用於製造菸草加工業的大體柱形製品的機器和方法與流程

2023-05-26 20:56:07 3

本發明涉及一種用於製造菸草加工業的大體柱形製品的機器和方法。

背景技術：

在菸草加工業中，製造具有不同材料的多段過濾嘴是已知的。

申請號為us2014/2061470的專利申請描述了一種柱形製品的製造，該柱形製品包括過濾段、顆粒材料段和菸草段。為了獲得這種柱形製品，將柔性材料帶圍繞過濾段纏繞，以便獲得填充有顆粒材料的杯狀形式。這時，將菸草段放置在頂部，並且隨後僅通過將紙材料片材圍繞菸草段和過濾材料段卷繞來連接到製品的其餘部分。在保持一切都豎直的同時執行上述操作。

專利申請us2014/2061470提出的柱形製品的製造具有若干缺點，從所述缺點中我們發現這樣的事實：製造相對較慢並且質量差。

技術實現要素：

本發明的目的是提供一種能夠至少部分地克服已知技術的缺點並且同時易於實施且以低成本實施的機器和方法。

根據本發明，提供了一種用於根據所附獨立權利要求中以及優選地直接或間接從屬於上述獨立權利要求的從屬權利要求中的任何一個中闡述的內容來製造菸草加工業的大體柱形製品的方法。

根據本發明的另外方面，提供了一種用於製造菸草加工業的大體柱形製品的機器，如下所述。具體地，該機器被設計為實施上述方法。

附圖說明

現在將參考附圖描述本發明，附圖示出了非限制性實施例，其中：

·圖1是用於實施根據本發明的方法的機器的示意性側視圖，其中為了清楚起見，省略了一些細節；

·圖2是圖1中的機器的一部分的放大的側視圖；

·圖3是圖1中的機器的另一部分的放大的側視圖；

·圖4是圖1中的機器的另一部分的放大的側視圖；

·圖5是圖1中的機器的示意性頂視圖，其中為了清楚起見，省略了一些細節；

·圖6至圖15示意性地示出了根據本發明的方法；

·圖16以放大的比例示出了圖2的細節；以及

·圖17以放大的比例示出了圖3的細節。

具體實施方式

根據本發明的第一方面，在圖1中，附圖標記1總體上表示用於製造菸草加工業的大體柱形製品2(圖15)的機器。每個大體柱形製品2包括相應的部分3，其具有菸草加工業的第一材料(例如，菸草和/或諸如醋酸纖維素的過濾材料)(具體地，由菸草加工業的第一材料(例如，菸草和/或諸如醋酸纖維素的過濾材料組成)；至少一個相應的部分4，其具有菸草加工業的第二材料(例如，菸草和/或諸如醋酸纖維素的過濾材料)(具體地，由菸草加工業的第二材料(例如，菸草和/或諸如醋酸纖維素的過濾材料組成)；至少一個相應的部分5，其具有與第一材料和第二材料不同的鬆散的第三材料(具體地，由與第一材料和第二材料不同的鬆散的第三材料組成)；以及相應的覆蓋件6，其具有圍繞部分3、4和5(具體地，以大體管狀的方式)纏繞的至少一個相關聯的片材7。

具體地，片材7包括紙(更具體地，由紙組成)。然而，一般地說，片材7可以由柔韌(pliable，易彎曲的)材料製成，並且因此除了紙之外，片材7還可以由金屬箔或塑料製成。因此，製造片材7的材料不限於所描述的實施例。相反，如這裡所使用的，術語「柔韌材料」通常是指具有一定抗彎曲性或具有一定程度的塑性變形的帶狀材料，例如金屬箔或紙層壓金屬箔。

除了上述實例之外，其他實施例可以包括但不限於本領域中已知的塑料、聚合物、複合材料、橡膠或其他材料的薄片材。

根據一些實施例，除了片材7之外，覆蓋件6還具有其他元件，諸如為(例如，紙和/或錫箔的)一個或多個其他片材和/或帶，這些元件也以管狀的方式圍繞部分3、4和5纏繞。

根據相互可替代的實施例，第一材料和第二材料是相同的或不同的。

有利地，可以注意到的是，覆蓋件與部分3和4有效地接觸。

大體柱形製品2通常具有大體圓形的橫截面。

根據一些實施例，鬆散材料是粉末狀材料或顆粒狀材料(具體地為顆粒狀材料)。例如，鬆散材料可以包括活性炭(微粒)(更確切地說，由活性炭(微粒)組成)。

根據具體實施例，製品2是過濾嘴，並且部分3和4由過濾材料製成。

機器1包括加工組件8，用於將片材7圍繞部分3纏繞(圖1、圖4和圖5)，以便獲得帶有開口端10的具有大體管狀形狀的中間元件9(圖11和圖12)；插入裝置11(圖1、圖2和圖5)，用於將第三材料通過開口端10插入中間元件9中(與部分3接觸)，以便獲得中間元件12(圖13)；以及插入裝置13，用於將第二材料通過開口端10插入中間元件12中，使得第三材料位於(包封在)部分3和4之間。

插入裝置11和13被設計為保持開口端10面向上。

根據一些實施例，加工組件8包括成形裝置14(圖4)，該成形裝置14被設計為將條帶15(在使用時，在大體水平方向上連續地進給；具體參見圖4、圖6、圖7和圖8)圍繞一系列段16纏繞，每個段16均包括第一材料(具體地，由第一材料組成)，並且大體上是部分3的兩倍長，以便獲得杆17。

傳送裝置18(本身是已知的，具體地為所謂的星形輪——圖8)被設計為運送條帶15上的段16(圖7)，使得在段16之間留有間隙18。

在一些情況下，成形裝置14是已知類型的，並且包括成形梁19(也是已知類型的；參見圖4和圖5)。

具體地，加工組件8還包括切割裝置20(圖4)，(當縱向供給杆17時，並且具體為水平供給杆17時)用於在段16處橫穿地切割(圖8)杆17，以便獲得中間元件9的對21(連接在一起；圖10)。

根據具體實施例，加工組件8包括(圖1)傳送裝置22(其又包括星形輪23和輸送輪24)，用於單獨並連續地將所述對21運送到切割臺25，在切割臺處切割裝置26被定位成在相關聯的間隙18處切割(圖10)每對21，以便獲得兩個部分3。

有利地，切割裝置26(圖1和圖5)包括輸送輪27和沿輸送輪27的周緣布置的(可旋轉的)刀片28。

根據一些實施例，機器1還包括旋轉裝置29，該旋轉裝置29位於切割裝置26的下遊，以使切割的對21的中間元件9旋轉(約180°)，使得中間元件9分開，並且具有在互相相背對的方向上定向的開口端10(圖11)。

具體地，旋轉裝置29包括輪30，該輪被設計為圍繞其軸線31旋轉，並且例如如美國專利us4676360所述那樣構造。

根據一些實施例，機器1還包括旋轉組件32(圖1和圖5)，該旋轉組件使中間元件9以這樣的方式旋轉：使開口端10面向上(圖12；具體地，以便使中間元件9具有大體豎直的取向)。

在本文中(除非另有明確說明)，「豎直」或「大體豎直」取向是指這樣的取向，即根據該取向，長度比寬度(或在任何情況下為直徑)大的部件取向成使得長度具有豎直或大體豎直的取向。

旋轉組件32包括截頭錐形滾筒33(本身為已知的類型；在該具體情況下，有兩個滾筒33，每個滾筒均用於旋轉相應的中間元件9)，滾筒具有相對於豎直線傾斜45°的旋轉軸線34，並且具有底座(本身為已知的類型且未被示出，相對於旋轉軸線34以45°定向)。

根據所示的實施例(圖1和圖5)，兩個傳送輪35放置在旋轉裝置29和旋轉組件32之間，以將中間元件9從旋轉裝置29運送到旋轉組件32。

具體地，參考圖2，插入裝置11位於插入臺36處，並且包括設置有多個底座的輸送機37(更確切地說為輸送輪；在該具體情況下為兩個輸送輪，每個輸送輪均用於輸送相應的中間元件9)，所述底座中的每一個被設計為由相關聯的中間元件9接合，以沿插入路徑p1通過插入臺36將每個中間元件9從入口臺a運送到出口臺b。此外，插入裝置11通常包括多個插入單元38，插入單元中的每一個被設計為能夠通過開口端10將鬆散材料傳送到相應的中間元件9中。具體地，插入裝置11包括輸送機39(更確切地說為輸送輪；在該具體情況下為兩個輸送輪)，以使每個插入單元38沿路徑p1與相應的中間元件9同步地進給，以便使(每個單元38的)相關聯的插入噴嘴40面向相應的開口端10。

有利地，輸送機37和39大體彼此成一體(以這種方式，容易確保單元38的移動與中間元件9同步)，並且因此限定單個輸送機。

有利地，插入裝置11包括處理系統(本身為已知的類型且未被示出；例如包括凸輪系統和/或線性馬達系統)，以使噴嘴40通過開口端10在中間元件9內移動(更確切地說，以通過開口端10使噴嘴40在中間元件9內降低並隨後升高)。由於上述處理系統，當每個噴嘴40被(至少部分地)放置在開口端內時，所述每個噴嘴40均被打開。

具體地，通過(每個插入單元38的)噴嘴40與位於鬆散材料的(每個插入單元38的)進給通道42內的相應的阻塞元件41之間的相對分離移動來實現打開每個噴嘴40(圖16)。更確切地說，處理系統被設計為使每個噴嘴40朝向中間元件2(具體地向下)，以便使噴嘴40遠離相應的阻塞元件移動，並且因此打開噴嘴40並允許鬆散材料通過噴嘴40。實踐中，插入裝置11設計為保持阻塞元件41豎直固定。

作為在每個中間元件9中插入鬆散材料的結果，獲得相應的中間元件12。

上述處理系統被設計為在出口臺b處使每個噴嘴40遠離相應的中間元件12移動。噴嘴40的向上移動使得阻塞元件41再次接合噴嘴40，並因此關閉噴嘴40。

通常，被設計為容納鬆散材料並向每個進給通道42進給的料鬥43位於插入單元38的上方。

根據具體實施例(諸如所示的實施例)，提供了輸送滾筒(在該具體情況下為兩個輸送滾筒)33'，以將中間元件9從滾筒33運送到插入裝置11。

根據未示出的實施例，機器1有利地包括抽吸裝置，該抽吸裝置在與開口端10相對的側面上(即，在噴嘴40所在處)連接到中間元件9，使得在使用時在填充步驟期間和/或在隨後的運輸步驟期間通過抽吸將鬆散材料保持在中間元件9內。

有利地，機器1還具有施加單元44(圖1和圖5)，以將粘合物質施加在開口端10內。具體地，施加單元44被設計為將粘合物質施加在開口端10的內表面上。以這種方式，實現了部分4在大體柱形製品2內的更加牢固的定位。

根據所示的實施例，施加單元44包括用於將中間元件12運送到插入裝置11(更確切地說，從出口臺b運送到入口臺c)的輸送輥45。根據一些實施例，施加單元44包括多個噴灑噴嘴(未示出)，多個噴灑噴嘴被設計為一旦各自布置成面向相應的開口端10(更確切地說，布置在相應的開口端10內)時就噴灑粘合物質。可替代地，施加單元44包括多個塗布器(spreader)(未示出)。

具體地，參考圖1、圖3和圖17，插入裝置13位於插入臺46處，並且包括設置有多個底座的輸送機47(更確切地說為輸送輪；在該具體情況下為兩個輸送輪，每個輸送輪均用於輸送相應的中間元件12)，所述底座中的每一個被設計為由相關聯的中間元件12接合，以沿插入路徑p2通過插入臺46將每個中間元件12從入口臺c運送到出口臺d。通常，插入裝置11還包括多個插入單元48，插入單元48中的每一個被設計為能夠通過開口端10將第二材料傳送到相應的中間元件12中。具體地，插入裝置13包括輸送機49(更確切地說為輸送輪；在該具體情況下為兩個輸送輪)，以與相應的中間元件12同步沿路徑p2向每個插入單元48進給，以便使(每個插入單元48的)相關聯的插入出口50面向相應的開口端10。

有利地，輸送機47和49大體彼此成一體(以這種方式，容易確保插入單元48的移動與中間元件12同步)，並且因此限定單個輸送機。

有利地，插入裝置13包括處理系統(本身為已知的類型且未被示出；例如包括凸輪系統和/或線性馬達系統)，以在(每個插入單元48的)插入出口50與中間元件12之間產生相對(具體地為縱向，並且更確切地說為豎直)移動，以便使開口端10在插入出口50內。

更確切地說，上述處理系統被設計為使其中容納有中間元件12的底座豎直(縱向)移動。

根據一些實施例，每個插入單元48包括插入通道51，該插入通道的最後部分限定插入出口50，並且通過該插入通道進給部分4。

有利地，插入裝置13還包括用於將部分4推動到開口端10內的推動單元52。具體地，推動單元設計為將部分4推靠在部分5上，以便壓縮部分5中的鬆散材料。以這種方式，部分5中的顆粒位置得以穩定，並且在使用時限制顆粒周圍的優先氣體路徑。

根據一些實施例，對於每個插入單元48，推動單元52包括可沿插入通道51移動的推動頭53。更確切地說，上述處理系統設計為當開口端10在插入出口50內時向下移動每個推動頭53。

作為將鬆散材料插入每個中間元件12中的結果，獲得相應的大體柱形製品2。

上述處理系統被設計為使每個插入出口50在出口臺d處遠離相應的大體柱形製品2而移動。

有利地，每個插入單元48包括開口組件54，以在開口端10上施加力(具體為徑向和離心力)，以保持該開口端10打開。根據一些實施例，開口組件54包括在每個插入出口50處(以環)布置的多個抽吸開口55。以這種方式，減少了損壞片材7的風險。

有利地，每個插入單元48包括變形裝置，以在將部分4插入開口端10中期間減小所述部分4的尺寸(具體為側向)。根據一些實施例，上述變形裝置包括插入通道51的部分56，該部分具有小於部分4的寬度(具體為橫截面)的寬度(具體為橫截面)。具體地，部分56朝向插入出口50漸縮。有利地，部分56被布置在緊鄰(即，不插入另外的部分)插入出口50的上遊(具體為上方)。

根據所示的實施例，通過連接到料鬥(本身為已知的類型且未被示出)的管道49'將部分4進給到插入裝置13。

通常，輸送系統57布置在插入裝置11的下遊，用於將所獲得的大體柱形製品2傳送到另外的加工單元(已知類型且未被示出)。根據所示的實施例，輸送系統57被設計為大體水平地運送大體柱形製品。更確切地說(為此目的)，輸送系統57包括截頭錐形滾筒58。

根據可替代的實施例，加工組件8包括(代替成形裝置14，傳送裝置22、旋轉裝置29、星形輪23和輸送輪24)簡單的卷繞裝置(具體為卷繞輪——本身為從例如wo2014/064655公開中已知的類型且這裡未被示出)，用於將片材7圍繞(已經為單個的)部分3卷繞，以便(直接)獲得中間元件9。可替代地，兩倍長度的片材7可以圍繞一對部分3纏繞，以便形成圖9中的對21。這使得能夠獲得片材7圍繞部分3的優異的結合和卷繞質量。

根據本發明的第二方面，提供了一種用於製造菸草加工業的大體柱形製品2的方法。每個柱形製品2是如上根據本發明的第一方面所限定的那樣。

根據具體且非限制性的實施例，該方法由根據本發明的第一方面的機器1實施。

該方法包括纏繞步驟，在該纏繞步驟期間，將片材7圍繞部分3纏繞，以便獲得中間元件9，該中間元件具有開口端10(中間元件具有大體管狀形狀且帶有該開口端)(圖6至圖8)。具體地，中間元件9具有大體柱形的形狀和大體圓形的橫截面(圖12)。

有利地，部分3被放置在與開口端10相對的端部。換句話說，與開口端10相對的端部由部分3封閉。

該方法還包括第一插入步驟(圖13)，在該第一插入步驟期間，將鬆散的第三材料插入穿過開口端10並插入中間元件9中，以便獲得中間元件12；以及第二插入步驟(圖14)，在該第二插入步驟期間，將第二材料通過開口端10插入中間元件12中，使得第三材料位於(包封在)部分9和12之間，並且獲得大體柱形製品2。

有利地，在開口端10面向上時，執行第一插入步驟和第二插入步驟(圖12和13)。具體地，在第一插入步驟和第二插入步驟期間，中間元件9和中間元件12豎直定向。

有利地，在纏繞步驟期間，片材7大體水平布置(圖6至圖8)。另外或可替代地，在纏繞步驟之前，片材7大體水平(和縱向)布置(更確切地說是進給)。

有利地，在纏繞步驟之後，獲得中間元件9，其中開口端10面向側面(圖11)。具體地，在纏繞步驟之後，中間元件9大體水平布置。

更具體地，該方法還包括旋轉步驟，旋轉步驟在纏繞步驟之後，並且在該旋轉步驟期間，旋轉中間元件9，以便使所述開口端面向上(圖11和圖12)。具體地，在第一插入步驟和第二插入步驟期間，中間元件9和中間元件12分別大體豎直地定向。

根據一些實施例，包括第一材料(並且具體地，大體上是第一部分3的長度的兩倍的)多個段16沿條帶15的縱向延伸部連續布置，條帶包括彼此連接並連續布置的多個所述片材7(更確切地說，由彼此連接並連續布置的多個所述片材7組成)，使得在兩個連續的段16之間存在相應的間隙18。

具體地，在纏繞步驟期間，將條帶15圍繞包括第一材料(具體地，由第一材料組成)的段16纏繞，使得在兩個連續的段16之間存在相應的間隙18，並且以便獲得具有多個連續連接的中間元件9的杆17(管狀，具有大體柱形的形狀和大體圓形的橫截面)(圖6至圖8)。

根據一些實施例，該方法包括第一切割步驟，在該第一切割步驟期間，杆17被橫穿地切割(圖8)(具體地，以便獲得連接的中間元件9對)。更確切地說，杆17在段16處(具體地，大體沿段16的中間)切割。具體地，在切割步驟期間，杆17被水平(和縱向)輸送。

有利地，該方法包括第二切割步驟，在該第二切割步驟中，切割第一中間元件9的對21，以便獲得中間元件9。更確切地說，在間隙18處(具體地，大體沿間隙18的中間)切割第一中間元件9的對21。具體地，在第二切割步驟期間，橫穿地切割第一中間元件9的對21。

根據可替代的實施例，該方法包括第一切割步驟，在該第一切割步驟中，在間隙18處(具體地，大體沿間隙18的中間)橫穿地切割杆17，以便獲得連接的第一中間元件9的對。具體地，在切割步驟中，杆17被縱向輸送。另外或者可替代地，在第二切割步驟中，在第一段16處(具體地，大體沿第一段16的中間)切割中間元件9的對，以便獲得中間元件9。具體地，在第二切割步驟期間，所述中間元件9的對被橫向輸送。

根據一些實施例，在第一插入步驟期間，中間元件9被橫向地(具體為大體水平地)輸送通過插入臺36。

有利地，在第一插入步驟期間，將插入噴嘴40通過開口端10置入中間元件9內。具體地，鬆散的第三材料經過噴嘴40，以插入第一中間元件中。

有利地，在第二插入步驟期間，中間元件12被橫向地(具體為大體水平地)輸送通過插入臺46。

有利地，該方法包括施加粘合物質的步驟，該步驟在第二插入步驟之前並在第一插入步驟之後，並且在施加粘合物質的步驟期間，將粘合物質施加在開口端10內。

有利地，該方法包括定位步驟，該定位步驟在第二插入步驟之前並在第一插入步驟之後，並且在定位步驟中，通過插入出口50與中間元件12之間的相對(具體為縱向，並且更確切地說為豎直)移動將開口端10置入插入出口50內。具體地，第二材料經過插入出口50，以插入中間元件12中。

有利地，在第二插入步驟中，在開口端10處將力(具體為徑向和離心力)施加在片材7上，以便保持該開口端打開。

具體地，經由抽吸器施加力。更確切地說，抽吸器包括在插入出口50中形成的抽吸開口55，使得在定位步驟結束時所述抽吸開口圍繞開口端10定位。

有利地，第二材料至少部分地可彈性變形。在第二插入步驟期間，第二材料彈性變形，以便減小其側向尺寸，並且隨後被插入中間元件12中，以便在中間元件12內膨脹(並且具體地，關閉開口端10)。

有利地，在第二插入步驟期間，將第二材料(具體為部分4)推入中間元件12內(具體地通過推動頭53)。更確切地說，推動第二材料(具體為部分4)以壓縮部分3。

除非另有明確說明，否則為了說明的完整性，在本文中整體參考本文引用的參考文獻(文章、文本、專利申請等)的內容。具體地，上述參考文獻併入本文中以供參考。