УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТАБАЧНОГО СТЕРЖНЯ С ВОЗВРАТОМ ТАБАКА
DEVICE FOR PRODUCTION OF TOBACCO ROD WITH TOBACCO RETURN

Настоящее изобретение относится к устройству и способам изготовления табачного стержня для сигареты или другого курительного изделия.
При изготовлении курительных изделий, таких как сигареты, общая промышленная практика состоит в повышении плотности табака на концах табачного стержня для обеспечения так называемых «плотных концов». Это способствует предотвращению высыпания табака из концов сигаретной трубки. В случае сигарет с фильтром повышенная плотность табака на расположенном со стороны фильтра конце табачного стержня дополнительно способствует обеспечению прочного прикрепления табачного стержня к фильтру.
В известных способах повышенную плотность на концах табачного стержня получают путем повышения количества резаного наполнителя на концах этого табачного стержня.
В GB-A-2 072 483 раскрыт способ образования табачных стержней с плотными концами, согласно которому обеспечивают непрерывный поток резаного табачного наполнителя от источника подачи табака к перфорированной бесконечной конвейерной ленте. Табак удерживают на конвейерной ленте за счет слегка пониженного давления с другой стороны ленты. Поток табака транспортируют мимо подравнивающего устройства, состоящего из двух расположенных напротив друг друга подравнивающих дисков, аналогичных подравнивателю, показанному на фиг. 1. Ниже подравнивающих дисков осуществляют извлечение и удаление лишнего табака с помощью роторной щетки. Подравнивающие диски имеют так называемые карманы на их внешней периферии. Глубина указанных карманов соответствует различной высоте срезания подравнивающим устройством, так что результирующий поток табака имеет области увеличенной толщины, расположенные через регулярные интервалы вдоль потока табака. При обертывании сигаретной бумаги вокруг потока табака с образованием табачного стержня, происходит повышение плотности табака в указанных областях увеличенной толщины. Полученный непрерывный табачный стержень разрезают посередине указанных областей повышенной плотности с тем, чтобы готовые раздельные табачные стержни имели область повышенной плотности на каждом конце.
В US A-5 003 996 раскрыт еще один способ получения сигарет с плотными концами. Непрерывный поток табака транспортируют на бесконечной присасывающей ленте. Табачный материал транспортируют мимо подравнивающего устройства, которое срезает табачный материал на требуемую высоту с целью получения табачного стержня, имеющего однородное распределение толщины. Раньше отрезных дисков по ходу подачи установлен роторный кулачок для сжатия непрерывного потока табака через регулярные интервалы. Указанные интервалы таковы, что сжатые участки повышенной плотности располагаются на концах полученного в результате табачного стержня. Непосредственно после режущего устройства сжатый табак повторно расширяют таким образом, чтобы получить непрерывный поток табака с увеличенной толщиной через регулярные интервалы.
Было бы желательно восстанавливать табак, срезанный с потока табака на ленте, в частности, но не только, в случае изготовления табачного стержня с «плотными концами». Было бы также полезно повторно использовать восстановленный табак.
Согласно настоящему изобретению, предложено устройство для обеспечения потока табака, подлежащего обертыванию с образованием табачного стержня, содержащее: камеру для резаного табачного наполнителя; конвейер для приема резаного табачного наполнителя из камеры; подравниватель для удаления табака с конвейера; приемник, расположенный вблизи подравнивателя с целью приема резаного табачного наполнителя, срезанного подравнивателем с табака на конвейере; разделяющее устройство, соединенное с приемником для приема из него резаного табачного наполнителя и разделения принятого резаного табачного наполнителя на повторно используемую часть и часть отходов; возвратный тракт, который проходит от разделяющего устройства и предназначен для повторной подачи повторно используемой части на конвейер; генератор воздушного потока, который генерирует воздушный поток, проходящий от приемника через разделяющее устройство, таким образом, чтобы резаный табачный наполнитель, удаленный подравнивателем, транспортировался в этом воздушном потоке и втягивался в разделяющее устройство, причем разделяющее устройство содержит поворотный перфорированный барабан разделяющего устройства, который позволяет мелким частицам табака и не позволяет более крупным фрагментам табака проникать внутрь этого барабана разделяющего устройства, причем внутренняя область барабана разделяющего устройства соединена с генератором воздушного потока таким образом, чтобы этот воздушный поток втягивался из приемника через барабан разделяющего устройства; и средства блокировки воздушного потока на части цилиндрической поверхности барабана разделяющего устройства во время его вращения таким образом, чтобы обеспечивалась возможность схода более крупных фрагментов резаного табачного наполнителя с поверхности барабана разделяющего устройства и их поступления в возвратный тракт. Барабан разделяющего устройства имеет перфорированную цилиндрическую поверхность, т.е. по меньшей мере часть этой цилиндрической поверхности имеет отверстия. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления указанная поверхность выполнена в виде сетки или сита. Предпочтительно, указанная сетка или сито имеет отверстия диаметром от 0,3 мм до 0,5 мм, более предпочтительно ― от 0,315 мм до 0,5 мм. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления конвейер представляет собой непрерывную ленту. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления указанная лента является проницаемой, и с одной стороны этой ленты может быть создан частичный вакуум для удержания резаного табачного наполнителя на другой стороне. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления указанную повторно используемую часть возвращают в указанную камеру.
В некоторых предпочтительных вариантах осуществления разделяющее устройство дополнительно содержит: верхнюю камеру для приема лишнего табака из приемника и размещения в ней по меньшей мере верхней части барабана разделяющего устройства; нижнюю камеру; и воздушный шлюз, который расположен между верхней камерой и нижней камерой, обеспечивает возможность прохождения повторно используемого резаного табачного наполнителя из верхней камеры в нижнюю камеру и одновременно с этим по существу препятствует прохождению воздушного потока внутрь нижней камеры. В некоторых вариантах осуществления указанный воздушный шлюз содержит поворотный шлюзовой цилиндр, расположенный ниже барабана разделяющего устройства по существу в нижней камере параллельно барабану разделяющего устройства и имеющий проходящие в осевом направлении упругие лопатки, которые при использовании контактируют с цилиндрической поверхностью барабана разделяющего устройства, причем окружные промежутки между лопатками сделаны такими, что по меньшей мере одна лопатка находится в контакте с барабаном разделяющего устройства в течение всего времени вращения шлюзового цилиндра.
В предпочтительных вариантах осуществления элементы устройства согласно настоящему изобретению, которые контактируют с табаком, изготовлены из пищевых материалов, таких как нержавеющая сталь.
Кроме того, согласно настоящему изобретению, предложен способ обеспечения потока табака, подлежащего обертыванию с образованием табачного стержня, включающий в себя этапы, на которых: обеспечивают поток резаного табачного наполнителя на конвейере; срезают табак с указанного потока; осуществляют разделение табака, срезанного с указанного потока, на повторно используемую часть и часть отходов; и возвращают повторно используемую часть в указанный поток. В некоторых предпочтительных вариантах осуществления повторно используемую часть резаного табачного наполнителя возвращают в камеру для резаного табачного наполнителя, и на этапе разделения, осуществляемого с помощью вращающегося перфорированного барабана разделяющего устройства, периодически удаляют накапливающийся табак с поверхности этого барабана разделяющего устройства с помощью сжатого воздуха.
Следует иметь в виду, что любой из предпочтительных признаков может использоваться в сочетании с любым одним или несколькими другими предпочтительными признаками.
Настоящее изобретение будет далее описано посредством примера со ссылками на чертежи, на которых:
на фиг. 1 схематично показана часть устройства для изготовления табачного стержня согласно настоящему изобретению; и
на фиг. 2 более подробно показана часть устройства по фиг. 1.
Устройство, показанное на фиг. 1, обеспечивает поток табака, который используют для изготовления обернутого табачного стержня. Устройство содержит табачную камеру 100, расположенную ниже непрерывной ленты 102, проходящей по роликам 104, один из которых оснащен приводом, так что лента может перемещаться в направлении, показанном стрелкой А. Лента 102 является воздухопроницаемой. Нижняя ветвь ленты 102 закрывает дно вакуумной камеры 106, так что воздух может втягиваться через ленту. Непосредственно под нижней ветвью ленты расположен подравнивающий нож 108. Подравнивающий нож может представлять собой дискообразное полотно, вращающееся на вертикальной оси. Высота полотна подравнивающего ножа является регулируемой, и высота срезания может варьироваться в случае изготовления табачных стержней, имеющих «плотные концы», как описано выше. Вторая непрерывная лента 110 проходит по роликам 112 (лишь один из которых показан на фиг. 1), расположенным ниже дальней по ходу подачи концевой части проницаемой ленты 102. Один из роликов 112 оснащен приводом, так что лента может перемещаться в направлении, показанном стрелкой В
Ниже подравнивающего ножа 108 расположен приемник 114 для срезаемого табака. Приемник соединен с разделяющим устройством 118 посредством канала 116. Разделяющее устройство 118 имеет выход 120 для отходов и выход 122 для рециркуляции табака. Выход 120 для отходов соединен с вентилятором 124. Ниже выхода 122 для рециркуляции табака из разделяющего устройства 118 расположена третья непрерывная лента 126, проходящая по роликам 128, один из которых оснащен приводом, так что эта лента может приводиться в направлении, показанном стрелкой С. Дальний относительно разделяющего устройства 118 конец третьей ленты 126 расположен над входом 130 в табачную камеру 100.
При использовании устройства по фиг. 1, резаный табачный наполнитель 132 подают (с помощью средств, которые не показаны) в табачную камеру 100. Поток 134 табака отсасывают (с помощью средств, которые не показаны) наружу из камеры 100 через тракт 136 по направлению к расположенному раньше по ходу подачи концу проницаемой непрерывной ленты 102. В вакуумной камере 106 над нижней ветвью проницаемой ленты 102 создают частичный вакуум, так что поток 134 табака притягивается к нижней поверхности нижней ветви проницаемой ленты. Когда проницаемая лента переносит поток 134 табака дальше по ходу подачи, он вступает во взаимодействие с подравнивающим ножом 108. Последний срезает лишний табак 138 с потока 134. Местоположение по вертикали подравнивающего ножа 108 является регулируемым, так что указанный поток имеет надлежащую плотность табака (т.е. надлежащий вес табака на единицу длины) Если изготавливаемый табачный стержень должен иметь «плотные концы», высоту ножа время от времени регулируют таким образом, чтобы плотность указанного потока после подравнивающего ножа изменялась по длине, для обеспечения «плотных концов» Когда поток 134 табака проходит через расположенный дальше по ходу подачи конец вакуумной камеры 106, он высвобождается с проницаемой ленты 102 и падает на верхнюю ветвь второй непрерывной ленты 110. Последняя переносит поток табака к гарнитуре, расположенной после устройства, показанного на фиг. 1, для обертывания в бумажную обертку с образованием непрерывного обернутого табачного стержня, который может быть подвергнут резке и дополнительной обработке для получения сигарет или других курительных изделий.
Лишний табак 138, срезанный с потока 134 табака подравнивающим ножом 108, содержит фрагменты табака, размер которых находится в пределах диапазона, допускающего их повторное использование. Лишний табак содержит также частицы табака, которые слишком малы для повторного использования и обычно именуются табачной пылью. Эти мелкие частицы образуются в результате резки потока 134 табака и обработки, которой табак был подвергнут раньше по ходу подачи относительно подравнивающего ножа 108, например к ним относятся частицы, всасываемые по тракту 136 из табачной камеры в направлении проницаемой ленты 102. Указанный лишний табак падает с проницаемой ленты 102 в приемник 114, где он захватывается воздухом, втягиваемым через приемник посредством вентилятора 124. Лишний табак втягивается по каналу 116 в разделяющее устройство 118. Разделяющее устройство и его работа будут подробно описаны со ссылками на фиг. 2. Разделяющее устройство 118 разделяет лишний табак на первый, повторно используемый, поток 140, который выходит из разделяющего устройства через выход 122 для рециркуляции табака, и второй, направляемый в отходы, поток, содержащий табачную пыль и выходящий из разделяющего устройства через выход 120 для отходов. Повторно используемый поток 140 табака состоит из фрагментов резаного наполнителя, которые достаточно велики для включения в обернутый табачный стержень, изготовленный из потока табака, а табачные отходы представляют собой более мелкие частицы. Повторно используемый поток 140 табака падает с выхода 122 для рециркуляции табака в разделяющем устройстве 118 на верхнюю ветвь третьей непрерывной ленты, которая переносит его ко входу 130 табачной камеры 100 для повторного включения в поток 134 табака. В других вариантах осуществления повторно используемый табак может быть направлен из разделяющего устройства в тракт 136 между табачной камерой 100 и проницаемой лентой 102 или непосредственно в поток табака на проницаемой ленте.
Табак в потоке отходов может использоваться для других целей, таких как изготовление восстановленного табачного листа.
Разделяющее устройство 118 показано более детально на фиг. 2. Он содержит внешний корпус 200, показанный для наглядности как прозрачный на фиг. 2 и имеющий переднюю стенку 202, заднюю стенку 204, две боковых стенки 206 и верхнюю стенку, образованную верхней частью передней стенки, искривленной таким образом, что она находится в контакте с верхней стороной задней стенки. Дно корпуса 200 открыто с образованием выхода 122 для рециркуляции табака (фиг. 1). Указанный корпус в верхней части его задней стенки 204 имеет впускной патрубок 210. Впускной патрубок 210 соединен с каналом 116, проходящим между приемником 114 и разделяющим устройством. Корпус разделен на верхнюю 212 и нижнюю 214 камеры посредством поворотного барабана 216 разделяющего устройства, проходящего по ширине корпуса и имеющего горизонтально расположенную главную ось. Концы барабана разделяющего устройства поворотно закреплены в боковых стенках 206 корпуса 200 разделяющего устройства. Две отражательных пластины 218 проходят по ширине корпуса 200 с обеих боковых сторон барабана разделяющего устройства. Отражательные пластины 218 проходят от нижней части барабана 216 разделяющего устройства по диагонали вверх до контакта с передней 202 и задней 204 стенками корпуса 200 соответственно. Нижние кромки отражательных пластин 218 разделены от цилиндрической поверхности барабана 216 разделяющего устройства посредством зазора, достаточного для того, чтобы обеспечить возможность прохождения частиц резаного наполнителя между этой поверхностью и отражательными пластинами. Цилиндрическая поверхность барабана 216 разделяющего устройства является перфорированной и представляет собой сито, имеющее отверстия с размером от 0,3 мм до 0,5 мм, предпочтительно ― от 0,315 мм до 0,5 мм. В нижней части внутренней области барабана 216 разделяющего устройства расположен статор (не показан на фиг. 2), проходящий по длине барабана вблизи указанной цилиндрической поверхности и по дуге окружности с угловой величиной примерно 45° в каждую сторону от вертикали; указанный статор эффективен для запирания отверстий в сетчатой поверхности барабана. Внутренняя область барабана 216 разделяющего устройства сообщается через концы этого барабана с раздвоенным выпускным каналом 220, который проходит снаружи корпуса 200 разделяющего устройства от концов цилиндра 216 разделяющего устройства поперек боковых стенок 208 корпуса и поперек задней стенки 204 корпуса. От середины того участка выпускного канала, который проходит поперек задней стенки 204 корпуса, отходит выход 120 разделяющего устройства, предназначенный для отходов.
Ниже барабана 216 разделяющего устройства расположен воздушный шлюз в виде горизонтального поворотного шлюзового цилиндра 222, концы которого поворотно закреплены в боковых стенках 206 корпуса 200 разделяющего устройства. Цилиндрическая поверхность шлюзового цилиндра 222 несет на себе шесть упругих лопаток 224, например из полиуретана, которые расположены через равные промежутки и проходят в осевом направлении по всей длине цилиндра. По меньшей мере самая верхняя из них контактирует с самой нижней областью цилиндрической поверхности барабана 216 разделяющего устройства, так что верхняя камера 212 по существу разделяется от нижней камеры 214. Когда лопатка, находившаяся в контакте с поверхностью барабана разделяющего устройства, отходит от этой поверхности при повороте шлюзового цилиндра, в контакт с этой поверхностью вступает следующая лопатка, и таким образом поддерживается состояние разделения указанных камер. Лопатки 224 легко снимаются со шлюзового цилиндра 222, так что обеспечена возможность замены изношенных лопаток. Доступ к лопаткам осуществляется через открытое дно разделяющего устройства, так что нет необходимости в разборке разделяющего устройства для замены лопаток.
При использовании лишний табак втягивается внутрь верхней камеры 212 разделяющего устройства 118 через вход 210 посредством переносящего воздуха, втягиваемого вентилятором 124 (фиг. 1) через приемник 114 и канал 116, проходящий между приемником и разделяющим устройством (фиг. 1). Переносящий воздух втягивается через ситовую поверхность барабана 216 разделяющего устройства во внутреннюю область барабана разделяющего устройства, выходит через концы барабана разделяющего устройства и поступает в выпускной канал 220 и на выход 120 разделяющего устройства, предназначенный для отходов. Тонкодисперсные частицы табака, слишком мелкие для того, чтобы использовать их для изготовления табачного стержня, проходят через ситовую поверхность цилиндра разделяющего устройства, втягиваются переносящим воздухом и таким образом проходят по выпускному каналу 220 к выходу 120 разделяющего устройства, предназначенному для отходов. Более крупные фрагменты табака не могут пройти через ситовую поверхность и притягиваются к ней под действием переносящего воздуха. Когда барабан разделяющего устройства поворачивается таким образом, что частицы табака на его поверхности перемещаются вниз за нижнюю кромку одной из отражательных пластин 218, статор во внутренней области барабана разделяющего устройства запирает отверстия в указанной ситовой поверхности, в результате чего частицы табака падают с барабана 216 внутрь нижней камеры 214 корпуса 200 разделяющего устройства, выходят через открытое дно корпуса и попадают на третью бесконечную ленту 126 для транспортировки в табачную камеру 100. Любые частицы табака, которые выпадают из переносящего воздуха в верхней камере 212 корпуса разделяющего устройства, будут падать на отражательные пластины 218 и либо проходить через зазор между отражательной пластиной и барабаном разделяющего устройства и поступать непосредственно в нижнюю камеру 214, либо улавливаться поверхностью барабана разделяющего устройства, переноситься на ней за нижнюю кромку другой отражательной пластины 218 и высвобождаться внутрь нижней камеры.
Табак может подаваться из разделяющего устройства для повторного использования с расходом до 20 кг/час.
Обеспечена возможность принятия мер для очистки барабана 216 разделяющего устройства. Когда устройство для изготовления табачного стержня остановлена, вращение барабана разделяющего устройства замедляется, и сжатый воздух всасывается через цилиндрическую стенку барабана разделяющего устройства изнутри наружу для удаления табака с внешней поверхности барабана. Указанный сжатый воздух может втягиваться, например, в течение четырех секунд.
Устройство согласно настоящему изобретению обеспечивает, чтобы лишний табак для повторного использования, срезанный с потока резаного табачного наполнителя, мог быть отделен от лишнего табака в виде отходов и повторно использован при изготовлении табачного стержня. Часть отходов табака может использоваться для других целей, таких как изготовление восстановленного табачного листа. Разделяющее устройство может легко монтироваться на существующем оборудовании для изготовления табачного стержня и демонтироваться с него. Настоящее изобретение обеспечивает возможность сокращения расхода табака при изготовлении сигарет и других курительных изделий; может быть достигнуто сокращение на 0,6% или более.