EP1027837B1 - Anordnung zum Bilden einer Monolage aus einem kontinuerlich zugeführten dickschichtigen Materialstrom - Google Patents

Anordnung zum Bilden einer Monolage aus einem kontinuerlich zugeführten dickschichtigen Materialstrom Download PDF

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EP1027837B1
EP1027837B1 EP00101913A EP00101913A EP1027837B1 EP 1027837 B1 EP1027837 B1 EP 1027837B1 EP 00101913 A EP00101913 A EP 00101913A EP 00101913 A EP00101913 A EP 00101913A EP 1027837 B1 EP1027837 B1 EP 1027837B1
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acceleration
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acceleration belt
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Heiko Niehues
Torsten Koch
Renke Schlarmann
Harry Drewes
Hans Dierken
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Koerber Technologies GmbH
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Hauni Maschinenbau GmbH
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    • 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
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B1/00—Preparation of tobacco on the plantation
    • A24B1/04—Sifting, sorting, cleaning or removing impurities from tobacco
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
    • A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
    • A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
    • A24B3/18—Other treatment of leaves, e.g. puffing, crimpling, cleaning

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for forming a monolayer passing through a foreign body detection and separation device from a continuously fed, thick-layered, low-density material flow with a conveyor belt web which accelerates and extends the supplied material flow.
  • a relatively thin-layer material web ideally a predominantly isolated, ie single-layered juxtaposed components of a conveyed material and any foreign bodies composed material flow to understand the unwanted components are clearly recognizable and selectable.
  • a "thick-layered material flow” is one of the desired flow rate per unit time correspondingly compact, composed of many superimposed components of the material to be conveyed under the inclusion of foreign bodies composed Massengutstrom.
  • a “material flow of low density” with relevant for the promotion Material properties of the material to be conveyed, for example a food product, is to be understood as its specific lightweight, ie product constituents which have a relatively high air resistance, based on their weight.
  • Such product components are, for example, leaf-shaped, such as leaf tobacco or spinach; Further, fragments of leaves or leaf-like shaped components such as tobacco strips and lettuce leaves, as well as stems or stem-shaped components such as tobacco ribs and green beans, and moreover shrub-like products such as fresh thyme.
  • Product of the type mentioned, in particular food products are subject to special quality requirements with regard to the purity requirement. This is especially true for tobacco, which undergoes a processing process to the manufacture of rod-shaped end products in the form of cigarettes, filter cigarettes and the like. According to experience, tobacco contains foreign constituents of the most varied types. It is desirable to remove these foreign substances as early as possible in order to prevent disturbances in the processing process and quality impairments of the end product. In particular Blattabak or stripped Blattabak in the form of so-called "strips", which may resemble the impurities in form and size under circumstances, makes special demands of conveyor technology with regard to a clear identification of such foreign bodies in the moving tobacco stream.
  • the object of the invention is to increase the amount of material delivered per unit of time and monitored for foreign constituents in the case of an at least equally good, possibly better separation result.
  • a shortening of the conveyor line or a minimum number of conveyor stages is also achieved in that the first acceleration band downstream acceleration belt is associated with a synchronously mit noteworthydes upper band together form a converging in the conveying direction, laterally closed conveyor channel, wherein moreover the upstream acceleration belt and the downstream acceleration belts are drivable at such a speed ratio that a layer thickness of the material flow on the downstream acceleration belt forming on the upstream acceleration belt is reduced to the order of about half.
  • the feed conveyor and the belt cascade form a substantially horizontally oriented transport path.
  • the effectiveness of the cascade cascade is significantly determined by the conveying material accelerating the delivery channel of the downstream funding.
  • Whose air duct or lateral air termination is achieved in a simple manner by the conveyor channel is limited by lateral angle plates on the horizontal legs of the upper belt is guided along sliding and their vertical legs are provided with the acceleration band contacting sealing lips.
  • the advantage achieved by the invention is that by a more effective stepwise acceleration of the material flow whose layer thickness is gradually reduced such that a uniform layer without significant differences in layer thickness is achieved. In this way, a very good efficiency of the foreign body detection and disposal device is ensured even at a high flow rate of material flow rate.
  • FIG. 1 is a FremdMechabscheider 1 - based on the conveying direction (arrow 2) of a tobacco stream 3 - upstream of a belt cascade 4 formed transport belt web, consisting of two in the conveying direction (arrow 2) successive acceleration belts 6 and 7, of which the first acceleration belt with a speed of about 2.5 to 3.5 m / sec, which approximates the speed of the tobacco, depending on the nature and quality of the material to be conveyed (strips, ribs, sheet material).
  • the preferred transport speed is about 2.7 m / sec in approximation to a mean floating speed of about 3 m / sec.
  • the second acceleration belt 7 of the cascade cascade 4 is associated with a synchronously co-moving upper belt 8, which together form a converging in the conveying direction (arrow 2) or to a mouthpiece 12 formed by two guide rollers 9 and 11 narrowing conveyor channel 13.
  • the conveyor channel 13 is closed laterally according to Figure 2 by two angle plates 14 and 16, wherein the conveyor channel 13 delimiting lower run of the upper belt 8 on the horizontal legs of the angle plates 14, 16 is guided along sliding and the vertical legs of the angle plates 14, 16 each with a the upper channel of the acceleration belt 7 contacting the conveying channel 13 is provided with contacting sealing lips 17 whose contacting outer side has a felt support.
  • the belt cascade 4 is - related to the conveying direction (arrow 2) - upstream of a feed conveyor 18, assigned in the present embodiment in the form of a vibrating conveyor trough 19, wherein the cascade cascade 4 and the vibrating conveyor trough 19 extend horizontally.
  • the FremdMechabscheider 1 consists of known laser detectors 21 for scanning the tobacco stream 3, a color matched to the tobacco reference drum 22, a well-known in the FremdMechabscheider 1 integrated, not shown image processing processor for detecting and Location of foreign bodies 23 and exhaust nozzles 24 for selecting the foreign body 23.
  • With 26 is a conveyor for receiving and removal of the liberated from foreign bodies tobacco stream 3 and denoted by 27 a conveyor for collecting and discharging the sorted foreign body 23.
  • the laser detectors 21 which respond over the full width perpendicular to the plane on passing foreign body 23 and emit appropriate signals.
  • the image processing processor also recognizes the respective position of the foreign body 23 within the tobacco stream 3 and controls the corresponding exhaust nozzles 24 for selective rejection of the detected foreign body 23 at.
  • the particular at relatively small foreign bodies 23 simultaneously with blown tobacco leaves are then sorted out again and returned to the processing process.
  • the cascade of cascades 4 could possibly be supplemented by an additional band line corresponding to the acceleration band 7.

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Description

  • Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Bilden einer eine Fremdkörpererkennungs- und Abscheideeinrichtung passierenden Monolage aus einem kontinuierlich zugeführten dickschichtigen Materialstrom geringer Dichte mit einer den zugeführten Materialstrom beschleunigenden und streckenden Transportbänderbahn.
  • Unter einer "Monolage" ist im erfindungsgemäßen Sinn ein relativ dünnschichtiges Materialvlies, im Idealfall ein aus überwiegend vereinzelten, d. h. einschichtig nebeneinanderliegenden Bestandteilen eines Fördergutes und eventuellen Fremdkörpern zusammengesetzter Materialstrom zu verstehen, dessen unerwünschte Bestandteile eindeutig erkennbar und selektierbar sind.
    Unter einem "dickschichtigen Materialstrom" ist ein der gewünschten Fördermenge pro Zeiteinheit entsprechend kompakter, aus vielfach aufeinanderliegenden Bestandteilen des Fördergutes unter evtl Einschluß von Fremdkörpern zusammengesetzte Massengutstrom zu verstehen.
    Unter einem "Materialstrom geringer Dichte" mit für die Förderung relevanten Materialeigenschaften des Fördergutes, zum Beispiel eines Lebensmittelproduktes, ist dessen spezifisches Leichtgewicht zu verstehen, also Produktbestandteile, die einen - bezogen auf ihr Gewicht - relativ hohen Luftwiderstand aufweisen.
  • Derartige Produktbestandteile sind zum Beispiel blattförmig, wie Blattabak oder Spinat; des weiteren Bruchstücke von Blättern oder blattartig geformte Bestandteile, wie Tabak-Strips und Salatblätter, sowie Stengel oder stengelförmig geformte Bestandteile, wie Tabakrippen und grüne Bohnen, und darüber hinaus Büschel bzw. strauchartige Produkte, wie frischer Thymian.
    An Produkte der genannten Art, insbesondere Lebensmittelprodukte, werden hinsichtlich des Reinheitsgebotes besondere Qualitätsanforderungen gestellt. Dies gilt insbesondere auch für Tabak, der einen Verarbeitungsprozeß bis zur Konfektionierung stabförmiger Endprodukte in Form von Zigaretten, Filterzigaretten und dergleichen durchläuft. Tabak enthält erfahrungsgemäß Fremdbestandteile der unterschiedlichsten Art. Es ist wünschenswert, diese Fremdkörper möglichst frühzeitig auszusondern, um Störungen im Verarbeitungsprozeß sowie Qualitätsbeeinträchtigungen des Endproduktes auszuschließen.
    Insbesondere Blattabak bzw. entrippter Blattabak in Form von sogenannten "Strips", die in Form und Größe unter Umständen den Fremdbestandteilen sehr ähneln, stellt besondere Anforderungen fördertechnischer Art im Hinblick auf eine eindeutige Identifizierung derartiger Fremdkörper im bewegten Tabakstrom.
  • Eine Einrichtung der eingangs bezeichneten Art ist durch das US-Patent 5 558 199 bekanntgeworden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem zumindest gleichguten, gegebenenfalls besseren Aussonderungsergebnis die pro Zeiteinheit geförderte und auf Fremdbestandteile überwachte Materialmenge zu erhöhen.
  • Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
    Um die Bänderkaskade kontinuierlich mit dem Fördergut im aufgelockerten Zustand und in der gewünschten Menge zu versorgen, wird weiterhin vorgeschlagen, daß der Bänderkaskade ein Beschickungsfördermittel in Form einer das Fördergut mit einer Schichtdicke in einer Größenordnung von ca. 7 cm zuführenden Schwingförderrinne zugeordnet ist.
    Um bei einer vorgegebenen Materialdurchsatzmenge eine möglichst kurze Durchlaufstrecke so effektiv wie möglich zu betreiben, wird weiterhin vorgeschlagen, daß bei zwei aufeinanderfolgenden Beschleunigungsbändern das - bezogen auf die Förderrichtung - stromaufwärtige Beschleunigungsband mit einer der Schwebegeschwindigkeit des Fördergutes nahekommenden Geschwindigkeit in einer Größenordnung von ca. 2,5 bis 3,5 m/sec antreibbar ist.
    Eine Verkürzung der Förderstrecke bzw. eine Mindestanzahl von Förderstufen wird außerdem dadurch erreicht, daß dem dem ersten Beschleunigungsband stromab nachgeordneten Beschleunigungsband ein synchron mitlaufendes Oberband zugeordnet ist, die gemeinsam einen in Förderrichtung konvergierenden, seitlich geschlossenen Förderkanal bilden, wobei darüber hinaus das stromaufwärtige Beschleunigungsband und das stromabwärtige Beschleunigungsband mit einem derartigen Geschwindigkeitsverhältnis antreibbar sind, daß eine sich auf dem stromaufwärtigen Beschleunigungsband ausbildende Schichtdicke des Materialstromes auf dem stromabwärtigen Beschleunigungsband auf eine Größenordnung von ca. Hälfte reduziert wird. Infolge der auf diese Weise zwischen Ober- und Unterbändem mitbewegten Umgebungsluft können alle genannten Produkte und sonstigen Produkte, die ein großes Volumen bei geringem Gewicht einnehmen, schnell transportiert werden.
    Zweckmäßigerweise bilden die Beschickungsfördermittel und die Bänderkaskade eine im wesentlichen horizontal ausgerichtete Transportstrecke.
    Die Effektivität der Bänderkaskade wird wesentlich durch den das Fördergut beschleunigenden Förderkanal der stromabwärtigen Fördermittel bestimmt. Dessen Luftführung bzw. seitlicher Luftabschluß wird auf einfache Weise dadurch erreicht, daß der Förderkanal durch seitliche Winkelbleche begrenzt ist, auf deren horizontalen Schenkeln das Oberband schleifend entlanggeführt ist und deren senkrechte Schenkel mit das Beschleunigungsband kontaktierenden Dichtlippen versehen sind.
  • Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß durch eine effektivere stufenweise Beschleunigung des Materialstromes dessen Schichtdicke derart schrittweise reduziert wird, daß eine gleichmäßige Schicht ohne wesentliche Schichtdickenunterschiede erzielt wird. Auf diese Weise ist ein sehr guter Wirkungsgrad der Fremdkörpererkennungs- und Aussonderungseinrichtung auch bei einer hohen Durchsatzrate des Materialmengenstromes gewährleistet.
  • Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • Hierbei zeigen:
    • Figur 1
    eine Fördereinrichtung zur Entfernung von Fremdkörpern aus einem Tabakstrom in der Seitenansicht und
    Figur 2
    einen Querschnitt durch eine Beschleunigungsbänderstrecke entlang der Schnittlinie A-A gemäß Figur 1.
  • Gemäß Figur 1 ist einem Fremdkörperabscheider 1 - bezogen auf die Förderrichtung (Pfeil 2) eines Tabakstromes 3 - stromauf eine als Bänderkaskade 4 ausgebildete Transportbänderbahn vorgeordnet, bestehend aus zwei in Förderrichtung (Pfeil 2) aufeinanderfolgenden Beschleunigungsbändern 6 und 7, von denen das erste Beschleunigungsband 6 mit einer der Schwebegeschwindigkeit des Tabaks nahekommenden Geschwindigkeit von ungefähr 2,5 bis 3,5 m/sec je nach Art und Beschaffenheit der Fördergutbestandteile (Strips, Rippen, Blattgut) antreibbar ist. Die bevorzugte Transportgeschwindigkeit beträgt ca. 2,7 m/sec in Annäherung an eine mittlere Schwebegeschwindigkeit von ca. 3 m/sec.
    Dem zweiten Beschleunigungsband 7 der Bänderkaskade 4 ist ein synchron mitlaufendes Oberband 8 zugeordnet, die gemeinsam einen in Förderrichtung (Pfeil 2) konvergierenden bzw. sich zu einem durch zwei Umlenkwalzen 9 und 11 gebildeten Mundstück 12 verengenden Förderkanal 13 bilden.
    Der Förderkanal 13 ist gemäß Figur 2 durch zwei Winkelbleche 14 und 16 seitlich geschlossen, wobei das den Förderkanal 13 begrenzende Untertrum des Oberbandes 8 auf den horizontalen Schenkeln der Winkelbleche 14, 16 schleifend entlanggeführt ist und die senkrechten Schenkel der Winkelbleche 14, 16 jeweils mit einer das den Förderkanal 13 begrenzende Obertrum des Beschleunigungsbandes 7 kontaktierenden Dichtlippen 17 versehen sind, deren kontaktierende Außenseite eine Filzauflage aufweist.
    Der Bänderkaskade 4 ist - bezogen auf die Förderrichtung (Pfeil 2) - stromauf ein Beschickungsfördermittel 18, im vorliegenden Ausführungsbeispiel in Form einer Schwingförderrinne 19 zugeordnet, wobei die Bänderkaskade 4 und die Schwingförderrinne 19 horizontal verlaufen.
    Der Fremdkörperabscheider 1 besteht aus an sich bekannten Laser-Detektoren 21 zum Abtasten des Tabakstromes 3, einer farblich auf den Tabak abgestimmten Referenztrommel 22, einem auf bekannte, in den Fremdkörperabscheider 1 integrierten, nicht dargestellten Bildverarbeitungsprozessor zur Erkennung und Lagebestimmung von Fremdkörpern 23 sowie Ausblasdüsen 24 zum Selektieren der Fremdkörper 23. Mit 26 ist ein Fördermittel zur Aufnahme und Abförderung des von Fremdkörpern befreiten Tabakstromes 3 und mit 27 ein Fördermittel zum Auffangen und Abfördern der aussortierten Fremdkörper 23 bezeichnet.
  • Die Wirkungsweise der Anordnung wird anhand einer für eine Durchsatzleistung von etwa zehn Tonnen Tabak pro Stunde ausgelegte Bänderkaskade erläutert, wobei sich alle Förderorgane senkrecht zur Zeichenebene über eine Breite von ca. 1,6 m erstrecken.
    Ein kontinuierlicher Tabakstrom wird mit einer Schichtdicke von ca. 7 cm auf der Schwingförderrinne 19 mit ca. 0,4 m/sec zugeführt und auf das erste Beschleunigungsband 6 übergeben. Dessen Geschwindigkeit von ca. 2,7 m/sec reduziert dabei die Schichtdicke des Tabakstromes auf ca 2 cm. Beim Abwurf des Tabaks auf das nachfolgende, mit ca. 5,7 m/sec laufende Beschleunigungsband 7 wird diese Schichtdicke nochmals halbiert. Erreicht wird dies durch die beim Eintritt des Tabaks in den Förderkanal 13 mitgerissene Umgebungsluft, wodurch eine zusätzliche Ventilationswirkung entsteht, welche ein beschleunigtes Mitreißen und damit Strekken des Tabakstromes bei einer relativ hohen, über der Schwebegeschwindigkeit des Tabaks einstellbaren Bandgeschwindigkeit von ca. 5,7 m/sec bewirkt.
  • Die auf diese Weise auf eine relativ dünne Tabakschicht reduzierte und gleichmäßig ausgebreitete Tabakmonolage passiert nach Abwurf vom Beschleunigungsband 7 die Laser-Detektoren 21, welche über die volle Breite senkrecht zur Zeichenebene auf vorbeifliegende Fremdkörper 23 reagieren und entsprechende Signale abgeben. Durch die Signalgabe ganz bestimmter Detektoren 21 erkennt der Bildverarbeitungsprozessor auch die jeweilige Lage der Fremdkörper 23 innerhalb des Tabakstromes 3 und steuert die entsprechenden Ausblasdüsen 24 zur gezielten Aussonderung der erkannten Fremdkörper 23 an. Die insbesondere bei relativ kleinen Fremdkörpern 23 gleichzeitig mit ausgeblasenen Tabakblätter werden danach wieder aussortiert und in den Verarbeitungsprozeß zurückgeführt.
  • Bei einer eventuell beabsichtigten weiteren Erhöhung der Förderleistung könnte die Bänderkaskade 4 gegebenenfalls um eine zusätzliche, dem Beschleunigungsband 7 entsprechende Bänderstrecke ergänzt werden.

Claims (7)

  1. Anordnung zum Bilden einer eine Fremdkörpererkennungs- und Abscheideeinrichtung passierenden Monolage aus einem kontinuierlich zugeführten dickschichtigen Materialstrom geringer Dichte, mit einer den zugeführten Materialstrom beschleunigenden und streckenden Transportbänderbahn, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbänderbahn eine aus wenigstens zwei in Förderrichtung (Pfeil 2) aufeinanderfolgenden Beschleunigungsbändern (6, 7) bestehende Bänderkaskade (4) aufweist, wobei dem dem ersten Beschleunigungsband (6) stromab nachgeordneten Beschleunigungsband (7) ein synchron mitlaufendes Oberband (8) zugeordnet ist.
  2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bänderkaskade (4) ein Beschickungsfördermittel (18) in Form einer das Fördergut mit einer Schichtdicke in einer Größenordnung von ca. 7 cm zuführenden Schwingförderrinne (19) zugeordnet ist.
  3. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zwei aufeinanderfolgenden Beschleunigungsbändern (6, 7) das - bezogen auf die Förderrichtung - stromaufwärtige Beschleunigungsband (6) mit einer der Schwebegeschwindigkeit des Fördergutes nahekommenden Geschwindigkeit in einer Größenordnung von ca. 2,5 bis 3,5 m/sec antreibbar ist.
  4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Beschleunigungsband (6) und das mitlaufende Oberband (8) gemeinsam einen in Förderrichtung (Pfeil 2) konvergierenden, seitlich geschlossenen Förderkanal (13) bilden.
  5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das stromaufwärtige Beschleunigungsband (6) und das stromabwärtige Beschleunigungsband (7) mit einem derartigen Geschwindigkeitsverhältnis antreibbar sind, daß eine sich auf dem stromaufwärtigen Beschleunigungsband (6) ausbildende Schichtdicke des Materialstromes auf dem stromabwärtigen Beschleunigungsband (7) auf eine Größenordnung von ca. der Hälfte reduziert wird.
  6. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschickungsfördermittel (18) und die Bänderkaskade (4) eine im wesentlichen horizontal ausgerichtete Transportstrecke bilden.
  7. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Förderkanal (13) durch seitliche Winkelbleche (14, 16) begrenzt ist, auf deren horizontalen Schenkeln das Oberband (8) schleifend entlanggeführt ist und deren senkrechte Schenkel mit das Beschleunigungsband (7) kontaktierenden Dichtlippen (17) versehen sind.
EP00101913A 1999-02-13 2000-02-01 Anordnung zum Bilden einer Monolage aus einem kontinuerlich zugeführten dickschichtigen Materialstrom Expired - Lifetime EP1027837B1 (de)

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