专利名称：用于在托盘卸料器和给料装置之间调节制品输送流的方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在托盘卸料器(tray discharger)和带有多个给 料单元的给料装置之间调节由烟草加工业制品组成的输送流的方法。
背景技术：
本发明涉及一种用于在至少一个托盘卸料器和至少一个给料装 置之间调节由烟草加工业制品组成的输送流的方法，该给料装置通过 用于输送制品组成的质量流的^T送元件连接至该托盘卸料器或每个 托盘卸料器，其中，该给料装置具有设计为可容纳制品的至少一个腔 室，每个腔室具有相互独立运4亍的用于供给制品到后续装置的至少两个给料单元，其中，每个给料单元具有各自的给料速率(P,，P2， ...Pn)，该方法具有如下步骤利用监^f空元件监控给料装置中的量，向每个托 盘卸料器发送信号以根据给料装置中的现有量来调节输送元件的输 送速率以及因此调节给料速率(制品数/分钟)，以及将输送速率改变为 预定值。此外，本发明涉及用于将烟草加工业棒状制品输送到后续装 置的设备，该设备包括至少一个托盘卸料器和至少一个给料装置，其 中，给料装置具有设计为可容纳制品的至少一个腔室，每个腔室分配 有至少两个给料单元，每个托盘卸料器与给料装置通过输送元件彼此 连接并且均包括用于调节输送元件的控制系统。这种方法和设备特别应用于烟草加工业中。此处，优选地加工棒 状制品，如滤咀棒等。特别地，这些制品经常或者临时储存在称为托 盘的容器或其它容器中。随后，输送到给料装置的制品优选地以气动 方式运送到后续装置。为此，乡合料装置具有至少两个给料单元，但优 选为多个给料单元，通过该给泮斗单元根据不同的输送速率运送制品。现在为了向给料装置供应制品，制品从托盘或其它容器中输送到托盘 卸料器，随后由制品组成的质量流经由输送元件从托盘卸料器到达给 料装置。该质量流在入口区域中流入给料装置的料斗。优选地布置在 料斗中的监控元件监控料斗中的现有量。借助于监控元件所采集的信 息，调节输送元件的输送速率并因此调节制品的给料速率。在实践中，这意味着信号交换通常由两个信号来实现，利用这两个信号可显示输送元件的三种不同状态，即例如a)不输送制品；b) 输送100%的制品；c)输送超过100%的制品。然而，该方法的缺点在 于，仅能实现对给料装置的料斗进行不均匀供应，其中料斗内的量发 生变化。换言之，仅仅为给料装置的料斗供应制品，其中，料斗的填 充只取决于料斗的量。输送元件交替地接通和断开，其伴随有中断进 入容纳装置的制品流，并且导致所谓的定期停止(stop-and-go)的操作。 申请人:的公司的文献DE 33 33 859 Al示出了具有独立权利要求1和 19的前序特征的储存设备和相应方法。该文献所示的设备具有位于给 料装置内的容纳腔室，传感器件监控给料装置的量。根据传感器件的 信息，用于输送制品的输入输送器接通或者断开。在同样来自于申请 人的公司的文献DE 36 11 707 Al中可以发现类似设备，其中，给料 装置的储存容器具有两个腔室。输入输送器件通向每个腔室。通过相 应的输入输送器件51导进入腔室中的制品经由分配给各个腔室的输 出轴而运走。由DE 35 38 660 C2可知，信号传递系统才艮据容纳装置 的量来调节制品到容纳装置的^T送。给料量通过在间隔时间内中断输 送流以及在间隔时间内再次接通该给料量来进4亍调节。发明内容因此，本发明的目的是提供一种方法，该方法确保在保持基本恒 定量的情况下均匀地供应该料斗。此外，本发明的目的是提供一种实 现这种方法的设备。该目标首先由具有上述步骤的方法实现，这是因为，除了根据腔室内的当前量之外，还根据给料速率(Pt。ta,)调节分配至托盘卸料器的每 个输送元件的输送速度，该速率(Pt。ta!)从分配给腔室的所有给料单元的 各自给料速率(P,，P2，…Pn)获得。因此，以非常简单且准确的方式知晓 给料单元的当前的和各自的给料速率，以便结合给料装置料斗内的量 而获得恒定量。因为在调节输送流时考虑到任何时候由给料单元移出 的当前量，所以可以以如下方式调节输送元件，即使得料斗中的或者 单个腔室中的制品量在任何给定时间都保持恒定。本发明的适当改进连续地调节输送元件的输送速度。"连续"意味 着扫描相应需求的周期短于输送元件的反应时间。换言之，循环地扫 描相应需求，但是输送元件将制品从托盘卸料器连续地输送到给料装 置。因此，可大致在线地确定并且相应地调整在任何特定时间的制品 的当前需求。有利地，由于脉冲宽度调制尤其不容易受到干扰且允许在长距离 上的稳定传递，故利用脉冲宽度调制完成信号传递。优选方法的特征在于，脉冲宽度是给料速率的函数。换言之，信 号长度提供了关于待输送的制品的实际值的信息。具体地，例如，这可意味着长度为100到299毫秒的信号对应于量为5000件制品/分钟 的数量。换言之，该信号不仅包含了所需制品的信息，而且同时传递 关于所需的特定数量的信息。因此，能够基本恒定地保持料斗内的量。优选地，脉冲宽度与给料速率成反比。短信号对应于大的数量(大 量制品lt/分钟)，长信号对应于少的数量(少量制品数/分钟)。这确保 在制品的需求量较大的情况下输送非常快的信息(短信号)，反之，如 果需求量较小，则较慢的信息(长信号)就足够了 。其次，还通过具有上述特征的设备实现该目标，这是因为给料装 置的控制系统包括加法器，用于从分配至腔室的所有给料单元的单个 给料速率中获得给料速率Pt。tal。所得的优点已经结合上述方法给出， 以便参阅对应段落以避免重复。
通过从属权利要求和说明书，本发明的更优选的或更适当的改进 及特征将显而易见。借助于附图更加详细地描述该方法和设备。在附图中图1是托盘卸料器和通过输送单元连接于托盘卸料器上的给料装 置的示意图；和图2是相互联接的分处两侧的托盘卸料器控制系统和给料装置控 制系统的电路示意图；具体实施方式
下文与相应设备一起描述的方法用于调节从托盘卸料器至给料 装置的由滤咀棒组成的输送流。当然，也可通过该方法调节在其它设 备、装置、机器等之间以及其它物品的输送流。在图1中示意性地示出了第一设备10的部分。该设备10完全包 括给料装置11,该给料装置11通过两个托盘卸料器12供应制品13。 对于该设备IO,后述方法的原理尤其有效且高效。为简明起见，只示 出一个托盘卸料器12。给料装置11具有料斗14，该料斗例如由隔离 件34等隔开，并且在两侧上均具有用于由制品13组成的质量流的入 口 15。当然，设备10也可仅仅包括一个给料装置ll和一个托盘卸料 器12。其它实施例具有供应两个或多个给料装置11的单个托盘卸料 器12。此外，给料装置11可具有未分隔的料斗14。该给料装置11 或每个给料装置11通过输送元件17连接至该托盘卸料器12或每个 托盘卸料器12。优选地设计为带状输送器的输送元件17用于输送/传 送质量流16到该给料装置11或每个给料装置11的料斗14中。在料斗14内部布置有多个监控元件。在料斗14的每个腔室18, 19中优选地布置三个监控元件B1，B2和B3。当然，监控元件B1,B2 和B3的数量和位置可以改变。优选地，两个监控元件B1,B2构造为 并且设计为以便监控料斗14中的或者料斗14的每个腔室18， 19中的制品13的量。换言之，元件B1,B2监控料斗14中的量。例如，监 控元件Bl, B2可设计为接近开关，该接近开关由感测制品量的杆20 促动。当然，监控元件B1,B2也可设计为光学元件或采用其它惯用方 式。上述同样应用于监控入口 15的区域的量的监控元件13。给料装置11具有通常布置在料斗14下方的多个给料单元21。给 料单元21的数量至少为两个，优选为10个。但是，给料单元21的 数量也可为任意其它的数量。特别地，对于所谓的分隔料斗14，假设 以可变的数量分配给料单元21给腔室18, 19。在未分隔的料斗14的 情况下，所有的给料单元21都分配给单个腔室。在所示的示例中， 每个腔室18, 19都分配有给料单元21。例如，腔室18分配有3个给 料单元21，而腔室19分配有7个给料单元21。利用给料单元21， 将制品从料斗14中取出，并且以气动方式传送到后续4妄收站中。给 料单元21还可在腔室18, 19内相互独立地工作。这也意味着每个给 料单元21可具有各自的给料速率，通常该速率处于0-1500件制品/ 分之间。然而，其它给料速率也是可能的。操作人员或者相应的接收 站通过信号线可以随意地预定相应的给料速率。上述DE 35 38 660 C2 描述了用于预定给料速率的优选方法。托盘卸料器12按通常方式构造，故省略详细描述。分配给每个 托盘卸料器12的输送元件17由电动机22旋转驱动。托盘卸料器12 分配有控制系统23，通过该控制系统尤其可调节电动机22。换言之， 控制系统23优选用于调节输送单元17的传输速度。给料装置11也 分配有控制系统24，该控制系统通过电线25或无线电与控制系统23 进行功能上的连接或通信。除监控元件Bl, B2, B3外，给料单元21 还连接至给料装置11的控制系统24。为简单起见，下文示出了用于腔室19的信号处理的控制系统24 的控制部分。腔室18的控制部分如果存在的话也相应地构成。给料 装置11的控制系统24包括加法器26，该加法器累加腔室19的给料模块21的各自给料速率P,到Pn，从而得到总给料速率Pt。ta"亦即，给料装置11采集到了当前量。具体地，在所示的示例中，对给料速率P4到P,o进行了累加。此外，控制系统24具有多个转换开关，优选 为两个转换开关27, 28。利用该开关可根据监控元件B1,B2,B3而在 不同的信号线之间来回切换。用于生成差值0艮据先前符号(preceding sign)累加或者相减)的另一个加法器29和将制品量(例如，制品凄l/分钟 =A/分钟)转换为信号的转换器30也形成控制系统24的一部分。托盘 卸料器12的控制系统23包括用于将信号转换为制品量(例如，制品数 /分钟)的转换器31,用于生成差值(根据先前符号累加或者相减)的加 法器32和用于将制品量(例如，制品凄t/分钟)转换为另一个量(例如， 转每分钟=rpm)的另一个转换器33。下面利用图2更加详细地i兌明该方法。在设备IO之后的装置的 生产期间，给料单元21的给料鼓(drum)从料斗14中取走一定量的制 品13，这些制品的量不断改变且每个给料单元21的制品量都不同于 下一个给料单元。加法器26将P,到Pn的各个给料速率累加以获得对于腔室18， 19的总给料速率Pt。ta,(例如，制品数/分钟)，在本实例中，Pi到P3用于腔室18, P4到P,o用于腔室19。如果给料装置11仅具有 一个腔室，则将所有给料单元21的给料速率累加。在给料装置ll包 括两个腔室18, 19的本实例中，腔室18, 19相互独立地获得与腔室 相关的总给料速率。根据取决于制品量的监控元件B2和B3的状态， 校正对于腔室18， 19确定的数量/总和。该校正优选地通过将总给料速率Pt。^乘以校正系数K2或K3而完成，该校正系数取决于持续监控 料斗14中的量的监控元件B2和B3。此处，监控元件B2监控低于最 大量的量，该最大量由监控元件Bl监控。监控元件B3监控入口 15 的区域中的量。可选地，总和可增加至加法器26确定的数量/总和或 者从其中减去。通过乘法或者加法/减法得到的总和为总和S2。具体地，这意味着总给料速率P^增加了限定值。换言之，总和 S2基本上大于总给料速率Ptotal。但是如果两个监控元件B2或者B3中 的一个指示已经达到了监控量，则转换开关27转动，使得总给料速率Ptotal减少了限定的校正值，从而总和S2低于给料速率Pt。tal。随后，总和S2传递到加法器29。如果监控元件Bl指示已经达到料斗14的最大量，则开关28转动，使得总和S2由远低于总和S2的总和S3可选地取代，或者可乘以减小系数Rp该乘法也获得总和S3。 - 依据开关28的位置，由加法器29对总和S2或Ss以及刚计算出 的给料速率N,进行处理。换言之，加法器29通过加法或减法计算上 次算出的给料速率N,(制品数/分钟)和当前的新给料速率之间的差值， 该新给料速率用总和S2或者S3(也为制品数/分钟)表示。所得的差值(A/ 分钟)被转换器30转换为第一信号线25上的信号。在另一信号线25 上传递如下信号，该信号表明差值或者相应信号是否具有正的或负的 先前符号，即新的给料速率将要增大还是减少。由差值形成的信号长 度表明差值的大小，也就是将要输送的制品量的大小。换言之，通过 脉冲宽度调制实现信号传递，该脉沖宽度是给料速率的函数。如上所 述，脉冲宽度与给料速率成反比。这意味着短信号代表高给料速率， 反之，较长信号则代表较低给料速率。信号线25构成了从给料装置11的控制系统24到托盘卸料器12 的控制系统23的过渡。通过控制系统23评估由信号线25传递的信 号。首先，该评估包括将信号转换为制品量(A/分钟)，作为总和S4。 通过总和S4和在两个或更多个计算周期之前(即至少在给料速率N,之 前)计算出的给料速率N2，加法器32通过加法或减法计算由总和S5 表示的差值。总和Ss表示当前所需的给料速率。总和Ss又通过转换 器33转换成参考变量F(例如，转^t/分钟-rpm)。该参考变量F调节 电动机22。通过调节电动机22来调节输送元件17的输送速度。高的 输送速度意味着高的给料速率或输送能力。低的输送速度则意味着低 的给料速率或者输送能力。换言之，调节输送元件17的输送速度以 便其仅输送实际需要的制品13的量，从而确保将制品13连续地输送 到给料装置11。
权利要求
1.一种用于在至少一个托盘卸料器(12)和至少一个给料装置(11)之间调节由烟草加工业制品(13)组成的输送流的方法，所述至少一个给料装置(11)通过输送元件(17)连接至所述托盘卸料器(12)或每个托盘卸料器(12)，所述输送元件(17)用于输送由制品(13)组成的质量流(16)，其中，所述给料装置(11)具有设计成可容纳所述制品(13)的至少一个腔室(18，19)，每个腔室(18，19)具有相互独立运行的用于将所述制品(13)供给到后续装置的至少两个给料单元(21)，每个给料单元(21)具有各自的给料速率(P1，P2，...Pn)，所述方法具有如下步骤利用监控元件B1，B2，B3监控所述给料装置(11)中的量，发送信号至每个托盘卸料器(12)，用于根据所述给料装置(11)中的现有量调节所述输送元件(17)的输送速率，以及因此调节所述给料速率(制品数/分钟)，并且将所述输送速率改变为预定值，其特征在于，除了根据腔室(18，19)的现有量之外，还根据给料速率(Ptotal)调节分配给托盘卸料器(12)的每个输送元件(17)的输送速率，所述给料速率(Ptotal)通过分配给腔室(18，19)的所有给料单元(21)的各自给料速率(P1，P2，...Pn)的总和获得。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，连续地调节所述输 送元件(17)的输送速率。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在两个不同位 置处的所述给料装置(11)的量由两个监控元件B1和B2确定，其中， 监控元件Bl监控当所述给料装置(ll)完全装满时的最大量，监控元件 B2监控低于所述最大量的限定量。
4. 如权利要求1至3中的任一项所述的方法，其特征在于，所 述制品(13)进入所述给料装置(11)的入口 (15)的区域中的量由另 一个 监控元件B3监控。
5. 如权利要求1至4中的任一项述的方法，其特征在于，所述总给料速率(Pt。tai)乘以校正系数，以获得总和S2。
6. 如权利要求1至5中的任一项所述的方法，其特征在于，根 据取决于所述量的所述监控元件B2和B3的状态，校正当前确定的总给料速率(Pt。ta,)。
7. 如权利要求5或6所述的方法，其特征在于，所述给料速率(P,O 基本上由预定的校正系数所增加，并且仅在达到由所述监控元件B2 或B 3监控的量时由预定系数所减小。
8. 如权利要求1至7中的任一项所述的方法，其特征在于，当 所述监控元件Bl指示最大量时，所述总和S2乘以减小系数以获得总 和S3。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，当未达到所述最大 量时，在不乘以所述减小系数的情况下传递所述总和S2的值。
10. 如权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述总和Sz 或S3与在一个计算周期之前计算的给料速率N！之间形成差值。
11. 如权利要求10所述的方法，其特征在于，通过利用信号线(25)、 数据线、无线电等从所述给料装置(11)传递到所述托盘卸料器(12)的信 号，产生所述差值(制品lt/分钟)。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，除了所述差值之 外，传递用于所述信号的先前符号(正或负)的信号。
13. 如权利要求11或12所述的方法，其特征在于，所述信号传 递通过脉冲宽度调制实现。
14. 如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述脉冲宽度是 所述给料速率的函数。
15. 如权利要求14所述的方法，其特征在于，所述脉冲宽度与 所述给料速率成反比。
16. 如权利要求12至15中的任一项所述的方法，其特征在于， 与所述差值和所述先前符号相关的所述信号再次转换为绝对给料速率(制品数/分钟)，作为总和S4。
17. 如权利要求16所述的方法，其特征在于，通过总和S4和在两个计算周期之前计算的给料速率N2获得总和S5。
18. 如权利要求17所述的方法，其特征在于，所述总和Ss转换 为用于所述输送元件(17)的驱动的参考变量F(rpm)。
19. 一种用于将烟草加工业的棒状制品(13)输送到后续装置的设 备，所述设备包括至少一个托盘卸料器(12)和至少一个给料装置(11)， 其中，所述给料装置(l l)具有设计为可容纳所述制品(l3)的至少 一个腔 室(18,19),每个腔室(18,19)分配有至少两个给料单元(21)，每个托盘 卸料器(12)和所述给料装置(11)通过输送元件(17)相互连接并且均包 括用于调节每个输送元件(17)的控制系统(23,24)，其特征在于，所述 给料装置(11)的控制系统(24)包括加法器(26),用于通过分配给腔室 (18，19)的所有给料单元(21)的各自给料速率(PhP2, ... Pn)获得给料速率(Ptotal)。
20. 如权利要求19所述的设备，其特征在于，所述给料装置(ll) 的控制系统沿信号流方向还包括至少一个第一开关(27)、第二开关 (28)、加法器(29)和转换器(30)。
21. 如权利要求19或20所述的设备，其特征在于，所述托盘卸 料器(12)的控制系统(23)沿信号流方向具有至少一个转换器(31)、加法 器(32)和另一个转换器(33)。
22. 如权利要求19至21中的任一项所述的设备，其特征在于， 提供布置在给料装置(11)的相对两侧上的两个托盘卸料器(12)。
23. 如权利要求19至21中的任一项所述的设备，其特征在于， 托盘卸料器(12)连接到至少两个给料装置(11 )上。
全文摘要
本发明涉及一种用于在托盘卸料器和给料装置之间调节制品输送流的方法，该给料装置通过输送元件连接至托盘卸料器，给料装置具有可容纳制品的至少一个腔室，每个腔室具有至少两个给料单元，每个给料单元具有各自的给料速率，该方法具有步骤利用监控元件监控给料装置中的量；发送信号至每个托盘卸料器，用于根据给料装置中的现有量调节输送元件的输送速率，以及因此调节给料速率(制品数/分钟)；将输送速率改变为预定值；该方法的特征在于，除了根据腔室的现有量之外，还根据总给料速率调节每个输送元件的输送速率，该总给料速率通过所有给料单元的各自给料速率的总和获得。此外，本发明涉及实现该方法的设备。
文档编号A24C5/00GK101331977SQ20081013072
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月26日 优先权日2007年6月26日
发明者S·克卢维 申请人:豪尼机械制造股份公司