СПОСОБ, МЕХАНИЗМ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОМЕНТАЛЬНОГО СЖАТИЯ МАТЕРИАЛА ФИЛЬТРА
METHOD, MECHANISM AND DEVICE OF INSTANT COMPRESSION OF FILTER MATERIAL

Объектом предлагаемого изобретения является способ, механизм и устройство для моментального сжатия материала фильтра, используемого для изготовления изделий табачной промышленности.
В табачной промышленности изготавливают сигареты, снабженные фильтрами, причем фильтры могут быть изготовлены из материала одного типа или могут состоять из группы материалов, имеющих различные физические и фильтровальные характеристики. Материал фильтра в непрерывной форме, например, ацетатного волокна, разрезают на стержни и применяют в сигаретах. Кроме этого известны фильтры, изготовленные из группы концентрически расположенных слоев из материала фильтра. Все чаще в сигаретах, изготавливаемых в настоящее время, используют фильтры, имеющие группу сегментов из различных материалов. Из уровня техники известны машины для изготовления мультисегментных стержней фильтра из непрерывных мультисегментных стержней фильтра. Подобные машины комбинируют сегменты, подаваемые из множества подающих устройств, причем указанные сегменты формируют путем разрезания, с использованием режущей головки, снабженной поворотными ножами, стержней фильтра, переданных, например, на барабанном конвейере. Отдельные сегменты комбинируют, в зависимости от устройства, рядом друг с другом на барабанном конвейере или один за другим на линейном конвейере для того, чтобы окончательно сформировать линейно перемещающийся непрерывный мультисегментный стержень, разрезаемый на отдельные мультисегментные стержни. На дальнейших стадиях процесса изготовления сигарет мультисегментные стержни разрезают на отдельные мультисегментные фильтры, наносимые на отдельные сигареты.
Очень важным аспектом изготовления стержней фильтра различных известных типов является качество обертывания сегментов оберткой. Данное качество определено как деформацией обертки в зоне клеевого шва, так и заполнением обертки материалом фильтра.
Из уровня техники известны элементы для сжатия, выполненные в форме неподвижных прижимных брусков, способных нагреваться при эксплуатации и приводить к повреждению материалов. В патенте США 3,716,443 раскрыто устройство для изготовления стержней фильтра из непрерывного материала фильтра, причем для образования бесконечного стержня фильтра использован такой элемент, который охлаждают посредством сжатого воздуха. Благодаря использованию сжатого воздуха происходит образование тонкого слоя, способного уменьшать трение между материалом фильтра и направляющими элементами.
Проблема, решаемая предлагаемым изобретением, состоит в разработке улучшенного механизма, устройства и способа сжатия материала фильтра.
Объектом изобретения является способ моментального сжатия используемого в табачной промышленности материала фильтра, который обертывают в обертку, склеенную клейким веществом, подаваемым из устройства для нанесения клейкого вещества. Предлагаемый способ отличается тем, что до обертывания материала фильтра в обертку материал фильтра сжимают путем приложения силы к материалу посредством по меньшей мере одного поворотного сжимающего элемента.
Предлагаемый способ отличается тем, что материал фильтра постепенно сжимают посредством набора многочисленных поворотных сжимающих элементов, выполненных с возможностью воздействия на материал, сжимаемый с различной силой.
Предлагаемый способ отличается тем, что увеличивают силу, приложенную последовательными поворотными сжимающими элементами к материалу фильтра.
Предлагаемый способ отличается тем, что силу, приложенную к материалу фильтра, направляют в вертикальном направлении.
Предлагаемый способ отличается тем, что силу, приложенную к материалу фильтра, направляют под углом к вертикальному направлению.
Объектом предлагаемого изобретения является также механизм для моментального сжатия используемого в табачной промышленности материала фильтра, который обертывают в обертку, склеенную клейким веществом, подаваемым из устройства для нанесения клейкого вещества, причем данный механизм выполнен с возможностью установки на машину для изготовления стержней фильтра до указанного устройства для нанесения клейкого вещества. Указанный механизм отличается тем, что данный механизм содержит по меньшей мере один поворотный сжимающий элемент для сжатия материала фильтра, выполненного с возможностью линейного перемещения под указанным элементом.
Кроме того, предлагаемый механизм отличается тем, что данный механизм содержит два поворотных сжимающих элемента.
Предлагаемый механизм отличается тем, что данный механизм содержит три поворотных сжимающих элемента.
Предлагаемый механизм отличается тем, что последний поворотный сжимающий элемент, с учетом направления перемещения материала фильтра, имеет меньшую рабочую ширину, чем предыдущие сжимающие элементы.
Предлагаемый механизм отличается тем, что данный механизм выполнен с возможностью регулирования положения поворотных сжимающих элементов, по меньшей мере, по одной оси, предпочтительно по всем осям.
Предлагаемый механизм отличается тем, что данный механизм выполнен с возможностью регулирования угла между осью линейного перемещения материала фильтра и линией сжатия сжимающего механизма, в частности линией, определенной центрами вращения поворотных сжимающих элементов.
Предлагаемый механизм отличается тем, что поворотный сжимающий элемент представляет собой сжимающий ролик с цилиндрической рабочей поверхностью.
Предлагаемый механизм отличается тем, что поворотный сжимающий элемент представляет собой сжимающий ролик с конической рабочей поверхностью.
Предлагаемый механизм отличается тем, что поворотный сжимающий элемент представляет собой сжимающий ролик с овальной рабочей поверхностью.
Кроме того, объектом изобретения является устройство для изготовления стержней фильтра из используемого в табачной промышленности материала фильтра. Предлагаемое устройство отличается тем, что данное устройство содержит по меньшей мере один предлагаемый сжимающий механизм.
Преимущества предлагаемого способа и устройства состоит в эффективной эксплуатации при малозатратном и простом варианте осуществления предлагаемого решения. Кроме того, предлагаемое решение не имеет недостатков, присущих известным из уровня техники решениям, то есть предлагаемый механизм не нагревается при эксплуатации, а также не вызывает повреждения материалов. Предлагаемые сжимающие элементы выполнены с возможностью качения по поверхности материала фильтра отлично от решений, известных из уровня техники, в которых происходит эффект скольжения прижимных брусков по материалу фильтра.
Объект изобретения показан в предпочтительном варианте осуществления на чертежах, на которых:
на фиг.1 схематично изображен фрагмент машины для изготовления мультисегментных стержней;
на фиг.2 изображен сжимающий механизм на виде спереди;
на фиг.3 изображен сжимающий механизм на виде сверху;
на фиг.4 приведен вариант осуществления поворотного сжимающего
элемента;
на фиг.5 приведен другой вариант осуществления поворотного сжимающего элемента;
на фиг.6 приведен другой вариант осуществления поворотного сжимающего элемента;
на фиг.7 изображено сечение непрерывного стержня фильтра во время разжатия материала;
на фиг.8 изображено сечение непрерывного стержня фильтра после разжатия материала;
на фиг.9 изображен другой вариант осуществления сжимающего механизма.
На фиг.1 схематично изображен фрагмент машины для изготовления мультисегментных стержней. Подающий блок 101 выполнен для подачи подготовленных известным образом сегментов S фильтра на конвейер 102, причем на поверхности указанного конвейера размещают обертку 103. Во время передачи сегментов на конвейер 102 обертку 103 обертывают известным образом вокруг сегментов и склеивают, причем клейкое вещество подают из устройства 104 для нанесения клейкого вещества, и клеевой шов нагревают при помощи нагревателя 105. Образованный таким образом мультисегментный непрерывный стержень CR передают дальше и разрезают на стержни FR фильтра посредством известной режущей головки 106, снабженной ножами 107. На данном чертеже не показаны типовые элементы, выполненные с возможностью поддержания и направления бесконечного стержня CR и стержней фильтра FR.
Устройство для моментального сжатия материала фильтра образует часть машины для изготовления стержней из материала фильтра. Указанное устройство содержит элементы для направления обертки и материала фильтра, а также сжимающий механизм 11, фрагмент которого показан на фиг.2. Сжимающий механизм 11 расположен над выполненным с возможностью перемещения материалом фильтра, например, в виде сегментов S, причем обертка, в которую обертывают сегменты, не показана. Примерный механизм содержит три поворотных сжимающих элемента 10, расположенных один за другим, причем в показанном варианте осуществления центры сжимающих элементов 10, лежащие на осях Т вращения сжимающих элементов, расположены на одной линии 12. Через наиболее низко расположенные точки, выполненные для сжатия материала в максимальной степени, проведена линия 13 сжатия на периферийных поверхностях поворотных элементов 10. Для поворотных элементов 10 с равными диаметрами линия 13 сжатия параллельна линии 13, проходящей через центры поворотных элементов 10. Поворотные элементы 10 могут иметь различные диаметры, причем линия сжатия, определенная наиболее низко расположенными точками, может быть наклонена к оси SA материала фильтра S под углом α между 1 и 5°, предпочтительно наклон находится между 2 и 3° в зависимости от материала фильтра. Наклон линии сжатия гарантированно обеспечивает то, что последующие поворотные сжимающие элементы 10 воздействуют на материал фильтра с увеличенной силой. Если используют различные диаметры поворотных элементов 10, то линия 13 сжатия является прерывистой линией.
На фиг.3 изображен сжимающий механизм 11 для моментального сжатия материала фильтра на виде сверху. На данной фигуре можно видеть обертку 14, в которую обертывают сегменты S, причем края данной обертки отмечены отметками 15 и 16. В упрощенном представлении показана также форсунка 17 для клейкого вещества, являющаяся частью устройства для нанесения клейкого вещества, из которого клейкое вещество подают на обертку 14 на краю 15. В показанном сжимающем механизме 11 можно видеть три поворотных сжимающих элемента 10, причем последний поворотный сжимающий элемент 10А имеет меньшую ширину g2, чем ширина g1 предыдущих сжимающих элементов 10. Поворотные сжимающие элементы 10, 10А установлены, с возможностью вращения, в теле 18 посредством подшипников 19. Поворотные сжимающие элементы приводят во вращательное движение посредством материала фильтра. Крутящий момент, возникающий из-за сил трения между материалом фильтра и поверхностью сжимающих элементов, воздействует на каждый из сжимающих элементов. Однако возможно также решение, в котором элементы приводят в движение посредством отдельного привода, механически или электронно синхронизированного с приводом конвейера 102 (фиг.1) таким образом, что между периферийной поверхностью поворотных элементов 10 и поверхностью материала фильтра S отсутствует скольжение.
Варианты осуществления поворотных сжимающих элементов описаны далее. Поворотный сжимающий элемент 10', выполненный с возможностью вращения вокруг оси T и изображенный на фиг.4, имеет периферийную поверхность 20 в цилиндрической форме и выполнен с возможностью приложения, во время эксплуатации механизма, силы F к непрерывному или сегментному материалу S фильтра, частично обернутому в обертку 14, причем силу F направляют в вертикальном направлении V, вызывая горизонтальное углубление материала фильтра. Поворотный сжимающий элемент 10'', выполненный с возможностью вращения вокруг оси Т и изображенный на фиг.5, имеет периферийную поверхность 21 в конической форме и выполнен с возможностью приложения, во время эксплуатации, силы F' к непрерывному или сегментному материалу S фильтра, частично обернутому в обертку 14, причем силу F' направляют в вертикальном направлении V под углом β, вызывая наклонное углубление на поверхности материала фильтра. Угол β предпочтительно заключен между 5 и 30°. Проведенные испытания показали, что более предпочтительно значение угла β между 15 и 20°. Поворотный сжимающий элемент 10''', выполненный с возможностью вращения вокруг оси T и изображенный на фиг.6, имеет овальную периферийную поверхность 21 и выполнен с возможностью приложения, во время эксплуатации, силы F'' к непрерывному или сегментному материалу S фильтра, частично обернутому в обертку 14, причем силу F'' направляют в вертикальном направлении V под углом β, вызывая наклонное вогнутое углубление материала фильтра.
Положение сжимающего механизма может быть выбрана в зависимости от материала фильтра и требования изготовителя. Положение сжимающего механизма может быть определено типовым образом в направлениях трех осей X, Y и Z (фигуры 2 и 3). Кроме того, угловое положение сжимающего механизма может быть определено так, чтобы выбрать значение угла α между линией сжатия, являющейся, частью механизма, относительно оси материала фильтра в соответствии с типом материала фильтра.
Во время изготовления стержней фильтра FR, до склеивания обертки 14, материал фильтра S в форме сегментов или в непрерывной форме сжимают посредством сжимающего механизма 11 для того, чтобы уменьшить поперечное сечение материала фильтра. Углубление и уменьшение поперечного сечения, вызванные сжатием, обеспечивают возможность того, что обертывание обертки, для получения цилиндрического рукава вокруг фильтра, происходит без необходимости одновременного сжатия обернутого материала. Данную обертку образовывают с цилиндрической формой и склеивают. Во время обертывания происходит разжатие, и данное разжатие окончательно завершают после образования рукава из обертки. На фиг.7 изображено сечение бесконечного стержня фильтра во время разжатия материала фильтра S. При этом внутри сечения бесконечного стержня существует определенное пространство P, еще не заполненное материалом фильтра, причем обертка уже образована, и уже выполнен клеевой шов G. На фиг.8 изображено сечение бесконечного стержня фильтра после разжатия материала фильтра S.
Предлагаемый сжимающий механизм 11' может быть также выполнен с использованием промежуточного сжимающего элемента 25 (фиг.9) между поворотными сжимающими элементами 10 и материалом S фильтра, например, в форме полосы или ленты. Рабочая поверхность промежуточного сжимающего элемента 25 может быть выполнена любым образом. Использование промежуточного сжимающего элемента не влияет на эффективность эксплуатации предлагаемого механизма.
Преимущество предлагаемого способа состоит в том, что окончательное разжатие материала фильтра происходит после образования и склеивания обертки, что позволяет получить улучшенное заполнение обертки.