СПОСОБ И НАБОР ДЛЯ РАЗМОТКИ ЛИСТА МАТЕРИАЛА, НАМОТАННОГО В РУЛОН
METHOD AND SET FOR UNWINDING MATERIAL SHEET WOUND INTO ROLL

Настоящее изобретение относится к способу и набору для размотки листа материала, намотанного в рулон. В определенном варианте осуществления способ и набор направлены на размотку листа гомогенизированного табачного материала, намотанного в рулон.
Размотка рулонов материала может представлять собой трудную задачу, в частности тогда, когда материал, смотанный с образованием рулона, является одновременно липким, и поэтому требующим приложения довольно большого усилия для его размотки, и хрупким, что позволяет его легко разорвать. Таким материалом является, например, лист гомогенизированного табака, который может быть получен, например, путем формования листа гомогенизированного табачного материала. Поэтому лист гомогенизированного табака, смотанный в рулоны, может быть трудно размотать по причине его консистенции, чувствительности к нагреву и низкой прочности при растяжении, которые препятствуют, например, простому увеличению усилия, прикладываемого к листу для размотки рулона.
В одном способе производства гомогенизированного табачного материала рулоны размещают на вращающихся валах при помощи оператора или автоматической системы. В ходе запуска оборудования и после установки рулонов в системе размотки, одновременно с вытягиванием листа гомогенизированного табачного материала к нему прикладывают некоторое натяжение. По мере увеличения скорости оборудования до эксплуатационной скорости, натяжение, прикладываемое к листу, необходимо регулировать в пределах определенного диапазона во избежание разрыва и полного повреждения листа гомогенизированного табачного материала. В указанных способах производства может потребоваться снижение скорости размотки для максимального предотвращения отрыва листа гомогенизированного табака, что, в свою очередь, автоматически уменьшает скорость производства и часовую производительность.
В дополнение к низкой прочности материала при растяжении, некоторые рулоны листа гомогенизированного табака могут иметь весьма отличающуюся друг от друга форму, и эту неоднородность формы необходимо учитывать в устройстве и способе размотки рулонов листа гомогенизированного табака.
Поэтому существует потребность в способе и наборе для размотки рулонов смотанного листа, в частности листов материала, имеющего низкую прочность при растяжении или являющегося «липким». Эти способ и устройство предпочтительно выполнены с возможностью увеличения скорости размотки таким образом, что можно увеличить общую скорость производства на остальной производственной линии. Кроме того, указанные способ и набор предпочтительно должны сводить к минимуму разрывы листа при его размотке из рулона.
В документе GB 956961 описана система, в которой поддерживается постоянное натяжение в полотне, подаваемом на машину для изготовления сигарет, и разматываемом с барабана, путем изменения скорости движения барабана в направлении размотки. Полотно на барабане взаимодействует с валиком, приводимым в движение шкивами и ремнем через вал. Вал приводится в движение через шкивы и ремень валом. Вал приводится в движение бесступенчатым редуктором, который содержит диски и взаимодействующее фрикционное колесо, установленное на стержне, выполненном с возможностью скольжения в осевом направлении за счет коленчатого рычага, который приводится в качение рычагом, несущим валик, приводимый в контакт с полотном за счет пружины таким образом, что изменения в натяжении полотна вызывают регулировку передаточного числа бесступенчатого для компенсации таких изменений.
В первом аспекте изобретение относится к способу размотки листа материала, намотанного в рулон, который включает:
получение рулона смотанного листа, при этом рулон определяет наружную поверхность и содержит свободную часть листа, разматываемого из рулона;
расположение сжимающего элемента на наружной поверхности рулона таким образом, чтобы определить линию контакта, при этом линия контакта представляет собой линию отделения свободной части листа от остатка рулона;
прижатие посредством сжимающего элемента наружной поверхности смотанного листа на линии контакта с усилием, составляющим от приблизительно 4 Ньютон до приблизительно 16 Ньютон; и
размотку листа из рулона путем вытягивания листа в направлении размотки.
Согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к способу размотки листа материала, намотанного в рулон, который включает:
получение рулона смотанного листа, при этом рулон определяет наружную поверхность и содержит свободную часть листа, разматываемого из рулона;
расположение сжимающего элемента на наружной поверхности рулона таким образом, чтобы определить линию контакта, при этом линия контакта представляет собой линию отделения свободной части листа от остатка рулона;
прижатие посредством сжимающего элемента наружной поверхности смотанного листа на линии контакта; и
размотку листа из рулона путем вытягивания листа в направлении размотки таким образом, что угол между свободной частью листа и радиусом рулона на линии контакта составляет от приблизительно 110 градусов до приблизительно 150 градусов или от приблизительно 200 градусов до приблизительно 300 градусов.
Согласно изобретению, предлагается расположение сжимающего элемента на наружной поверхности рулона, подлежащего размотке, так, что он определяет положение линии контакта, отделяющей свободную часть листа, разматываемого из рулона, от остатка рулона. При размотке рулона путем вытягивания свободной части листа, разматываемого из рулона, давление, оказываемое посредством сжимающего элемента, оказывается под заданным углом между свободной частью листа и радиусом рулона на линии контакта. Было обнаружено, что, таким образом, можно стабилизировать механическую нагрузку, оказываемую на лист в ходе размотки, и управлять ею в пределах допустимого диапазона, что, таким образом, позволяет избежать или свести к минимуму разрыв/повреждение листа. Это является особенно преимущественным в случае таких материалов, как гомогенизированный табачный материал, который, как правило, оказывается одновременно липким, и поэтому требующим приложения довольно большого усилия для его размотки, и хрупким, что позволяет его легко разорвать. При размотке рулонов, изготовленных из свернутого листа гомогенизированного табачного материала по способу согласно изобретению, уменьшение или исключение разрыва/повреждения листов, может вероятно увеличить скорость размотки, а также общую скорость производства.
Кроме того, способ изобретения является относительно простым для применения и не требует дорогого или сложного машинного оборудования.
В контексте настоящего документа термин «лист» обозначает слоистый элемент, имеющий ширину и длину, существенно превышающие его толщину. Ширина листа составляет предпочтительно более приблизительно 10 миллиметров, более предпочтительно более приблизительно 20 миллиметров или приблизительно 30 миллиметров. Еще более предпочтительно ширина листа составляет приблизительно от 100 миллиметров до 300 миллиметров.
«Материал, содержащий алкалоиды» представляет собой материал, который содержит один или более алкалоидов. Среди алкалоидов предпочтительным является никотин, который может быть обнаружен в табаке.
Алкалоиды представляют собой группу встречающихся в природе химических соединений, которые содержат основные атомы азота. Данная группа также включает некоторые родственные соединения с нейтральными и даже слабокислыми свойствами. Некоторые синтетические соединения подобной структуры также называют алкалоидами. В дополнение к углероду, водороду и азоту, алкалоиды также могут содержать кислород, серу и, реже, другие элементы, такие как хлор, бром и фосфор.
Алкалоиды получают с помощью большого ряда организмов, в том числе бактерий, грибков, растений и животных. Их можно очищать из первичных экстрактов этих организмов путем кислотно-основной экстракции. Кофеин, никотин, теобромин, атропин, тубокурарин являются примерами алкалоидов.
В данном контексте термин «гомогенизированный табачный материал» обозначает материал, образованный путем агломерации сыпучего табака, который содержит алкалоид никотин.
Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и формованный лист. Способ формирования листов гомогенизированного табачного материала обычно включает этап, на котором табачную пыль и связующее смешивают с образованием пульпы. Затем эту пульпу используют для создания табачного полотна. Например, путем формования вязкой пульпы на движущуюся металлическую ленту с производством так называемого формованного листа. В качестве альтернативы, пульпа с низкой вязкостью и высоким содержанием воды может использоваться для получения восстановленного табака в процессе, сходном с производством бумаги.
Лист гомогенизированного табачного материала может называться «восстановленным листовым материалом» и быть образован с использованием сыпучего табака (например, восстановленного табака) или сыпучей табачной смеси, увлажнителя и водного растворителя с образованием табачной композиции. Затем осуществляют формование, экструзию, раскатку или прессование табачной композиции с образованием листового материала из табачной композиции. Лист табака может быть образован с использованием влажного процесса, в котором мелкодисперсные табачные частицы используют для изготовления материала, подобного бумаге; или процесса формования листа, в котором мелкодисперсные табачные частицы смешивают вместе со связующим материалом и осуществляют формование на движущейся ленте с образованием листа.
Затем лист гомогенизированного табачного материала предпочтительно сматывают в рулоны, которые необходимо размотать для дополнительной обработки, чтобы они стали частью, например, изделия, образующего аэрозоль, другими словами, для включения в субстрат, образующий аэрозоль, изделия, образующего аэрозоль. В «нагреваемом без сжигания» изделии, генерирующем аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, нагревают до относительно низкой температуры с целью образования аэрозоля, но с предотвращением горения табачного материала. Кроме того, табак, присутствующий в листе гомогенизированного табака, как правило, представляет собой исключительно табак или содержит большую часть табака, присутствующего в гомогенизированном табачном материале такого «нагреваемого без сжигания» изделия, генерирующего аэрозоль. Это означает, что в основе состава аэрозоля, который образует такое «нагреваемое без сжигания» изделие, генерирующее аэрозоль, по существу лежит лишь гомогенизированный табачный материал.
В контексте настоящего документа термин «материал, образующий аэрозоль» обозначает материал, который способен при нагреве выделять летучие соединения для образования аэрозоля. В частности, листовой материал, содержащий алкалоиды, еще конкретнее лист гомогенизированного табачного материала, содержащий вещество для образования аэрозоля, можно классифицировать как материал, образующий аэрозоль. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, образующий аэрозоль, или состоять из него.
Лист гомогенизированного табака в целом содержит, в дополнение к табаку, связующее и вещество для образования аэрозоля, такое как гуаровая смола или глицерин. Образованный из этой композиции лист является «липким», то есть он приклеивается к смежным объектам, и в то же время он является довольно хрупким, имея относительно низкую прочность при растяжении.
Содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять более приблизительно 5 процентов в пересчете на сухой вес. Альтернативно содержание вещества для образования аэрозоля в гомогенизированном табачном материале может составлять от приблизительно 5 процентов до приблизительно 30 процентов в пересчете на сухой вес. Листы материала из гомогенизированного табака могут быть образованы путем агломерирования сыпучего табака, полученного путем помола или измельчения другим способом одного или обоих из табачных листовых пластин и жилок табачного листа; альтернативно или дополнительно листы материала из гомогенизированного табака могут содержать одно или несколько из табачной пыли, табачной мелочи и других сыпучих табачных отходов, образующихся, например, во время обработки, перемещения и отгрузки табака. Листы гомогенизированного табачного материала могут содержать одно или несколько собственных связующих, т. е. табачных эндогенных связующих, одно или несколько внешних связующих, т. е. табачных экзогенных связующих, или их сочетание, что способствует агломерированию сыпучего табака; в качестве альтернативы или дополнительно листы гомогенизированного табачного материала могут содержать другие добавки, включая, но без ограничения, табачные и нетабачные волокна, вещества для образования аэрозоля, увлажнители, пластификаторы, ароматизаторы, наполнители, водные и неводные растворители и их сочетания.
Примерами подходящих веществ для образования аэрозоля являются глицерин и пропиленгликоль.
Отправным пунктом настоящего изобретения является рулон из свернутого листа. Этот лист может быть образован из любого материала. Предпочтительно лист представляет собой лист материала, содержащего алкалоиды, более предпочтительно лист из гомогенизированного табачного материала. Рулон определяет наружную поверхность, содержащую конец листа, намотанного в рулон. Этот конец листа является ненатянутым, т.е. он не заблокирован в рулоне дополнительными слоями листа, намотанными поверх него. Таким образом, конец рулона можно вытянуть, и размотать рулон. Линия разграничения между частью последнего витка намотанного листа, по-прежнему находящейся в контакте с нижележащим слоем, и частью листа, не соприкасающейся с каким-либо другим слоем листа, представляет собой линию контакта рулона. Остальная часть листа, т.е. лист, намотанный в витки, находящиеся в контакте с верхним или нижними слоями листа, обобщенно называется «остатком рулона».
После получения листа материала, такого как лист гомогенизированного табачного материала, его часто необходимо хранить по меньшей мере в течение определенного времени перед дальнейшей обработкой. Для того чтобы хранить его правильно, без риска или с минимальным риском повреждения или без занятия слишком большого пространства, обычно его наматывают в рулоны. Однако намотка в рулон листов некоторых материалов может, таким образом, создавать несколько проблем при последующей размотке из-за «липких» свойств этих листов. Из-за того, что некоторые листы являются липкими, слои, образованные в рулоне при намотке листа на себя самого, могут склеиваться друг с другом, что препятствует размотке.
Настоящее изобретение специально приспособлено для размотки рулонов, выполненных из гомогенизированного табачного материала, как определено выше, однако его также можно применять в любом процессе, где лист, предпочтительно обладающий такими же свойствами, нужно разматывать из рулона.
Форма рулона может быть любой. Он может иметь по существу цилиндрическую форму, однако и овальная или любая деформированная форма, такая как у рулона с выпуклостями, деформирующими нижележащую цилиндрическую форму, не будет препятствовать применению идеи настоящего изобретения.
Для того чтобы правильно размотать рулон, учитывая его липкость и хрупкость, и, таким образом, сводя к минимуму повреждение и, в то же время, поддерживая относительно высокую скорость размотки, согласно способу изобретения, на наружной поверхности рулона, подлежащего размотке, расположен сжимающий элемент, определяющий линию контакта, отделяющую свободную часть листа, разматываемого из рулона, от остатка рулона. При размотке рулона путем вытягивания свободной части листа, разматываемого из рулона, давление, оказываемое посредством сжимающего элемента, оказывается под углом между свободной частью листа и радиусом рулона на линии контакта. Кроме того, наличие сжимающего элемента вынуждает нахождение линии контакта в положении сжимающего элемента. Таким образом, можно стабилизировать механическую нагрузку, оказываемую на лист в ходе размотки, и управлять ей в пределах допустимого диапазона, что, таким образом, позволяет избежать или свести к минимуму разрыв/повреждение листа с одновременным поддержанием высокой скорости размотки.
Предпочтительно в способе изобретения этап прижатия посредством сжимающего элемента включает прижатие наружной поверхности свернутого листа на линии контакта с усилием, составляющим от приблизительно 4 Ньютон до приблизительно 16 Ньютон. Более предпочтительно приложенное усилие заключено в пределах от приблизительно 8 Ньютон до приблизительно 12 Ньютон, и примерно составляет приблизительно 10 Ньютон. В этом диапазоне усилий лист материала может не повреждаться сжимающим элементом, и, в то же время, образуется устойчивая линия контакта. Кроме того, это делает процесс размотки воспроизводимым и «стабильным» для таких рулонов. Для всех рулонов заданного размера и материала, в которых наружные поверхности сжимаются на одной линии контакта с одинаковым усилием, по причине получения управления нагрузкой, прикладываемой к листу, следует ожидать одинаковых свойств размотки.
Предпочтительно способ изобретения включает вытягивание свободного конца листа в направлении размотки так, что угол между свободной частью листа и радиусом рулона на линии контакта составляет от приблизительно 90 градусов до приблизительно 300 градусов. Таким образом, угол, образуемый между радиусом рулона, соприкасающимся с линией контакта, и свободным концом листа, намотанного в рулон, предпочтительно заключен в пределах от приблизительно 90 градусов (тангенциальный случай) до приблизительно 300 градусов, когда лист намотан вокруг сжимающего элемента и «возвращается» в направлении рулона.
Более предпочтительно указанный угол составляет от приблизительно 110 градусов до приблизительно 150 градусов и примерно составляет приблизительно 130 градусов. Таким образом, уменьшается составляющая механической нагрузки, перпендикулярная линии контакта при размотке рулона, что, в свою очередь, уменьшает влияние липкости листа на размотку.
Свободная часть листа также может осуществлять «разворот на 180 градусов» вокруг сжимающего элемента. Т.е. свободная часть листа может вступать в контакт с большей частью периметра сжимающего элемента, а затем продолжать вытягиваться по прямой линии. Угол, образуемый в этом случае между радиусом, соединяющим линию контакта и свободную часть листа, где она снова является прямой, предпочтительно составляет от приблизительно 200 градусов до приблизительно 300 градусов (этим углом считается угол между радиусом и оконечной частью, обращенной к рулону). Более предпочтительно он составляет от приблизительно 250 градусов до приблизительно 290 градусов, и примерно составляет приблизительно 270 градусов. Углы более 180 градусов указывают на случай, в котором лист выполняет «разворот на 180 градусов» вокруг сжимающего элемента.
В случае выполнения «разворота на 180 градусов», в ходе размотки рулона получается расширенный контакт между периметром сжимающего элемента и свободной частью листа по сравнению со случаем, в котором разворот на 180 градусов не выполняется. Контакт между листом и сжимающим элементом имеет место на относительно «длинной» части листа. Лист предпочтительно вступает в контакт со сжимающим элементом на по меньшей мере приблизительно 60 процентов, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 40 процентов, предпочтительно по меньшей мере приблизительно 20 процентов, наружного периметра сжимающего элемента. Лист по существу «оборачивается вокруг» сжимающего элемента. Это обеспечивает возможность повышения стабилизации и улучшения управления механической нагрузкой, оказываемой на лист в ходе размотки, в пределах допустимого диапазона, что, таким образом, позволяет дополнительно избежать или свести к минимуму разрыв/повреждение листа.
Под «радиусом рулона на линии контакта» подразумевается радиус рулона, соединяющий центр рулона с линией контакта.
Под «углом между радиусом рулона на линии контакта и свободной частью листа» подразумевается угол, образованный между определенным радиусом и направлением, заданным свободной частью листа, соединенной с остатком рулона, при этом считается, что лист имеет «незначимую» толщину.
Предпочтительно способ изобретения включает перемещение положения сжимающего элемента при размотке листа таким образом, что угол между свободной частью листа и радиусом рулона на линии контакта в ходе размотки составляет от приблизительно 90 градусов до приблизительно 300 градусов. Более предпочтительно, указанный угол в ходе размотки поддерживается в пределах от приблизительно 110 градусов до приблизительно 150 градусов и примерно составляет приблизительно 130 градусов. Более предпочтительно угол в ходе размотки поддерживается в пределах от приблизительно 200 градусов до приблизительно 300 градусов. Вышеуказанное преимущество предпочтительно сохраняется в течение всей размотки рулона.
Предпочтительно, способ изобретения включает:
крепление сжимающего элемента к одному концу рычага;
закрепление противоположного конца рычага в центре вращения;
вращение рычага вокруг центра вращения в ходе размотки с одновременным поддержанием сжимающего элемента на линии контакта.
При использовании такой установки достигается надлежащее управление усилием, прикладываемым к наружной поверхности рулона.
Предпочтительно в способе изобретения этап прижатия посредством сжимающего элемента наружной поверхности рулона включает изменение положения гири, соединенной со сжимающим элементом. При создании относительно простого механизма, прикладывающего усилие к наружной поверхности рулона, были задействованы преимущества силы тяжести. Усилие, прикладываемое к рулону, предпочтительно представляет собой комбинацию усилий. Предпочтительно усилие, прикладываемое к сжимающему элементу, является радиальным, т.е. направленным по радиусу рулона. Радиальным усилием легко управлять, например, путем регулировки положения гири.
Предпочтительно лист представляет собой лист материала, содержащего алкалоиды. Более предпочтительно лист представляет собой лист гомогенизированного табачного материала.
Предпочтительно способ включает:
выбор значения усилия, прижимающего наружную поверхность рулона посредством сжимающего элемента, на основании одного или нескольких свойств рулона или листа.
Значение усилия, прижимающего лист, можно выбрать в зависимости от свойств самого рулона, например, того, является он цилиндрическим или отклоняется от цилиндрической формы. В последнем случае нужно соблюдать осторожность с тем, чтобы не разорвать лист при наличии «выпуклостей», и тогда рассматривается меньшее значение усилия. Кроме того, значение приложенного усилия может зависеть от материала, из которого образован лист, например, от того является он более или менее липким или тонким.
Согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к набору для размотки листа материала, намотанного в рулон, который содержит:
рулон, определяющий наружную поверхность и содержащий свободную часть листа, разматываемого из рулона;
устройство, которое содержит:
держатель рулона, удерживающий рулон с возможностью вращения вокруг оси;
сжимающий элемент, причем указанный элемент расположен на наружной поверхности рулона так, что он определяет линию контакта, при этом линия контакта представляет собой линию отделения свободной части листа от остатка рулона;
вытягивающее устройство, приспособленное для вытягивания свободной части листа из рулона по направлению размотки;
прижимное устройство, приспособленное для толкания сжимающего элемента к наружной поверхности рулона с заданным усилием;
вариатор, связанный с прижимным устройством и выполненный с возможностью изменения значения заданного усилия на основании одного или нескольких свойств рулона или листа.
Согласно дальнейшему аспекту, изобретение относится к набору для размотки листа материала, намотанного в рулон, который содержит:
рулон, определяющий наружную поверхность и содержащий свободную часть листа, разматываемого из рулона;
устройство, которое содержит:
держатель рулона, удерживающий рулон с возможностью вращения вокруг оси;
сжимающий элемент, причем указанный элемент расположен на наружной поверхности рулона так, что он определяет линию контакта, при этом линия контакта представляет собой линию отделения свободной части листа от остатка рулона;
вытягивающее устройство, приспособленное для вытягивания свободной части листа из рулона по направлению размотки;
при этом сжимающий элемент и вытягивающее устройство соответственно расположены таким образом, что угол между свободной частью листа по направлению размотки и радиусом рулона на линии контакта составляет от приблизительно 110 градусов до приблизительно 150 градусов или от приблизительно 200 градусов до приблизительно 300 градусов.
Преимущества этого набора уже были описаны со ссылкой на вышеуказанный способ согласно настоящему изобретению, и не будут повторяться здесь.
Предпочтительно, в наборе согласно изобретению сжимающий элемент и вытягивающее устройство соответственно расположены таким образом, что угол между свободной частью листа по направлению размотки и радиусом рулона на линии контакта составляет от приблизительно 90 градусов до приблизительно 300 градусов, более предпочтительно от приблизительно 110 градусов до приблизительно 150 градусов, и примерно составляет приблизительно 130 градусов. Предпочтительно этот угол составляет от приблизительно 200 градусов до приблизительно 300 градусов (этим углом считается угол между радиусом и оконечной частью, обращенной к рулону). Более предпочтительно он составляет от приблизительно 250 градусов до приблизительно 290 градусов, и примерно составляет приблизительно 270 градусов.
Предпочтительно сжимающий элемент содержит валик, неподвижный ползун или их комбинацию. Более предпочтительно сжимающий элемент содержит несколько валиков, находящихся в контакте с наружной поверхностью рулона.
Предпочтительно в наборе согласно настоящему изобретению сжимающий элемент выполнен с возможностью перемещения на наружной поверхности рулона.
Предпочтительно устройство содержит прижимное устройство, приспособленное для толкания сжимающего элемента к наружной поверхности рулона с заданным усилием. Более предпочтительно указанное усилие является радиальным в направлении центра рулона.
Предпочтительно прижимное устройство содержит:
рычаг, содержащий первый конец, который крепится к сжимающему элементу, и второй конец, закрепленный в центре вращения и приспособленный для вращения вокруг центра вращения для размещения сжимающего элемента в определенном положении на линии контакта при размотке;
гирю, приспособленную для перемещения вдоль рычага и для увеличения или уменьшения усилия, толкающего сжимающий элемент к наружной поверхности рулона;
стопорное устройство, приспособленное для блокирования положения сжимающего элемента на наружной поверхности рулона.
Предпочтительно прижимное устройство содержит стопорный элемент, приспособленный для блокирования гири на рычаге. Более предпочтительно стопорный элемент содержит пару болтов.
Предпочтительно стопорное устройство содержит зубчатый элемент, содержащий конец, который крепится к рычагу прижимного устройства, и клиновую собачку, приспособленную для вхождения в контакт с зубцами зубчатого элемента.
Настоящее изобретение далее будет описано исключительно в качестве примера со ссылкой на сопроводительные графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан схематический вид сбоку первого варианта осуществления устройства для размотки рулона согласно настоящему изобретению;
на фиг. 2 показан схематический вид сбоку второго варианта осуществления устройства для размотки рулона согласно настоящему изобретению;
на фиг. 3 показан схематический вид сбоку третьего варианта осуществления устройства для размотки рулона согласно настоящему изобретению;
на фиг. 4 показан схематический вид сбоку четвертого варианта осуществления устройства для размотки рулона согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 более детально показан схематический вид сбоку первого варианта осуществления устройства, представленного на фиг. 1; и
на фиг. 6 показан схематический вид сбоку подробностей устройства, представленного на фиг. 5.
На фиг. 7 показан схематический вид сбоку пятого варианта осуществления устройства для размотки рулона согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 показан схематический вид сбоку устройства 100 для размотки рулона 1 согласно настоящему изобретению. Устройство 100 и рулон 1 образуют набор 50.
Рулон 1 образован путем намотки листа 20 материала, определяющего свободную часть 12 листа, разматываемого из рулона 1, и наружную поверхность 11. Предпочтительно лист 20 материала представляет собой лист гомогенизированного табака.
Разделительная линия между свободной частью 12 листа 200 и остатком рулона называется линией 13 контакта. Кроме того, рулон 1 определяет центр 15 и радиус 14 (представленный на фигурах пунктирной линией).
Устройство 100 содержит держатель 101 рулона, сжимающий элемент 102 и вытягивающее устройство 103.
Держатель 101 рулона удерживает рулон 1. Предпочтительно центр держателя рулона совпадает с центром 15 рулона 1. Предпочтительно рулон 1 введен в держатель 101 рулона. Держатель рулона выполнен с возможностью вращения вокруг оси, проходящей через его центр.
Сжимающий элемент 102 приспособлен для контактирования с наружной поверхностью 11 рулона 1 и для ее прижатия с заданным усилием 109. Это усилие предпочтительно направлено по радиусу 14 рулона, в частности по радиусу 14’ рулона, соединяющему центр рулона с линией 13 контакта. Усилие 109 составляет от приблизительно 4 Ньютон до приблизительно 16 Ньютон, и оно может быть выбрано и изменено в зависимости от свойств рулона и/или листа.
В ходе размотки сжимающий элемент может изменять положение, т.е. в ходе размотки может изменяться положение линии 13 контакта.
Вытягивающее устройство 103 содержит пару валиков и вытягивает свободную часть 12 рулона 1 по направлению 104 размотки. Расстояние между вытягивающим устройством 103 и рулоном 1 зависит от типа рулона 1, листового материала, скорости размотки и количества листового материала, остающегося на рулоне 1. Это расстояние должно быть как можно меньше, предпочтительно менее приблизительно 2 метров, предпочтительно менее приблизительно 50 сантиметров.
Свободная часть 12 вытягивается по направлению 104 размотки, образуя заданный угол с радиусом 14’ на линии контакта. Ниже этот угол обозначается ссылочной позицией 105.
В варианте осуществления, изображенном на фиг. 1, сжимающий элемент 102 содержит валик 106, расположенный на наружной поверхности 11 рулона 1 и определяющий линию 13 контакта, которая отделяет свободную часть 12 от остатка рулона 1, когда свободная часть вытянута, как подробно описано ниже.
Сжимающий элемент 102 приводят в контакт с наружной поверхностью 11 рулона 1 и прикладывают усилие 109. В ходе размотки валик 106 также вращается вместе с рулоном 1. Предпочтительно усилие 109 поддерживают в пределах заданного диапазона или при по существу фиксированном значении.
На фиг. 2 показан схематический вид сбоку другого варианта осуществления устройства 200 для размотки рулона 1 согласно настоящему изобретению.
Разница между устройством 100 согласно вышеописанному первому варианту осуществления и устройством 200 заключается в сжимающем элементе. Поэтому другие характерные признаки устройства 200, являющиеся такими же, как у устройства 100, или эквивалентными, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Устройство 200 содержит держатель 101 рулона, сжимающий элемент 102 и вытягивающее устройство 103.
Сжимающий элемент 102 содержит несколько валиков 116, расположенных в контакте с наружной поверхностью 11 рулона 1 и определяющих линию 13 контакта, отделяющую свободную часть 12 от остатка рулона 1. Предпочтительно каждый из валиков 116 имеет диаметр меньше диаметра валика 106, являвшегося единственным валиком в варианте осуществления, представленном на фиг. 1. Валики 116 могут быть идентичными друг другу или разными. Их диаметры могут отличаться. Валики 116 прикладывают комбинированное усилие 109 в направлении центра рулона и по радиусу рулона 1.
Функции указанных нескольких валиков 116 и устройства 200 являются такими же, как описано для устройства 100. Разница в данном случае заключается в том, что в ходе вытягивания свободной части 12 вращаются все валики 116 (а не только единственный валик, как в первом варианте осуществления). В устройстве 200, представленном на фиг. 2, угол 105 примерно составляет приблизительно 130 градусов.
На фиг. 3 показан схематический вид сбоку третьего варианта осуществления устройства 300 для размотки рулона 1 согласно настоящему изобретению.
Разница между устройствами 100 и 200 согласно вышеописанным первому и второму вариантам осуществления и устройством 300 заключается в сжимающем элементе. Поэтому другие характерные признаки устройства 300, являющиеся такими же, как у устройств 100 и 200, или эквивалентными, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Устройство 300 содержит держатель 101 рулона, сжимающий элемент 102 и вытягивающее устройство 103.
Сжимающий элемент 102 содержит неподвижный ползун 121, расположенный в контакте с наружной поверхностью 11 рулона 1 и определяющий линию 13 контакта, отделяющую свободную часть 12 от остатка рулона 1.
Функции неподвижного ползуна 121 и устройства 300 являются такими же, как описано для устройства 100 или 200. В устройстве 300, представленном на фиг. 4, угол 105 примерно составляет приблизительно 130 градусов.
Когда свободную часть 12 вытягивают по направлению 104, рулон 1 вращается. Однако ползун 121 не вращается: он скользит по поверхности разматываемого листа. Усилие 109 прикладывается ползуном 121 в направлении центра 15 рулона по его радиусу.
На фиг. 4 показан схематический вид сбоку четвертого варианта осуществления устройства 400 для размотки рулона 1 согласно настоящему изобретению.
Разница между устройствами 100, 200 и 300 согласно вышеописанным первому, второму и третьему вариантам осуществления и устройством 400 заключается в сжимающем элементе. Поэтому другие характерные признаки устройства 400, являющиеся такими же, как у устройств 100-300, или эквивалентными, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Устройство 400 содержит держатель 101 рулона, сжимающий элемент 102 и вытягивающее устройство 103.
Сжимающий элемент 102 содержит комбинацию неподвижного ползуна 121 и нескольких валиков 126, расположенных в контакте с наружной поверхностью 11 рулона 1. Сжимающий элемент 102 определяет линию 13 контакта, отделяющую свободную часть 12 от остатка рулона 1.
Функции комбинации неподвижного ползуна 121 и нескольких валиков 126 и устройства 400 являются такими же, как описано для устройства 100. В устройстве 400, представленном на фиг. 4, угол 105 примерно составляет приблизительно 130 градусов.
Когда свободную часть 12 вытягивают по направлению 104, рулон 1 вращается. Ползун 121 не вращается: он скользит по поверхности разматываемого листа. Валики 126 вращаются вокруг своих осей.
На фиг. 7 показан схематический вид сбоку другого варианта осуществления устройства 500 для размотки рулона 1 согласно настоящему изобретению.
Разница между вышеописанными устройствами 100, 200, 300 и 400 и устройством 500 заключается в угле 105, который в данном варианте осуществления составляет приблизительно 270 градусов.
Поэтому другие характерные признаки устройства 500, являющиеся такими же, как у устройства 100, или эквивалентными, обозначены одинаковыми ссылочными позициями.
Сжимающий элемент 102 содержит валик 106, расположенный на наружной поверхности 11 рулона 1 и определяющий линию 13 контакта, отделяющую свободную часть 12 от остатка рулона 1.
Свободная часть листа осуществляет приблизительно «разворот на 180 градусов» вокруг сжимающего элемента и «возвращается» в направлении рулона.
На фиг. 5 показан более подробный вид устройства 100 согласно первому варианту осуществления. В частности на данной фигуре приведен пример устройства, выполненного с возможностью соединения со сжимающим элементом 102 таким образом, что сжимающий элемент может оказывать усилие 109 в направлении центра рулона 1. Несмотря на то, что на фиг. 5 показано устройство, примененное только к варианту осуществления, представленному на фиг. 1, это устройство может быть применено к любому сжимающему элементу вариантов осуществления 1-4 или 7.
Устройство, соединенное со сжимающим элементом 102, содержит прижимное устройство 108.
Прижимное устройство 108 содержит первый и второй рычаги 110, 111, гирю 114, стопорное устройство 115 и стопорный элемент 118.
Первый рычаг 110 имеет первый конец, который крепится к валику 106, и второй конец, закрепленный в центре 113 вращения.
При размотке рулона 1 первый рычаг 110 вращается вокруг центра 113 вращения и размещает валик 106 в определенном положении на линии 13 контакта.
Второй рычаг 111 соединен с концом первого рычага 110 и образует заданный угол с последним 110. Первый и второй рычаги неподвижно скреплены друг с другом в центре 113 вращения таким образом, что они вращаются вместе. Предпочтительно угол, образованный между первым и вторым рычагами 110, 111 является острым.
Во второй рычаг введена гиря 114. Гиря 114 может перемещаться по второму рычагу, например скользить по нему, в пределах заданного интервала. Поэтому расстояние между свободным концом второго рычага и гирей может изменяться. Подвижная гиря, таким образом, имеет функцию вариатора усилия 109, прикладываемого к сжимающему элементу. Гиря 114 перемещается по рычагу 110 в направлении, указанном пунктирной линией 122, и ее можно заблокировать в заданном положении при помощи стопорного элемента 118.
На фиг. 5 стопорный элемент 118 содержит пару болтов.
При изменении положения гири 114 на втором рычаге 111 увеличивается или уменьшается усилие (в направлении, указанном стрелкой 109), толкающее валик 106 к наружной поверхности 11 рулона 1.
Таким образом, усилие 109, прикладываемое сжимающим элементом 102 (валиком 106) на наружную поверхность рулона 1, зависит от положения скользящей гири 114 на втором рычаге и может быть изменено.
Прижимное устройство 108 также содержит стопорное устройство 115, допускающее вращение первого и второго рычагов 110, 111 в единственном направлении (или по часовой, или против часовой стрелки вокруг центра 113 вращения). Изменение направления вращения невозможно из-за стопорного устройства. Как изображено на фиг. 6, стопорное устройство 115 содержит зубчатый элемент 117 и клиновую собачку 119, расположенные на стержне 131, соединяющем первый и второй рычаги. Зубчатый элемент 117 содержит несколько зубцов 120. Зубцы и клиновая собачка могут взаимодействовать друг с другом.
Первый и второй рычаги 110, 111 соединены стержнем 131, в котором присутствует стопорное устройство, как показано на фиг. 5. Клиновая собачка 119 расположена перед стержнем 131 таким образом, что она входит в контакт с одним из зубцов 120 зубчатого элемента 117: клиновая собачка 119 может скользить по зубцам 120, когда вращение рычагов вокруг центра 113 вращения происходит против часовой стрелки и, в то же время, блокировать положение валика 106 на наружной поверхности 11 рулона 1, если вращение происходит по часовой стрелке. Это является возможным благодаря форме и расположению клиновой собачки 119 и зубчатого элемента 117.
Поэтому прижимное устройство 108 обеспечивает возможность надежного приложения сжимающим элементом 102 усилия 109 на наружной поверхности рулона 1 по радиусу рулона, поскольку этим усилием всегда можно управлять и даже изменять его, произвольно располагая гирю 114.
В ходе работы свободную часть 12 вытягивают по направлению 104 при помощи вытягивающего устройства 103. Угол 105 образуется между радиусом 14’ рулона на линии 13 контакта и свободной частью листа. Этот угол зависит от положений вытягивающего устройства, сжимающего элемента и рулона. Однако локально, т.е. на линии 13 контакта, этот угол составляет по существу 90 градусов по причине геометрии сжимающего элемента 102. На пересечении направления 104 и радиуса 14’ образуется угол 105, составляющий в вариантах осуществления, представленных на фиг. 1-4, приблизительно 130 градусов, тогда как в варианте осуществления, представленном на фиг. 7, он составляет приблизительно 270 градусов. Этот угол изменяется в ходе размотки по причине уменьшения размера (радиуса) рулона 1. Предпочтительно этот угол остается в пределах предписанных диапазонов также и в ходе размотки.