wird, wird beim Ausscheiden von Fremdkörpern wenig Tabak bzw. Tabakblätter oder geschnittener Tabak ausgeschieden. Zudem ist hierdurch eine verbesserte Erkennungsrate von Fremdkörpern ermöglicht, da so eine relativ dünne Lage eines Tabakstroms quer zur Förderrichtung des Tabakstroms mit der Fremdkörpererkennungsvorrichtung entsprechend ausgewertet werden kann. Vorzugsweise ist der Tabakstrom auch quer zur Messrichtung der Fremdkörpererkennung auseinander gezogen. Die Richtung der Fremdkörpererkennung und die Förderrichtung sind vorzugsweise auch quer zueinander.
- Erfindungsgemäß ist der Tabakstrom in Richtung der Fremdkörpererkennung verjüngt. Hierdurch kann die Fremdkörpererkennung sehr effizient und mit hohem Wirkungsgrad erfolgen. Es muss nur eine dünne Schicht des Tabakstroms auf Fremdkörper untersucht werden, wobei die Fremdkörper durch geringere Überdeckungen mit Tabak besser detektiert werden können. Im Rahmen der Erfindung ist die Richtung der Fremdkörperkennung, insbesondere bei einem Ultraschallmessverfahren, die Richtung der auf den Tabakstrom gesendeten Ultraschallwellen bzw. bei einem Mikrowellenverfahren die Richtung der auf den Tabakstrom gerichteten Mikrowellen.
- Vorzugsweise wird der oder werden die Fremdkörper mit Druckluft aus dem Tabakstrom entfernt. Alternativ können Fremdkörper auch mittels eines Fluidstroms, beispielsweise eines Wasserstrahls, aus dem Tabakstrom entfernt werden. Wenn nach der Fremdkörpererkennung der Tabakstrom mittels Saugluft weiter gefördert wird, ist ein unterbrechungsfreier Tabakstrom möglich und sind entsprechend hohe Durchsatzraten möglich. Vorzugsweise wird der Tabakstrom wenigstens teilweise im Wesentlichen horizontal gefördert. In dieser Ausgestaltung der Erfindung ist es sinnvoll, Tabakstromgeschwindigkeiten von wenigstens 12 m/s zu erzielen, was einer Förderluftgeschwindigkeit von ca. 17 m/s entspricht. Wenn im Gegensatz dazu der Tabakstrom wenigstens teilweise im Wesentlichen vertikal gefördert wird, kann auch die Schwerkraft ausgenutzt werden und die Geschwindigkeit des Tabakstroms bzw. die Geschwindigkeit der Druckluft, die zur Förderung des Tabakstroms dann beiträgt, niedriger sein.
- Die Aufgabe wird ferner durch eine Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom gelöst, wobei eine den Tabak zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung zuführende Vorrichtung (Zuführvorrichtung) und eine Fremdkörperabscheidevorrichtung vorgesehen ist, wobei die Zuführvorrichtung zur Förderung des Tabakstroms eine Druckluftquelle umfasst, wobei die Zuführvorrichtung einen im Querschnitt geschlossenen Kanal umfasst, in dem der Tabakstrom gefördert ist bzw. förderbar ist, wobei der Kanal unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung offen endet, wobei der Kanal in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise in einer Richtung quer zur Förderrichtung sich verjüngend ausgebildet ist.
- Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann durch Verwendung einer Druckluftquelle und den damit einhergehenden relativ hohen Fördergeschwindigkeiten des Tabakstroms sehr klein bauend ausgestaltet sein. Vorzugsweise herrscht in der Zuführvorrichtung ein Druckluftstrom, der den Tabakstrom fördert. Insbesondere fördert der Druckluftstrom den Tabakstrom unmittelbar zur Fremdkörpererkennungsvorrichtung. Durch die Maßnahme, dass die Zuführvorrichtung einen im Querschnitt geschlossenen Kanal umfasst, in dem der Tabakstrom gefördert ist bzw. förderbar ist, ist eine besonders einfache und kostengünstige Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung gegeben. Dadurch, dass der Kanal unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung offen endet, ist eine besonders gute Abscheiderate von Fremdkörpern gegeben. Eine besonders gute Dosierung ist dann möglich, wenn Tabak über eine Schleuse in den Druckluftstrom förderbar ist. Die Schleuse ist vorzugsweise eine Zellradschleuse.
- Die Fremdkörpererkennungseffizienz ist erhöht, wenn der Kanal in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise in einer Richtung quer zur Förderrichtung sich verjüngend ausgebildet ist. Wenn der Kanal in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise trichterförmig auseinander gezogen ist, ist eine besonders effektive und Tabak sparende Abscheidung von Fremdkörpern möglich. Der Kanal ist vorzugsweise am Ausgang in Form einer Rechteckdüse ausgestaltet, so dass beim Tabakaustritt eine Geschwindigkeitserhöhung erfolgt. Der Querschnitt ist dann am Ausgang vorzugsweise verringert. Eine besonders einfache Fremdkörpererkennung ist dann möglich, wenn die Fremdkörpererkennungsvorrichtung optisch ist.
- Vorzugsweise erstreckt sich der Kanal in Förderrichtung des Tabakstroms über die Fremdkörperabscheidevorrichtung hinaus. Durch diese vorzugsweise Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist eine sehr effiziente Tabakströmung erzielbar, wodurch die Fremdkörpererkennungsrate erhöht ist.
- Vorzugsweise ist der Kanal wenigstens auf einer Seite im Bereich der Fremdkörperabscheidevorrichtung geschlossen oder umfasst einen Deckel. Durch diese Maßnahme kann eine Strömung unter vorzugsweise Ausnutzung eines Coanda-Effektes an der geschlossenen Seite des Kanals bzw. auf der Seite des Kanals, die mit einem Deckel versehen ist, erzielt werden, wodurch eine sehr gute Fremdkörpererkennungsrate ermöglicht ist.
- Vorzugsweise ist wenigstens eine Wand des Kanals in Förderrichtung wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet. Bevorzugterweise sind zwei gegenüberliegende Wände, insbesondere bevorzugterweise zwei gegenüberliegende schmalere Seitenwände des Kanals wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet. Die gerade Ausbildung der wenigstens einen Wand ist vorzugsweise angrenzend an das Ende des Kanals, bei dem stromabwärts die Fremdkörpererkennungsvorrichtung und/oder die Fremdkörperabscheidevorrichtung angeordnet ist.
- Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Bezüglich der Offenbarung aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten wird ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen.
Es zeigen: - Fig. 1
- eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung,
- Fig. 2
- eine schematische Darstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung,
- Fig. 3
- einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer dreidimensionaler Darstellung,
- Fig. 4
- einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer dreidimensionaler Darstellung, und
- Fig. 5
- eine schematische Schnittdarstellung einer alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung.
-
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung. Es ist eine Tabakzuführvorrichtung 10 dargestellt, die insbesondere ein Rohr 14 umfasst, in dem ein Strom aus Tabak 16 in Förderrichtung 28 durch einen von einer Druckluftquelle 30 erzeugten Druckluftstrom 11 erzeugt wird. Tabak wird beispielsweise aus einem Fallschacht bzw. einem Tabakrohr 25, der in Förderrichtung 26 in das Tabakrohr 25 gefördert wird, über eine Zellradschleuse dosiert, in Förderrichtung 27 in das Rohr 14 vorgesehen und trägt zu dem Tabakstrom bei. In dem Tabakstrom, der in dem Rohr 14 eingebracht ist und entsprechend gefördert wird, befinden sich auch Fremdkörper 17. Das Rohr 14 ist zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung, in diesem Fall umfassend einen Laser 20, der einen Strahlenfächer 21 mittels einer nicht dargestellten Optik erzeugt, und einer CCD-Zeile (Charged Coupled Device-Zeile) 22, die auch eine Kamera sein kann, hin in einer Richtung verjüngt ausgebildet und in einer um 90° gedrehten Richtung sich verbreiternd ausgebildet und endet in einer Düse 15, die inFig. 3 dargestellt ist. Das Rohr 14 wird entsprechend im Bereich der Düse 15 abgeflacht und auseinander gezogen, damit der Tabak 16 in dem Tabakstrom auseinander gezogen wird und eine dünnere Schicht entsprechend durch den Strahlenfächer 21 gelangt, so dass die Effizienz der Fremdkörpererkennung erhöht ist. - Ein entsprechend erkannter Fremdkörper 17 wird beispielsweise durch eine größere Absorption des Strahls ortsaufgelöst über die CCD-Zeile 22 erfasst und durch Aktivieren einer Düse 23 mittels Druckluft 29 in Abscheiderichtung 18 aus dem Tabakstrom ausgeschieden. Der Tabakstrom wird im Wesentlichen bzw. vollständig befreit von den Fremdkörpern 17 durch Saugluft 12 in dem Abförderrohr 24 abgefördert. Es ist sinnvoll, die Saugluft 12 in dem Abförderrohr dergestalt vorzusehen, dass sämtliche Tabakbestandteile 16 des Tabakstroms mitgenommen werden.
-
Fig. 1 stellt eine horizontale Ausführungsform der Erfindung dar, bei der der Tabakstrom bestehend aus Tabakteilen 16 im Wesentlichen horizontal gefördert wird. - In
Fig. 2 ist eine alternative Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch dargestellt, bei der eine vertikale Förderung des Tabaks geschieht. Zudem ist das Tabakrohr 25 schräg einmündend in das Rohr 14 ausgestaltet und auch die Zellradschleuse 13 nicht direkt einmündend in das Rohr 14. Ansonsten sind die Merkmale entsprechend denen ausFig. 1 . Die Druckluftgeschwindigkeit 11 muss in diesem Fall allerdings nicht so hoch eingestellt werden, wie in dem Ausführungsbeispiel gem.Fig. 1 , da zusätzlich zur Druckluft auch die Erdanziehungskraft eine Rolle spielt. -
Fig. 3 zeigt einen schematischen Ausschnitt aus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in dreidimensionaler Darstellung. Insbesondere gut ist das aufgefächerte bzw. auseinander gezogene und abgeflachte Rohr 14 im Düsenbereich 15 sichtbar. Das Rohr 14 ist im Querschnitt rechteckig oder quadratisch. Es kann allerdings auch eine andere Form gegeben sein. Ferner ist durch entsprechende Pfeile 29 dargestellt, dass ortsaufgelöst entsprechende Fremdkörper in dem Tabakstrom 16 aus diesem entfernt werden können, so dass ein geringer Tabakverlust hierbei entsteht. Es ist ferner auch eine Düsenleiste 33 dargestellt, die entsprechende einzelne Düsen 23 aufweist. Die Düsen 23 sind inFig. 3 nur schematisch angedeutet. Diese liegen vorzugsweise enger beieinander und es ist vorzugsweise eine größere Anzahl als dargestellt vorgesehen. - Anstelle der dargestellten optischen Fremdkörpererkennung kann auch jede weitere denkbare Fremdkörpererkennung Verwendung finden wie beispielsweise eine Fremdkörpererkennung basierend auf Wärme, auf Schallwellen oder auf Mikrowellen.
- Zur Fremdkörperabscheidung mit optischen Methoden sollte das Produkt, also der Tabakstrom bzw. der Tabak so ausgebreitet werden, dass die Kamera bzw. der Laser-Scan freien Blick bzw. Zugang zur Produktoberfläche hat. Um eine gute Ausschleusrate zu erreichen, ist die Qualität der Produktpräsentation wenigstens genauso wichtig wie die Technologie der Bildverarbeitung. Die im Stand der Technik bekannten Ausbreitungssysteme arbeiten mit Geschwindigkeiten des Tabakstroms im Bereich bis 5,5 m/s und bei einem freien Fall bei 3,0 m/s. Für die optische Erkennung ist es sinnvoll, den Tabakstrom bzw. den Tabak bis zu einer Monolage auszubreiten, wodurch das Flächengewicht sehr gering ist, so dass ein entsprechendes Gerät gemäß dem Stand der Technik eine relativ große Nutzbreite hat. Zudem ist es im Stand der Technik relativ schwierig, eine gute Monolage bzw. eine dünne Schicht des Tabaks im Tabakstrom zu erreichen.
- Erfindungswesentlich ist die pneumatische Förderung des Tabakstromes. Hierbei sind entsprechend hohe Geschwindigkeiten zwischen 16 m/s und 30 m/s möglich. Bekannte CCD-Zeilenkameras bieten Scanraten bzw. Bildraten oder Auslesezeiten, die auch bei diesen Geschwindigkeiten die Produktoberfläche vollständig inspizieren können. Durch die Erfindung ist es möglich, einen Tabakstrom so zu präsentieren, dass bei einer entsprechend hohen Geschwindigkeit, insbesondere optisch inspiziert, Fremdkörper mit Luftdüsen oder Wasserdüsen auch punktuell ausgeschleust werden können. Dieses hat den Vorteil, dass die entsprechende Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung eine geringere Breite aufweisen kann und dass eine bessere Vereinzelung des Tabaks im Tabakstrom ermöglicht ist.
-
Figur 4 zeigt eine weitere schematische dreidimensionale Darstellung eines Teils einer weiteren Ausführungsform einer Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung. - Im Verhältnis zur
Figur 3 ist insbesondere der Kanal 14 anders ausgestaltet. Es sind zwei gegenüberliegende Wände 50 und 51 dargestellt, die im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet und gerade ausgebildet sind. Das heißt, dass diese im Auslassbereich bzw. im Düsenbereich 15 nicht zueinander verjüngend ausgebildet sind, sondern weiterhin gerade sind bzw. weiterhin parallel zueinander. Im Gegensatz dazu ist die untere Wand 52 und die obere Wand 53 in dem Bereich 15 in Förderrichtung der Druckluft 11 verjüngend ausgebildet, um eine Düsenwirkung zu erzielen. Stromaufwärts des Düsenbereichs 15 können die untere Wand 52 und die obere Wand 53 auch parallel zueinander sein. - Im Vergleich zu
Figur 3 ist der Abstand zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 etwas weiter, um einer Recheneinheit, die zur Steuerung der Düsen 23 dient, um der Düsenleiste 33 bei entsprechender Fremdkörpererkennung durch die Erfassung eines entsprechenden Fremdkörpers mittels der CCD-Zeile 22 auch bei hohen Fördergeschwindigkeiten eine rechtzeitige Ansteuerung der entsprechenden Düse 23 zu ermöglichen. -
Figur 5 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Fremdkörpererkennung in schematischer Schnittdarstellung. Hierbei handelt es sich um einen einseitig geschlossenen Kanal 14. In diesem einseitig geschlossenen Kanal 14 legt sich die Luftströmung unter Ausnutzung des so genannten Coanda-Effektes an die Rückwand 45 an. Nach Erkennen eines Fremdkörpers mittels der Kamera 46, die Fremdkörper in der Beobachtungsebene 48 durch das Fenster 47 erkennt, wird nach entsprechender Zeitverzögerung in Abhängigkeit der Fördergeschwindigkeit des Tabakstroms inkl. des Fremdkörpers der Fremdkörper 40 durch einen durch die Luftdüse 42 erzeugten Druckstoß 43 von der Förderrichtung 28 abgelenkt, so dass der Fremdkörper 40 auf die abgelenkte Flugbahn 44 gelangt. Hierdurch wird der Fremdkörper 40 aus dem Kanal 14 ausgeschleust. Der Kanal 14 ist derart ausgestaltet, dass in Förderrichtung vor, das heißt stromaufwärts, der Luftdüse 42 eine Verkleinerung der Querschnittsfläche des Kanals 14 stattfindet, und in dem Bereich, in dem der von dem Fremdkörper 40 befreite Tabakstrom weitergefördert wird, der Querschnitt zunächst etwas vergrößert ist und abschnittsweise verkleinert wird bis auf die ursprüngliche Querschnittsfläche des Rohres 14. Damit die Kamera 46 den Fremdkörper 40 so früh erkennt, dass genügend Rechenzeit für die Identifikation des Fremdkörpers und das Ansteuern der Luftdüsen 42 verbleibt, liegt die Position der Kamera 46 entsprechend ausreichend weit vor der Düse 42 bzw. den Düsen 42. Es kann sich bei der schematisch dargestellten Düse 42 somit auch um eine Düsenleiste gemäß derFigur 3 oder4 handeln. - Die Rückwand 45 ist im Wesentlichen ununterbrochen, das heißt, der Kanal 14 erstreckt sich über die Fremdkörperabscheidevorrichtung hinaus. Die Rückwand 45 ist nur im Bereich der Düse 42 durch die Düsenöffnung geöffnet, und zwar vorzugsweise kreisförmig, was nicht zu entsprechenden Strömungsstörungen führt, da die Unterbrechung ausreichend klein ist.
- Die Kamera 46 hat eine separate Einblicköffnung in den Kanal 14, die auch durch ein transparentes Material, wie zum Beispiel Glas, in Form eines Fensters 47, geschlossen werden kann. Es kann hierzu auch eine entsprechende Öffnung vorgesehen sein, die ohne Fenster auskommt.
- Anstelle der durchgängigen Rückwand 45 kann auch ein Deckel vorgesehen sein, der allerdings in den Figuren nicht dargestellt ist. Der Deckel dient dazu, beispielsweise den oberen Bereich zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 in den
Figuren 1 ,3 und4 abzudecken, und gegebenenfalls auch die Seitenwände. Der Kanal 14 kann entsprechend mit dem Abförderrohr 24 verbunden sein oder einstückig sein, und zwar so weit reichend, dass auch der Bereich zwischen dem Kanal 14 und dem Abförderrohr 24 bis auf den Bereich, der für die Ausschleusung der Fremdkörper, insbesondere im Ausblaseintrittsbereich, nötig ist. Der Austrittsbereich für die Fremdkörper kann, wie inFigur 5 angedeutet ist, optional offener gestaltet sein. -
- 10
- Tabakzuführvorrichtung
- 11
- Druckluft
- 12
- Saugluft
- 13
- Zellradschleuse
- 14
- Rohr
- 15
- Düsenbereich
- 16
- Tabak
- 17
- Fremdkörper
- 18
- Abscheiderichtung
- 20
- Laser
- 21
- Strahlenfächer
- 22
- CCD-Zeile
- 23
- Düse
- 24
- Abförderrohr
- 25
- Tabakrohr
- 26
- Förderrichtung
- 27
- Förderrichtung
- 28
- Förderrichtung
- 29
- Druckluft
- 30
- Druckluftquelle
- 33
- Düsenleiste
- 40
- Fremdkörper
- 42
- Luftdüse
- 43
- Druckstoß
- 44
- abgelenkte Flugbahn
- 45
- Rückwand
- 46
- Kamera
- 47
- Fenster
- 48
- Beobachtungsebene
- 50
- Wand
- 51
- Wand
- 52
- Wand
- 53
- Wand
Claims (16)
- Verfahren zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), wobei der Tabakstrom (16) mit Druckluft (12) unmittelbar in den Bereich einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) gefördert wird, und wobei mittels der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) anhand wenigstens einer Eigenschaft Fremdkörper (17) im Tabakstrom (16) erkannt und anschließend aus dem Tabakstrom (16) entfernt werden, wobei der Tabakstrom quer zur Förderrichtung und in Richtung der Fremdkörpererkennung verjüngt wird.
- Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennung mittels einer Erfassung der Helligkeit, der Form und/oder der Farbe der in dem Tabakstrom (16) enthaltenen Objekte (16, 17) erfolgt.
- Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit des Tabakstroms (16) zwischen 17 und 30 m/s ist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) quer zur Förderrichtung (28) auseinander gezogen wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörper (17) mit Druckluft oder einem Fluidstrom aus dem Tabakstrom (16) entfernt werden.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Fremdkörpererkennung der Tabakstrom (16) mittels Saugluft (12) weitergefördert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen horizontal gefördert wird.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tabakstrom (16) wenigstens teilweise im Wesentlichen vertikal gefördert wird.
- Vorrichtung zur Fremdkörperabscheidung aus einem Tabakstrom (16), mit einer den Tabak (16) zu einer Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) zuführenden Vorrichtung (Zuführvorrichtung (10)) und einer Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42), dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführvorrichtung (10) zur Förderung des Tabakstroms (16) eine Druckluftquelle (3) umfasst, wobei die Zuführvorrichtung (10) einen im Querschnitt geschlossenen Kanal (14) umfasst, in dem der Tabakstrom (16) förderbar ist, wobei der Kanal (14) unmittelbar vor der Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) und/oder der Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42) offen endet, wobei der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise in eine Richtung quer zur Förderrichtung (28) und in Richtung der Fremdkörpererkennung sich verjüngend ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuführvorrichtung (10) ein Druckluftstrom (11) zur Förderung des Tabakstroms (16) herrscht.
- Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass Tabak (16) über eine Schleuse (13) in den Druckluftstrom (11) förderbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) sich in Förderrichtung (28) des Tabakstroms (16) über die Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42) hinaus erstreckt.
- Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) wenigstens auf einer Seite im Bereich der Fremdkörperabscheidevorrichtung (23, 42) geschlossen ist oder einen Deckel umfasst.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Kanal (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise trichterförmig auseinander gezogen ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Wand (50 - 53) des Kanals (14) in Förderrichtung (28) wenigstens abschnittsweise gerade ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Fremdkörpererkennungsvorrichtung (20, 22, 46) optisch ist.
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