СИГАРЕТНЫЙ ФИЛЬТР С КАПСУЛОЙ

Полезная модель относится к области табачной промышленности и может быть использована при производстве сигарет с фильтром.
Известен комбинированный фильтр для сигареты [1], содержащий цилиндрическую оболочку и размещенные в оболочке первый фильтрующий элемент, выполненный в виде пористой структуры, второй фильтрующий элемент, выполненный в виде трубчатой капсулы, а также третий фильтрующий элемент, выполненный в виде ампульной капсулы, снабженные жидкостью, в частности, водой, и помещенные соответственно коаксиально в пористой структуре первого фильтрующего элемента.
-3
Недостатком известного фильтра для сигареты является относительно большой разброс усилия механического воздействия, которое курильщик должен приложить к цилиндрической оболочке сигаретного фильтра, составляющий значение около 70×10 Кг, с целью гарантированного разрушения герметичности упомянутых капсул.
Наиболее близким к заявляемому известным техническим решением, принятом в качестве прототипа, является ароматизирующий фильтр для сигареты [2], который образован оболочкой, помещенными под оболочку фильтрующей структурой в виде пористого элемента, и капсулой с жидкостью, взаимодействующей с указанным элементом, а также установленным на оральном конце фильтра муштуком.
-3
Недостатком прототипа является относительно большой разброс усилия механического воздействия, которое курильщик должен приложить к цилиндрической оболочке сигаретного фильтра, составляющий значение примерно 75×10 Кг, с целью гарантированного разрушения целостности (герметичности), по меньшей мере, одной капсулы.
Задачей, на которое направлено настоящее техническое решение, является повышение уровня удобства пользования курительным изделием, включающем в свой состав сигаретный фильтр с капсулой.
Техническим результатом, ожидаемым от использования заявленной полезной модели, является уменьшение разброса усилий механического воздействия, прилагаемого к сигарете с целью разрушение ампульной капсулы, содержащей жидкость.
Заявленный технический результат достигается тем, что в сигаретном фильтре с капсулой, состоящий из оболочки, фильтрующей структуры, образованной пористым элементом, и контактирующей с ним ампульной капсулой, содержащей жидкость, и трубчатого муштука, установленного на оральном торце фильтра, трубчатый муштук снабжен дополнительно, по крайней мере, тремя острийными перфораторами, закрепленными на внутренней поверхности трубчатого муштука, а ампульная капсула позиционирована в трубчатом муштуке коаксиально посредством, по меньшей мере, двух упругих траверс.
Желательно, чтобы острийные перфораторы были размещены на внутренней поверхности трубчатого муштука радиально.
Целесообразно, чтобы острийные перфораторы были размещены на внутренней поверхности трубчатого муштука равномерно.
Имеет значение, чтобы острийные перфораторы были предпочтительно выполнены треугольной формы.
Предпочтительно, чтобы рабочие кромки острийных перфораторов по существу были направлены к оси трубчатого муштука.
2
Желательно, чтобы площадь поверхности рабочей кромки острийного перфоратора была выбрана равным одному из значений интервала от 10 до 3000 мкм.
Целесообразно, чтобы величина угла рабочей кромки острийного перфоратора треугольной формы была выбрана равным одному из значений интервала от 15 до 120 градусов.
Из уровня техники заявителем не было выявлены сведения об устройстве того же назначения, что и заявляемое устройство, которое характеризовалось бы изложенной заявителем в нижеприведенной формуле полезной модели совокупностью существенных признаков. Это позволяет заявителю считать предложенную им конструкцию сигаретного фильтра с капсулой в качестве объекта промышленной собственности, соответствующего критерию охраноспособности полезной модели «новизна».
Перечень позиций.
1. Сигарета.
2. Табачный стержень.
3. Сигаретный фильтр.
4. Оболочка сигаретного фильтра.
5. Пористый элемент.
6. Ампульная капсула.
7. Трубчатый муштук.
8. Упругая траверса.
9. Острийный перфоратор.
10. Направление приложения усилия.
11. Трехострийный перфоратор.
12. Четырехострийный перфоратор.
13. Шестиострийный перфоратор.
14. Угол рабочей кромки.
15. Жидкость в ампульной капсуле.
16. Гофрированная упругая траверса.
17. Треугольный острийный перфоратор.
18. Поверхность рабочей кромки.
19. Резак рабочей кромки.
Заявляемая в рамках настоящей заявки полезная модель иллюстрируется нижепредставленными графическими материалами:
- на Фиг.1 схематично представлен сигаретный фильтр с ампульной капсулой;
- на Фиг.2 схематично представлено сечение трубчатого муштука, снабженного тремя острийными перфораторами;
- на Фиг.3 схематично представлено сечение трубчатого муштука, снабженного четырьмя острийными перфораторами;
- на Фиг.4 схематично представлено сечение трубчатого муштука, снабженного шестью острийными перфораторами;
- на Фиг.5 иллюстрируется сечение А-А из Фиг.2.
Сигарета 1 (Фиг.1) с табачным стержнем 2 (Фиг.1) содержит сигаретный фильтр 3 (Фиг.1), который позволяет частично отфильтровывать из проходящего сквозь него в процессе курения табачного дыма продукты пиролиза как материала табачного стержня 2 (Фиг.1), так и его обертки (не показана). С оберткой сигареты 1 (Фиг.1) одним из своих торцов аксиально соединена оболочка сигаретного фильтра 4 (Фиг.1), заключающая в себя пористый элемент 5 (Фиг.1). В свою очередь, с противоположным торцом оболочки сигаретного фильтра 4 (Фиг.1), охватывающей пористый элемент 5 (Фиг.1), аксиально объединен еще один элемент фильтра - трубчатый муштук 7 (Фиг.1 - Фиг.4). В качестве материала трубчатого муштука 7 (Фиг.1 - Фиг.4) может быть использован любой полимерный материал, который удовлетворяет требованиям биосовместимости со слизистой оболочкой полости рта человека. Ампульная капсула 6 (Фиг.1 - Фиг.4) с жидкостью частично позиционирована в трубчатом муштуке 7 (Фиг.1 - Фиг.4) сигаретного фильтра 3 (Фиг.1) коаксиально его продольной оси симметрии благодаря, по меньшей мере, двум упругим траверсам 8 (Фиг.1). На внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.1 - Фиг.4) по окружности на равном расстоянии друг от друга закреплены, по крайней мере, три острийные перфоратора 9 (Фиг.1). В силу своего функционального предназначения, состоящего в задаче «перфорировать», т.е. формировать отверстие в оболочке ампульной капсулы 6 (Фиг.1 - Фиг.4), исполняющая эту функцию режущая кромка острийного
перфоратора 9 (Фиг.1) ориентирована по направлению приложения механического F воздействия 10 (Фиг.1). При количестве острий равном трем, острий в конструкции трехострийного перфоратора 11 (Фиг.2) равномерно закрепляют по окружности под углом 120°. Соответственно, в четырехострийном перфораторе 12 (Фиг.3) острий равномерно размещают по окружности внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.3) под углом 90°. При использовании шести острий каждое из них в конструкции шестиострийного перфоратора 13 (Фиг.4) равномерно позиционируют на внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.1) по окружности под углом 60°. При этом угол рабочей кромки 14 (Фиг.2) острия, например, треугольной формы, выбирают равным одному из значений интервала от 15 до 120°. Перфорация оболочки ампульной капсулы 6 (Фиг.1 - Фиг.4) позволяет жидкости (например, воде, водной эмульсии ароматического вещества, чистому ароматическому маслу, водно-эфирному раствору и т.п.), помещенной в ампульной капсуле 15 (Фиг.2 - Фиг.4), беспрепятственно покинуть ее. Применение гофрированной упругой траверсы 16 (Фиг.3) в сочетании с использованием треугольного острийного перфоратора 17 (Фиг.5) снижает как абсолютную величину, так и разброс усилий, прикладываемых курильщиком для осуществления перфорации наполненной жидкостью ампульной капсулы 6 (Фиг.1 - Фиг.4). Это обстоятельство может быть дополнительно учтено при производстве сигарет с фильтром, ориентированных на потребление исключительно женщинами.
2
Площадь поверхности рабочей кромки 18 (Фиг.5) острийного перфоратора задают в интервале значений от 10 до 3000 мкм. При таких условиях ширину рабочей (режущей) кромки резака 19 (Фиг.5) выбирают исходя из условий воспроизводимости ее изготовления в рамках избранной технологии производства (например, штамповки из листа, литья под давлением, фрезерования и т.п.), ориентируясь на минимально возможные допуски конкретно применяемой для изготовления острийных перфораторов 9 (Фиг.1) технологии.
ПРИМЕР №1.
-3
-3
Берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр (снабженный муштуком) которых был изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (форма ампульной капсулы - шар, диаметр ампульной капсулы - 8 мм, материал стенки ампульной капсулы - полиэтилен низкого давления, толщина стенки ампульной капсулы - 0,02 мм). В качестве заполняющей ампульную капсулу жидкости использована деионизованная вода, объемное наполнение ампульной капсулы деионизованной водой составляет 98%). Производят внешнее механическое воздействие на сигаретный фильтр каждой из сигарет выборки в зоне размещения в них ампульной капсулы с усилием равном 60×10 Кг. На оптическом микроскопе (с увеличением ×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул. Оно составило 310 шт., что равняется 62% от общего количества исследуемых сигарет с фильтром, использованных в этом разрушающем тесте. При новом приложении внешнего механического усилия на сигаретный фильтр оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия потери ампульной капсулой своей герметичности) сигарет (в зоне позиционирования в них ампульных капсул) с величиной усилия 95×10 Кг, было визуально установлено разрушение всех без исключения оставшихся ампульных капсул, т.е. был достигнут 100% результата активации (в смысле обеспечения потери каждой ампульной капсулой своей герметичности) заданной выборки сигарет.
-3
-3
Снова берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр которых изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (приведенные выше параметры ампульной капсулы прототипа сохранены). Начиная с усилия 2×10 Кг прилагаемого механического воздействия, последовательно прикладывают такое внешнее механическое воздействие на зону позиционирования ампульной капсулы каждой из 500 шт. сигарет. Затем опять осуществляют контроль с целью выявления наличия активированных сигарет. В случае отсутствия хотя бы одной активированной сигареты, с шагом в 2×10 Кг повышают степень механического воздействия и повторяют процедуру. После каждой серии механического воздействия контролируют визуально (применяя оптический
-3
-3
-3
-3
-3
микроскоп с увеличением ×150) целостность ампульных капсул. Первый случай активации одной сигареты из 500 шт. фиксируют при приложении механического F воздействия типа 10 (Фиг.1) к ее фильтру в области позиционирования ампульной капсулы равном значению 20×10 Кг. Таким образом выясняют, что в устройстве-прототипе разброс значений механического F воздействия типа 10 (Фиг.1) которое надо прикладывать к сигарете с фильтром, оснащенным ампульной капсулой, для гарантированного нарушения герметичности ампульной капсулы составляет величину 75×10 Кг (т.е. 95×10 Кг - 20×10 Кг = 75×10 Кг).
-3
В первом варианте исполнения сигаретный фильтр 3 (фиг.1) с ампульной капсулой 6 (Фиг.1) в соответствии с заявленной полезной моделью был встроен в сигарету 1 (Фиг.1) со стороны одного из торцов табачного стержня 2 (Фиг.1) так, что оболочка сигаретного фильтра 4 (Фиг.1) и трубчатый муштук 7 (Фиг.1) охватили заподлицо пористый элемент 5 (Фиг.1). Параметры используемой ампульной капсулы 6 (Фиг.1) соответствуют вышеприведенным параметрам ампульной капсулы для устройства-прототипа. Ампульная капсула 6 (Фиг.1) частично позиционирована во внутреннем пространстве трубчатого муштука 7 (Фиг.2) коаксиально последнему и закреплена в этом положении посредством двух упругих траверс 8 (Фиг.2). Характеристики упругости траверсам 8 (Фиг.2) задаются на стадии проектирования обычными (без «изобретательского эффекта») инженерными методами вследствие целевого выбора конструкционного материала с известными свойствами из справочно-технической литературы, например [3]. В настоящем примере упругие траверсы 8 (Фиг.2) были изготовлены из полиамида по форме прутка квадратного сечения с размерами сторон 0,7×0,9 мм и рассчитаны так, что теряли свою исходную геометрическую форму («сминались») при приложении механического воздействия к оболочке трубчатого муштука 7 (Фиг.2) на уровне усилия равного 12×10 Кг.
В рамках настоящего примера при экструзионном способе изготовлении из полистирола трубчатого муштука 7 (Фиг.2), посредством выбоpa
2
конструкции экструзионной головки было предусмотрено также и одновременное формирование на внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.2) трех треугольных перфораторов 17 (Фиг.5). Соответственно предполагаемому (по существу, всегда нормальному, т.е. под углом 90° к поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.2) в точке касания) направлению приложения механического F воздействия 10 (Фиг.1), треугольные перфораторы 17 (Фиг.5) позиционированы по окружности под углом 120° между собой, образуя таким образом трехострийный перфоратор 11 (Фиг.2). При этом их рабочие кромки были направлены к продольной оси симметрии трубчатого муштука 7 (Фиг.2). Площадь поверхности каждой рабочей кромки 18 (Фиг.5) выполненного по форме треугольного 17 (Фиг.5) трехострийного перфоратора 11 (Фиг.2) в настоящем примере составляет 3000 мкм при ширине резака рабочей кромки 19 (Фиг.5) равном 50 мкм и угле рабочей кромки 120°.
-3
Использование предмета наших притязаний в первом варианте исполнения происходит следующим образом. После извлечения пальцами руки сигареты 1 (Фиг.1) из пачки (не показана), эту сигарету 1 (Фиг.1) ориентируют в вертикальной плоскости (конец с открытым торцом табачного стержня должен находиться снизу). Курильщик оппозитно налагает два пальца руки на сигарету 1 (Фиг.1) в области оболочки трубчатого муштука 7 (Фиг.2) над ампульной капсулой 6 (Фиг.2) и прилагает механическое F воздействия по направлению 10 (Фиг.1) с величиной усилия равной 30×10 Кг. Динамически (т.е. с возможностью почти полного восстановления после снятия приложенного механического воздействия) сминаясь от приложенного механического F воздействия, две упругие траверсы 8 (Фиг.2) позволяют резакам рабочей кромки 19 (Фиг.5) трехострийного перфоратора 11 (Фиг.2) сместиться и вонзиться в оболочку ампульной капсулы 6 (Фиг.2), тем самым нарушив ее целостность (иными словами «прорезать» оболочку). В результате разгерметизации стенки ампульной капсулы 6 (Фиг.2) по образовавшимся перфорированным отверстиям (не показаны) жидкость, которая была до этого события надежно заключена
в оболочке ампульной капсулы 15 (Фиг.2) и, заметим, представляла собой чистую (по способу очистки «деионизованную») воду, под воздействие гравитационной силы Земли вступает во взаимодействие (физический контакт) с поверхностью пористого элемента 5 (Фиг.1), смачивая и пропитывая его (по капиллярному механизму смачивания, освещенному в материалах описания прототипа). Временной промежуток от приложения механического F воздействия к сигарете 1 (Фиг.1) до ее готовности к употреблению составляет не более 1,5 секунд. После истечения примерно 2 секунд после приложения упомянутого механического F воздействия курильщик изменяет пространственное положение сигареты 1 (Фиг.1) на, практически, горизонтальное, помещая ее в ротовое отверстие, производит поджиг табачного стержня 2 (Фиг.1) и последующее раскуривание (курение) сигареты 1 (Фиг.1). Образующаяся в результате пиролиза табачного стержня 2 (Фиг.1) (а также, несомненно, и оболочки из курительной бумаги, в которую табачный стержень 2 (фиг.1) заключен) дымо-паро-газовая смесь по каналу, образованному оболочкой сигаретного фильтра 4 (Фиг.1) проходит через увлажненный водой пористый элемент 5 (Фиг.1), эффективно фильтруясь на нем (эффективность фильтрации при прочих равных условиях повышается за счет эффекта «кальяна», а точнее распределенного по объему пористого элемента 5 (Фиг.1) «микрокальяна). Следовательно, на выходном (оральном) торце трубчатого муштука 7 (Фиг.1) вдыхаемый курильщиком состав обладает существенно меньшим токсическим и канцерогенным воздействием на легкие (по этой причине и на весь организм) курильщика.
Для сравнительного тестирования устройства-прототипа и предлагаемого сигаретного фильтра с капсулой берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр (снабженный трубчатым 7 (Фиг.2) муштуком) которых был изготовленных в соответствии с предлагаемой в заявке конструкцией, при этом (как и у прототипа) выбраны: форма ампульной капсулы - шар, диаметр ампульной капсулы - 8 мм, материал
стенки ампульной капсулы - полиэтилен низкого давления, толщина стенки ампульной капсулы - 0,02 мм.
-3
-3
В качестве заполняющей ампульную капсулу жидкости 15 (Фиг.5) (также по аналогии с прототипом) была использована деионизованная вода, при этом объемное наполнение ампульной капсулы 6 (Фиг.2) деионизованной водой составляло аналогичную прототипу ыеличину-98%. После осуществления внешнего механического воздействия на сигарету 1 (Фиг.1) (предпринятое в зоне размещения ампульной капсулы 6 (Фиг.2)) с усилием равным 30×10 Кг, на оптическом микроскопе (с увеличением ×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул 6 (Фиг.2). На это раз оно составило величину 475 шт., что равняется 95% от общего количества сигарет 1 (Фиг.1) с фильтром, использованных в проведенном тесте. При приложении внешнего механического воздействия на сигаретный фильтр 3 (Фиг.1) оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия потери ампульной капсулой 6 (Фиг.2) своей герметичности) сигарет 1 (Фиг.1) в зоне позиционирования в них ампульных капсул 6 (Фиг.2) с усилием 50×10 Кг, визуально установлено разрушение всех оставшихся ампульных капсул 6 (Фиг.2), т.е. зафиксировано достижение 100% результата активации (в смысле установления факта потери каждой ампульной капсулой 6 (Фиг.2) своей герметичности).
Снова берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр 6 (фиг.2) которых снабжен трубчатым муштуком 7 (Фиг.1), изготовленных в соответствии с заявляемым объектом притязаний (приведенные выше параметры ампульной капсулы 6 (фиг.2) были сохранены).
-3
-3
Начиная с величины 2×10 Кг последовательно прикладывают внешнее механическое F воздействие с направлением приложения усилия 10 (Фиг.1) на сигарету 1 (фиг.1) в зоне позиционирования ампульной капсулы 6 (фиг.2) к каждой из 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1). Затем производят контроль наличия активированных сигарет 1 (Фиг.1). В случае отсутствия активированных сигарет 1 (Фиг.1) с шагом в 2×10 Кг ступенчато повышают степень механического воздействия на каждую из них. После завершения очередной серии механического воздействия
-3
-3
-3
-3
-3
-3
на ампульные капсулы 6 (Фиг.2) упомянутой выборки сигарет 1 (Фиг.1) контролируют визуально (применяя оптический микроскоп с увеличением ×150) герметичность ампульных капсул 6 (Фиг.2). Первый случай активации сигареты 1 (фиг.1) из выборки 500 шт. был обнаружен при приложении направленного механического F воздействия 10 (Фиг.1) к ее телу в области позиционирования ампульной капсулы 6 (Фиг.2) с усилием равным 30×10 Кг. Таким образом, удалось установить, что в предложенной в рамках настоящей заявки на полезную модель конструкции сигаретного фильтра с капсулой разброс значений механического F воздействия 10 (Фиг.1) которое надо прикладывать к сигарете 1 (Фиг.1), снабженной сигаретным фильтром 2 (Фиг.1), составляет величину 20×10 Кг (т.е. 50×10 Кг - 30×10 Кг = 20×10 Кг). Это разброс (значение которого равно 20×10 Кг) более чем в три раза меньше соответствующего разброса у устройства-прототипа. Последнее обстоятельство позволяет уверенно констатировать в рамках предложенной полезной модели достижение заявленного технического результата.
ПРИМЕР №2.
-3
Берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр (снабженный муштуком) которых был изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (форма ампульной капсулы - шар, диаметр ампульной капсулы - 10 мм, материал стенки ампульной капсулы - поликарбонат, толщина стенки ампульной капсулы - 0,01 мм). В качестве заполняющей ампульную капсулу жидкости использован водорастворимый ароматизатор на основе этилового спирта, объемное наполнение им ампульной капсулы составляет 32%). Производят внешнее механическое воздействие на сигаретный фильтр каждой из сигарет в зоне размещения в них ампульной капсулы с усилием равным 75×10 Кг. На оптическом микроскопе (с увеличением ×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул. Оно составило 250 шт., что равняется 50% от общего количества сигарет с фильтром, использованных в этом разрушающем тесте. При приложении внешнего механического воздействия
-3
на сигаретный фильтр оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия факта потери ампульной капсулой своей герметичности) сигарет, в зоне позиционирования в них ампульных капсул с величиной усилия 95×10 Кг, было визуально установлено разрушение всех без исключения остававшихся до этого герметичными ампульных капсул, т.е. был успешно достигнут 100% результата активации (в смысле обеспечения потери каждой ампульной капсулой своей герметичности) заданной выборки сигарет.
-3
-3
-3
-3
-3
-3
-3
Снова берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр которых изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (приведенные выше параметры ампульной капсулы прототипа сохранены). Начиная с величины усилия 2×10 Кг последовательно прикладывают внешнее механическое воздействие на сигаретный фильтр каждой из 500 шт. сигарет в зоне размещения ампульной капсулы. Затем опять осуществляют контроль наличия активированных сигарет. В случае отсутствия хотя бы одной активированной сигареты, с шагом усилия в 2×10 Кг повышают степень механического воздействия и повторяют процедуру теста. После каждой серии механического воздействия контролируют визуально (применяя оптический микроскоп с увеличением ×150) целостность (в части герметичности) ампульных капсул. Первый случай активации сигареты из выборки в 500 шт. был обнаружен при приложении механического F воздействия типа 10 (Фиг.1) к ее фильтру в области позиционирования ампульной капсулы равном усилию в 22×10 Кг. Таким образом, удалось установить, что у прототипа разброс усилия механического F воздействия типа 10 (Фиг.1) которое надо прикладывать к сигарете с фильтром, оснащенным ампульной капсулой, для гарантированного разрушения герметичности ампульной капсулы составляет величину 73×10 Кг (т.е. 95×10 Кг - 22×10 Кг = 73×10 Кг).
Во втором примере исполнения сигаретный фильтр 3 (фиг.1) с ампульной капсулой 6 (Фиг.3) в соответствии с заявленной полезной моделью был встроен в сигарету 1 (Фиг.1) со стороны одного из торцов табачного стержня 2 (Фиг.1) так, что оболочка сигаретного
-3
фильтра 4 (Фиг.1) и трубчатый муштук 7 (Фиг.1) охватили заподлицо пористый элемент 5 (Фиг.1). Параметры используемой ампульной капсулы 6 (Фиг.3) были аналогичны вышеприведенным параметрам ампульной капсулы устройства-прототипа. Ампульная капсула 6 (Фиг.3) позиционирована во внутреннем пространстве трубчатого муштука 7 (Фиг.3) коаксиально последнему и закреплена в этом положении посредством четырех гофрированных упругих траверс 16 (Фиг.3). Характеристики упругости гофрированным траверсам 16 (Фиг.3), как это описано выше, задаются на стадии их проектирования обычными (без «изобретательского эффекта») инженерными методами. В этом примере гофрированные упругие траверсы 16 (Фиг.3) были изготовлены из полиэтилена высокого давления в виде ленты толщиной 0,5 мм (и ширине 1,3 мм) и рассчитаны так, что меняют свою геометрическую форму («сминаются») при приложении механического воздействия к оболочке трубчатого муштука 7 (Фиг.3) с усилием от 8×10 Кг.
2
В рамках этого примера трубчатый муштук 7 (Фиг.3) сигаретного фильтра 6 (Фиг.3) был произведен экструзионным методом из сплава полимера (полистирола). При экструзионном способе изготовлении из полистирола трубчатого муштука 7 (Фиг.3) конструкцией экструзионной головки было предусмотрено одновременное формирование на внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.3) четырех треугольных перфораторов 12 (Фиг.5). Соответственно предполагаемому (по существу, всегда нормальному (т.е. под углом 90° к поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.3) в точке касания) направлению приложения механического F воздействия 10 (Фиг.1), треугольные перфораторы 12 (Фиг.3) позиционированы по окружности под углом 90° между собой, образуя таким образом четырехострийный перфоратор 12 (Фиг.3), при этом их рабочие кромки направлены к продольной оси симметрии трубчатого муштука 7 (Фиг.3). Площадь поверхности каждой рабочей кромки 18 (Фиг.5) по форме треугольного 17 (Фиг.5) четырехострийного перфоратора 12 (Фиг.3) в настоящем примере составляет 1000 мкм (при ширине резака рабочей кромки 19 (Фиг.5) равном 30 мкм и угле рабочей кромки 60°).
-3
Использование предмета наших притязаний в этом варианте исполнения происходит следующим образом. После извлечения, например, двумя пальцами правой руки сигареты 1 (Фиг.1) из пачки (не показана) сигарету 1 (Фиг.1) ориентирую, по существу, в вертикальной плоскости (конец с открытым торцом табачного стержня должен находиться снизу). Курильщик налагает упомянутые пальцы руки оппозитно на сигарету 1 (Фиг.1) в области оболочки трубчатого муштука 7 (Фиг.3) над ампульной капсулой 6 (Фиг.3) и прилагает механическое F воздействие по направлению 10 (Фиг.1) с усилием 50×10 Кг. Динамически (т.е. с возможностью почти полного восстановления после снятия приложенного механического усилия) сминаясь от приложенного усилия, четыре гофрированные упругие траверсы 16 (Фиг.3) позволяют четырем резакам рабочей кромки 19 (Фиг.5) четырехострийного перфоратора 12 (Фиг.3) вонзиться в оболочку ампульной капсулы 6 (Фиг.3) и тем самым нарушить ее целостность (иными словами «прорезать» насквозь стенку). В результате разгерметизации ампульной капсулы 6 (Фиг.3) по перфорированным отверстиям (не показаны) жидкость, которая была до этого события заключена в ампульной капсуле 15 (Фиг.3), под воздействие гравитационной силы Земли вступает во взаимодействие (физический контакт) с поверхностью пористого элемента 5 (Фиг.1), смачивая и пропитывая его (по капиллярному механизму смачивания, раскрытому в материалах касающихся описания устройства-прототипа). Временной промежуток от приложения механического усилия к сигарете 1 (Фиг.1) до ее готовности к употреблению составляет не более 1,5 секунд. После истечения примерно 2 секунд после приложения курильщиком упомянутого механического воздействия, курильщик изменяет пространственное положение сигареты 1 (Фиг.1) на, по существу, горизонтальное, помещая оральный конец сигареты 1 (Фиг.1) в свое ротовое отверстие, далее производит поджиг табачного стержня 2 (Фиг.1) и последующее раскуривание (курение) сигареты 1 (Фиг.1). Образующаяся в результате пиролиза табачного стержня 2 (Фиг.1) (и, попутно, пиролиза оболочки из курительной бумаги, в которую табачный стержень собственно заключен)
дымо-паро-газовая смесь по каналу, образованному оболочкой сигаретного фильтра 4 (Фиг.1) проходит через увлажненный жидкостью пористый элемент 5 (Фиг.1), эффективно фильтруясь на нем (эффективность фильтрации при прочих равных условиях повышается за счет эффекта «кальяна», а точнее распределенного в теле пористого элемента 5 (Фиг.1) «микрокальяна), а также одновременно с этим ароматизируя указанный поток. Следовательно, на выходном (оральном) торце трубчатого муштука 7 (Фиг.3) вдыхаемый курильщиком состав обладает существенно меньшим токсическим и канцерогенным воздействием на легкие (и, как следствие, на весь организм) курильщика, а также облагораживается в части изменения аромата.
-3
-3
Для сравнительного тестирования устройства-прототипа и предлагаемого сигаретного фильтра с капсулой (в рассматриваемом варианте исполнения) берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр которых был изготовленных в соответствии с предлагаемой в заявке конструкцией, при этом выбранные выше в рамках настоящего примера характеристики ампульной капсулы 6 (Фиг.3) сохранены. В качестве заполняющей ампульную капсулу 15 (Фиг.3) жидкости также использован водорастворимый ароматизатор на основе этилового спирта, объемное наполнение им ампульной капсулы составляет 32%). После осуществления внешнего механического воздействия на сигарету 1 (Фиг.1) (предпринятое в зоне размещения ампульной капсулы 6 (Фиг.3) с усилием равным 50×10 Кг, на оптическом микроскопе (с увеличением ×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул 6 (Фиг.3). На это раз оно составило 398 шт., что  равняется примерно 80% от общего количества сигарет 1 (Фиг.1) с фильтром, использованных в данном тесте. При приложении внешнего механического воздействия на сигаретный фильтр 3 (Фиг.1) оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия потери ампульной капсулой 6 (Фиг.2) своей герметичности) сигарет 1 (Фиг.1) в зоне позиционирования в них ампульных капсул 6 (Фиг.3) с усилием 65×10 Кг, визуально установлено разрушение всех сохранившихся ампульных капсул 6 (Фиг.3), т.е. зафиксировано достижение 100% результата активации (в смысле
наличия потери каждой ампульной капсулой 6 (Фиг.3) своей  герметичности).
Снова берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр 6 (фиг.3) которых снабжен трубчатым муштуком 7 (Фиг.3), изготовленных в соответствии с заявляемым объектом притязаний (приведенные выше конструктивные характеристики ампульной капсулы 6 (фиг.3) были сохранены).
-3
-3
-3
Начиная с величины усилия 2×10 Кг последовательно прикладывают внешнее механическое F воздействие с направлением приложения усилия 10 (Фиг.1) на сигарету 1 (фиг.1) в зоне позиционирования ампульной капсулы 6 (фиг.3) к каждой из 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1). Затем производят контроль наличия активированных сигарет 1 (Фиг.1). В случае отсутствия активированных сигарет 1 (фиг.1) с шагом усилия в 2×10 Кг ступенчато повышают степень механического воздействия на каждую из них. После очередной серии механического воздействия на ампульные капсулы 6 (Фиг.3) упомянутой выборки сигарет 1 (Фиг.1) контролируют визуально (применяя оптический микроскоп с увеличением ×150) их целостность. Первый случай активации сигареты 1 (фиг.1) из выборки 500 шт. был обнаружен при приложении направленного механического F воздействия 10 (Фиг.1) к ее телу в области позиционирования ампульной капсулы 6 (Фиг.3) с усилием в 35×10 Кг.
-3
-3
-3
-3
-3
Таким образом, удалось установить, что в предложенной в рамках настоящей заявки на полезную модель конструкции сигаретного фильтра с капсулой разброс усилия механического F воздействия 10 (Фиг.1), которое надо прикладывать к сигарете 1 (Фиг.1), снабженной сигаретным фильтром 2 (Фиг.1), составляет величину 30×10 Кг (т.е. 65×10 Kг - 35×10 Кг = 30×10 Кг). Этот разброс усилия (его абсолютное значение составляет величину 30×10 Кг) более чем в два раза меньше соответствующего разброса усилия прилагаемого механического воздействия в случае использования устройства-прототипа. Последнее позволяет уверенно констатировать в рамках
предложенной полезной модели достижение заявленного технического результата.
ПРИМЕР №3.
-3
-3
Берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр с муштуком которых был изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (форма ампульной капсулы - шар, диаметр ампульной капсулы - 6 мм, материал оболочки ампульной капсулы - полиамид, толщина стенки ампульной капсулы - 0,01 мм). В качестве заполняющей ампульную капсулу жидкости использовано ароматическое масло, объемное наполнение им ампульной капсулы составляет 70%). Производят внешнее механическое воздействие на сигаретный фильтр каждой из сигарет в зоне размещения в них ампульной капсулы с усилием 25×10 Кг. На оптическом микроскопе (с увеличением ×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул. Оно составило 10 шт., что равняется 2% от общего количества сигарет с фильтром, использованных в этом разрушающем тесте. При приложении внешнего механического усилия на сигаретный фильтр оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия потери ампульной капсулой своей герметичности) сигарет, в зоне позиционирования в них ампульных капсул с величиной усилия 95×10 Кг, было визуально установлено разрушение всех без исключения оставшихся ампульных капсул, т.е. был достигнут 100% результата активации (в смысле обеспечения потери ампульной капсулой своей герметичности) заданной выборки сигарет.
-3
-3
Снова берут 500 шт. сигарет, сигаретный фильтр которых изготовленных в соответствии с устройством-прототипом (приведенные выше конструктивные параметры ампульной капсулы прототипа сохранены). Начиная с величины усилия 2×10 Кг последовательно прикладывают внешнее механическое воздействие на сигаретный фильтр каждой из 500 шт. сигарет в зоне размещения ампульной капсулы. Затем опять осуществляют визуальный контроль наличия активированных сигарет. В случае отсутствия усилия хотя бы одной активированной сигареты с шагом в 2×10 Кг повышают степень механического воздействия и
-3
-3
-3
-3
-3
повторяют процедуру теста. По завершению очередной серии механического воздействия на сигарету контролируют (применяя оптический микроскоп с увеличением ×150) герметичность ампульных капсул. Первый случай активации одной сигареты из 500 шт. был обнаружен при приложении механического F воздействия типа 10 (Фиг.1) к ее фильтру в области позиционирования ампульной капсулы с усилием 20×10 Кг. Таким образом, удалось установить, что у прототипа разброс усилия механического F воздействия типа 10 (Фиг.1), которое надо прикладывать к сигарете с фильтром, оснащенным ампульной капсулой, для гарантированного разрушения герметичности ампульной капсулы, составляет величину 75×10 Кг (т.е. 95×10 Кг - 20×10 Кг = 75×10 Кг).
-3
В третьем примере исполнения сигаретный фильтр 3 (фиг.1) с ампульной капсулой 6 (Фиг.4) в соответствии с заявленной полезной моделью был встроен в сигарету 1 (Фиг.1) со стороны одного из торцов табачного стержня 2 (Фиг.1) так, что оболочка сигаретного фильтра 4 (Фиг.1) и трубчатый муштук 7 (Фиг.1) охватили заподлицо пористый элемент 5 (Фиг.1). Параметры используемой ампульной капсулы 6 (Фиг.4) соответствуют приведенным выше в настоящем пимере параметрам ампульной капсулы устройства-прототипа. Ампульная капсула 6 (Фиг.4) позиционирована во внутреннем пространстве трубчатого муштука 7 (Фиг.4) коаксиально последнему и закреплена в этом положении посредством двух гофрированных упругих траверс 16 (Фиг.4). Характеристики упругости гофрированным траверсам 16 (Фиг.4) задаются на стадии проектирования обычными (без творческих изысканий) инженерными методами. В настоящем примере две гофрированные упругие траверсы 16 (Фиг.4) изготовлены из кевлара в форме профилированного цилиндрического прутка диаметром 1,2 мм и рассчитаны так, что теряют свою геометрическую форму («сминаются») при приложении механического воздействия к оболочке трубчатого муштука 7 (Фиг.4) с усилием от 22×10 Кг.
В рамках настоящего примера, в котором в процессе экструзионного изготовления из полистирола трубчатого муштука 7 (Фиг.4), конструкцией
2
экструзионной головки было также предусмотрено формирование на внутренней поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.4) шести треугольных перфораторов 17 (Фиг.5). Соответственно предполагаемому (по существу, всегда нормальному (т.е. под углом 90° к поверхности трубчатого муштука 7 (Фиг.4) в точке касания) направлению приложения механического F воздействия 10 (Фиг.1), треугольные перфораторы 17 (Фиг.5) были позиционированы по окружности под углом 60° между собой, образуя таким образом шестиострийный перфоратор 13 (Фиг.4), при этом их рабочие кромки ориентированы к продольной оси симметрии трубчатого муштука 7 (Фиг.4). Площадь поверхности каждой рабочей кромки 18 (Фиг.5) по форме треугольного 17 (Фиг.5) шестиострийного перфоратора 13 (Фиг.4) в настоящем примере составляет 10 мкм при ширине резака рабочей кромки 19 (Фиг.5) равном 2 мкм и угле рабочей кромки 15°.
-3
Использование предмета наших притязаний в данном варианте исполнения происходит следующим образом. После извлечения пальцами руки сигареты 1 (Фиг.1) из пачки (не показана) сигарету 1 (Фиг.1) ориентирую в вертикальной плоскости (конец с открытым торцом табачного стержня 2 (Фиг.1) должен находиться снизу). Курильщик налагает два пальца руки оппозитно на сигарету 1 (Фиг.1) в области оболочки трубчатого муштука 7 (Фиг.1 и Фиг.4) над ампульной капсулой 6 (Фиг.4) и прилагает механическое F воздействия по направлению 10 (Фиг.1) с величиной усилия 50×10 Кг. Динамически (т.е. с возможностью восстановления после снятия приложенного механического усилия) сминаясь от приложенного усилия две гофрированные упругие траверсы 16 (Фиг.4) позволяют резакам рабочей кромки 19 (Фиг.5) шестиострийного перфоратора 13 (Фиг.4) вонзиться в оболочку ампульной капсулы 6 (Фиг.4) и тем самым нарушить ее целостность (иными словами: «прорезать» оболочку насквозь). В результате разгерметизации ампульной капсулы 6 (Фиг.4) по образовавшимся отверстиям (не показаны) ароматная жидкость, которая была до этого события заключена в ампульной капсуле 15 (Фиг.4) под воздействие гравитационной силы Земли вступает во взаимодействие (физический
контакт) с поверхностью пористого элемента 5 (Фиг.1) и пропитывает его (по капиллярному механизму смачивания, освещенному в материалах описания устройства-прототипа). Временной промежуток от приложения механического усилия к сигарете 1 (Фиг.1) до ее готовности к употреблению составляет не более 1,5 секунд. После истечения отрезка времени чуть больше 2 секунд (с момента приложения усилия упомянутого механического воздействия), курильщик изменяет пространственное положение сигареты 1 (Фиг.1) на, практически, горизонтальное, помещая ее в свое ротовое отверстие. Затем курильщик производит поджиг табачного стержня 2 (Фиг.1) и последующее раскуривание (курение) сигареты 1 (Фиг.1). Образующаяся в результате пиролиза табачного стержня 2 (Фиг.1) (а также, несомненно, и термотления оболочки из курительной бумаги, в которую стержень заключен) дымо-паро-газовая смесь по каналу, образованному оболочкой сигаретного фильтра 4 (Фиг.1) проходит через увлажненный водой пористый элемент 5 (Фиг.1), эффективно фильтруясь на нем (эффективность фильтрации при прочих равных условиях повышается за счет эффекта «кальяна», а точнее распределенного в объеме пористого элемента 2 (Фиг.1) «микрокальяна). Следовательно, на выходном (оральном) торце трубчатого муштука 7 (Фиг.4) вдыхаемый курильщиком состав обладает существенно меньшим токсическим и канцерогенным воздействием на легкие (следовательно, и на весь организм) курильщика. Кроме этого изменяются органолептические ощущения курильщика вследствие присутствия во вдыхаемом дымо-паро-газовом составе паров ароматизирующего масла.
-3
Для сравнительного тестирования устройства-прототипа и предлагаемого сигаретного фильтра с капсулой (в третьем варианте исполнения) берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр (а также ампульная капсула, ранее раскрытая в этом примере) которых был изготовленных в соответствии с предлагаемой в заявке конструкцией. После осуществления внешнего механического воздействия на сигарету 1 (Фиг.1) (предпринятое в зоне размещения ампульной капсулы 6 (Фиг.4) с усилием 40×10 Кг), на оптическом микроскопе (с увеличением
-3
×150) исследуют количество разрушенных ампульных капсул 6 (Фиг.4). На это раз оно составило 451 шт., что равняется около 91% от общего количества сигарет 1 (Фиг.1) с фильтром, использованных в данном тесте. При приложении внешнего механического воздействия на сигаретный фильтр 3 (Фиг.1) оставшихся неактивированными (в смысле отсутствия потери ампульной капсулой 6 (Фиг.4) своей герметичности) сигарет 1 (Фиг.1) в зоне позиционирования в них ампульных капсул 6 (Фиг.4) с величиной усилия 45×10 Кг, визуально установлено разрушение всех оставшихся ампульных капсул 6 (Фиг.4), т.е. зафиксировано достижение 100% результата активации (в смысле наличия потери каждой ампульной капсулой 6 (Фиг.4) своей герметичности).
Снова берут 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1), сигаретный фильтр 6 (фиг.2) которых снабжен трубчатым муштуком 7 (Фиг.4), изготовленных в соответствии с заявляемым объектом притязаний (приведенные выше параметры ампульной капсулы 6 (фиг.4) были сохранены).
-3
-3
-3
Начиная с величины усилия 2×10 Кг последовательно прикладывают внешнее механическое F воздействие с направлением приложения усилия 10 (Фиг.1) на сигарету 1 (фиг.1) в зоне позиционирования ампульной капсулы 6 (фиг.4) к каждой из 500 шт. сигарет 1 (Фиг.1). Затем производят контроль наличия активированных сигарет 1 (Фиг.1). В случае отсутствия активированных сигарет 1 (Фиг.1) с шагом усилия в 2×10 Кг ступенчато повышают степень механического воздействия на каждую из них. После очередной серии механического воздействия на ампульные капсулы 6 (Фиг.4) упомянутой выборки сигарет 1 (Фиг.1) контролируют визуально (применяя оптический микроскоп с увеличением ×150) их герметичность. Первый случай активации сигареты 1 (фиг.1) из выборки 500 шт. был обнаружен при приложении механического F воздействия 10 (Фиг.1) к ее телу в области позиционирования ампульной капсулы 6 (Фиг.2) равным усилию 35×10 Кг. Таким образом, экспериментально удалось установить, что в предложенной в рамках настоящей заявки на полезную модель конструкции сигаретного фильтра с капсулой, разброс значений усилия
-3
-3
-3
-3
механического F воздействия 10 (Фиг.1), которое надо прикладывать к сигарете 1 (Фиг.1) снабженной сигаретным фильтром 2 (Фиг.1) в соответствии с заявляемой конструкцией, составляет величину 10×10 Кг (т.е. 45×10Kг - 35×10 Кг = 10×10 Кг). Это разброс усилия механического воздействия на сигарету, снабженную ампульной капсулой, более чем в шесть раз меньше соответствующего значения разброса у прототипа. Последнее позволяет обоснованно констатировать достижение в рамках предложенной полезной модели заявленного технического результата.
Хотя настоящая полезная модель проиллюстрирована, описана и поясняется со ссылками на некоторые предпочтительные варианты ее выполнения, это просто неполный ряд образцов конструктивного воплощения и применения, вовсе не исключающий других тождественных вариантов реализации данного технического решения в рамках испрашиваемого объема его патентной защиты.
Следовательно, специалисту в области индустрии разработки и производства табачных изделий будет без затруднений понятно, что немалые различные изменения в форме и деталях могут быть дополнительно сделаны специалистом без отходя от сущности и объема формулы настоящей полезной модели.
Наличие элемента творчества, например, в виде так называемого «изобретательского шага», в предложенном новом техническом решении Заявитель усматривает в том, что без колебаний считает не очевидным для лица, компетентного в сфере разработки и/или производства сигарет с фильтром, снабженного муштуком и содержащего ампульную капсулу, решение поставленной в рамках настоящей заявки на полезную модель задачи. Тем более, что, с позиции неочевидности, предложенный объект притязаний направлен на удовлетворение давно существующей общественной потребности (снижения уровня урона здоровью от табакокурения) и на неудовлетворенный до сих пор спрос в части предложения эффективных средств, обеспечивающих существенную
позитивную модификацию состава как табачного дыма (аэрозоли), поступающего в легкие курильщика в процессе курения (в том числе и в легкие некурящего человека в результате так называемого «пассивного курения»), так и сопутствующих табачному дыму токсичных и концерогенных паро-газовых его компонентов.
Приведенные в рамках первичных материалов заявки развернутые примеры исполнения заявленного устройства, в которых раскрыты частные случаи его изготовления и применения, по мнению Заявителя, дают положительный ответ на вопрос о соответствии предложения Заявителя критерию охраноспособности полезной модели «промышленная применимость» в части использования материалов с известными свойствами и в части применения отработанных технологических процессов производства табачных изделий.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент на полезную модель РФ №50769, заявитель: Ахметшин М.Р и др., опуб. 27.01.2006 Бюл. №03.
2. Патент на полезную модель РФ №50768, заявитель: Ахметшин М.Р и др., опуб. 27.01.2006 Бюл. №03.
(прототип)
3. Справочник «Конструкционные материалы», под общей редакцией Б.Н.Арзамасова, М. «Машиностраение». 1990 г.,