СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ СТЕРЖНЕОБРАЗНЫХ ИЗДЕЛИЙ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
METHOD AND DEVICE FOR MOVEMENT OF ROD-SHAPED PRODUCTS OF TOBACCO INDUSTRY

Изобретение относится к способу и устройству для перемещения стержнеобразных изделий табачной промышленности.
В установках табачной промышленности изготавливаются стержнеобразные изделия различных видов, такие как сигареты без фильтра, сигареты с фильтром, сигариллы, фильтрующие стержни, выполненные из материала одного вида, многосегментные фильтрующие стержни, сигары и т.д. Полуфабрикаты, изготавливаемые на отдельных этапах производства, также называются стержнеобразными изделиями. Стержнеобразные изделия могут передаваться в массовом потоке, в котором взаимное положение передаваемых изделий является случайным и переменным, однако часть установок требует передачи стержнеобразных изделий в потоках отдельных изделий, в которых определено положение соседних изделий относительно друг друга. Стержнеобразные изделия могут передаваться последовательно друг за другом так, что оси стержнеобразных изделий параллельны направлению передачи, что означает, что изделия передаются в осевом направлении. Изделия могут передаваться друг за другом так, что оси изделий расположены поперек направлению перемещения, причем оси изделий расположены параллельно друг другу.
Многосегментные фильтрующие стержни являются примером стержнеобразного изделия, состоящего из множества стержнеобразных изделий. Многосегментные фильтрующие стержни состоят из сегментов, выполненных из фильтрующих материалов различных видов. Перед изготовлением многосегментных стержней, фильтрующие стержни, содержащие фильтрующий материал одного вида, разрезаются на множество коротких фильтрующих сегментов. Фильтрующие сегменты, выполненные из разных материалов, размещаются в соответствующем порядке с сохранением определенных расстояний между сегментами для окончательного изготовления многосегментных стержней в последовательных операциях, тогда как в готовом стержне сегменты могут касаться друг друга или между сегментами может оставаться расстояние. Устройство для изготовления многосегментных фильтрующих стержней известно из патента EP2230951B1, причем в этом устройстве может быть указано несколько потоков стержнеобразных изделий с различными конфигурациями. Стержни, выполненные из фильтрующего материала одного вида, разрезаются на сегменты, транспортируемые в виде первого потока, в котором сегменты перемещаются в осевом направлении друг за другом. Сегменты подаются друг за другом из потока посредством разделительного кулачка в передающее устройство, содержащее передающее колесо, оснащенное лапками, передающими сегменты на ленточный конвейер. Блок формирования потока сегментов вместе с разделительным кулачком, выполненным для разделения отдельных сегментов, представляют собой подающее устройство, выполненное для подачи сегментов в передающее устройство, при этом конфигурация потока, из которого разделительный кулачок вытягивает сегменты по одному, такова, что сегменты перемещаются соосно друг за другом и остаются в контакте друг с другом. Сегменты передаются вниз посредством передающего диска с лапками на ленточный конвейер, выполненный U-образным в поперечном сечении в принимающей сегменты области. Ленточный конвейер представляет собой приемное устройство, на котором формируется второй поток сегментов с конфигурацией, отличной от первого потока. Конфигурация потока на ленточном конвейере такова, что сегменты перемещаются соосно на расстоянии. В патенте EP2230951B1 раскрыт передающий диск передающего устройства, на котором лапки расположены равномерно и используются для размещения сегментов на равных расстояниях на ленточном конвейере.
Эти сегменты передаются равномерно из первого потока сегментов в местоположение, откуда они захватываются лапкой передающего диска. Проблема возникает в случае увеличения производительности установки, когда необходимо увеличить скорость перемещения сегментов на ленточном конвейере. Передающий диск выполнен таким образом, что все лапки имеют одну и ту же скорость, таким образом, с увеличением скорости приема также увеличивается скорость, с которой сегменты поступают и захватываются после подачи разделительным кулачком. Увеличение скорости, с которой поступает сегмент, может привести к повреждению сегментов, что снижает качество изготавливаемых сегментов. Высокие ускорения могут вызывать смещение компонентов сегмента или выскальзывание содержимого сегмента из оберточного материала. Кроме того, в случае подачи очень коротких сегментов, мгновенное высокое ускорение может вызывать неконтролируемое перемещение такого короткого сегмента. В результате короткие сегменты могут быть переданы и размещены на ленточный конвейер в неконтролируемом положении, вследствие чего может быть изготовлен дефектный стержень. Система управления должна обнаруживать такой стержень, при этом он должен быть отсортирован из продукции. Однако часть стержней с повернутыми сегментами не обнаруживается, и дефектные фильтрующие концы, выполненные из них, прикрепляются к сигаретам. С другой стороны, любые деформации отдельных сегментов могут вызывать деформации готовых многосегментных стержней. Такие дефектные сигареты могут попасть к покупателям.
Данное изобретение решает проблему разработки перемещающего устройства для перемещения стержнеобразных изделий, которое может устранить риск изготовления дефектных стержней.
Изобретение относится к устройству для перемещения стержнеобразных изделий табачной промышленности, содержащему подающее устройство, выполненное с возможностью подачи стержнеобразного изделия в приемную область передающего блока, причем передающий блок имеет лапки, выполненные с возможностью движения по круговой траектории и перемещения стержнеобразного изделия из подающего устройства в приемное устройство, при этом лапка закреплена с возможностью поворота относительно поворотного диска и приводится в действие посредством приводного механизма, причем траектория перемещения лапки проходит через область для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства и область для передачи стержнеобразного изделия в приемное устройство, при этом приемное устройство выполнено с возможностью перемещения стержнеобразных изделий в осевом направлении друг за другом. Устройство согласно изобретению отличается тем, что приводной механизм выполнен так, что лапка уменьшает скорость по меньшей мере на части траектории перемещения перед областью и/или в области для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства в передающее устройство и увеличивает скорость по меньшей мере на части траектории перемещения между областью для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства и областью для передачи стержнеобразного изделия в приемное устройство.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приводной механизм дополнительно выполнен так, что лапка увеличивает скорость по меньшей мере на части траектории перемещения между областью для передачи стержнеобразного изделия в приемное устройство и областью для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приводной механизм оснащен кулачком и двуплечим рычагом, закрепленным с возможностью поворота относительно поворотного диска. Лапка закреплена на двуплечем рычаге на его длинном плече, при этом короткое плечо двуплечего рычага оснащено роликом, катящимся на кулачке приводного механизма. Длинное плечо двуплечего рычага имеет значительно большую длину, чем короткое плечо двуплечего рычага.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что отношение длины длинного плеча двуплечего рычага к короткому плечу двуплечего рычага больше 2:1, предпочтительно больше 3:1.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приводной механизм оснащен электрическим приводом с линейным электромагнитным двигателем, дорожка которого имеет овальную форму, и приводными каретками, перемещающимися вдоль дорожки. Лапка закреплена на приводной каретке. Электрический привод выполнен с возможностью приведения в действие приводной каретки с переменной скоростью.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приводной механизм оснащен шестерней и сопряженной планетарной шестерней, закрепленной на поворотном плече, при этом лапка закреплена на шестерне. Это плечо и шестерня имеют независимые приводы.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приводной механизм оснащен гибким держателем и плечом, оснащенным поддерживающими элементами, содержащими гибкий держатель. Лапка закреплена на гибком держателе. Гибкий держатель и плечо имеют независимые приводы.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подающее устройство выполнено с возможностью подачи стержнеобразного изделия в поперечном направлении к оси стержнеобразного изделия.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подающее устройство оснащено разделительным кулачком, выполненным с возможностью подачи стержнеобразного изделия.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подающее устройство выполнено с возможностью подачи стержнеобразного изделия по касательной к круговой траектории перемещения лапки (15’) на передающем устройстве.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приемное устройство представляет собой ленточный конвейер.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приемное устройство представляет собой перемещающий диск с лапками.
Устройство согласно изобретению дополнительно отличается тем, что приемное устройство выполнено с возможностью перемещения стержнеобразных изделий на равных расстояниях.
Изобретение также относится к способу перемещения стержнеобразного изделия табачной промышленности из устройства, подающего стержнеобразное изделие, через устройство, передающее стержнеобразное изделие в приемное устройство, в котором стержнеобразное изделие подают из подающего устройства в передающее устройство, стержнеобразное изделие передают по круговой траектории перемещения посредством передающего устройства, оснащенного лапками, стержнеобразное изделие передают из передающего устройства в приемное устройство, выполненное с возможностью перемещения стержнеобразных изделий в осевом направлении друг за другом. Способ согласно изобретению отличается тем, что при перемещении стержнеобразного изделия в передающем устройстве увеличивают скорость стержнеобразного изделия между областью для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства и областью для передачи стержнеобразного изделия в приемное устройство.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что стержнеобразное изделие подают к передающему диску в поперечном направлении к оси стержнеобразного изделия.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что стержнеобразное изделие подают к передающему диску по касательной к оси стержнеобразного изделия.
Способ согласно изобретению дополнительно отличается тем, что стержнеобразные изделия перемещают на равных расстояниях в приемном устройстве.
Преимущество изобретения заключается в управлении скоростью лапок, в результате чего исключается высокий градиент скорости в течение операций передачи стержнеобразного изделия в передающих изделие областях в перемещающем устройстве. Это позволяет предотвратить разрушение стержнеобразных изделий табачной промышленности, являющихся хрупкими и чувствительными к механическим повреждениям, возникающим во время удара.
Изобретение подробно показано в предпочтительном варианте осуществления на чертежах, на которых:
- на фиг. 1 показано передающее устройство в первом варианте осуществления;
- на фиг. 2 показан второй вариант осуществления передающего устройства согласно изобретению;
- на фиг. 3 показан третий вариант осуществления передающего устройства согласно изобретению;
- на фиг. 4 показан четвертый вариант осуществления передающего устройства согласно изобретению;
- на фиг. 5 показан пятый вариант осуществления передающего устройства согласно изобретению.
На фиг. 1 показано перемещающее устройство 1, содержащее подающее устройство 2, передающее устройство 3 и приемное устройство 4. Подающее устройство 2 выполнено с возможностью подачи стержнеобразного изделия 5 с продольной осью X в приемную область 6 передающего устройства 3, перемещающего стержнеобразное изделие 5 в передающую область 7. Дополнительно, приемное устройство 4 выполнено с возможностью приема стержнеобразного изделия 5 из передающей области 7 в осевом направлении друг за другом. В показанном варианте осуществления подающее устройство 2 содержит канал 8, вдоль которого стержнеобразные изделия 5 перемещаются в осевом направлении друг за другом в направлении T1 в потоке S1, причем перемещение стержнеобразных изделий 5 осуществляется посредством спирального барабана 9. Для проталкивания первого стержнеобразного изделия 5 в приемную область 6 используется разделительный кулачок 10, причем проталкивание и подача отдельного стержнеобразного изделия с помощью подающего устройства 2 происходит в поперечном направлении к оси X стержнеобразного изделия 5. Подающее устройство 2 выполнено с возможностью подачи стержнеобразного изделия 5 так, что стержнеобразное изделие размещается по касательной к круговому перемещению лапки 15 на передающем устройстве 3. Стержнеобразное изделие 5 может быть подано в поперечном направлении к оси X с нулевой скоростью в направлении касательной к траектории перемещения стержнеобразного изделия 5 на передающем устройстве 3. Стержнеобразное изделие 5 может быть подано с определенной скоростью v1 в направлении касательной к траектории перемещения на передающем устройстве 3, при этом скорость v1 в направлении касательной представляет собой начальную скорость стержнеобразного изделия 5 для перемещения по траектории перемещения, причем ее значение составляет от 0 до 4 м/с. Подающее устройство 2 также может иметь вид вертикального канала, в котором собираются стержнеобразные изделия 5, подаваемые по одному в приемную область 6; в этом случае начальная скорость равна нулю. В этом варианте осуществления приемное устройство 4 представляет собой ленточный конвейер, оснащенный лентой 4А, перемещающей стержнеобразные изделия 5 в направлении Т2 в потоке S2 на равных расстояниях. Дополнительно, приемное устройство 4 может иметь вид перемещающего диска с лапками. Скорость v2, с которой стержнеобразное изделие 5 перемещается в передающей области 7 и на приемном устройстве 4, в несколько раз больше начальной скорости v1, при этом значение скорости v2 составляет от 8 до 12 м/с. Например, при перемещении стержнеобразного изделия 5 скорость стержнеобразного изделия 5 увеличивается от скорости v1, равной 2 м/с, до скорости v2, равной 10 м/с.
Передающее устройство 3 оснащено поворотным диском 11 с осью Y поворота, имеющим периферийную поверхность 12, причем диск 11 вращается с постоянной скоростью ω. Передающее устройство 3 оснащено лапками 15, закрепленными с возможностью поворота на диске 11 посредством двуплечего рычага 13 и приводимыми в действие посредством приводного механизма 20. Двуплечий рычаг 13 закреплен с возможностью поворота на оси Z, при этом лапка 15 закреплена на двуплечем рычаге 13 на его длинном плече 14, причем короткое плечо 16 двуплечего рычага 13 оснащено закрепленным с возможностью поворота роликом 17, катящимся на кулачке 19 приводного механизма 20. Лапка 15 используется для перемещения стержнеобразного изделия 5 вокруг или на периферийной поверхности 12 в перемещающем канале 18. Ролик 17 сопрягается с кулачком 19, закрепленным неподвижно, в середине на поворотном диске 11. Плечи 14, 16 рычага 13 могут быть одинаковыми, однако предпочтительно плечо 14, на котором расположена лапка 15, длиннее плеча 16, на котором расположен ролик 17, предпочтительно длиннее в 2 раза, более предпочтительно длиннее более чем в 3 раза. Кулачок 19 вместе с роликом 17 и плечами 14, 16 рычага 13 образуют приводной механизм 20, выполненный для смещения лапок 15 относительно поверхности поворотного диска 11.
Лапка 15 перемещается по траектории 21 перемещения и выполнена с возможностью перемещения стержнеобразного изделия 5 в перемещающем канале 18 из подающего устройства 2 в приемное устройство 4. Траектория 21 перемещения имеет две части, первая часть 21А траектории 21 проходит от приемной области 6 для стержнеобразных изделий в область 7, передающую стержнеобразные изделия, вторая часть 21B траектории 21 перемещения проходит от области 7, передающей стержнеобразные изделия, в приемную область 6 для стержнеобразных изделий. В приемной области 6 стержнеобразное изделие 5 начинает свое перемещение на части 21А траектории 21, тогда как в передающей области 7 стержнеобразное изделие 5 заканчивает свое перемещение на части 21А, при этом приводной механизм выполнен так, что выступ 15 уменьшает скорость по меньшей мере на части траектории 21 перемещения перед приемной областью 6, т.е. все еще на части 21B и/или в области 6 для приема стержнеобразного изделия 5 из подающего устройства 2 в передающее устройство 3, и увеличивает скорость по меньшей мере на части 21А траектории 21 перемещения между областью 6 для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства 2 и областью 7 для передачи стержнеобразного изделия 5 в приемное устройство 4. Для уменьшения ускорений, действующих на стержнеобразное изделие 5, кулачок 19 выполнен так, что в приемной области 6 лапка 15 перемещается с минимальной скоростью, тогда как уменьшение скорости лапки 15 происходит по меньшей мере перед приемной областью 6, а именно перед моментом начала перемещения стержнеобразным изделием 5 в приемной области 6. После начала перемещения стержнеобразным изделием 5 на части 21А траектории 21, скорость этого изделия увеличивается. Скорость передачи, т.е. скорость, требуемая в передающей области 7, может быть достигнута только в определенном участке части 21А. Затем, после подачи, стержнеобразное изделие 5 сначала увеличивает свою скорость до максимальной скорости, требуемой в приемном устройстве 4, и затем перемещается дальше с такой скоростью до передающей области 7. Увеличение скорости стержнеобразного изделия 5 до скорости передачи может происходить на всей части 21А. Затем, после подачи, стержнеобразное изделие 5 увеличивает свою скорость с постоянным ускорением на всем пути от приемной области 6 до передающей области 7. Двуплечий рычаг 13 закреплен с возможностью поворота относительно диска 11. Для увеличения скорости лапки 15, кулачок 19 вызывает поворот рычага 13 по часовой стрелке относительно диска 11. После прохождения лапки 15 через передающую область 7, лапка 15 перемещается на части 21B, при этом на конце части 21B скорость лапки 15 должна быть уменьшена до минимального значения. Кулачок 19 может быть выполнен так, что скорость лапки 15 постоянно уменьшается. Приводной механизм 20 может быть дополнительно выполнен для увеличения скорости лапки 15, по меньшей мере на части 21В траектории 21, между областью 7 для передачи стержнеобразного изделия 4 в приемное устройство 4 и областью 6 для приема стержнеобразного изделия 5 из подающего устройства 2, т.е. кулачок 19 также может быть выполнен так, что сначала скорость лапки 15 увеличивается на части 21B, а затем уменьшается до минимального значения в приемной области 6. Для уменьшения скорости лапки 15, кулачок 19 вызывает поворот рычага 13 против часовой стрелки относительно диска 11.
На фиг. 2 показан второй вариант осуществления перемещающего устройства 1’, сходного с первым вариантом осуществления, в котором перемещаются стержнеобразные изделия 5’ с большей длиной. В соответствии с этим вариантом осуществления передающее устройство 3’ оснащено лапками 15, перемещающимися по траектории 21. Рычаги 13, сопряженные с кулачком 19’, закреплены с возможностью поворота относительно диска 11’ с меньшим диаметром, чем в первом варианте осуществления, причем диск 11’ вращается с постоянной скоростью ω. Форма кулачка 19’ была адаптирована к большей длине стержнеобразного изделия 5', при этом учитывалось, что скорость лапки должна быть уменьшена на части 21B раньше для более раннего достижения минимальной скорости. Во втором варианте осуществления была использована неподвижная направляющая 22, имеющая периферийную поверхность 23, по которой перемещаются стержнеобразные изделия 5’.
В третьем варианте осуществления перемещающего устройства 1’’, показанного на фиг. 3, приводной механизм оснащен электрический приводом с линейным электромагнитным двигателем. В соответствии с этим вариантом осуществления подающее устройство 2’ имеет вид поворотного диска 24, оснащенного лапками 25, неподвижно закрепленными на диске 24. Подающее устройство подает стержнеобразные изделия 5 в осевом направлении и по касательной к перемещению стержнеобразного изделия 5 в приемной области 6 на передающем устройстве 3’’. Передающее устройство 3’’ оснащено лапками 15’. Лапки 15’ закреплены на приводных каретках 26, имеющих электромагнитный привод и перемещающихся на дорожке 27 овальной формы, на неподвижной направляющей 22 так, как если бы они были закреплены с возможностью поворота относительно оси Y. Помимо этого, электрический привод выполнен с возможностью приведения в действие приводной каретки 26 с переменной скоростью, как описано для первого и второго вариантов осуществления. Ускорение каретки, сохранение скорости каретки на постоянном уровне и замедление каретки осуществляются посредством контроллера электромагнитного привода.
На фиг. 4 показан вариант осуществления отдельной лапки 15’’, который может быть использован в перемещающем устройстве. В соответствии с этим вариантом осуществления приводной механизм оснащен шестерней 28, закрепленной с возможностью поворота на оси Y. Планетарная шестерня 30, находящаяся в зацеплении и сопряженная с шестерней 28, закреплена на поворотном плече 29 также на оси Y. Шестерня 28, перемещающаяся со скоростью ω1, имеет привод, не зависящий от привода плеча 29, перемещающегося со скоростью ω2 и несущего планетарную шестерню 30 (приводы шестерен не показаны). Лапка 15’’ закреплена на планетарной шестерне 30. Скорость лапки 15’’ управляется путем изменения угловых скоростей ω1 и ω2. Когда лапка 15’’ перемещается перед приемной областью 6, скорость лапки 15’’ уменьшается либо путем уменьшения скорости ω2, либо путем увеличения скорости ω1, в каждом случае лапка 15’’ поворачивается со скоростью ω3 так, что лапка 15’’ уменьшает свою скорость (на чертеже она отклоняется влево). Для ускорения лапки 15’’ необходимо произвести обратное изменение скоростей ω и ω2.
Другой вариант осуществления отдельной лапки 15’’’ показан на фиг. 5. В соответствии с этим вариантом осуществления приводной механизм оснащен гибким держателем 31 лапки 15’’’, закрепленным с возможностью поворота на оси Y, и плечом 32, оснащенным поддерживающими элементами 33, содержащими гибкий держатель 31. Гибкий держатель 31 имеет, например, вид плоской пружины. Также на оси Y закреплено плечо 32, имеющее поддерживающие элементы 33, содержащие, на обеих сторонах, гибкий держатель 31. Гибкий держатель 31, перемещающийся со скоростью ω1, имеет привод, не зависящий от привода плеча 32, перемещающегося со скоростью ω2 (приводы не показаны). Скорость лапки 15’’’ управляется путем изменения угловых скоростей ω1 и ω2. Когда лапка 15’’’ перемещается перед приемной областью 6, скорость лапки 15’’’ уменьшается либо путем уменьшения скорости ω2, либо путем увеличения скорости ω1, в каждом случае лапка 15’’’ отклоняется так, что лапка 15’’’ уменьшает свою скорость (на чертеже она отклоняется влево). Для ускорения лапки 15’’’ необходимо произвести обратное изменение скоростей ω1 и ω2.
Изобретение также относится к способу перемещения стержнеобразного изделия 5, 5’ из устройства 2, 2’, подающего стержнеобразное изделие, через устройство 3, 3’, 3”, передающее стержнеобразное изделие в приемное устройство 4. В варианте осуществления способа согласно изобретению стержнеобразное изделие подают из подающего устройства 2, 2’ в передающее устройство 3, 3', 3”, при этом стержнеобразное изделие передают по круговой траектории перемещения посредством передающего устройства 3, 3’, 3”, оснащенного лапками 15. Затем стержнеобразное изделие передают из передающего устройства 3, 3’, 3” в приемное устройство 4, выполненное с возможностью перемещения стержнеобразных изделий друг за другом. При перемещении стержнеобразного изделия в передающем устройстве 3, 3’, 3” увеличивают скорость стержнеобразного изделия между областью 6 для приема стержнеобразного изделия из подающего устройства 2, 2’ и областью 7 для передачи стержнеобразного изделия в приемное устройство 4.
В одном из вариантов осуществления способа согласно изобретению стержнеобразное изделие подают к передающему диску в поперечном направлении к оси стержнеобразного изделия. Альтернативно стержнеобразное изделие подают к передающему диску по касательной к оси стержнеобразного изделия. Независимо от вышеуказанного, в предпочтительном варианте осуществления способа согласно изобретению стержнеобразные изделия перемещают на равных расстояниях на приемном устройстве 4.