СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ ОБОЛОЧЕК СИГАРЕТ В МАШИНЕ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТАБАКА ИЗ ПОВРЕЖДЕННЫХ И/ИЛИ БРАКОВАННЫХ СИГАРЕТ
METHOD AND DEVICE FOR OPENING OF CASINGS OF CIGARETTES IN MACHINE TO REMOVE TOBACCO FROM DAMAGED AND/OR DEFECTIVE CIGARETTES

Настоящее изобретение относится к области производства табачных изделий, в частности к извлечению табака из поврежденных и/или бракованных сигарет.
Задача настоящего изобретения состоит в предложении способа и устройства для вскрытия оболочки сигареты в машине для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет.
В машинах для извлечения табака из сигарет используют вращающиеся дисковые ножи для разрезания или перфорации бумажной оболочки сигарет. После разрезания бумажная оболочка должна быть отделена от табака, включая всю крошку или компоненты фильтровального материала.
В случае разрезания сигарет без фильтра бумажную оболочку разрезают вдоль всей длины сигареты. В случае сигарет с фильтром бумажная оболочка должна быть разрезана только вдоль части, содержащей табак, тогда как бумажная оболочка фильтрующей части, обертывающая фильтр, должна остаться неповрежденной. Извлеченный табак добавляют к измельченному табаку, который подают в машину, изготавливающую сигареты. Качество сигарет значительно снижается, если табак, используемый для изготовления, содержит частицы фильтровального материала, поскольку дым от горящего фильтровального материала может быть вредным для курильщика. В настоящее время сигареты при изготовлении обеспечивают многосекционными фильтрами, содержащими фильтровальные материалы различных типов. Также могут быть использованы материалы в форме гранул, например активированный уголь, содержащийся помимо других фильтрующих материалов в многосекционном фильтре, таком как, например, ацетатный фильтр, который образует камеру для сыпучего фильтрующего материала. Разрезание такого фильтра особенно нежелательно, поскольку отделение гранул, размер которых намного меньше частиц табака, требует применения специальных очистных устройств.
В свете вышеуказанных причин важно, чтобы разрезанная бумажная оболочка переработанных сигарет легко и эффективно отделялась от остальных компонентов сигареты.
Уровень техники
Известные устройства для разрезания бумажной оболочки сигарет раскрыты, например, в патенте США №3,665,931.
В известных устройствах, например в устройстве, раскрытом в патенте США №3,665,931, сигареты доставляют питателем к первому линейному вибрационному транспортеру, и затем после размещения параллельно направлению транспортировки их передают второй линейной лентой вибрационного транспортера в увлажняющее устройство и разрезающее устройство. В разрезающем устройстве дисковый нож, снабженный рядом лезвий малого размера, расположенных над каждым желобом, разрезает увлажненные сигареты по всей длине. Сигареты с перфорированной бумажной оболочкой падают на вибрационный транспортер, на котором часть табака отделяется, и затем сигареты подаются в так называемое "рыхлительное" устройство, в котором предварительно обработанные бумажные оболочки проходят между вращающимися роликами, снабженными рядом перпендикулярно ориентированных стержней, способствующих извлечению из сигарет остальной части табака. Во время этих операций табак, содержащийся в сигаретах, отделяется от бумажных оболочек. Расстояние между ножом и лентой вибрационного транспортера регулируют таким способом, что часть оболочки, закрывающая фильтр, не разрезается.
Недостаток известных устройств состоит в неудовлетворительном отделении разрезанных бумажных оболочек от табака. "Рыхлительное" устройство, описанное в патенте США №3,665,931, специально сконструировано для этой цели и является необходимым, поскольку бумажные оболочки, которые были предварительно разрезаны, но недостаточно вскрыты, все еще представляют собой серьезное препятствие для их отделения от табака.
Для преодоления вышеуказанной проблемы уровня техники предложены способ и устройство, обеспечивающие эффективное отделение разрезанных вскрытых бумажных оболочек и всех остальных частей или компонентов фильтровального материала от табака, который затем может быть использован повторно.
Способ и устройство согласно настоящему изобретению основаны на принципе генерации вращающих моментов, противодействующих вращающим моментам, действующим на вскрытую сигарету и создаваемых давлением, приложенным вращающимся дисковым ножом. Вращающий момент, создаваемый силой прижатия, и вращающий момент, противодействующий ему, действуют в плоскости, которая перпендикулярна оси разрезаемой сигареты. Их действие приводит к растягивающему напряжению, создаваемому в оболочке сигареты, которое облегчает ее вскрытие сразу же после разрезания или перфорации.
Способ вскрытия оболочки сигареты согласно настоящему изобретению включает в себя вскрытие сигареты, которую транспортируют в направляющем желобе питателя машины для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, по меньшей мере одним вращающимся дисковым ножом, расположенным над питателем, в котором:
применяют к сигарете по меньшей мере один вращающийся дисковый нож таким образом, что ось, на которой перпендикулярно установлен указанный дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты, причем плоскость дискового ножа не содержит ось сигареты и параллельна указанной оси сигареты,
блокируют вращение сигареты вокруг ее оси в направляющем желобе,
в результате чего в оболочке сигареты возникает растягивающее напряжение, облегчающее ее вскрытие.
Предпочтительно вращение сигареты вокруг ее оси в направляющем желобе блокируют за счет достаточного трения между сигаретой и поверхностью направляющего желоба.
Предпочтительно форма поперечного сечения направляющего желоба асимметрична относительно плоскости, в которой лежит ось сигареты, при этом коэффициент трения между сигаретой и поверхностью направляющего желоба с той стороны указанной плоскости, где расположен дисковый нож ниже, чем с ее противоположной стороны.
Вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе предпочтительно блокировано свободно вращающимся элементом, независимым от дискового ножа, причем указанный элемент прижимает сигарету к внутренней поверхности направляющего желоба, и ось вращения указанного элемента предпочтительно параллельна оси дискового ножа.
Вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе также может быть блокировано вторым дисковым ножом, расположенным с противоположной стороны от оси сигареты.
Согласно другому варианту реализации способ вскрытия оболочки сигареты в соответствии с настоящим изобретением включает в себя вскрытие сигареты, которую транспортируют в направляющем желобе питателя машины для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, причем сигарету разрезают по меньшей мере одним вращающимся дисковым ножом, расположенным над питателем, в котором:
применяют к сигарете по меньшей мере один вращающийся дисковый нож таким образом, что ось, на которой указанный дисковый нож установлен под углом относительно оси сигареты, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты;
блокируют вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе;
в результате чего в оболочке сигареты создается изменяемое растягивающее напряжение, облегчающее ее вскрытие.
Предпочтительно вращение сигареты вокруг ее оси в направляющем желобе блокируется за счет достаточного трения, существующего между сигаретой и поверхностью направляющего желоба.
Согласно еще одному варианту реализации способ вскрытия оболочки сигареты включает разрезание оболочки сигареты, которую транспортируют в направляющем желобе питателя машины для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, по меньшей мере одним вращающимся дисковым ножом, расположенным над питателем, в котором:
применяют к сигарете по меньшей мере один вращающийся дисковый нож таким образом, что ось, на которой перпендикулярно установлен указанный дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты, причем ось сигареты проходит в направляющем желобе вдоль синусоидальной кривой;
блокируют вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе;
в результате чего создают в оболочке сигареты изменяемое растягивающее напряжение, облегчающее ее вскрытие.
Предпочтительно вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе блокируют за счет достаточного трения, существующего между сигаретой и поверхностью направляющего желоба.
Предпочтительно используют направляющий желоб, имеющий чередующиеся выступы на его противоположных сторонах, формирующие траекторию, имеющую форму синусоидальной кривой.
Согласно следующему варианту реализации способ вскрытия оболочки сигареты включает в себя разрезание оболочки сигареты, которую транспортируют в направляющем желобе питателя машины для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, причем сигарету разрезают по меньшей мере одним вращающимся дисковым ножом, расположенным над питателем, в котором:
применяют к сигарете по меньшей мере один вращающийся дисковый нож таким образом, что геометрическая ось указанного дискового ножа проходит под углом относительно оси вращения указанного дискового ножа, причем указанная ось вращения лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты;
блокируют вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе;
в результате чего создают в оболочке сигареты изменяемое растягивающее напряжение, облегчающее ее вскрытие.
Вращение сигареты вокруг своей оси в направляющем желобе может быть блокировано за счет достаточного трения, существующего между сигаретой и поверхностью направляющего желоба.
Устройство согласно настоящему изобретению для вскрытия оболочек сигарет в машине для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, в котором сигареты для вскрытия разрезанием перемещают вдоль по направляющим желобам и по меньшей мере вдоль одного вращающегося дискового ножа, расположенного над каждой сигаретой, причем каждая ось вращения, на которой установлен дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты, отличается тем, что по меньшей мере одна плоскость, в которой лежит дисковый нож, не содержит ни одной из осей сигарет и параллельна указанной оси сигареты, и тем, что указанное устройство снабжено средством блокировки вращения, предотвращающим вращение сигарет вокруг своих осей в направляющих желобах.
Средство блокировки вращения предпочтительно может содержать направляющие желоба, имеющие достаточно большой коэффициент трения между поверхностью желоба и оболочкой сигареты.
Средство блокировки вращения предпочтительно может содержать направляющие желоба, поперечное сечение которых является асимметричным относительно плоскости, в которой лежит ось сигареты, причем коэффициент трения между сигаретой и поверхностью направляющего желоба с той стороны указанной плоскости, с которой расположен дисковый нож, ниже, чем с ее противоположной стороны.
Также предпочтительно средства блокировки вращения содержат свободно вращающийся элемент, который не зависит от дискового ножа и прижимает сигарету к внутренней поверхности направляющего желоба.
Свободно вращающийся элемент предпочтительно представляет собой прижимное кольцо, установленное на оси, которая предпочтительно параллельна оси дискового ножа.
Средства блокировки вращения предпочтительно содержат второй дисковый нож, расположенный с противоположной стороны от оси сигареты.
Согласно другому варианту реализации настоящего изобретения устройство для вскрытия оболочек сигарет в машине для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, в котором сигареты перемещают вдоль направляющих желобов и по меньшей мере вдоль одного вращающегося дискового ножа, расположенного над каждой сигаретой, причем каждая ось вращения, на которой установлен дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты, отличается тем, что по меньшей мере один дисковый нож установлен на своей оси под углом относительно оси сигареты, и что устройство снабжено средством блокировки вращения, предотвращающим вращение сигарет вокруг своих осей в направляющих желобах.
Предпочтительно средства блокировки вращения содержат направляющие желоба, которые имеют значительно увеличенный коэффициент трения между своей поверхностью и оболочкой сигареты.
Согласно следующему варианту реализации устройство для вскрытия оболочек сигарет в машине для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, в котором сигареты транспортируются вдоль направляющих желобов и по меньшей мере вдоль одного вращающегося дискового ножа, расположенного над каждой сигаретой, причем каждая ось вращения, на которой установлен дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит ось сигареты, отличается тем, что оси сигарет проходят в своих направляющих желобах вдоль синусоидальных кривых, и что указанное устройство снабжено средством блокировки вращения, предотвращающим вращение сигарет вокруг своих осей в направляющих желобах.
Предпочтительно средства блокировки вращения содержат направляющие желоба, которые имеют значительно увеличенный коэффициент трения между своей поверхностью и оболочкой сигареты.
Средства блокировки вращения предпочтительно содержат направляющие желоба, имеющие чередующиеся выступы на своих противоположных сторонах, формирующие траекторию, имеющую форму синусоидальной кривой.
Согласно еще одному варианту реализации устройство для вскрытия оболочек сигарет в машине для извлечения табака из поврежденных и/или бракованных сигарет, в котором сигареты перемещают вдоль направляющих желобов и по меньшей мере вдоль одного вращающегося дискового ножа, расположенного над каждой сигаретой, причем каждая ось вращения, на которой установлен дисковый нож, лежит в плоскости, параллельной плоскости, в которой проходит геометрическая ось сигареты, отличается тем, что геометрическая ось указанного по меньшей мере одного дискового ножа проходит под углом по отношению к оси вращения указанного дискового ножа, и что указанное устройство снабжено средством блокировки вращения, предотвращающим вращение сигарет вокруг своих осей в направляющих желобах.
Предпочтительно средства блокировки вращения содержат направляющие желоба, которые имеют значительно увеличенный коэффициент трения между своей поверхностью и оболочкой сигареты.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что оно основано на простом принципе. Эффективность способа согласно настоящему изобретению вытекает из давления перфорирующих ножей, приложенного эксцентрично относительно оси сигареты, что в свою очередь приводит к созданию вращающего момента. Однако следует отметить, что если вращение сигареты не будет ограничено любым способом, она будет вращаться. Вскрытие перфорированной бумажной оболочки является последствием того, что вращение сигареты согласно настоящему изобретению предотвращено элементом, создающим сопротивление, противодействующее сгенерированному вращающему моменту. Следовательно, структура оболочки сигареты, ослабленная зубцами ножа, разрывается. Элемент, создающий сопротивление, может быть замещен другим вращающим моментом, противодействующим первому вращающему моменту, вызывающему вращение сигареты.
Устройство согласно настоящему изобретению для вскрытия оболочек сигарет, в котором реализуется способ согласно настоящему изобретению, схематично показано на чертежах, иллюстрирующих неограничивающие примерные варианты реализации, на которых:
на фиг.1 в аксонометрии показана машина для извлечения табака, оснащенная устройством для вскрытия сигарет согласно настоящему изобретению;
на фиг.2а в аксонометрии показано устройство для вскрытия оболочек сигарет согласно первому варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.2b показан частичный разрез устройства, представленного на фиг.2а;
на фиг.3 показан частичный разрез устройства, содержащего направляющий желоб с асимметричным поперечным сечением;
на фиг.4 показан частичный разрез устройства, снабженного двумя дисковыми ножами;
на фиг.5а представлен вид сверху устройства для вскрытия оболочек сигарет согласно второму варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.5b показан частичный разрез устройства, представленного на фиг.5а;
на фиг.6а в аксонометрии показано устройство для вскрытия оболочек сигарет согласно третьему варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.6b показан частичный разрез устройства, представленного на фиг.6а;
на фиг.7а показан вид сверху устройства для вскрытия оболочек сигарет согласно четвертому варианту реализации настоящего изобретения;
на фиг.7b показан частичный разрез устройства, показанного на фиг.7а.
На фиг.1 показана машина для извлечения табака, которая содержит загрузочное устройство 1 для доставки поврежденных и/или бракованных сигарет в питатель 2, в конце которого расположено вскрывающее оболочки сигарет устройство 3. После прохождения через вскрывающее устройство 3, которое может быть оборудовано дополнительным питателем, например барабанным или линейным питателем, сигареты падают на приемное устройство 4, принимающее вскрытые сигареты. Приемное устройство выполнено в форме транспортера, который транспортирует сигареты к устройству для извлечения табака из вскрытых сигарет (не показано). Питатель 2 может быть оборудован продольными желобами 5, проходящими вдоль направления транспортировки, причем желоба выравнивают сигареты 6 так, что оси k сигарет 6 расположены вдоль направления транспортировки перед доставкой сигарет к вскрывающему устройству 3. Оси k сигарет 6 перед транспортировкой указанных сигарет вдоль по желобам 5 и перед их доставкой к вскрывающему устройству 3 расположены в плоскости А. Вскрывающее устройство 3 может содержать ряд дисковых ножей 7, установленных на общей оси m лежащей в плоскости В, которая параллельна плоскости А. Сигареты могут быть вскрыты во время их транспортировки по желобам плоского питателя, например ленточного или барабанного питателя.
I
В первом варианте реализации устройства согласно настоящему изобретению, показанному на фиг.2а и 2b, вращающийся дисковый нож 7 для вскрытия сигарет установлен на валу 8, при этом ось m ножа 7 лежит в плоскости В, которая параллельна плоскости, в которой проходят оси k сигарет во время транспортировки сигарет 6 по желобам 5 (фиг.2а). Нож 7 расположен в плоскости С, которая перпендикулярна плоскости А; плоскость С не содержит ось k сигареты и расположена от нее на расстоянии е (фиг.2b). Вращающееся прижимное кольцо 9 установлено с возможностью свободного вращения вокруг оси, которая параллельна оси m дискового ножа 7.
I
Во время вскрытия сигарета 6 перемещается под ножом 7. В результате давления ножа 7, приложенного к сигарете 6, генерируется вращающий момент Ма, показанный на фиг.2b, действующий на сигарету в плоскости, которая перпендикулярна ее оси k. Благодаря дополнительному давлению, которое кольцо 9 прикладывает к сигарете 6, и большому коэффициенту трения между поверхностью направляющего желоба 5 и оболочкой сигареты, генерируется момент трения Мс, противодействующий вращающему моменту Ма и блокирующий вращение сигареты 6.
II
II
II
На фиг.3 показан вращающийся дисковый нож 7, установленный на валу 8, ось m которого лежит в плоскости В, параллельной плоскости, в которой проходит ось k сигареты при транспортировке сигарет 6 вдоль по желобам 5 Нож 7 расположен в плоскости С, которая перпендикулярна плоскости А; плоскость С не содержит ось k сигареты и находится на расстояние е' от нее. Желоб 5 имеет две поверхности 10 и 11, каждая из которых выполнена с наклоном относительно плоскости С. Во время вскрытия сигарета 6 перемещается под ножом 7. В результате давления ножа 7 на сигарету 6 генерируется вращающий момент Ма, действующий на сигарету в плоскости, которая перпендикулярна ее оси k. Поверхности 10 и 11 расположены асимметрично относительно плоскости D, содержащей ось k вскрываемой сигареты 6. Коэффициент трения между оболочкой сигареты и поверхностью 10 меньше коэффициента трения между оболочкой сигареты и поверхностью 11. Благодаря прижатию сигареты к поверхности 10 желоба 5 генерируется момент трения Мс, противодействующий вращающему моменту Ма и блокирующий вращение сигареты 6.
На фиг.4 показан другой вариант реализации устройства согласно настоящему изобретению, в котором два вращающихся диска режут ножами 7' и 7”, установленными на валу 8, ось которого лежит в плоскости В, параллельной плоскости, в которой проходит ось k сигареты 6 при ее транспортировке. Нож 7' расположен в плоскости С', которая перпендикулярна плоскости А и параллельна оси k сигареты и расположена на расстоянии е" от нее. Нож 7" находится в плоскости С", которая перпендикулярна плоскости А и параллельна оси k сигареты и расположена на расстоянии е" от нее, равном расстоянию е", при этом плоскость С" расположена с противоположной стороны оси k сигареты относительно плоскости С'. Давление ножа 7" генерирует вращающий момент Ма, действующий на сигарету 6 вокруг ее оси k, а давление ножа 7" генерирует вращающий момент Мс, также действующий на сигарету 6 вокруг ее оси k, но в противоположном направлении, и противодействующий вращающему моменту Ма, устраняя возможность вращения сигареты 6.
IV
IV
На фиг.5а и 5b показан второй вариант реализации вскрывающего устройства согласно настоящему изобретению, в котором вращающийся дисковый нож 7 установлен на валу 8, ось m которого лежит в плоскости В, параллельной плоскости, в которой проходит ось k сигареты, при этом плоскость С, в которой находится дисковый нож 7, расположена наискосок относительно оси сигареты, разрезаемой под углом α. Вращающий момент Ма генерируется в сигарете, перемещаемой в желобе 5, в той ее части, которая находится в контакте с дисковым ножом 7, при этом момент Ма локально меняется вдоль линии контакта ножа и сигареты. Вращающий момент Ма действует на части сигареты вокруг оси k. Вращение последующих частей сигареты блокировано достаточно высоким коэффициентом трения между поверхностью желоба 5 и оболочкой сигареты. Давление ножа 7 на сигарету 6 генерирует вращающий момент Мс, который локально меняется вдоль линии контакта ножа и сигареты и противодействует вращающему моменту Ма.
V
V
V
На фиг.6а и 6b показан третий вариант реализации вскрывающего устройства согласно настоящему изобретению, в котором вращающийся дисковый нож 7 установлен на валу 8, ось m которого лежит в плоскости В, параллельной плоскости, в которой оси k сигарет проходят в желобах 5, имеющих синусоидальную форму. Форма желоба такого типа может быть обеспечена дополнительными вставками 12 на противоположных сторонах каждого желоба 5. При фиксированном положении плоскости С дискового ножа 7 и синусоидальной форме желоба, последовательные части разрезаемой сигареты перемещаются перпендикулярно ее оси k и параллельно плоскости А. В результате локально меняющийся вращающий момент Ма действует на сигарету вокруг ее оси k. Достаточно высокий коэффициент трения между поверхностью желоба и оболочкой сигареты обеспечивает генерацию момента трения Мс вследствие прижатия сигареты 6 ножом 7 к поверхности желоба 5, при этом момент трения Мс противодействует вращающему моменту Ма. Таким образом, вращение сигареты во время разрезания блокируется.
VI
На фиг.7а и 7b показан четвертый вариант реализации вскрывающего устройства согласно настоящему изобретению, в котором ось вращающегося дискового ножа 7, установленного на валу 8, лежит в плоскости В, параллельной плоскости, в которой проходит ось k сигареты. Геометрическая ось n ножа 7 расположена с наклоном относительно оси вращения М под углом β. Благодаря такому взаимному расположению ножа 7 и вала 8 линия контакта ножа 7 с оболочкой сигареты не является прямой относительно оси k сигареты во время транспортировки сигареты 6 в желобе 5 и вращения ножа. Фактически указанная линия контакта колеблется относительно оси k, переходя с одной ее стороны на другую и вызывая генерацию изменяющегося вращающего момента Ма, действующего на сигарету 6 вокруг ее оси k.
VI
Во время вскрытия сигарета 6 постоянно прижата ножом к поверхности желоба 5, имеющей соответствующий коэффициент трения при контакте с оболочкой сигареты, что вызывает генерацию вращающего момента Мс, причем указанный вращающий момент Мс меняется в зависимости колебаний и противодействует вращающему моменту Ма, благодаря чему вращение сигареты блокируется.