专利名称：棒的取样的制作方法
技术领域：
本发明涉及棒的取样，并且提供棒的取样方法和设备，所述棒包括香烟、带滤咀香烟和过滤咀。
在生产香烟和香烟过滤咀时，重要的是随机取样进行所需质量和性能的检测，例如重量、压力降、尺寸等等。在不中断生产过程的情况下可以在生产过程中从生产线，如成批产品的流动中，取出样品。由于生产过程中的问题引起的样品与非常标准的质量和性能的偏差，都需要调整甚至中断生产过程。香烟和香烟过滤咀产品是在每秒几百个的速度下生产的，因此重要的是快速地识别(并解决)任何问题，从而避免生产大量的废品(废品必须丢弃)。
根据本发明，提供了一种探头，用于从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的平行棒中取出棒的样品，探头包括横截面基本楔形的条长主体，具有从窄的边缘分开直到宽底部的第一和第二主面，并且安装时与棒平行，穿过连续料流并横在连续料流上，其窄边缘朝向上游；在所述主体内纵向延伸的条长通道，用于容纳从连续料流中取出的棒；第一面上第一条长开口，从连续料流中取出的棒通过它横向落入所述通道中，沿所述通道纵向输送离开连续料流；以及第二条长开口，棒纵向输送后通过它横向从所述通道落出所述主体。
在另一个方面中，本发明提供一种棒取样器，包括上述的探头以及将通道中容纳的样品棒沿其纵向运送的装置，用于将样品棒通过所述第二条长开口从探头中退出。
本发明提供的探头没有暴露的运动零件，从而减小阻塞或夹住样品棒的可能性。
在另一方面中，本发明提供一种从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的平行棒中取出棒的样品用于检测的方法，方法包括用穿过连续料流并在连续料流上与棒平行延伸的条长取样器探头采集一个棒，将采集的棒通过探头纵向运送到靠近连续料流的位置并在此处将运送来的棒送入接收器中，重复此采集、运送和送入过程在接收器中提供多个平行的棒，将其中装有对齐的棒的接收器沿导向槽移动到检测站，使棒在重力作用下定位，从接收器到检测站转移并对齐棒，所述采集、运送和送入是在不将压缩空气直接作用在所述棒上条件下进行的并且基本没有对所述棒产生冲击。
根据本发明的另一个方面，提供一种从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的平行棒中取出棒的样品用于检测的方法，方法包括用穿过连续料流并在连续料流上与棒平行延伸的条长取样器探头采集一个棒，将采集的棒通过探头纵向运送到靠近连续料流的位置并在此处将运送来的棒直接送入到检测站，重复此采集、运送和送入过程，所述采集、运送和送入是在不将压缩空气直接作用在所述棒上条件下进行的并且基本没有对所述棒产生冲击。
根据本发明的另一个方面，提供棒的处理设备，包括输送器，将大量流动的棒沿垂直其轴线的方向运送；斜面，棒在其上面沿垂直棒轴线的方向向下输送到输送器；条长的取样探头，穿过流动路径并在上表面具有条长的开口用于从连续料流中将棒采集到探头中；运送装置，沿探头纵向使采集的棒离开连续料流；探头定位在斜面上或斜面附近并基本为楔形，楔形的顶部朝向上游，从而探头对连续料流产生的干扰很小。
根据本发明另一个方面，提供一种从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的棒中取出棒的样品的设备，设备包括条长的探头，探头平行棒的轴线延伸穿过连续料流并且其中具有纵向延伸的通道用于运送样品棒；以及条长的窗口，样品棒通过它从连续料流中进入所述通道；将从所述窗口接收的棒通过所述通道纵向运送离开所述窗口到达出口的装置，并将设备复位用于通过窗口从连续料流中将另一个棒接收到通道中；以及阻挡装置，与所述运送装置同时沿通道运动，对齐窗口并且保持在这种对齐位置直到所述复位过程。
优选地，本发明的方法和设备使用本发明的探头和取样器。
本发明的实施例可以减小对连续料流的干扰或者对连续料流没有干扰。
本发明的实施例避免压缩空气取样系统引起的问题，即将空气直接作用在样品上从而导致样品的损坏(由于碰撞造成样品末端的损坏，烟草丢失等等)。本发明的实施例可以提供探头，从连续料流中取出样品并将之落入接收器中。接收器可以检测机，或者一个样品或多个样品可以在接收器中直接运送到检测站。
在另一个实施例中，本发明提供一种从制造机器出口斜面上的连续料流中取出样品棒的设备。
本发明的探头和棒取样器允许尽可能快地从连续料流中取出样品并运送到检测站用于检测，从而减小响应时间，即识别过程中的错误与校正错误之间的时间。制造机器出口斜面是最早点中的一个，在此处所有的产品都可以用于取样，而在此点之前制造过程中使用的粘结剂没有固化，存在造成错误检测结果的风险。
发明的详细描述
图1和2的探头具有整体流线型的探头主体1，优选地通过一次挤压形成。
探头主体在横截面上基本呈楔形，具有顶面7和底面9，互相倾斜成一定角度形成楔形。这两个主要平面分开的角度明显小于45°，优选的为30°或小于30°，例如20°到30°，在图中的实施例中分开的角度为25°。面7和面9从一个公共的边缘分开延伸到宽底部5，这个公共边缘形成楔形的顶部或窄端3。在此实施例中，顶部3是圆滑的。宽底部5也是圆滑的，在图中所示的基本为半圆柱形。
图示的实施例适于从连续料流中取出香烟的样品。对于这种样品，探头从顶部或窄端3到宽底部5最远端的长度是30mm，探头的深度为12mm，即分开的面7和9之间的最大距离为12mm。如上所述，分开的角度为25°。当从连续料流中取出香烟样品时，探头主体的尺寸与产品的流动相适合。当在短的连续料流路径上在连续料流的底部使用取样器时，探头主体从顶部到底部不需要太长，这样能减小连续料流中运输器产生的驱动力。如果连续料流路径较长，可以选用较长(顶部到底部)的探头而不必减小运输器的驱动力；较长的探头其楔形角度/扩张角度可以减小。
探头主体1具有从其一端到另一端并在两端开放的通道10，通道10具有第一槽或孔11和第二较窄的槽或孔13，二者都平行于楔形的顶部3和底部5。第一孔的直径大于被取样的棒的直径。孔11、13通过窄的槽15沿孔的整个长度上在侧面相通。用于香烟棒取样时，孔11的直径为9mm，这适合于这一直径范围的香烟棒样品。
整体流线型的探头1具有取样部分17和出口部分19。在使用时，取样端17定位在大量流动的棒中，沿与棒的轴线平行的方向移动，楔形的顶部3朝向上游。探头可以放在连续料流中的任何高度以及沿其长度的任何位置。优选的，其形状和尺寸对连续料流的扰动很小或没有扰动，并可定位于流动的底部或靠近底部以及靠近流动的开始处(见图6)。退出端位于连续料流之外并在侧面靠近连续料流。
探头的顶面7，在取样部分，具有第一条长的开口或取样窗口21，与第一孔11相通并且其尺寸可以使样品棒2从连续料流中通过窗口21落入并停留在第一孔11内。
在探头的出口部分，第二条长开口或退出窗口25位于底面上并且其尺寸使在孔11中并达到退出窗口25的样品棒2通过退出窗口25落下。接收箱47(图2中仅是示意性地表示)的位置可以接收这些样品棒。
图3表示具有上述探头的棒取样器以及运送装置或梭27，用于沿探头的通道10移动采集的棒。梭包括圆柱形杆29，装配在孔13中。需要注意的是，杆29不一定是圆柱形的，也可以是可被接收的其它任意形状，适于在孔13中来回运动。杆29通过第一和第二连接器31a、33a连接到位于第一孔11中的第一和第二元件(例如圆柱挡板31、33)，所述元件可以是任何的形状，只要它们能在孔11中移动。元件33产生轻微的力作用在样品棒上使其移动。第一和第二元件31、33的尺寸可以装配在孔11中并能延孔11运动。连接器31a、33a通过窄槽15。这样，杆29在孔13中并沿孔13的纵向运动使第一和第二元件31、33在孔11中并沿孔11的相同的和同时的纵向运动。第一和第二元件31、33在孔11中是分离的，二者之间的距离略大小样品棒的长度。
梭由致动器28(例如无杆活塞)驱动。致动器28连接到圆柱杆29上。致动器28位于探头的出口部分(即在连续料流之外)。致动器28的运动通过梭27作用在样品棒2，以这种方式不需要较大的驱动装置装在探头取样部分17中。致动器28的运动由微型计算机控制。
第一元件31离探头主体的出口部分最近，具有光纤型的传感器32。传感器检测孔11中第一和第二挡板31、33之间是否存在样品棒2。传感器与微型计算机相连。需要注意的是第一元件31在实际的样品传送中不起作用，仅仅是起到便于安装传感器32的作用。传感器也可以位于其它地方，例如探头主体中，元件33上等等。
棒取样器还包括块体件37。块体件包括在孔11中滑动的塑料滑动元件39。滑动元件39连接在磁销41上，磁销41经过窄槽15和孔18延伸到槽16中。滑动元件39位于孔11中在第二挡板33与出口部分相反的一侧。滑动元件39包括磁体40，位于最靠近磁出口部分(和第二元件33)的位置处。磁体40吸在第二元件33上，第二元件是，例如，钢。滑动元件39能在第一和第二位置之间滑动。在第一位置，远离出口部分，滑动元件39全部在窗口21之外，以磁力吸在第二元件33上。在第二位置，滑动装置对齐窗口21，从而防止样品棒的进入。通过磁销41与探头1槽16中的钢螺丝43之间的磁力作用，滑动装置保持在第二位置或阻挡位置。在阻挡位置，滑动元件39与第二元件33分离或脱开(保持在阻挡位置，而梭继续向出口部分运动直到梭返回，这在下面描述)。
需要注意的是，在样品纵向运送时阻挡窗口21是重要的和所需要的，从而防止其它样品进入孔11中或阻塞或夹在窗口21中。具有磁体40和销41的阻挡滑动元件39起到这种功能，但也可以使用，例如，弹簧推动可滑动的阻挡元件进入阻挡位置。当梭27及其上面的元件33克服弹簧作用力推开阻挡元件打开窗口时，这种阻挡元件可以移开。
下面参看图4a和4b描述图1到3中所示实施例的工作方法。
在图4a中，探头1固定在图示的位置，其取样部分17保持在批量流动的平行棒中，棒沿着与其轴线垂直的方向在生产线上运动。连续料流50的方向如箭头51所示。探头1垂直于连续料流50的方向。香烟在连续料流50中的方向与探头的窄端3相同，探头固定时使窄端3朝向连续料流，即窄端朝向上游。在图4a中，探头主体1处于取样位置。取样窗口21打开。梭27位于取样部分17，第一和第二元件31、33分别位于窗口21的两端，即夹持着窗口。直到样品进入容器之前，光纤传感器32表示没有样品进入。
大量流动的棒遇到探头1楔形窄端3，根据探头1在连续料流50中的位置，大多数的，有时是全部的棒流过探头1的顶面7。如果流过或越过顶面7的棒2对齐取样窗口21，则棒2横着落入窗口21并保持在第一孔11中。
光纤传感器32检测到样品棒2存在时起动致动器28，向探头的出口部分19运动。致动器28与梭27的杆29相连，致动器28的运动带动圆柱杆29的运动，使第一和第二元件31、33沿孔11向着出口部分19纵向运动。样品被纵向推离开取样部分的窗口21并进入出口部分。另外，第二元件33与滑动元件39上磁休40之间的磁力使滑动元件向着出口部分的方向纵向运动并停在窗口21中，从而阻挡下一个样品的进入。滑动元件向着出口部分的方向纵向运动，直到磁销41碰到槽16中的钢螺丝43。螺丝阻止销41和滑动元件39的进一步运动并通过销41与螺丝43之间的磁力将滑动元件39保持在此位置上。当第二元件继续向着出口部分19的方向运动时，滑动元件39与第二元件33分离，并保持在此位置上阻挡样品的进入。
当样品棒沿孔11纵向运动到出口部分19时，它与退出窗口25对齐并经过窗口25落入接收器中。接收器可以一个接收箱47，如图4b所示。在另一种情况下，接收箱可以替换为取样/检测机的入口漏斗，从而样品棒可以直接运送到检测机。
光纤传感器检测到样品从孔11中退出后，微型计算机使致动器28反方向运动。梭27(和杆29)向着取样端17纵向运动，从而返回到样品窗口21打开的原始位置。滑动元件39再次与梭27接触并由第二元件推动离开磁性螺丝，从而打开窗口。取样窗口21又准备好从连续料流50中接收下一个样品香烟棒2’。
滑动装置39允许所谓的门，即取样窗口被滑动装置39阻挡或者打开接收一个样品。样品进入容器时阻挡窗口接收另外的样品，防止其它样品棒陷在或夹在窗口附近。样品棒可以是不同直径的，但不会引起阻塞。
虽然按照棒取样以及香烟棒取样的一般术语描述了实施例，但应该理解的是，实施例也适合于香烟、过滤咀香烟和过滤咀。所述的方法和设备适于一般性的取样。
在另一个实施例中，如图5所示，包括上述类型取样探头的接收主体从连续料流中取出一批样品棒2、2’，并将它们运送到检测站进行检测。
在图5中，参考数字100表示上述和和如图1到4所示的探头。探头100具有如上所述的功能，从连续料流50中取出样品棒2、2’并将它们放在箱47中。整个系统由微型计算机控制，控制系统(未示出)利用传感器30监视取样，操作探头100直到箱47中的样品达到所需的数目，例如10个。
检测站105远离探头100和连续料流50。这样检测站是公知的。例如，如果样品是香烟，则检测站105可以包括测量样品棒2、2’的压力降等性能的一堆不同检测机。检测站105包括入口漏斗106。在检测站工作过程中，样品棒2、2’通过检测入口108从入口漏斗106一个接一个地取出并单独检测。为了避免工作过程中的错误(例如从漏斗106取出过程中棒2、2’的阻塞)，样品棒2、2’的末端必须对齐检测入口108的基准点。为了达到这一要求，漏斗中棒2、2’的末端102、102’紧靠着漏斗的壁107。
箱47的一个壁120安装在轨道110上，轨道在取样器100和检测站105之间运动。轨道可以包括在压缩空气下运行的磁力无杆活塞系统，例如日本SMC出售的产品。磁体在轨道中从取样器100到检测站105上下运动。箱47包括可以被磁体接合的小车，当箱47被磁体接合时，箱47与磁体一起运送。这样，箱47可以沿轨道110从位于取样器100出口下方的装载位置111(在此处壁120是垂直的)运送到与检测站105的漏斗106接合之前的第一卸载位置112。在运送过程中，箱47走的路径使箱和其中的样品改变方向。在装载位置111(在此处壁120是垂直的)，样品棒在箱47中是水平的，其末端102、102’靠近壁120。在第一卸载位置112(在此处壁120是水平的)，样品棒在箱47中是垂直的，其末端102、102’在重力作用下支撑着，从而它们紧靠在，即对齐壁120的基准点。
这样，当箱47中的样品2、2’达到所需数量时控制系统能将它们运送到检测站卸下。
参看图5a和5b可以非常容易地理解图5中详细表示的箱47的卸载。在图5a中，箱47处于上述的第一卸载位置112。壁120的一端与铰接121配合。
在图5b中，箱47处于第二卸载位置113。箱已经绕铰接121旋转，从而壁120是垂直的(样品棒2、2’是水平的)，箱处在与装载位置111相同的方向。在位置112和113之间的旋转是缓慢的，从而不干扰箱47中的样品棒2、2’，它们仍保持与壁120的对齐。
在第二卸载位置113，箱47的壁120对齐漏斗107的壁。样品棒2、2’的末端102、102’(与壁120对齐)对齐入103。箱47打开并且样品可以容易地进入漏斗106并由此进入入口108。
熟知的人员应该理解到，漏斗47需要可拆卸的可打开的闭合装置，从而在运送/改变方向的过程中使样品2、2’保持在容器中，同时能够装载/卸载样品2、2’。这些都是传统的和公知的，为了简化描述没有包括在内。
图6表示本发明的另一个方面。取样器的探头位于沿方向51运动的样品2的批量流动50中。产品沿生产机(此机器未示出)的出口斜面149向下流动并由输送器150带动继续运动。探头1位于斜面149与输送器150连接区的连续料流的底部。
在图4a中，所示的连续料流50中的棒2是过滤咀香烟，其过滤咀部分的方向离开取样器的出口部分19。过滤咀香烟可以按相反方向，其过滤咀一端朝向出口部分，方向的选择取决于随后操作过程中所需的棒的方向。同样的，过滤咀香烟可以替换为其它类型的棒，例如未装过滤咀的香烟、过滤咀棒或与这些完全不同的棒以及与吸烟产品不相关的棒。相应地，在其它的图中，所示的棒没有示出结构、组成或方向。
权利要求
1.一种用于从沿与其轴线垂直方向运动的平行棒的连续料流中抽取棒的取样探头，探头包括一横截面基本楔形的条长主体，具有从窄边缘分开直到宽底部的第一和第二主面，并且安装时与棒平行，穿过连续料流并横向超出连续料流，其窄边缘朝向上游；一在所述主体内纵向延伸的条长通道，用于容纳从连续料流中取出的棒；第一面上第一条长开口，从连续料流中取出的棒通过它横向落入所述通道中，沿所述通道纵向输送离开连续料流；以及第二条长开口，棒纵向输送后通过它横向从所述通道退出所述主体。
2.如权利要求1所述的探头，其特征在于所述窄边缘是圆形的。
3.如权利要求1或2所述的探头，其特征在于所述底部是圆形的。
4.如任何上述权利要求所述的探头，其特征在于条长的通道从主体的一端通到另一端并且在两端都是开放的。
5.如任何上述权利要求所述的探头，其特征在于至少第一条长开口没有闭合装置，形成探头本身的一部分。
6.如权利要求5所述的探头，其特征在于第一和第二条长开口都没有闭合装置，形成探头本身的一部分。
7.如任何上述权利要求所述的探头，没有运动零件。
8.如任何上述权利要求所述的探头，其特征在于基本楔形的主体是整体铸造的或挤压的。
9.如任何上述权利要求所述的探头，其特征在于第一和第二条长窗口在纵向没有重叠。
10.如任何上述权利要求所述的探头，其特征在于条长通道包括第一槽，其形状用于将棒容纳在其中而基本没有横向运动。
11.如权利要求10所述的探头，其特征在于条长通道包括与第一槽平行的第二槽。
12.如权利要求10所述的探头，其特征在于第一和第二槽是侧向相通的。
13.一种棒取样器，包括如任何上述权利要求所述的探头以及将通道中容纳的样品棒沿其纵向运送的装置，用于将样品棒通过所述第二条长开口从探头中退出。
14.如权利要求13所述的棒取样器，其特征在于运送样品棒的装置包括可运动的元件，靠在样品棒的一端将其轻柔地在通道中移动。
15.如权利要求14所述的棒取样器，其特征在于探头如权利要求12所述，所述运送元件处于所述第一槽中并安装在穿过所述第二槽的杆或线上，并提供一种用于纵向移动所述杆或线的装置。
16.如权利要求13或14或15所述的棒取样器，包括阻挡元件，当操作运送装置运送棒时阻挡元件在通道中纵向运动到第一条长开口下的位置上，当运送装置返回接收第二个棒时阻挡元件运动回原位置。
17.如权利要求16所述的棒取样器，包括当阻挡装置处于第一条长开口下面的位置上从而将棒保留在阻挡位置时将阻挡装置与运送装置脱开的装置，以及当运送装置返回接收第二个棒时将阻挡装置与运送装置重新接合的装置。
18.如权利要求13到17中任一项所述的棒取样器，包括检测装置，用于检测条长通道中存在和/或不存在样品棒。
19.根据权利要求18所述的棒取样器，其特征在于检测装置位于与运送元件同时运动的元件上。
20.一种用于从沿与其轴线垂直方向运动的平行棒的连续料流中抽取棒的取样检测的方法，该方法包括用横跨在并超过连续料流与棒平行延伸的条长取样器探头采集一个棒；将采集的棒通过探头纵向运送到靠近连续料流的位置并在此处将运送来的棒投入接收器中；重复此采集、运送和投入过程，在接收器中提供多个平行的棒；将其中装有对齐的棒的接收器沿导向槽移动到检测站，使棒在重力作用下定位；以及将登记的棒从接收器运送到检测站，所述采集、运送和投入是在不将压缩空气直接作用在所述棒上，并且基本没有对所述棒产生冲击的条件下进行的。
21.如权利要求20所述的方法，其特征在于利用无杆活塞沿导向槽将其中具有对齐棒的接收器移动到检测站。
22.一种用于沿与其轴线垂直方向运动的平行棒的连续料流中抽取棒的取样检测的方法，方法包括用横跨在并超过连续料流与棒平行延伸的条长取样器探头采集一个棒，将采集的棒通过探头纵向运送到靠近连续料流的位置并在此处将运送来的棒直接投入到检测站，重复此采集、运送和投入过程，所述采集、运送和投入是在不将压缩空气直接作用在所述棒上并且基本没有对所述棒产生冲击的条件下进行的。
23.如权利要求20、21或22所述的方法，其特征在于取样器探头是如权利要求1到12中任一项所述的探头，或者如权利要求13到19中任一项所述的棒取样器的一部分。
24.一种棒的处理设备，包括输送器，用于运送垂直于其轴线的平行棒的连续料流；斜面，棒在其上面沿垂直棒轴线的方向向下输送到输送器；条长的取样探头，穿过流动路径并在上表面具有用于从连续料流中将棒采集到探头中的条长的开口；运送装置，沿探头纵向使采集的棒离开连续料流；探头被定位在斜面上或斜面附近并基本为楔形，楔形的顶部朝向上游，从而探头对连续料流产生的干扰很小。
25.如权利要求24所述的棒处理设备，其中的取样器探头是如权利要求1到12中任一项所述的探头，或者如权利要求13到20中任一项所述的棒取样器的一部分。
26.如权利要求24或25所述的棒处理设备，其特征在于条长的取样探头位于连续料流的底部或在底部附近。
27.从一种与其轴线垂直方向的棒的连续料流中抽取棒的取样设备，该设备包括条长的探头，探头平行棒的轴线延伸穿过连续料流并且具有纵向延伸的通道用于运送取样的棒以及条长的窗口使样品棒通过它从连续料流中进入所述通道；将从所述窗口接收的棒通过所述通道纵向运送离开所述窗口到达出口并且将设备复位用于通过窗口从连续料流中将另一个棒接收到通道中的装置；以及阻挡装置，与所述运送装置同时沿通道运动到与窗口对齐，并且保持在这种对齐位置直到所述复位过程。
28.如权利要求27所述的设备，其特征在于所述运送和复位装置沿通道运动将样品棒运送到出口并将阻挡装置拉到与窗口对齐，返回时将阻挡装置从窗口推开，使窗口从连续料流中接收另一个棒。
29.如权利要求28所述的设备，其特征在于运送装置和复位装置在将阻挡装置拉到与窗口对齐后与阻挡装置分离，当其返回时在分离的位置与阻挡装置重新接合，将阻挡装置从窗口推开。
30.如权利要求27、28或29所述的设备，其特征在于样品棒和/或阻挡装置存在于通道中与窗口对齐时防止其它棒通过窗口进入通道中以及棒阻塞在窗口中。
全文摘要
一种探头(1)，用于从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的平行棒中取出棒的样品，探头包括一种探头，用于从大量流动的沿与其轴线垂直方向运动的平行棒中取出棒的样品，探头包括横截面基本楔形的条长主体，具有从窄边缘(3)分开直到宽底部(5)的第一(7)和第二(9)主面，并且安装时与棒平行，穿过连续料流并横在连续料流上，其窄边缘朝向上游；在所述主体内纵向延伸的条长通道(10)，用于容纳从连续料流中取出的棒；第一面上第一条长开口(21)，从连续料流中取出的棒通过它横向落入所述通道中，沿所述通道纵向输送离开连续料流；以及第二条长开口(25)，棒纵向输送后通过它横向从所述通道落出所述主体。
文档编号A24C5/34GK1431876SQ0181043
公开日2003年7月23日 申请日期2001年6月1日 优先权日2000年6月2日
发明者罗纳德·弗雷德里克·威尔逊 申请人:莫林斯股份有限公司