本发明涉及分离粉碎过的烟叶片的装置，更具体地，涉及能改善分离特性而又尽可能不损坏薄片微粒的那种装置。 本发明特别考虑采用气流分离法将粉碎过的烟叶片分离成：（1）较轻的微粒例如少含或不含烟杆的薄片；（2）较重的微粒例如带有或不带有薄片的烟杆。空气漂浮式分离装置是公知的，它主要包括一个带有相对侧壁的分离室和一个用来在分离室内相对侧壁之间形成大体上向上地气流的封闭式风扇系统。来自粉碎过的烟叶片源的连续微粒从分离室的一侧抛出并到达分离的另一侧，从而使（1）较轻的微粒由分离室内的气流向上载运，（2）较重的微粒则在重力的作用下穿过分离室内的气流向下移动。在分离室的上部装有一个排出机构，用来接收被向上载运的较轻微粒并将它们排出分离室外，在分离室的下部则装有一个独立的排出机构，用来接收在重力作用下向下移动的较重微粒并将它们排出到分离室外。
美国专利No.4，465，194公开了一种上述类型的装置，在该装置中，设置了一种机构用来进一步处理和分离从分离室的一侧运动到另一侧的被抛出的微粒，并且最后将在较重微粒排出机构中接收到的轻重微粒中所夹带的较轻微粒分离出来。用这种装置分离的较轻微粒常常可细碎到基本上可用于制作雪茄烟的程度。
在使用上述类型的装置时，常常有这样的情况，即从该装置排出的较重微粒部分含有与之集结的较轻微粒，这些较轻微粒不能在该装置工作时分离出来，因此，在实践中常常要设立一种动力控制的中间机构，用来将从一个装置排出的较重微粒输送到一个类似装置的入口，作为粉碎过的烟叶片源。这样，就可实现较好的最终分离。但是，由于采用这种动力控制的中间机构进行附加的处理，故有可能损坏烟叶薄片。因此，美国专利No.5，325，875公开了一种能够与类似装置相配合而不需要装设会损坏薄片的动力控制中间机构的装置，这种装置含有若干个烟叶微粒分离器，用来将粉碎过的烟叶片中的较轻微粒，例如少含或不含烟杆的烟叶薄片与较重的烟叶微粒分离开来。每一个分离器有一个带有一对相对侧壁和上、下端部的分离室，其中所述的相对侧壁中，一个是抛出侧，另一个是接收侧。每个分离室与一个风扇系统相连接。用来在分室的相对侧壁之间形成从下端到上端的大致向上的气流。在每个分离室的抛出侧上设有一个烟叶微粒抛出机构，用来沿垂直于分离室内大致向上的气流的方向抛出烟叶微粒，以便使较轻的微粒由分离室内的气流向上运载。设置了一种机构，用来将烟叶微粒导引到每个抛出机构中以便把它们抛出。在每个分离室的上端装有用来接收由抛出机构抛出的并由分离室内的气流向上载运的较轻微粒并且将该微粒由此排出去的机构。每个分离室还设置了用来接收由抛出机构抛出并在分离室的气流中向下移动的较重微粒、并且将该微粒排出去的机构。上述的多个烟叶微粒分离器并列地安装成一排，其中包括一个前端分离器和一个后端分离器，设置在前端分离器的烟叶微粒导引机构用来接收供入的粉碎过的烟叶片原料，其余的几个分离器的烟叶微粒导引机构直接与前一个分离器连接，以接收来自前一个分离器之分离室接收侧上的烟叶微粒排出口的微粒，从而使从前一个分离器之分离室的一侧抛向另一侧并沿垂直于该分离室内的气流的方向移动而且穿过上述开口的烟叶微粒形成一个被导引至其余几个分离器的抛出机构的烟叶微粒供应源。
在使用上述装置时，业已发现，在某些情况下，较重的烟叶微粒有可能累积在分离室的抛出侧，从而对该装置的有效工作能力有不利的影响。上述的在供料部位可能发生较重微粒累积的原因之一是，该装置要求向上的气流源必须向上穿过设置在各分离室下端的用来排出较重微粒的多孔式循环输送器的两个行程段。在该装置的较新的实施例中，较重微粒输送器是从各分离室的抛出侧到接收侧向上倾斜的，所以在循环输送器中的开口通着同样也是倾斜的。结果，可对向上的气流附加一个沿向着分离室抛出方向的侧向的或水平的运动分量，这又可能缩短抛出机构抛出微粒所能达到的距离。在前端分离室的某些供料情况下，落到较重微粒输送器的向上倾斜的作业行程段上的较重微粒足够多时，便会在倾斜的输送器上向下移动到邻近抛出机构处而造成微粒的流体化累积，这种流体化积累可能加厚，直到发生堵塞为止。因此，需要对上述这种类型的装置加以改进，以消除上面所述的在抛出侧累积微粒的倾向，并使其在所有情况下都能有效地工作。
因此，本发明的目的在于提供一种能满足上述需要的装置。本发明的烟叶分离装置的改进包括对较重微粒输送器的改进，这种改进将会使气流垂直地流过输送器的两个行程段。本发明的改进也包括设计一种用来沿微粒抛出方向导引来自增压系统的辅助空气流或使其换向而与各微粒抛出机构相配合的结构，这种结构不管所用的较重微粒输送器是否能对向上的气流产生水平偏压，都能有效地防止在抛出部位因任何原因而发生微粒累积的现象。本发明的改进还包括设计将外部空气流引进到各分离室的机构，以便在靠近微粒输送器作业段的前下端部位置形成沿微粒抛出方向的辅助气流。本发明认为，上述的三项改进中每一项本身都足以消除上面讨论过的微粒累积倾向。显然，本发明认为，采用其中的两项或全部三项的改进一定会更有效地消除每个分离室中较重微粒的累积倾向。
按照本发明的原则，为达到上述目的，提供了一种用来从粉碎过的烟叶片将较轻微粒例如少含或不含烟杆的薄片和较重烟叶微粒分离开来的装置，该装置含有若干个烟叶微粒分离器，各分离器都有一个分离室，和一个用来在分离室内形成大致向上的气流的风扇系统。每个分离室设置一个烟叶微粒抛出机构，用来与分离室抛出侧上所提供的气流相配合、沿垂直于分离室内大致向上的气流的方向抛出烟叶微粒，各抛出机构都有与之配合的烟叶微粒导引机构，以便将烟叶微粒抛出。在每个分离室的抛出侧上引进辅助气流以进一步帮助沿垂直于大致向上的气流的方向导引烟叶微粒。设置了接收由各分离室内的气流向上载运的较轻微粒和接收在各分离室内的气流中向下移动的较重微粒，并且分别将这些微粒排出去的机构。上述的若干个烟叶微粒分离器并列地安装成一排，它们中包括一个前端分离器和一个后端分离器，设置在前端分离器的烟叶微粒导引机构接收供入的粉碎过的烟叶片原料，其余的几个分离器的烟叶微粒导引机构则与前一个分离器直接连接，用以接收通过前一个分离器的分离室接收侧上的烟叶微粒排出口的烟叶微粒，因此，从前一个分离器的分离室的一侧沿垂直于分离室内气流的方向抛向另一侧并穿过上述排出口的烟叶微粒形成一个烟叶微粒供应源并由一个相关的烟叶微粒导引机构导引至一个相关的抛出机构。
通过下面的详细说明和所附权利要求书将会更加了解本发明的上述目的和其他的目的。
结合说明一个实施例的附图可以很明白地理解本发明，附图中：
图1是体现本发明原理的一种装置的实施例的剖视简图；
图2是图1装置的分离室的简图，示出了气流的方向；
图3是图1的装置的带小孔的循环输送带的局部放大剖视图；
图4是按照本发明的原理设计的分离室的透视图。
下面更具体地参见附图中图1～4，图中示出了一种装置，总的以标号210表示，这种装置用来将粉碎过的烟叶分离成（1）较轻的微粒，例如少含或不含烟杆的薄片和（2）较重的微粒，例如附有烟杆的薄片或纯烟杆。在所示的实施例中，设置有两个相同的分离器，一个为前端分离或分离器212，一个为后端分离器214。显然，每一个分离器都能够独立工作，或者与相似的分离器或分离室以并排的关系工作。因此，如果需要，可设置附加的分离器。应该明白，由于分离器212和214是相似的，故仅说明分离室212便足以了解分离器214的结构和工作。因此，用以说明分离器212的相同标号也适应于分离器214。与每一个分离室相结合，还设置了一个风扇循环装置（总的给予标号218），用以在相连的分离室之内建立起大致向上的气流。前端分离室212与粉碎过的烟叶抛出机构的抛出侧相联，上述抛出机构总的给予标号220，它可将粉碎过的烟叶片从前端分离室的抛出侧抛向相对的接收侧，因此，（1）较轻的微粒部分由前端分离室内的气流向上载运，（2）部分较重的微粒部分穿过前端分离室内的气流向下移动，（3）剩下的微粒部分则到达前端分离室212的相对的接收侧。
后端分离室214有一个类似的粉碎的烟叶片的抛出机构（总的以标号222表示），用来接收到达前端分离室212的相对接收侧的剩余微粒并将其抛入后分离室214中。而以类似方式由后端分离室214内的向上气流载运。
在分离室212、214的下端部分别设置一个较重微粒接收与排放机构（总的以标号236表示），用来接收较重的微粒。也设置了一个较轻微粒的接收与排放机构，但是，如图所示，该机构包括两个结构大体相同并且分别设置在分离室212、214上端部的较轻微粒接收与排放机构238，用来接收由每个连续的分离室内的气流向上载运的较轻微粒，并将它们从分离室中排出。
上述的分离室可以做成任何所需的结构，但是，它们的结构最好相同。在附图中，示出的分离室是用金属板制成的。应当明白，每个分离室通常还应有刚性的骨架（未示出以固定金属板）。如图所示，每个分离室具有大致为长方形的形状，它包含一扇抛出侧壁240和一扇相对的接收侧壁242，它有一个稍稍扩张的下端部244，和一个大体上向上变小的上端部246，设计成这种形状有助于通过提高流过室内的向上气流的流速来分离较轻的微粒。
风扇循环装置或称气流形成机构218可以做成任何所需的结构。如图所示，该机构含有一个离心式旋转风扇叶片组件248，该组件装有适宜的枢轴以便在一种变速马达组件的带动下绕具有普通离心式风扇结构的风扇罩壳252内的水平轴而转动，也就是说，该风扇罩壳252的连续弧形圆周侧壁的延伸弧度稍小于360°，以便形成一种构成风扇叶片组件248的压力侧的切向排出口254。可以在排出管内设置若干调节阻尼器以控制流量，而不采用变速马达。
从图4可清楚看出，切向排出口254有一个带过滤器的杓形出口255，使一它量的空气在过滤后通入大气，因此，上述杓形出口255可排出约10%的循环空气。每个风扇叶片组件248的中空部分直接与截头锥状的入口管256连通，入口管256的一端以内部连通的方式固定在风扇罩壳252的一侧，另一端则通过较轻微粒的接收与排出机构238与分离室连通。
每个风扇叶片组件248的切向排出口254与一个大致为长形的多角形管件258连接，多角形管件258的下端向内弯曲并与相关的分离室的下端部244的内部相连通。上述下端部244是一个简单的增压室。内扇叶片组件248与分离室呈90°角排列，这就可使空气从中央位置向下鼓入增压室244，从而使向下的气流在进入增压室之前呈均匀分布。
与前端分离室212的抛出侧壁240相连接的粹碎过的烟叶片抛出机构220有一个叶轮式风选机组件264，它可绕横向水平轴线转动，并由一变速马达（未示出）适宜地驱动，应当明白，也可以采用其他类型的结构，例如美国专利No.4，475，562和5，205，415所述的那种结构。
如图所示，抛出侧壁240上设有一个进口，它与一管套构件266外部连接，该构件266的导引和设置与风选机组件264互相配合，以便将烟叶微粒直接供入风选机组件264并由它抛出。如图所示，上述管套构件266与风选机组件相配合地安装在它的周缘上，导向叶片268可调地安装在管套266的下部269处，并且绕着一条沿风选机组件264之下缘切向向外的水平轴线转动，所以，通过调节导向叶片268的角度，可以改变前端分离室212内风选机组件264抛出粉碎过的烟叶片的方向。
标号270所示的适宜的粉碎的烟叶片。供应源将烟叶片送入管套构件266中，于是，由风选机组件264卷起连续的烟叶微粒，抛入前端分离室212并垂直于分离室内的大致向上的气流而运动。由与分离室212相联的变速马达250独立控制的向上气流的流速要使得较轻微粒（例如不含或少含烟杆的烟叶薄片）能被分离室内的气流向上载运，而较重的微粒例如带有烟杆的叶片或纯烟杆则在前端分离室212内由于重力作用而穿过气流向下移动。此外，剩余的微粒则移向对面的接收侧，并通过其中的开口272进入与后端分离室214联接的粉碎的烟叶片的抛出机构222。
后端分离室214的抛出机构222与前端分离室212的抛出机构220是一样的，它有一个管套构件276，管套构件276与前端分离室212的接收侧壁242上的开口272呈封闭关系，并与风选机组件274呈配合关系。它也设置了一个导向叶片280，该叶片可绕一个平行于风选机轴线的水平延伸轴线相对于管套的下部275而移动，可以通过调节导向叶片280和风选机274的变速机构来调节剩余微粒抛入相关分离室214内的方向和速度，所以，微粒以垂直于分离室内大致向上的气流而移动，较轻的微粒将由气流向上载运到分离室的上部（这种载运像上面所述那样单独控制），较重的微粒则由于重力作用穿过气流而向下移动到分离室的下部，而剩余部分的微粒将分离室的抛出侧移动到相对侧壁242上，该侧壁上也设有类似的开口278，用来从后端分离室214排出烟叶微粒。
分离室212、214分别带有一个较重微粒的接收与排出机构236，该机构主要含有一种循环式穿孔的或多孔的输送器组件，该组件可以是任何普通的结构。每个分离室的输送器组件都是相同的，因此，这里只详细说明其中一个。上述输送器组件包含一个安装在前端分离室212的下端部244上的前端辊筒286，其位置靠近该分离室的抛出侧壁240并在抛出机构220的下方。后端辊筒288安置在大体上延伸到接收侧壁242的位置上，并位于高于前端辊筒286的平面内，所以，上述输送器组件在分离室212内是向上延伸的。循环式穿孔或多孔输送器组件236包含一条封闭的多孔式输送带，这就在分离室212的下部形成了从辊筒286向辊筒288延伸的上作业行程段290，以及从辊筒288向辊筒286延伸、平行的下部返回行程段292。当烟叶粒从抛出机构220抛入分离室212时，较重的微粒倾向于落在输送器组件236的上作业行程段上，分离室内的空气可使这些较重的微粒流体化，但是，由于输送器是向上倾斜的，所以，向上的气流具有沿着向分离室抛出侧壁的方向运动的侧向分量，这又可能使较重微粒向下运动到输送器处并且在抛出机构附近的积集起来，从而降低本装置的效率。因此，为了减小较重微粒向下运动到输送器上的倾向，将输送器组件236做成具有支板420和422的台阶状，上述支板420与水平面大约成5°角倾斜（如图3箭头A所示），而支板422是垂直的。水平支板420的长度大约为2英寸，它带有多个穿孔424（图3），故气流可以大体上垂直地通过支板。每个垂直支板422最好不带孔的，并与水平支板做成一个整体。水平支板与垂直支板在接头426（例如钢琴铰链）处连接。因此，输送器组件的上述结构可使气流大致垂直地流过水平支板的穿孔，首先流过输送带的下行程段，然后流过上作业行程段，从而形成一种有效的流体化效应（图2）。循环式的多孔输送带236有一个合适的驱动马达（未示出），所以，上作业行程段290从辊筒286移向辊筒288，而返回行程段则向相反方向运行。
如图1所示，前端辊筒286安装在前端分离室212的下端部、且位于抛出机构220之下方，因此，在它们之间形成一个空间428，安装了一块伸入空间428内的导风板430，用以导引空气流。在导风板430与抛出机构之管套构件266的周缘部分之间，由侧壁434形成一条空气引入通道432，用来将辅助的外部空气导入分离室212。故可在分离室内建立起压力条件以导引气流。每个分离室的风扇循环系统在风扇的压力侧大约从分离室排出10%的空气，故可使风扇的吸入侧形成负压。由于空气引入通道432是敞开的，故可将辅助的外部空气引入侵入分离室内以平衡其中的压力。当烟叶微粒由抛出机构220抛入分离室时，流经分离室抛出侧上的进气通道432的辅助外部空气将引导较重的烟叶微粒流沿垂直于分离室中向上的气流的方向运动（图23）。在所述实施例中，空气可围绕前端辊筒286流过，并通过导风板430的下侧，这就进一步有助于引导较重微粒沿垂直于分离室212的向上空气流的方向推进。转向的空气流和/或外部空气流可防止分离室中较重微粒在前端辊筒附近积集，这是因为上述空气可引导流微粒沿垂直于向上的空气流的抛出方向前进。当较重的微粒被沿着垂直于向上的空气流的方向引导时，输送器组件的水平支板中的穿孔424可保证空气以接近于垂直的，或者稍微偏离分离室212的接收侧的方向流过上作业行程段，从而产生流体化效应。
较轻微粒接收与排出机构可以与美国专利No.5，099，863所公开的机构一样。但是，图1～4所示的是另一种形式的结构，它带有两个分离机构238，例如公知的筛式分离器或切向分离器。如图所示，每个分离机构238有一个大致为圆柱形的筛分室304，该筛分室304带有一个从相关的分离室上部246的顶端切向伸入筛分室上端内的文杜里管式的狭窄进口306。在筛分室304内可转动地安装了一个圆柱形筛网组件308，该筛网组件的一个内端部通过相联的筛分室的端壁与相关的截头锥形风扇入口256连通。用这种办法，使每个分离室的向上气流。通过上端部246上的切向进口306流入筛分室304，再通过转动的筛网组件308，而后轴向地流过风扇入口256进行循环。
筛式分离器像水平旋风分离器一样动作。其离心力使得绝大多数的固体粒子紧贴周壁并通过气闸排出。只有处于悬浮状态的较轻微粒与转动筛接触。
由空气流带入筛分室304的较轻烟叶粒被圆柱形筛网组件308挡住再随气流进行循环。筛网组件308由马达310和适当运动的传动机构312驱动旋转，其转速足以使因气流作用而接合在筛网组件308四周的任何烟叶微粒在离心力作用下抛向筛分室的内周壁，并由筛分室的内周壁它们向下引导到一个可转动地安装在筛分室下部的转塞或称微粒排出机构314上。
上述转动的排出机构通过适宜的传动机构由马达310驱动，它兼有防止从筛分室308外部吸入空气的功能，与此同时。允许并积极地帮助将烟叶微粒向下导入筛分室308内以向外排放。如图所示，输送器组件318接收从筛分室308排出的较轻烟叶微粒，并将它们运送到下一步使用或处理的工序。
参考图1可以看出一些较重的微粒由于重力作用穿过各分离室内向上的气流而落下，并停留在上述多孔式循环输送器组件236的上作业行程段290的上表面上。要注意，当大多数的较重烟叶粒被向上运送并且随上作业行程段290一起移到越过辊筒288时，它们便被排出。因此，较重的微粒通过开口272向下排放，并通过护套构件276，进入后端分离室214的抛出机构222。上述排出的较重微粒在抛出机构222与通过导管432的外部气流的配合作用下进入分离室214，从而使得原先被较重微粒俘获或屁护的较轻微粒可以再有一个机会在输送器236的上方借助流体化效应而向上移动。后端分离室214的输送器组件236通过排放口278将较重微粒向下排出。
可以看出，上面所讨论的改进也可单独地或协助其它机构一起防止较重微粒在各分离室的抛出侧壁上积集。因此，可以在将外部气流引入分离室和/或提供台阶式输送带的情况下使向上的气流绕过前端辊筒286并通过导风板430的下侧而转向。而且，外部空气可以在使向上空气流转向或不转向，或者在提供或不提供台阶式输送带的情况下被导入各分离室。
虽然上面结合将粉碎过的烟叶片中的较轻微粒与较重微粒分离的实施例说明了本发明装置，但是，可以看出，本发明装置可用来分离各种各样的微粒混合物。例如，还适宜于出售的香烟和/或雪茄烟中的烟叶可以进行废品处理和重新包装。为此，将烟叶粒和纸的混合物送入本发明装置中，使较轻的碎纸片与较重的烟叶微粒分离开。它也可望用来将较轻的单一薄片与较重的叠在一起的薄片分离开。另外，本发明装置还可用来将较重的外来物（如：砂、石）与烟叶或其他较轻微粒分开，实际上，本装置可以分离任何表面积与重量比不同的微粒的混合物。
上面提到的或引用的美国专利说明书或专利应纳入本说明书中作为参考。
可以看到，本发明的目的已经充分地有效地实现。人们将认识到，上面为了说明本发明的目的示出并说明了最佳的具体实施例，但可在不背离这些原则的情况下进行改变。本发明应包括符合下列权利要求书的精神和范围的全部改进。