排空箱和用于排空由杆状产品填充的料斗的方法以及用于聚集物料流的用于排空箱的设备

摘要

本发明涉及排空箱和用于排空由杆状产品填充的料斗的方法以及用于聚集物料流的用于排空箱的设备。所述排空箱包括一个用来聚集来自料斗的杆状产品的收集区(11)，其中该收集区(11)向上在料斗方向上是敞开的，向下受到由一个通道(18)形成的用于运送产品的传送元件(17)的限制，还包括至少一个料流控制元件(19，21)，其中每个料流控制元件与传送元件(17)之间的距离是可调节的，该排空箱的特征在于，使形成通道(18)的用于运出产品的传送元件(17)倾斜地布置，并且可以根据产品直径，通过每一个料流控制元件(19，21)和/或传送元件(17)的可调节性，在保持产品外形的情况下调节倾斜角α以及传送元件(17)与每一个料流控制元件(19，21)之间的距离。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于排空由杆状产品填充的料斗，特别是筒槽状料斗的料斗排空站的排空箱，它包括一个用于来自料斗的杆状产品的收集区，该收集区向上在料斗的方向上是敞开的，向下受到一个形成通道的用于运送产品的传送元件的限制，还包括至少一个位于收集区内的、用于形成至少两个控制排空箱内产品料流的垂直导向通道的料流控制元件，其中可调节各个料流控制元件与传送元件之间的间距。本发明还涉及一种用于排空由杆状产品填充的料斗、特别是筒槽状料斗的方法，它包括以下步骤：打开料斗或是筒槽状料斗；引导产品料流通过排空箱的收集区进入到传送元件的范围，其中由至少一个位于收集区内的以及在传送元件所形成的通道范围内的料流控制元件调节产品料流；沿着该通道运送产品料流。本发明还涉及一种设备，用于聚集由横轴方向传送的杆状产品所形成的产品料流、特别是用于如权利要求1至9中任一项所述的排空箱，它包括第一引导件以及布置在第一引导件上方的第二引导件。它与下面的第一引导件形成管口通道，用于聚集来自管口通道的流动物料流P_A及另一个以锐角与物料流P_A相遇的物料流P_M，其中上方的引导件作为限制元件用于控制来自管口通道的流动物料流P_A并形成一个补偿储存库。 

背景技术

此种设备及方法主要应用于烟草制造工业中制造杆状产品。香烟，过滤嘴或者类似物品，出于不同的原因要被保存在容器中，也就是所谓的料斗中。这些容器由带有一体产品收集区的或是带有被分割成一些独立筒槽的收集区的标准料斗所构成。为了再加工储存的产品将它们送入到下一级的设备，比如包装机器或同类设备，或是渗入到现有的物料流里面。通常情况下，对于自动化供给或排空料斗或筒槽状料斗，可以应用所谓的排空站。此种排空站以公知的方式具有一个用于以产品填充容 器的供料、一个排空箱、一个用于清空容器的导出器以及一个传送装置，借助于它将充满的容器从供给运输到排空箱范围内并将排空的容器从排空箱运输到导出器范围。该排空站也可以只由一个排空箱构成，其中容器例如手动地排空到排空箱里面。已知的聚集设备用于使来自排空箱内的流动物料流作为料流P_A与另一个料流P_M相融合。一般情况下，这类设备在储藏箱或是排空箱与例如属于加工设备的传送设备之间建立了联系。换句话说，此类设备用于使不同来源的料流在它们到达下一个设备、比如在包装设备之前，融合为一个统一料流。 

排空箱的作用是，连续并均匀地通过向下限制收集区的传送元件排出来自容器的流动料流，并输送到下级设备或类似设备。这类排空箱摘引自例如DE 102007005749A1。该文献描述的排空箱具有如权利要求1前序内容所述的特征。在这个排空箱的收集区内布置了许多料流控制元件，它们形成了许多相互平行延伸的垂直方向上的通道。这些垂直通道汇入一个由传送元件构成的水平延伸的通道，通过该通道使产品以统一的料流被运出。料流控制元件与传送元件之间的距离是可以调节的，通过改变料流控制元件的轮廓。换句话说，使料流控制元件设计为伸缩式的，并且根据充满度被相互拉开或是移到一起。但是，这种形式的排空箱一方面在结构上是费事的。另一方面排空过程不均匀。例如由DE 4014713A1已知用于聚集的设备。在这个具有权利要求17前序部分所述特征的设备上，限制元件是一个弹簧加载的阻塞阀门，它根据所输送的料流多少开启或是关闭出口通道。但是该阻塞阀门也具有出口通道无法完全关闭的缺点。对于通过出口通道的流动料流变小、中断或停止的情况，阻塞阀门下降以减小出口通道。但是更微小的或是还持续着的料流仍然顶压阻塞阀门，而阻塞阀门本身通过弹簧力也反作用于料流的压力。在此弹簧力不可以选得太大，以避免料流中的产品受到损坏。结果是，使出口通道至少部分地保持打开，使得料流中的各个产品无顺序地且无引导地从出口通道落入到下方的流动着的第二料流。换句话说，已知的设备不适用于在更好地处理产品的同时还可以可靠地关闭出口通道。 

发明内容

因此本发明的目的是，实现一个简单的且在排空过程方面最佳的排 空箱。本发明的另一个目的是，建议一种相应的方法。本发明的另一目的是，提供一个用于引导和控制地聚集料流的设备。 

这个目的通过上述形式的排空箱得以实现，所述形成通道的、用来运出在收集区或在每个料流控制元件上的产品的传送元件倾斜地安置，且倾斜角α以及传送元件和每个料流控制元件之间的间距，可以根据产品直径通过每个料流控制元件的可调节性在保持其外形和/或传递元件的条件下进行调节。利用这个按照本发明的结构实现一个更均匀的且更容易实现的产品流，它可以提高排空箱的功能可靠性。因此，通过倾斜的传送元件可以实现所有产品与其在料斗或是筒槽状料斗里的位置无关地在达到传送元件之前都经过几乎一样的路径。另外，由于保持料流控制元件的轮廓，能够实现一个结构上简单的构造。换句话说，料流控制元件作为一个整体和/或传送元件有选择地被调节，由此实现一个简单的、可复制的排空箱基本调节方式。此外，通过按照本发明的结构、即通过倾斜角α和/或间距的可调节性，还可以实现支持自动化的模式转换、特别是产品直径方面。 

本发明的一个特别优选的结构特征是，不仅传送元件的倾斜角度而且传送元件与(每个)料流控制元件之间的间距都是可调节的，而且是相互独立的。因此所述传送元件这样布置在收集区或是料流控制元件之下，使得从每一个垂直通道都可以形成同样数量的产品层数，这更加改善产品流。同时，通过形成均匀的产品层和产品分布也减少了产品的机械应力。特别是避免过度地滚压产品。 

本发明的一个有效改进方案的特征在于，所有的料流控制元件都被布置在一个支架上，其中该支架在垂直方向上可进行高度调节。因此极大地简化调节和调节的重复性。 

有利的是，所有的料流控制元件都是相同的。因此可以实现所有垂直导向的通道都以相同形式构成，由此进一步使路径差别最小化，该路径是产品在不同通道中所经过的路径。 

本发明的目的也通过具有上述步骤的方法由此得以解决，在通道中倾斜地向下运出产品，并且根据产品的直径调节倾斜角α和传送元件与每个料流控制元件之间的距离。由此产生的好处已经结合排空箱解释，因此为避免重复请参阅相应的文字描述。 

另外，本发明的目的也通过如上述形式的设备得到解决，对限制元 件附设一个阻塞元件，它可旋转地布置在限制元件的自由端上。因此可以通过在结构上简单、可靠的方式实现出口通道的完全关闭。通过可旋转地布置在限制元件的自由端上使阻塞元件根据角度并时间延迟地旋转进入管口通道，由此使通道实际上没有产品，因此使阻塞元件犹如转入了一个空区域。因此无负荷地夹持产品并可以可靠地引导和控制。 

按照本发明的设备可以作为按照本发明的排空箱的一个集成部件，或是作为一个独立的设备，也就是不具有如权利要求1至9中所述的排空箱特征。 

附图说明

由从属权利要求及说明给出其它源于改进方案的适宜和/或有利的特征。借助于附图更详细地解释特别优选的实施例以及工作原理。附图： 

图1：按照本发明的排空箱实施例的示意图， 

图2：按照图1的排空箱，具有与其相适应的容器以及所描述的产品流， 

图3：按照本发明的排空箱实施例的示意侧视图， 

图4：按照图3的Z局部放大图，具有按照本发明的用于聚集料流的设备，处于打开的位置， 

图5：按照图4视图的关闭位置， 

图6：图5中所示实施例的透视示意图， 

图7：按照图6的局部A的放大剖面图。 

具体实施方式

图中所示排空箱用于排空以杆状产品填充的位于料斗站上的容器，但是该排空箱也可以作为独立单元使用。 

所述排空箱10的第一实施例包括一个用于来自容器12(比如料斗或是筒槽状料斗)的流动产品的收集区11。该收集区11在所有的面上都受到限制。这意味着，该收集区11受到两个侧壁13，14，一个前壁15(为了更清晰在附图中省略)和一个后壁16的限制。在容器12朝上的方向上，该收集区敞开地构成，但可选择地利用合适的封闭元件封盖。该收集区11向下通过传递元件17限制。该传递元件17与收集区11间隔，由此使传递元件17形成一个通道18，在该通道中运出产品。在收 集区11内部布置至少一个料流控制元件19。但是最好设有多个料流控制元件19。根据要被排空的容器12的宽度例如可以布置2或3个料流控制元件19。所述料流控制元件19这样布置在收集区11里面，它们使收集区11、优选是收集区11的产品排出区域划分成多个垂直取向的通道20。当具有3个料流控制元件19时构成4个平行延伸的通道20，其中设有在侧壁13，14部位中匹配的料流控制元件21。所述料流控制元件19，21尤其用于控制排空箱10内的产品料流。在料流控制元件19，21下方布置传送元件17。在传送元件17与(每个)料流控制元件19，21之间的距离都是可以调节的。 

形成通道18的用于运出产品的传送元件17以收集区11或料流控制元件19，21为基准倾斜地布置。换句话说，所述传送元件17以侧壁14为起始点向下倾斜地延伸，因此传送元件17与一个侧壁14的距离小于与对置侧壁13的距离。在传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离可以根据产品的直径进行调节。为此在保持料流控制元件轮廓的条件下、即作为一个整体有选择地调节料流控制元件19，21和/或传送元件。换句话说，可以上下地移动形式/结构不变的料流控制元件19，21或传送带。也能够实现料流控制元件19，21和传送元件21的叠加运动。 

如上文所述，所述传送元件17这样倾斜地定位在收集区11或者说料流控制元件19，21的下方，使得从每一个垂直延伸的通道20都形成同样的产品层数。根据产品的直径调节传送元件17的倾斜角α，但是优选可以与料流控制元件19，21和/或传送元件17的距离调节性无关地进行调节。该距离调节性同样也取决于产品的直径。为了调整传送元件17和料流控制元件19，21之间的距离，设计料流控制元件19，21作为一个整体和/或传送元件17可以在直线方向上调节高度。优选传送元件17静止不动(倾斜角α的可调性除外)，而料流控制元件19，21作为整体都同步地上下运动。除了产品的直径以外，作为另一判据也可以考虑料流的总高度。在烟草加工工业中，对于要被运送的料流尤其采用80mm，100mm和120mm的高度。 

另外，所有的料流控制元件19，21都被布置在公共的支架22上，该支架的高度可垂直调节。对支架22附设至少一个驱动装置23。但是，优选设有两个驱动装置23，24，它们优选设计成螺杆驱动装置。当然也 可以手动地、比如通过螺杆、摇把或者类似机构操作支架22。也可以选择使料流控制元件19，21在水平方向上可调节地布置在支架22上，由此可以调节垂直取向的通道20宽度。料流控制元件19，21的数量也可变化。原则上所有的料流控制元件19，21都是相同的。首先这适合于自由地在收集区11内布置料流控制元件19。当然安置在侧壁13，14上的料流控制元件21也是相同的。与自由地在收集区内布置的料流控制元件19不同，仅仅安置在外侧的料流控制元件21被分离，以便使它们一方面可以适合侧壁13，14，另一方面也在面对通道20的一面上与料流控制元件19相同。在实际由通道20的形状和形态所决定的高度上，所有的料流控制元件19，21的尺寸都相同。料流控制元件19，21之间的距离也相同，这使得通道20不仅在高度上而且在宽度上也都是相同的。 

为了调整传送元件17的倾斜角α对传送元件17附设一个驱动装置25，它优选设计成螺杆驱动装置。当然能够实现其他驱动装置、也包括手动驱动设备。也可以选择性使传送元件17具有附加的调节高度的驱动装置。所有的驱动装置23，24，25都与控制器相连。所有的驱动装置23至25优选都与一个共同的(未详尽显示)控制器相连接。该控制器也可以与一个测量元件或是类似元件功能连接。例如这个测量元件可以用来测量/检测产品的直径。然后，根据产品的直径为了调节倾斜角α和/或传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离能够控制驱动装置23至25。也可以选择这种方法，通过输入区或者类似的方式、比如在操作终端上设定或是输入每一个产品的直径，以便控制驱动装置23至25。 

侧壁13，14(考虑到产品或是产品的形状)优选与式样无关且可靠地固定在机架26、机壳或是类似结构上。前壁15优选设计成观察窗且取决于式样。为了使收集区11适配于变化的产品长度至少可调节地设计观察窗。 

如上文所述，倾斜角α以及传送元件17与料流控制元件19，21之间距离的可调节性依赖于产品的直径以及通道20的数量。要被排空容器的内部宽度也可以是调整参数。换句话说，倾斜角α和传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离可以是产品直径以及/或者容器12内部宽度的函数。 

下面借助于附图详细解释工作原理：一个填充产品的容器12以手动地或是自动地方式，借助于合适的辅助设备以通常的方式越过顶部被带入或是说被转入排空箱10的连接机构范围。产品直接地或是在封闭元件开启后落入到排空箱10的收集区11。由产品形成的产品料流通过收集区11并通过通道20输送到传送元件17，它将产品料流通过通道18从排空箱10送出。在产品流过收集区11时，产品流P(参见图2)在料流控制元件19，21的范围内被分离成较小的产品流P_k(参见图2)。换句话说，料流控制元件19，21控制流入的产品料流P，以便使其在通道20上均匀地分成一些独立但相同的产品料流P_k，并且以相同的途径在流过料流控制元件19，21之后，在通道18中再聚集成为统一的产品料流P_N(参见图2)并被运出。通过传送元件17使垂直的流动料流P_k犹如转向并形成对应于传送元件17斜度的倾斜的产品料流P_N。这些独立的产品料流P_N相互重叠并形成统一的产品料流P_A。产品料流P_K的宽度以及产品料流P_N的高度都分别相同。产品料流P_N都是由至少一个产品层、但是优选由多个产品层构成。公共产品料流P_A的产品层高、即互相堆叠在一起的产品或是说产品层的数目，原则上可以被通道20的数目整除。换句话说，这样选择料流控制元件19，21与传送元件17之间的距离，使得每个产品料流P_N都由一个整数的产品层组成。在此通道20的数目尤其依赖于要排空的料斗的宽度。料斗越宽，通道20的数目越多，反之越少。 

由独立产品料流P_K或是P_N所形成的产品料流P_A倾斜地向下流出。这意味着，所有来自通道20的独立流动产品料流P_K都经过一样的路径，直到它们接触到传送元件17或已经位于其上的上游通道20的产品料流P_N。传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离，更确切地说是传送元件17的顶面与料流控制元件19，21的下棱边之间的距离，将根据产品的直径进行调节。然后产品料流P_A将与另一个、比如源自生产机器(制造者)的产品料流P_M融合成总料流P_G(参见图3)。 

倾斜程度或是倾斜角α以及传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离可以相互独立地进行调节。但是优选利用顶置的控制器在这两个参数之间建立直接的关联。这样设计所有通道20，而且尤其通过料流控制元件19，21相互水平地定位，使产品料流P_K都具有相同的宽度，并且在撞上传送元件17或是撞上已位于传送元件上的产品料流P_K时具 有相同的高度。优选由此实现传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离调节，使所有料流控制元件19，21在一个共同支架22上调节高度，即上下运动。料流控制元件19，21的高度以及传送元件17倾斜程度的调节将通过合适的驱动装置23，24，25来实现。优选测量产品的直径。将测量结果通过控制器输入到驱动装置23，24，25，由此相应地调节倾斜角α和/或传送元件17与料流控制元件19，21之间的距离。直径尺寸也可以通过合适的输入区、键盘或是类似设备输入，并应用于控制。 

在要更换产品的情况下，比如具有不同直径的产品，操作员可以通过控制器、比如通过触摸屏或是类似途径输入数据。也可以选择借助于数据连接，通过并从卷烟或过滤嘴制造机械传输直径数据，以便利用该数值实现自动匹配。最后自动匹配倾斜度和/或距离，由此保证一个最佳且均匀的排出产品料流。 

例如由图3得知，连续料流P_A从排空箱10通过传送元件17流进通道18的管口区域27。通过管口区域27引导料流P_A，并以锐角(锐角意味着小于90°)遇到下方的在传送元件28上运送的连续料流P_M。在管口区域27的出口连续料流P_A与P_M相撞并汇合成统一料流P_G，它优选在附加的传送元件29上送出去。在烟草加工工业中，对于要运出的连续料流P_G规定80mm，100mm和120mm的高度。两个传送元件28和29可以与一个引导板50或是类似部件相接。更确切地说是，该引导板50或者相应的部件、比如一个桥接部件或类似部件搭接两个传送元件28，29之间的距离。两个传送元件28，29之间的过渡部位优选基本布置在管口区域27下面。换句话说，所述引导板50布置在从管口区域27流动出来的产品相遇范围里面。 

如图3所示，所述管口区域27可以是通道18的简单延长，其中这个延长由一个下方的引导件30和一个上方的引导件31构成。两个引导件30，31都是弯曲的。上方的引导件31围绕旋转点S可旋转地构成。在扁平连续料流P_A情况下或为了停止连续料流P_A，上方的引导件31落下来。更确切地说是，引导件31逆时针方向围绕旋转点S旋转，用于使管口区域27变窄。只要连续料流P_A再以满高度运送，连续料流P_A就将引导件31再顶压到开启位置(如图3所示)。 

但是，在管口区域27也可以按照根据图4至6布置一个设备32。 该设备32可以是排空箱10的一个集成部件，也可以选择作为一个独立的用于聚集任意连续料流的设备32。该设备32包含第一引导件33和布置在第一引导件33上方的第二引导件34。两个引导件33，34形成一个管口通道35，用以聚集来自管口通道35的流动料流P_A以及另外一个以锐角与连续料流P_A相撞的连续料流P_M。这个上方的引导件34用来作为限制元件36以控制来自管口通道35的流动料流P_A，并形成一个补偿储蓄库。为了控制连续料流P_A所述限制元件36是可移动的。在优选的实施例中所述限制元件36可旋转地布置在比如一个侧壁、机架或框架或是类似部件上。由于限制元件36的可转动性，为了扩大或是缩小管口通道36可以改变下面的引导件33之间的距离，该引导件33比如可以是一个简单弯曲的薄板37、一个被驱动的传送器或类似部件。由于限制元件36的可转动性，这个距离作为一个补偿储存库也是合适的。通过偏转，也就是尤其扩大管口通道35也加大在管口通道35范围内的聚集容量以及储存容量。但是同样能够实现其他形式的限制元件36，用于实现补偿储存库，比如柔性的传送带元件或是类似部件。 

如上文所述，所述限制元件36可旋转地设置，而且以旋转点S为中心。此时这个限制元件36从属于一个摆臂38。更确切的说是限制元件36和摆臂38共同组成了一个优选相互间可拆卸的单元，它可以围绕旋转点S旋转。 

所述摆臂38本身就可以作为旋转运动的操纵机构。但是优选对摆臂28附设一个附加的操纵机构。此外在自由端39上重物40也从属于摆臂38。也是可以应用其他的操纵机构、如伺服马达或类似机构。重物40可替换，且尤其也固定在摆臂38上的不同位置上，以便改变重物40重心的位置，该摆臂形成围绕旋转点S的杠杆臂。也可选择对摆臂38附设位置传感器51，它例如由一个触发元件52和至少一个、优选多个且特别优选3个近接开关53、传感器或是类似元件组成。触发元件52的位置可以用于控制比如传送元件17和/或传送元件28和/或传送元件29的传送速度。在图4中所有近接开关53都通过触发元件52覆盖，这例如意味着，管口通道35最大程度地打开。在图5中所有的近接开关53都是外露的，这意味着管口通道35关闭。因此触发元件52的其他位置定义了管口通道35的变化开口。 

在限制元件36的自由端41上，即在与旋转点S对置的端部上布置 着一个阻塞元件42。该阻塞元件42可旋转地布置在限制元件36上，并且优选构成简单的阀门元件或类似部件。更确切地说是，这个阻塞元件42可旋转地支承在布置在自由端41上的框架43上。该阻塞元件42可以是一块简单的薄板，一个块状的元件或是类似部件，它可以通过在限制元件36内的间隙44从管口通道35开启的位置转动到管口通道35关闭的位置或反方向转动(参见图6和图7)。该阻塞元件42具有两个分段55，56。分段55，56中的一个分段、比如分段56至少在关闭位置伸进管口通道35里面，而另一分段55总是、即与转动位置无关地位于管口通道35以外。 

在这个总是位于管口通道35以外的第二分段55上布置一个操纵机构45。该操纵机构45优选是可调节的。在所示实施例中，操纵机构45为一个可变的重物，它例如由用螺丝固定的垫圈构成。该操纵机构45也可以是一个滚花螺钉，其与阻塞元件42的间距是可变。也可以选择，改变或是说调节与转动轴A_S的间距。当然也可应用其他的操纵元件45，如简单的螺母，重物，弹簧元件，促动器或是类似部件。 

同样地在自由端41区域内，最好在框架43上铰接传送带元件46或类似部件。传送带元件46由至少两个、但是优选三个导向辊47引导，并且在与固定元件36相反的另一端上配备重物48。该重物48根据阻塞元件42的位置情况，通过与传送带元件46的连接引起向上或向下拉。在阻塞元件42开启的位置该重物48位于下面的位置(参见图4)，而在阻塞元件42关闭的位置重物48位于上方位置(参见图5)。 

下面，借助于来自排空箱10的流动料流P_A与来自制造机器的流动产品料流P_M的聚集过程描述设备32的工作原理：通常情况下，料流P_A流过通道18并挤压限制元件36，以使得管口通道35开启。换句话说，摆臂38连带着限制元件36转动到一个开启的位置上。料流P_A流过管口通道35，它引导料流35向下倾斜流动并以锐角转到料流P_M上。在管口区域27内两个料流P_A与P_M相互融合成为料流P_G。当限制元件36顺时针围绕旋转点S转动时，携带固定在限制元件36上的阻塞元件42。只要操纵元件45的重心超过顶点，阻塞元件42连带分段55在限制元件36的方向上倾翻。因此完全打开管口通道35(参见图4)。 

对于料流P_A减少或完全被止住或要止住的情况，所述限制元件36最好利用重力作用朝向料流P_A摆动。这导致管口通道35变窄，使得在 这个狭窄的地方形成一个由产品构成的塞子，它阻塞管口通道35。由此在管口区域27内形成一个空区域，即无产品的空间。只要操纵元件45的重心在操纵元件36围绕旋转轴线S逆时针摆动时超过顶点，阻塞元件42连带分段56倾翻到管口通道35里面。换句话说，阻塞元件42连带分段55倾翻离开限制元件36，由此完全关闭管口通道35(参见图5至图7)。阻塞元件42与引导件33之间可能保留的间距优选小于要输送产品的直径。因此有效地防止来自料流P_A的偶尔发生的产品残留或是脱落。料流P_A可以通过设备32准确地引导和控制。 

在另一实施例中，所述限制元件36和/或阻塞元件42主动地控制、即移动或摆动。可以通过自身的控制器、但也可以通过前置或后置的装置或机器的控制器实现设备32的控制。