PL234277B1

PL234277B1 - Urządzenie tnące przemysłu tytoniowego, oraz sposób wykrywania uszkodzeń noża tnącego w przemyśle tytoniowym

Info

Publication number: PL234277B1
Application number: PL420335A
Authority: PL
Inventors: Przemysław Gonciara
Original assignee: Int Tobacco Machinery Poland Spolka Z Ograniczona Odpowiedzialnoscia
Priority date: 2017-01-27
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2020-01-31
Also published as: EP3354142B1; PL420335A1; EP3354142A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest Urządzenie tnące przemysłu tytoniowego, oraz sposób wykrywania uszkodzeń noża tnącego w przemyśle tytoniowym.

Proponowane rozwiązania odnoszą się do urządzenia, które służy do krojenia/rozdrabniania materiałów głównie pochodzenia roślinnego, zwłaszcza tytoniu, goździków oraz innych materiałów przeznaczonych do wykorzystania w produktach do palenia.

Materiałem wsadowym do krajarki jest materiał pochodzenia roślinnego w dowolnej postaci, w tym na przykład w postaci liści lub ich części, żył liści tytoniowych, folii tytoniowych, wypełnienia cygar, pociętego wypełnienia papierosów, odpadów (zrzynek) i/lub okruchów tytoniu, a także każdej (dowolnej) kombinacji materiałów zawierających tytoń w dowolnej formie. Nawilżony tytoń jest dostarczany do urządzenia/transportera podającego krajarki dowolną metodą, znaną w technice. Przykładowy proces obróbki tytoniu może być przeprowadzony zgodnie ze sposobem ujawnionym w opisie patentowym US 5722431.

Efektem procesu krojenia realizowanego na krajarce jest krajanka tytoniu lub innego materiału pokrojonego i/lub rozdrobnionego zgodnie z wymogami i parametrami technologicznymi.

Podczas procesu krojenia może się zdarzyć, że w materiale wsadowym znajdują się ciała obce np. kamienie, kawałki drewna, elementy metalowe lub inne twarde obiekty, które mogą spowodować uszkodzenie noża w postaci pęknięcia, wyszczerbienia lub stępienia. Istnieje ryzyko, że tak odłamana część noża, przedostanie się do produktu finalnego i stworzy zagrożenie dla konsumenta produktu przemysłu tytoniowego.

Ponadto takie uszkodzenie noża wpływa niekorzystnie na jakość i powtarzalność krojenia, powodując nierówność w długości i wielkości kawałków pociętego materiału.

Znana jest z opisu patentowego DE 10021614 krajarka do tytoniu, w której korpus głowicy nożowej i główny korpus maszyny są połączone zawiasem, który umożliwia częściowy obrót czy uchylenie korpusu głowicy nożowej, przy czym główny korpus maszyny jest przymocowany do podłoża na stałe. W rozwiązaniu tym przedstawiony jest sposób i urządzenie do automatycznego ostrzenia noży tnących tytoń.

W patencie EP1532870 opisana jest krajarka do tytoniu z urządzeniem do wykrywania kontaktu noża tnącego z ustnikiem maszyny z wykorzystaniem czujnika akustycznego. Po wykryciu przez zastosowane urządzenie kontaktu noża z ustnikiem krajarki, wysyłany jest sygnał do urządzenia ostrzącego, które dosuwa się do noża i szlifuje jego ostrze w celu wyeliminowania kontaktu z ustnikiem. Cechą charakterystyczną rozpoznawanego zdarzenia jest stałość charakterystyki drgań wywołanyc h zderzeniem noża z ustnikiem. Kolejne występujące po sobie zdarzenia cechuje wysokie podobieństwo generowanych dźwięków z uwagi na to, że zderzają się dokładnie znane obiekty, a warunki zderzenia są wysoce podobne,

Żadne z powyższych rozwiązań występujących w stanie techniki nie rozwiązują problemu detekcji uszkodzenia noża oraz problemu obecności części ostrza w pociętym już materiale. Zjawiska dźwiękowe występujące podczas uszkodzenia noża tnącego wynikające ze zderzenia z ciałem obcym o nieznanej budowie i własnościach fizycznych, mogą być niesłyszalne dla operatora znajdującego się w dalszej odległości od maszyny. Efekty dźwiękowe towarzyszące uszkodzeniu noża mogą być zagłuszone przez inne efekty dźwiękowe występujące na hali produkcyjnej. Stosowanie czujników akustycznych i detekcji zdarzeń na podstawie analizy dźwięku, wprowadza szereg trudności w środowisku zanieczyszczonym hałasem. Ponadto powyższe rozwiązania nie rozwiązują problemu nierównomiernego cięcia materiału powstałego podczas cięcia wyłamanym lub wyszczerbionym nożem. W dotychczasowych rozwiązaniach znanych ze stanu techniki o potencjalnym wystąpieniu uszkodzeniu noży operator wnioskował na podstawie złej jakości cięcia krajanki, co powodowało duże straty materialne i finansowe.

Istotą wynalazku jest urządzenie tnące przemysłu tytoniowego zawierające: ramę nośną; obrotową głowicę tnącą wyposażoną w noże tnące umieszczone na obwodzie obrotowej głowicy tnącej przy czym noże tnące umieszczone są zasadniczo równolegle do osi obrotu obrotowej głowicy tnącej; transporter podający dostosowany do podawania materiału przeznaczonego do cięcia do obrotowej głowicy tnącej; oraz zespół przeciwnoża usytuowany pomiędzy transporterem, a obrotową głowicą tnącą; charakteryzujące się tym, że urządzenie tnące posiada ponadto system monitorowania drgań mechanicznych urządzenia tnącego zawierający co najmniej jeden czujnik drgań, który to system monitorowania jest zbudowany i dostosowany tak, że możliwe jest wykrycie drgań wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym

PL 234 277 B1 do cięcia, przy czym system monitorowania zawiera także analizator sygnałów i jest połączony z systemem sterowania urządzeniem tnącym.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że czujnik drgań jest akcelerometrem.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że czujnik drgań ma częstotliwościowy zakres pracy od 0,3 Hz do 5 kHz.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że co najmniej jeden pierwszy czujnik drgań usytuowany jest w obszarze zespołu przeciwnoża.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że zawiera ponadto co najmniej jeden drugi czujnik drgań usytuowany poza obszarem zespołu przeciwnoża.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że analizator sygnału dostosowany jest do generowania sygnału identyfikującego kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia na podstawie maksymalnej wartości sygnału z czujnika.

Ponadto urządzenie według wynalazku charakteryzuje się tym, że analizator sygnałów dostosowany jest do eliminowania zakłóceń z otoczenia na podstawie sygnału pochodzącego z co najmniej dwóch czujników.

Istotę wynalazku stanowi także sposób wykrywania uszkodzeń nożna tnącego w urządzeniu tnącym w przemyśle tytoniowym zawierający kroki, w których: za pomocą przynajmniej jednego czujnika wykrywa się drgania urządzenia tnącego wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia; charakteryzujący się tym, że za pomocą analizatora sygnałów na podstawie wykrytych drgań: wyznacza się wartość charakterystyczną drgań; porównuje się wartość charakterystyczną drgań z co najmniej jedną wartością graniczną; dla wartości charakterystycznej drgań wyższej od przynajmniej jednej granicznej wartości generuje się sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że wartość charakterystyczna drgań wyznaczana jest na podstawie szczytowej wartości przyspieszenia zmier zonego przez przynajmniej jeden czujnik.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że wartość charakterystyczną drgań porównuje się z dwoma wartościami granicznymi i generuje się pierwszy sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej gdy wartość charakterystyczna drgań jest większa od pierwszej wartości granicznej i generuje się drugi sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej gdy wartość charakterystyczna jest większa od drugiej wartości.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że drgania urządzenia tnącego wykrywa się za pomocą przynajmniej dwóch czujników.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że sygnał z co najmniej dwóch czujników wykorzystywany jest do eliminacji wpływu otoczenia na wykrywanie drgań urządzenia tnącego wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że w odpowiedzi na sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia, który jest większy niż pierwsza wartość graniczna generuje się sygnał ostrzegawczy informujący operatora o zdarzeniu.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że w odpowiedzi na sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia, który jest większy niż pierwsza wartość graniczna generuje się sygnał wykonawczy zatrzymujący pracę urządzenia tnącego.

Ponadto sposób wykrywania uszkodzeń według wynalazku charakteryzuje się tym, że graniczne wartości mogą być zmieniane przez operatora.

Niniejszy wynalazek rozwiązuje problem detekcji uszkodzeń noży tnących spowodowanych kontaktem z ciałem obcym znajdującym się w materiale ciętym i zapewnia wysoką jakość cięcia krajanki oraz redukuje ilość odrzuconego materiału, a tym samym zmniejsza koszty produkcji. Korzystnie możliwa jest identyfikacja uszkodzeń noży tnących spowodowanych kontaktem z ciałem obcym znajdującym

PL 234 277 B1 się w materiale ciętym w otoczeniu produkcyjnym w obecności silnych zakłóceń akustycznych i drgań mechanicznych pochodzących z zewnątrz.

Dzięki wynalazkowi możliwe jest wykrywanie uszkodzeń noży powstałe w wyniku przedostania się do ciętego materiału ciała obcego podczas cięcia materiału pochodzenia roślinnego oraz możliwe jest otrzymanie produktu końcowego pozbawionego ciał obcych.

Przedmiot wynalazku został bliżej przedstawiony w korzystnym przykładzie wykonania na rysunku, na którym:

Fig. 1 przedstawia urządzenie tnące przemysłu tytoniowego w widoku z boku;

Fig. 2 przedstawia widok szczegółowy fragmentu urządzenia tnącego przemysłu tytoniowego;

Fig. 3 przedstawia przykładowy przebieg sygnału dla wartości charakterystycznej oraz wartości granicznych.

Na fig. 1 przedstawione zostało urządzenie tnące 1 przeznaczone do cięcia materiałów pochodzenia roślinnego przeznaczonych do artykułów dla palaczy. Materiał 9 przeznaczony do cięcia podawany jest przez wejście 2 na transporter dolny 3a, który współpracując z transporterem 3b transportuje materiał 9 w kierunku obrotowej głowicy tnącej 4. Transportery 3a i 3b są usytuowane zbieżnie w celu zwiększenia zagęszczenia materiału 9 w kierunku transportowania. Na wspólnym końcu transporterów 3a i 3b umieszczony jest zespół przeciwnoża 5 pełniący rolę ustnika. Zagęszczony materiał przechodząc przez zespół przeciwnoża 5 w kierunku obrotowej głowicy tnącej 4 na czas cięcia przez noże tnące 6 umieszczone na obwodzie obrotowej głowicy tnącej 4 zostaje chwilowo przytrzymany, przez zespół przeciwnoża 5 i pocięty, a następnie przekazany dalej zsypem 7 w postaci krajanki do urządzenia odbierającego. W materiale 9 przeznaczonym do cięcia mogą znajdować się niepożądane ciała obce 8, które mogą uszkodzić noże tnące 6. Podczas kontaktu noża tnącego 6 z ciałem obcym 8 zostają wygenerowane drgania mechaniczne, które zostają zarejestrowane przez co najmniej jeden czujnik

10. Najkorzystniejszą lokalizacją czujnika jest obszar wokół miejsca kontaktu noża tnącego 6 z materiałem 9. Czujnik 10 może być umieszczony w innej części urządzenia, jednak istnieje ryzyko, że drgania powstałe w wyniki kontaktu noża tnącego 6 z ciałem obcym 8 będą mniejsze i nierozpoznawalne na tle drgań pochodzących z otoczenia. Poprzez porównanie sygnału pochodzącego z jednego czujnika 10 znajdującego się w bezpośrednim otoczeniu miejsca kontaktu noża tnącego 6 z materiałem 9 z sygnałem pochodzącym z drugiego czujnika 10 umieszczonego w innej części urządzenia możliwa jest eliminacja szumów wywołanych przez drgania pochodzące z otoczenia lub innych części urządzenia tnącego 1.

Jako czujnik 10 może być zastosowany akcelerometr np. piezoelektryczny, piezorezystancyjny lub pojemnościowy. Czujnik 10 może wykorzystywać element elektromechaniczny. Korzystnie czujnik 10 wykrywa drgania w zakresie od 0,1 Hz do 5 kHz.

W przypadku kontaktu noża tnącego 6 z ciałem obcym 8 w zespole przeciwnoża 5 powstaną drgania, które rejestruje czujnik 10. Wielkość tych drgań zależy m.in, od rodzaju materiału ciała obcego 8, rodzaju materiału noża tnącego 6, prędkości obrotowej głowicy tnącej 4 oraz rodzaju ciętego materiału 9. W przypadku rejestracji drgań w urządzeniu tnącym 1 przez co najmniej jeden czujnik 10 umieszczony w obszarze cięcia materiału 9, sygnał 11 przekazywany jest do co najmniej jednego analizatora 20 sygnału. Korzystnie czujnik 10 może być umieszczony na płycie bocznej 12 urządzenia tnącego 1 w rejonie zespołu przeciwnoża 5. System monitorowania 15 drgań mechanicznych urządzenia tnącego 1 składa się z czujników 10 połączonych do analizatora 20 sygnałów. Analizator 20 sygnałów analizuje drgania wykryte za pomocą przynajmniej jednego czujnika 10. Analizator 20 sygnału może być np. wielokanałowym analizatorem sygnałów wyposażonym w przetwornik analogowo-cyfrowy ze sterowaną programowo częstotliwością próbkowania do 1 MHz, zestaw analogowych wzmacniaczy pomiarowych, filtry oraz układy typu „sample and hold”. Analizator 20 sygnału na podstawie sygnału z przynajmniej jednego czujnika 10 wyznacza wartość charakterystyczną drgań, którą porównuje z przynajmniej jedną wartością graniczną, a korzystnie z dwoma wartościami granicznymi. Wartość charakterystyczna drgań może być wyznaczana na podstawie wartości szczytowej drgań odbieranych bezpośrednio, parametrów sygnału poddanego filtracji, lub innego parametru sygnału pochodzącego z czujnika 10 lub z więcej niż jednego czujnika 10. Wartością charakterystyczną mogą być wartości mierzone bezpośrednio lub uzyskiwane na podstawie analizy sygnałowej zarówno w dziedzinie czasu jak i częstotliwości. Wartości graniczne ustawiane są przez operatora i uzależnione są np. od rodzaju ciętego materiału, wilgotności materiału, częstotliwości obrotów obrotowej głowicy tnącej 4 oraz innych czynników zewnętrznych, które mogą mieć wpływ na drgania urządzenia tnącego 1. Istotne jest że wartość graniczna jest wielkością tego samego rodzaju co wartość charakterystyczna uzyskiwana na podstawie

PL 234 277 B1 drgań tj., że są to wartości wyrażone w takich samych jednostkach. W systemie monitorowania 15 może być ustawionych kilka wartości granicznych 25, 26 po przekroczeniu których będzie generowany sygnał ostrzegawczy 35 i/lub wykonawczy 45. Ponadto system monitorowania 15 może dzielić okres jednego obrotu obrotowej głowicy tnącej 4 na przedziały odpowiadające cięciu materiału 9 przez każdy z noży 6 znajdujących się na obwodzie obrotowej głowicy tnącej 4. Wówczas dla każdego przedziału może zostać wyznaczona wartość charakterystyczna 14 drgań na podstawie bezwzględnej wartość maksymalnej/szczytowej drgań, która będzie porównywana z wartościami granicznymi 25, 26 ustawionymi w systemie monitorowania 15.

Według wynalazku wartości graniczne 25, 26 mogą pozostawać na stałym poziomie, ich nastawy mogą być dokonywane przez operatora, mogą być też ustawiane adaptacyjnie w pętli regulacji uwzględniającej stopniowe zużycie noży wynikające z normalnego procesu cięcia. Wartości graniczne 25, 26 mogą być również określane na podstawie danych historycznych zagregowanych globalnie (na podstawie historii pracy wielu maszyn) lub danych historycznych agregowanych lokalnie (na podstawie historii pracy pojedynczej maszyny) lub ich kombinacji.

W przypadku gdy wartość charakterystyczna drgań 14 przekroczy co najmniej jedną wartość graniczną 25, 26 ustawioną w systemie monitorowania 15 analizator 20 sygnałów wygeneruje sygnał ostrzegawczy 35 lub wykonawczy 45. System monitorowania 15 może posiadać ustawione dwie wartości graniczne, dolną 25 i górną 26. Dolna wartość graniczna 25 jest mniejsza od górnej wartości granicznej 26. Dolna wartość graniczna 25 może być ustawiona tak, aby jej przekroczenie informowało o kontakcie noża tnącego 6 z ciałem obcym 8, które jednak nie uszkadza ostrza noża tnącego 6. Górna wartość graniczna 26 może być ustawiona tak, aby jej przekroczenie informowało o kontakcie noża tnącego 6 z ciałem obcym 8, które prowadzi do uszkodzenia ostrza noża tnącego 6. W takim przypadku w systemie 15 zostanie wygenerowany sygnał wykonawczy 45, który może spowodować wyłączenie urządzenia tnącego 1. Po zatrzymaniu urządzenia tnącego 1 operator może dokonać oględzin noży tnących 6 i wymiany uszkodzonych noży tnących 6.

Dodatkowo w urządzeniu tnącym 1 mogą być zastosowane dodatkowe środki uruchamiane, gdy wartość charakterystyczna drgań 14 przekroczy co najmniej jedną wartość graniczną 25, 26. Zastosowane środki mogą obejmować odrzut pociętego materiału w celu dodatkowego sprawdzenia na obecność ciał obcych 8 jak również środki ostrzące 12 przeznaczone do ostrzenia noży tnących 6 przedstawione na fig. 2.

Wartość charakterystyczna drgań 14 może oznaczać więcej niż jedną wartość charakterystyczną drgań, szczególnie, ale nie wyłącznie, gdy system monitorowania 15 składa się z więcej niż jednego czujnika 10. W tym przypadku przekroczenie przez którąkolwiek z wartości charakterystycznych drgań 14 co najmniej jednej wartości granicznej 25, 26 może generować sygnał ostrzegawczy 35 lub sygnał wykonawczy 45.

Na fig. 2 pokazany został widok szczegółowy fragmentu urządzenia tnącego 1 według wynalazku przedstawiający obrotową głowicę tnącą 4 z nożami tnącymi 6 podczas cięci materiału 9. Skompresowany materiał 9, przemieszczany pomiędzy transporterami 3a i 3b w kierunku obrotowej głowicy tnącej 4 podczas cięcia zostaje przytrzymany przez zespół przeciwnoża 5. Noże tnące 6 znajdujące się na obwodzie obrotowej głowicy tnącej 4 obracającej się wokół własnej osi X usytuowanej zasadniczo prostopadle do kierunku podawania materiału 9 przeznaczonego do cięcia. Podczas cięcia materiału 9 noże tnące 6 mijają zespół przeciwnoża 5 z transporterów 3a i 3b w odległości S, która zasadniczo jest mniejsza od 0,5 mm. W preferowanym przykładzie wykonania odległość S jest mniejsza od 0,2 mm. Z tak ustawionymi nożami tnącymi 6 względem zespołu przeciwnoża 5 najmniejsze ciało obce 8 znajdujące się materiale 9 może spowodować uszkodzenie noża 6 i przedostanie się części wyłamanego lub wykruszonego fragmentu ostrza noża tnącego 6 do krajanki.

W sposobie wykrywania uszkodzeń nożna tnącego w urządzeniu tnącym w przemyśle tytoniowym według wynalazku można wydzielić krok w którym wykrywa się drgania urządzenia tnącego wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej. Do realizacji tego kroku stosuje się przynajmniej jednego czujnik, w szczególności jest to akcelerometr mierzący przyspieszenia występujące w konstrukcji metalowej urządzenia tnącego.

Kolejnym krokiem sposobu jest wyznaczenie na podstawie odebranego sygnału, wartości charakterystycznej drgań 14. Tak jak wspomniano wyżej wartością tą może być zarejestrowana wartość szczytowa sygnału przyspieszenia jakiemu podlega konstrukcja urządzenia w miejscu zamocowania czujnika. Równie dobrze w roli wartości charakterystycznej 14 sprawdzają się wartości określone na

PL 234 277 B1 podstawie takiego sygnału jak np. wielkość maksymalnego wychylenia, wartość średnia w zadanym okresie czasu, wartość średnio ważona z uwzględnieniem wag odzwierciedlających model regulacyjny.

W kolejnym kroku sposobu według wynalazku porównuje się wartość charakterystyczną drgań 14 z co najmniej jedną wartością graniczną 25, 26. Według wynalazku wartości graniczne 25, 26 mogą pozostawać na stałym poziomie w czasie pracy urządzenia, ich nastawy mogą być dokonywane przez operatora w czasie pracy urządzenia na podstawie jego doświadczenia (regulacja heurystyczna), mogą być też ustawiane adaptacyjnie w pętli regulacji uwzględniającej stopniowe zużycie noży wynikające z normalnego procesu cięcia. Wartości graniczne 25, 26 mogą być również określane na podstawie danych historycznych zagregowanych globalnie (na podstawie historii pracy wielu maszyn) lub danych historycznych agregowanych lokalnie (na podstawie historii pracy pojedynczej maszyny) lub ich kombinacji. Wartości graniczne 25, 26 mogą być również określanie indywidualnie dla poszczególnych noży (taki model regulacji uwzględnia różnice w jakości materiału poszczególnych noży, ich indywidualny stopień zużycia).

Ponadto wartościami charakterystycznymi 14 i wartościami granicznymi 25, 26 mogą być nie tylko pojedyncze wartości skalarne, ale również wzorce charakterystyczne zbudowane w przestrzeni wielu zmiennych. Korzystna realizacja tego kroku polega na analizowaniu par lub trójek wartości charakterystycznych 14 pochodzących z różnych czujników rozmieszczonych w różnych miejscach na maszynie i na tej podstawie określenia wielowymiarowej wartości charakterystycznej drgań pozwalającej na ustalenie np. lokalizacji źródła drgań lub własności ciała obcego, z którym wszedł w kontakt nóż tnący.

Następnie dla wartości charakterystycznej drgań 14 wyższej od przynajmniej jednej granicznej wartości 25, 26 generuje się sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej, a ciałem obcym znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia.

Niemniej najprostszym sposobem realizacji sposobu według wynalazku jest wykorzystanie wartości charakterystycznej drgań 14 wyznaczanej jest na podstawie maksymalnej wartości przyspieszenia. Co bliżej zostało przedstawione na fig. 3 w postaci przykładowego sygnału dla wartości charakterystycznej oraz wartości granicznych.

Podczas cięcia materiału 9 nożami tnącymi 6 znajdującymi się na obrotowej głowicy tnącej 4, generuje się drgania odbierane przez czujnik 10 i rejestruje w postaci sygnału 11. Analizator 20 sygnału wykorzystuje 5 wartość charakterystyczną drgań 14 generowaną podczas kontaktu noża tnącego 6 z ciałem obcym 8 i porównuje ją z dwoma wartościami granicznymi 25 i 26. Na podstawie tego porównania generuje się pierwszy sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej gdy wartość charakterystyczna drgań jest większa od pierwszej wartości granicznej 25 i generuje się drugi sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym obrotowej głowicy tnącej gdy wartość charakterystyczna 10 jest większa od drugiej wartości 26. Pomija się wartości drgań 16 generowane podczas kontaktu noży tnących 6 z materiałem 9 przeznaczonym do cięcia.

Znaczne korzyści można również uzyskać poprzez wykorzystanie przynajmniej dwóch czujników 10. Sygnał z co najmniej dwóch czujników 10 wykorzystywany jest do eliminacji wpływu otoczenia na wykrywanie drgań urządzenia tnącego 1 wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym 6 obrotowej 15 głowicy tnącej 4, z zastosowaniem tłumienia.

Korzystnym przykładem realizacji sposobu według wynalazku jest wygenerowanie sygnału informującego operatora o zdarzeniu w odpowiedzi na sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym 6 obrotowej głowicy tnącej 4, a ciałem obcym 8 znajdującym się w materiale 9 przeznaczonym do cięcia. W sytuacji gdy sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym 6 obrotowej głowicy tnącej 4, a ciałem 20 obcym 8 znajdującym się w materiale 9 przeznaczonym do cięcia jest większy niż druga wartość graniczna 26, generuje się sygnał zatrzymujący pracę urządzenia.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie tnące (1) przemysłu tytoniowego zawierające:

ramę nośną;

obrotową głowicę tnącą (4) wyposażoną w noże tnące (6) umieszczone na obwodzie obrotowej głowicy tnącej (4) przy czym noże tnące (6) umieszczone są zasadniczo równolegle do osi obrotu (X) obrotowej głowicy tnącej (4);

transporter (3a, 3b) podający dostosowany do podawania materiału (9) przeznaczonego do cięcia do obrotowej głowicy tnącej (4); oraz

PL 234 277 B1 zespół przeciwnoża (5) usytuowany pomiędzy transporterem (3a, 3b), a obrotową głowicą tnącą (4); znamienne tym, że urządzenie tnące (1) posiada ponadto system monitorowania (15) drgań mechanicznych urządzenia tnącego (1) zawierający co najmniej jeden czujnik (10) drgań, który to system monitorowania (15) jest zbudowany i dostosowany tak, że możliwe jest wykrycie drgań wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale (9) przeznaczonym do cięcia, przy czym system monitorowania (15) zawiera także analizator (20) sygnałów i jest połączony z systemem sterowania urządzeniem tnącym (1).
2. Urządzenie tnące (1) według zastrzeżenia 1, znamienne tym, że czujnik (10) drgań jest akcelerometrem.
3. Urządzenie tnące (1) według zastrzeżeń 1 lub 2, znamienne tym, że czujnik (10) drgań ma częstotliwościowy zakres pracy od 0,3 Hz do 5 kHz.
4. Urządzenie tnące (1) według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 3, znamienne tym, że co najmniej jeden pierwszy czujnik (10) drgań usytuowany jest w obszarze zespołu przeciwnoża (5).
5. Urządzenie tnące (1) według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 4, znamienne tym, że zawiera ponadto co najmniej jeden drugi czujnik (10) drgań usytuowany poza obszarem zespołu przeciwnoża (5).
6. Urządzenie tnące (1) według któregokolwiek z zastrzeżeń od 1 do 5, znamienne tym, że analizator (20) sygnału dostosowany jest do generowania sygnału identyfikującego kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale (9) przeznaczonym do cięcia na podstawie maksymalnej wartości sygnału z czujnika (10).
7. Urządzenie tnące (1) według któregokolwiek z zastrzeżeń od 5 do 6, znamienne tym, że analizator (20) sygnałów dostosowany jest do eliminowania zakłóceń z otoczenia na podstawie sygnału pochodzącego z co najmniej dwóch czujników (10).
8. Sposób wykrywania uszkodzeń noża tnącego (6) w urządzeniu tnącym (1) w przemyśle tytoniowym zawierający kroki, w których:

za pomocą przynajmniej jednego czujnika (10) wykrywa się drgania urządzenia tnącego (1) wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia; znamienny tym, że za pomocą analizatora (20) sygnałów na podstawie wykrytych drgań:

wyznacza się wartość charakterystyczną drgań;

porównuje się wartość charakterystyczną drgań z co najmniej jedną wartością graniczną;

dla wartości charakterystycznej drgań wyższej od przynajmniej jednej granicznej wartości generuje się sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale (9) przeznaczonym do cięcia.
9. Sposób wykrywania uszkodzeń według zastrzeżenia 8, znamienny tym, że wartość charakterystyczna drgań wyznaczana jest na podstawie szczytowej wartości przyspieszenia zmierzonego przez przynajmniej jeden czujnik (10).
10. Sposób wykrywania uszkodzeń według któregokolwiek z zastrzeżeń od 8 do 9 , znamienny tym, że wartość charakterystyczną drgań porównuje się z dwoma wartościami granicznymi i generuje się pierwszy sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4) gdy wartość charakterystyczna drgań jest większa od pierwszej wartości granicznej i generuje się drugi sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4) gdy wartość charakterystyczna jest większa od drugiej wartości.
11. Sposób wykrywania uszkodzeń według któregokolwiek z zastrzeżeń od 8 do 10, znamienny tym, że drgania urządzenia tnącego (1) wykrywa się za pomocą przynajmniej dwóch czujników (10).
12. Sposób wykrywania uszkodzeń według zastrzeżenia 11, znamienny tym, że sygnał z co najmniej dwóch czujników (10) wykorzystywany jest do eliminacji wpływu otoczenia na wykrywa

PL 234 277 B1 nie drgań urządzenia tnącego (1) wywołanych przez kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale przeznaczonym do cięcia.
13. Sposób wykrywania uszkodzeń według któregokolwiek z zastrzeżeń od 8 do 12, znamienny tym, że w odpowiedzi na sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale (9) przeznaczonym do cięcia, który jest większy niż pierwsza wartość graniczna generuje się sygnał ostrzegawczy (35) informujący operatora o zdarzeniu.
14. Sposób wykrywania uszkodzeń według któregokolwiek z zastrzeżeń od 8 do 13, znamienny tym, że w odpowiedzi na sygnał identyfikujący kontakt pomiędzy nożem tnącym (6) obrotowej głowicy tnącej (4), a ciałem obcym (8) znajdującym się w materiale (9) przeznaczonym do cięcia, który jest większy niż pierwsza wartość graniczna generuje się sygnał wykonawczy (45) zatrzymujący pracę urządzenia tnącego (1).
15. Sposób wykrywania uszkodzeń według któregokolwiek z zastrzeżeń od 8 do 14, znamienny tym, że graniczne wartości mogą być zmieniane przez operatora.

PL 234 277 Β1

Rysunki

Fig. 1

Fig. 2

PL 234 277 Β1