异物排除装置 技术领域
本发明涉及异物排除装置，该异物排除装置具有在输送原料过程中捕获混入原料中的异物，然后把异物排到输送路线之外的功能。
背景技术
比如，在作为香烟制品原料的烟叶中，有时在送到原料工厂之前已经混入各式各样的异物。为此，在烟叶原料工厂的原料加工工序中，作为用于从原料烟叶中排除异物的方法，现在采用把所有烟叶通过送风过程，利用其中的异物和烟叶的重量差将异物和原料分开的方法。
但是，原料烟叶中所含的异物的大小、形状及重量有各式各样的种类，因此，采用上述送风过程同样地把所有的异物从烟叶中分离是非常困难的。
发明内容
本发明的目的是提供可以把混入原料中的各式各样的异物高效排除的异物排除装置。
本发明地异物排除装置包括：输送原料的上游输送线路；接收并输送从上游输送线路的终端送出并落下的落下原料的下游输送线路；检测在上游输送线路中输送的原料中的异物，并输出检测信号的检测装置；基于该检测信号判断在落下原料中含有异物时，向该落下原料喷出排除空气流，使这些落下原料及其异物的落下方向偏移的偏移装置；在下游输送线路的上方捕获通过该排除空气流而落下的异物的捕获装置；把由捕获装置捕获的异物排到下游输送线路之外的排除装置。
借助于上述异物排除装置，异物从上游输送线路的终端送出时，该异物与落下原料一起被吹向排除空气流方向，不落在下游输送线路上而被排除。此时，比较大的异物穿过排除空气流仍然落向下游输送线路，由捕获装置捕获。然后捕获的异物由排除装置排到下游输送线路之外。
捕获装置包括在下游输送线路的上方涉及整个宽度的水平延伸的筛面。排除装置最好由有筛面的筛传送带形成。该筛传送带可以使筛面在横穿下游输送线路的方向运行。穿过排除空气流落在筛传送带上的异物先由该筛面捕获。此后，被捕获的异物，随着筛面的运行在横穿下游输送线路的方向输送，然后，排到该路线之外。另外，与异物一起落向筛传送带上的原料，穿过筛面落到下游输送线路上继续输送。
上述筛传送带包括：在筛面的两侧配置的相互同步在同一方向运行的一对环状索和为构成筛面、架设在一对环状索之间、存在规定间隔且平行排列的多个棒状部件。在这种情况下，由棒状部件之间的开口限定筛眼的大小，另外，筛传送带随着环状索的运行，使棒状部件的列往一个方向运行。
另外，筛传送带可以有形成上下游的多重筛面，此时，可以多重限制捕获了的异物偶然地穿过筛面。
这样，本发明的异物排除装置，可以高效排除各式各样种类的异物。特别对于只靠排除空气流使其落下方向充分偏移困难的大型异物也可以确实地排除，这将大大提高产品质量。
另外，如果筛传送带的筛面由棒状部件的排列构成，则可以充分承受异物下降的冲击，如果把筛面多重设置，可以更确实地进行异物的捕获及其排除。
附图说明
图1表示异物排除装置结构的示意图；
图2是具体表示棒式筛传送带的立体图；
图3是棒式筛传送带的正面图；
图4是图3的棒式筛传送带的右侧面图；
图5是图3中沿V-V线的剖面图；
图6是具体表示行走链构造的图；
图7是用于说明棒式筛传送带动作的简略图；
图8是表示重量相对于异物表面积的比和平均到达距离关系的曲线图。
具体实施方式
参照图1，作为一例概略说明适用于香烟原料工厂的原料加工工序中的异物排除装置的结构。
在图1所示的原料加工工序中，原料烟叶L首先从输送传送带2向展开用传送带连续输送。在后面的展开用传送带4中烟叶L的分布扩大到主传送带6的整个宽度上，然后，烟叶L原样送向主传送带6。其下游的传送带8在主传送带6的下方且配置在其终端的正前方。下游传送带8接受从主传送带6的终端连续送出的烟叶L，向进行下面的处理工序的区域输送。
在此，上游的主传送带6以比输送传送带2和展开用传送带4的输送速度高的速度运行，因此，在主传送带6上使烟叶L的流动层厚变薄。另外，从主传送带6的终端向下游传送带8送出的烟叶L借助于其惯性朝图1中实线所示的箭头方向落下，飞过下游传送带8的始端区域到达靠近中央的位置。
主传送带6的上方设置有异物检测器9，该异物检测器9内置通过反光镜10的镜象可以对主传送带6的输送面进行摄像的照相机11。异物检测器9把由内置照相机11摄制的图象进行数据化，基于该图象数据靠烟叶L和异物B的不同色调检测出异物B。然后，异物检测器9在检测到异物B时，输出检测信号。
从烟叶L的输送方向看，在异物检测器9的前端一体设置空气喷出器12。该空气喷出器12有多个空气喷咀13，这些空气喷咀13可以向主传送带6的终端紧后面的排除区域S喷出空气。更详细地，这些空气喷咀13在与主传送带6的终端平行的水平方向形成一列或两列以上而配置，其列的长度设定为与主传送带6的宽度大致相同。另外，各个空气喷咀13的喷口向着与烟叶L的落下方向相交的方向。
空气喷出器12从空气压力源14接受高压空气，然后，空气喷出器12可以把供给的高压空气从各空气喷咀13一齐喷出。在空气喷出器12上设置有用于供给空气喷咀13高压空气的供给管路，在该供给管路中安装有电磁阀15。另外，空气喷出器12具有用于控制该电磁阀15动作的控制器(没有图示)。该控制器具有基于来自上述异物检测器9的检测信号使电磁阀15开关的功能。
从异物检测器9输出检测信号后，上述控制器判断从主传送带6的终端送出并落下的烟叶L中含有异物B，此时控制器使电磁阀15开启。电磁阀15一开启，则向空气喷咀13供给高压空气的供给管路开通，其结果，高压空气从空气喷咀13一齐喷出。喷出的高压空气在排除区域S内形成排除空气流R。这样，烟叶L及异物B借助于该排除空气流R使下落方向偏移。
另外，在下游传送带8的正前方同时又是主传送带6的下方位置放置有异物接受箱16。另外，在下游传送带8的上方设置排除滑道18，该排除滑道18从上述的排除区域S向异物接受箱16延伸。
另外，在下游传送带8的始端区域的上方设置有棒式筛传送带20，该棒式筛传送带20从排除区域S往主传送带6的送出方向延伸。另外，在下游传送带8的两侧各自设置一个异物接收箱22。
图2具体表示棒式筛传送带20。如图所示，棒式筛传送带20具有平行排列配置的多个棒状部件26，这些棒状部件26的列构成筛面。该筛面在与下游传送带8垂直相交的水平方向，也就是在其横断方向延伸，筛面在下游传送带8的上方具有覆盖其整个宽度的长度。
棒式筛传送带20有一对环状行走链28，这一对行走链28沿筛面的长度方向在其两侧各自设置一根。另外，这一对行走链28分别环挂在一对链轮30、32之间，这些链轮30、32在下游传送带8的宽度间隔配置。另外，对棒式筛传送带20详细情况以下再介绍。
在棒式筛传送带20和排除区域S之间，沿着异物B的落下方向设置下落滑道34，该下落滑道34的基端与上述的排除滑道18的基端连接。另外，如图所示，在棒式筛传送带20和下游传送带8之间设置导向滑道36，该导向滑道36从棒式筛传送带20的一侧边向下游传送带8的始端延伸。
以下再参照图3～图6，对棒式筛传送带20的结构进行更详细地说明。棒式筛传送带20有一对侧架38，这一对侧架38在筛面的两侧相互平行且在与下游传送带8的输送方向成垂直相交的水平方向延伸。
侧架38在其两端分别与支撑脚40、41连接。这些支撑脚40、41也在筛面的两侧分别形成一对。另外，支撑脚40、41在上下方向呈曲柄形状，在相互成对的支撑脚40、41之间看，下侧的铅直部分的间隔比上侧的铅直部分的间隔要大。从而，在这些支撑脚40、41之间可以确保用于设置上述异物接收箱22的空间(参照图4)。另外，各个支撑脚40、41在其下端具有调整高度用的螺钉42。
另外，棒式筛传送带20具有一对链轮轴44、46，如图3所示，这些链轮轴44、46配置在侧架38的两端附近。另外，上述链轮30、32分别固定安装在对应的链轮轴44、46上。另外，在支撑脚40、41分别通过托架48安装有轴承50，链轮轴44、46通过这些轴承50可自由旋转地被支撑着。
更详细地，一侧的链轮轴46均贯通链轮32，在其两端由上述轴承50支撑。与此相对，另一侧的链轮轴44均贯通链轮30。链轮轴44一侧的端部贯通轴承50并延伸，在其端部固定安装有驱动链轮52(参照图4)。
从图3可以看出，与上述链轮轴30对应的支撑脚40其上端均延长到另一侧的支撑脚41的上方，在该延长的上端，通过交叉板54相互连接(参照图4)。
另外，棒式筛传送带20具有作为动力源的电机56，该电机56安装在上述交叉板54上。在电机56的输出轴上安装有输出链轮58，在该输出链轮58和驱动链轮52之间架设有环形的驱动链60。
进而，在输出链轮58和驱动链轮52之间配置有与这些在同一垂直面内配置的张紧链轮62，该张紧链轮62与驱动链60的外周齿合。另外，张紧链轮62在其中心具有调紧带轮轴64及其轴承(图中未示出)。该调紧带轮轴64通过托架66由支撑脚40支撑。
另外，如图5和图6所示，行走链28由带附件68的滚子链组成，各个附件68以一个链节为间隔在整个链上安装。这些附件68在两侧的行走链28之间成对称设置，各个棒状部件26跨设在各自对应的附件68之间。更具体地，棒状部件26例如是圆形钢，在其两个端部安装有托架70。棒状部件26用托架70分别与各自对应的附件68连接。另外，棒状部件26的安装间距P，例如设定为30mm的程度。
另外，从图5也可以看出，侧架38具有槽形的断面，在图中所示的安装姿态下，具有上下一对水平折边72、74。另外，在行走链28挂在链轮30、32间回转时，在其上半周通过折边72的上方，而在下半周通过上下的折边72、74之间。在这些上下折边72、74的上面分别安装有导轨76、78。行走链28在这些导轨76、78上被导向。另外，这些导轨76、78在对应的折边72、74上在整个区域上延伸。
在两侧的侧架38分别安装有外盖80及内盖82。这些外盖及内盖80、82中的任何一个都有与侧架38大致相同的长度。由图5可知，外盖80的基端与侧架38的侧面连接且向铅直方向延伸，其上端向水平方向弯曲并覆盖行走链28及其附件68。另外，内盖82在行走链28的附件68的内周向上下方向延伸，通过托架84由折边72支撑。另外，内盖82其下半部向着棒式筛传送带20的内侧倾斜。
如图7所示，当输出链轮58靠电机38的旋转按图中箭头的方向旋转时，该旋转通过驱动链60传递给链轮轴44。由此，两侧的链轮30同时被转动，其结果，两侧的行走链28按图中箭头所示的一个方向同步运行。
在棒式筛传送带20，这样的行走链28的运行使棒状部件26的列移动，其筛面连续地向一个方向，也就是向下游传送带8的横断方向运行。另外，在实施本实施例的情况下，棒式筛传送带20的筛面宽W(参照图2)例如可以设定为300mm左右，其运行速度例如可以设定为20.5m/min左右。
现在，如图1所示，当从空气喷咀13列在排除区域S内喷出排除空气流R时，借助于该排除空气流R，含有异物B的下落中的烟叶L的落下方向偏移。这时，比较小型的异物BS与附近的烟叶L一起朝图中点划线所示的箭头方向落下。与此相对，比较大型的异物BL利用其惯性穿过排除空气流R，朝图中虚线所示的箭头方向落下。
本发明的发明者确认了以下的事实。该事实是，在由排除空气流R使异物的下落方向发生偏移时，其偏移的程度根据异物重量相对于表面积的比(＝重量/表面积)的大小变化。
图8表示异物重量相对于表面积的比和实际由排除空气流R偏移了下落方向的异物的平均到达距离的关系。异物的平均到达距离是用以下的方法得到的值。首先，从主传送带6的终端在铅直向下方向取规定的落差，把其位置作为基准高度。作为该落差，例如可以使用主传送带6和下游传送带8之间的设置水平差。然后，从主传送带6的终端送出的异物在上述的基准高度落下时，在其落下地点，测定距主传送带6的终端的水平飞行距离。把这样的测定对不同种类的异物进行数次，把得到的值取平均就得到平均到达距离。
如图8所示，异物有其相对于表面积的重量比越小其平均到达距离越短的倾向，这表示由排除空气流R而产生的偏移程度大。另外由图8可以理解以下的事实。即，取异物的重量与表面积的比在规定值α(例如0.5～0.6左右)以下的异物作为比较小型的异物BS，则其平均到达距离在规定值A(例如200mm左右)以下的水平。因此这些小型异物BS的大半直接地或者通过排除滑道18送到异物接受箱16内，所以可以实现小型的异物BS原封不动地排除到输送线路之外，这是显然的。
与此相对，取重量与表面积之比比上述规定值α大的异物作为比较大型的异物BL，其平均到达距离比规定值A要长。这样，由排除空气流R把大型异物BL送到异物接受箱16内排除很困难。取而代之，大型异物BL的大半在要向着下游传送带8落下时，如图1所示，使其落在棒式筛传送带20上，在筛面被捕获。
此后，如图7所示，棒式筛传送带20伴随着筛面的运行运送捕获的异物BL，并从终端排除。另外，与大型异物BL一起落到筛面上的烟叶L适时地通过棒状部件26之间的开口即筛眼落到下游传送带8上。
于是，如图3所示，在棒式筛传送带20上，其两端部可以配置落口滑道86、88。在筛面上捕获到的大型异物BL由落口滑道86导向，落到异物接收箱22内。
棒式筛传送带20其构造上是上下成层重叠设置筛面，因此，如图7所示捕获的异物BL即使穿过上游筛面，该异物BL也会被更下游的筛面捕获。这样在下游筛面捕获的异物BL伴随着图中箭头所示行走链28的运行，向与上游筛面相反的方向输送，由另一侧的落口滑道86导向，落到异物接收箱22内。
按上述异物排除装置，在由检测出异物而喷出排除空气流R的状态下，穿过该排除空气流R即将落向下游传送带8上的大型异物BL可由棒式筛传送带20捕获，确实排到烟叶L输送路线之外。另外，作为实际上排除的大型异物BL，也包括例如烟叶生产操作者的手套和绳类的东西(包装和打捆的绳的片段等)。
棒式筛传送带20通过使其筛面处于经常运行的状态，可以防止烟叶L滞留在棒式筛传送带20上。
如上述最佳实施方式所示，如果把异物排除装置用在香烟的原料加工工序中，可以提前防止在香烟制品中混入异物，使制造的香烟制品保持高质量。但是，本发明不仅限于香烟制品，当然作为用于从其它制品原料中排除异物的异物排除装置也可具有广泛的用途。
本发明不受上述一个实施例的限制，可以进行各种变形并实施。例如，对于棒式筛传送带20，其筛面的宽度W及棒状部件26的安装间距P等详细尺寸，运行速度等具体规格可以根据实际工场的设置条件进行适当的变更。
另外，棒式筛传送带20不限于采用一个，也可以并列设置多个。另外，上游的主传送带6和下游传送带8的输送方向也可以相互交插。