СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ КАЧЕСТВА СОЕДИНЕНИЯ В ИЗДЕЛИЯХ ТАБАЧНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
METHOD AND DEVICE FOR MEASURING QUALITY OF COMPOUNDS IN ARTICLES OF TOBACCO INDUSTRY

Данное изобретение относится к способу и устройству для измерения качества соединения в изделиях табачной промышленности.
Изобретение используется в табачной промышленности, в частности для измерения качества адгезионного соединения между оберткой и наполнителем стержня, используемого в табачной промышленности.
В настоящее время используются как фильтр, изготовленный из одного фильтрующего материала, так и из нескольких различных материалов, так называемые многосегментные фильтры. Стержни, содержащие фильтрующий материал одного вида, образуют путем разрезания непрерывного фильтрующего стержня, который образуют путем обертывания оберткой пряди фильтрующего волокна. В последующем процессе изготовления стержни разрезают на множество отдельных фильтров, применяемых с сигаретами. Многосегментные стержни образуют путем разрезания непрерывного стержня, который образуют путем обертывания множества сегментов различных фильтрующих материалов. В обоих случаях используется поворотная режущая головка с ножами, расположенными на его окружности. В случае многосегментных стержней разрезание стержней, как правило, состоит в разрезании одного из сегментов пополам. В последующем процессе производства многосегментные стержни разрезают на множество отдельных фильтров, используемых с сигаретами. В готовой сигарете первый сегмент выполнен с возможностью удерживаться курильщиком во рту. Обычно ожидается, что в течение курения этот сегмент не выпадет из сигареты или не попадет в рот курильщика. Что касается фильтров, изготовленных из одного материала, также ожидается, что они не будут перемещаться относительно обертки. Обычно используемый способ фиксации сегмента заключается в их приклеивании к обертке. В настоящее время производители сигарет используют различные фильтрующие материалы, а также различные материалы обертки для фильтров. С точки зрения адгезионного соединения фильтрующих материалов и материалов обертки очень важным вопросом является распространение адгезива в пространстве между склеиваемыми поверхностями и проникновение адгезива в структуры как обертки, так и фильтрующего материала. Эти факторы определяют силу, удерживающую сегменты в обертке, то есть силу соединения сегментов с оберткой. Для фиксации сегментов используют один или несколько адгезионных дорожек, тогда как такие дорожки могут иметь различные формы. Среди производителей изделий табачной промышленности существует потребность в устройстве проверки качества соединения сегментов с оберткой, в частности коротких сегментов, расположенных на конце мундштука фильтра, для которых поверхность, предназначенная для склеивания с оберткой, мала. Кроме того, существует потребность в устройстве проверки удерживающей силы табачного наполнителя в сигаретах в зависимости от эластичности табака, степени наполнения и сил трения между табачными волокнами и материалом обертки.
В документе US 5144845 раскрыто устройство, выполненное с возможностью проверки адгезионного соединения, которое содержит подвижную каретку, на которой может быть фиксирован один из испытываемых материалов, и упорный стержень, в который может быть установлен второй из исследуемых материалов. Устройство также содержит средство для нанесения клея для формирования клеевого слоя между испытываемыми материалами. Эти средства установлены на подвижной каретке. Кроме того, устройство содержит средства перемещения каретки и средства, выполненные с возможностью нажима на каретку и упорный стержень, которые вместе соединяют оба материала друг с другом со слоем нанесенного клея, размещенного между ними. Затем производится попытка отделить друг от друга испытываемые материалы путем нажатия на каретку и упорный стержень, при этом с помощью тензодатчика измеряется усилие, необходимое для их отделения.
Задачей данного изобретения является разработка способа и устройства, которые позволяют проверить качество соединения изделий табачной промышленности, в частности многосегментных стержней, без приложения напряжений к испытываемым изделиям и без их деформации.
Сущностью изобретения является способ измерения качества соединения в стержнеподобном изделии табачной промышленности, содержащем стержень с наполнителем и обертку. Согласно изобретению испытуемый стержень, используемый в изделии табачной промышленности, фиксируют в измерительном устройстве в гнезде для фиксации стержня в поворотном измерительном столе, затем поворотный измерительный стол приводят во вращательное движение, посредством измерительного блока измеряют перемещение наполнителя испытываемого стержня из обертки, и определяют качество соединения между оберткой и наполнителем стержня на основании степени перемещения наполнителя стержня из обертки и центробежной силы.
Способ согласно изобретению отличается тем, что качество испытуемого стержня определяют на основании центробежной силы, которую измеряют опосредованно путем учета скорости вращения поворотного стола и физических параметров испытуемого изделия или непосредственно посредством датчика центробежной силы.
Способ согласно изобретению отличается тем, что поворотный измерительный стол приводят во вращательное движение, после чего скорость вращения измерительного стола устанавливают на постоянном уровне и поддерживают на этом установленном уровне в течение определенного периода времени.
Способ согласно изобретению отличается тем, что поворотный измерительный стол приводят во вращательное движение, в то время как скорость вращения измерительного стола увеличивается во времени.
Способ согласно изобретению отличается тем, что испытание прерывают, когда перемещение наполнителя стержня превысило определенный предел или истек определенный период времени.
Сущностью изобретения является также устройство для измерения качества соединения в стержнеподобном изделии табачной промышленности, содержащем стержень с наполнителем и обертку. Согласно изобретению устройство содержит поворотный измерительный стол с механическим приводом и с регулируемой скоростью вращения, гнезда для фиксации стержней, используемых в изделиях табачной промышленности, которые расположены в поворотном измерительном столе, измерительный блок, содержащий датчик для измерения степени перемещения наполнителя стержня из обертки, и блок управления, выполненный с возможностью определять качество соединения между оберткой и наполнителем стержня на основании степени перемещения наполнителя стержня и центробежной силы.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что гнезда для фиксации стержня выполнены радиально в поворотном измерительном столе.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что гнезда для фиксации стержня выполнены в поворотном измерительном столе под углом к радиусу, при этом блок управления выполнен с возможностью определять качество соединения между оберткой и наполнителем стержня, используемого в табачной промышленности, также на основании угла между гнездом для фиксации стержня и радиусом поворотного измерительного стола.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что датчик измерительного блока выбран из группы, включающей в себя: механические датчики, оптические датчики и электромагнитные датчики.
Устройство согласно изобретению отличается тем, что оно содержит датчик центробежной силы.
Благодаря использованию способа и устройства в соответствии с изобретением может быть достигнута высокая точность измерения удерживающей силы наполнителя изделия. Кроме того, нет необходимости в воздействии на наполнитель испытуемого изделия, он не деформируется, при этом нет элементов, которые фиксируются или приклеиваются к нему. В результате обеспечивается повторяемость условий измерения.
Данное изобретение подробно показано ниже в предпочтительном варианте его осуществления на чертежах, на которых:
на фиг. 1 показан пример многосегментного стержня;
на фиг. 2 показан другой пример многосегментного стержня в виде сигареты с фильтром;
на фиг. 3 показан вид сверху поворотного измерительного стола;
на фиг. 4 показан поворотный измерительный стол согласно фиг. 2 в разрезе до начала испытания;
на фиг. 5 показан поворотный измерительный стол согласно фиг. 2 в разрезе после испытания;
на фиг. 6 показан вид стержня согласно фиг. 4, зафиксированный посредством адгезионной ленты;
на фиг. 7 показан вид стержня согласно фиг. 4, зафиксированный посредством держателя.
Это изобретение относится к любым изделиям и полуготовым изделиям табачной промышленности, включающим в себя многосегментные фильтрующие стержни, содержащие фильтрующие сегменты, причем многосегментные фильтрующие стержни содержат фильтрующие сегменты и дополнительные компоненты, изменяющие аромат изделия или дающие такой аромат, при этом многосегментные фильтрующие стержни содержат фильтрующие сегменты и дополнительные объекты, изменяющие фильтрующие свойства используемых фильтрующих материалов. Многосегментные стержни содержат как фильтрующие, и не фильтрующие сегменты, многосегментные изделия с пониженным содержанием табака, а также сигареты с наклеенным односегментным или многосегментным фильтрующим мундштуком. Все элементы и материалы, содержащиеся в стержнях, называются ниже сегментами или наполнителем. Сегменты обернуты общей оберткой с образованием стержня, представляющего собой изделие табачной промышленности. Изделие табачной промышленности может содержать соединенные стержни, обернутые оберткой, которая соединяет отдельные стержни. На фиг. 1 и 2 показаны примеры стержней 1А и 1В табачной промышленности. Многосегментный фильтрующий стержень 1А содержит сегмент 2 одного вида и два сегмента 3 другого вида, обернутые оберткой 4А. На практике также могут использоваться стержни с большим количеством сегментов, при этом обычно все сегменты приклеены к обертке. Стержень 1В, являющийся сигаретой с фильтром, содержит фильтрующую часть 5, представляющую собой мундштук, и табачную часть 6, обернутую с концом 4В.
Измерительный стол 10 с осью X вращения, показанный в виде сверху на фиг. 3 и в разрезе Α-A на фиг. 4, имеет гнезда 11, выполненные, например, в виде продольных углублений 1А, 1В с возможностью приема стержней 1А, 1В, при этом гнезда 11 могут быть, например, цилиндрическими и адаптированными к диаметру стержня или могут иметь плоские поверхности, наклоненные относительно друг друга. Гнезда 11 могут быть выполнены радиально или под определенным углом к радиальному направлению. Фильтрующий стержень 1А, показанный на фиг. 3, приклеен посредством адгезионной ленты 12, которая также показана в виде В на фиг. 6. Фиг. 3 также показывает другой стержень 1В, зафиксированный посредством держателя 14, который может быть привинчен к измерительному столу или прикреплен другим способом. Стержень 1В также показан в виде С на фиг. 7. Держатель 14 имеет, в углублении 15 со стороны стержня 1В, шероховатую удерживающую поверхность 16, например, с фактурой абразивной бумаги, или эта поверхность имеет иглы (не показаны), которые удерживают обертку 4В. Иглы на удерживающей поверхности 16 могут протыкать только обертку 4В; они могут также проникать в мундштук 5, что не влияет на измерение удерживающей силы табачной части 6.
Испытываемый стержень помещают в гнездо 11 на поворотном измерительном столе 10 и затем фиксируют с использованием крепежных средств 12, 14. Устройство содержит измерительный блок, содержащий, среди прочего, блок управления, датчик скорости вращения и датчики перемещения. Поворотный стол 10 приводится во вращательное движение посредством привода 20, при этом скорость вращения задается блоком 21 управления и контролируется посредством датчика 22 скорости вращения. В течение вращательного движения на наполнитель стержня действует центробежная сила, при этом центробежная сила увеличивается с увеличением скорости вращения. Центробежная сила уравновешивается силой, создаваемой соединением между наполнителем и оберткой. После того, как максимальная сила, которая может быть обеспечена указанным соединением, была достигнута или превышена, наполнитель 3, 6 может перемещаться, что может быть обнаружено датчиком 13, при этом сигнал, информирующий, что наполнитель переместился, может быть отправлен к блоку 21 управления. Если превышен определенный предел перемещения, то измерительный стол останавливается. Для каждого перемещения наполнителя может быть записана скорость вращения, при которой произошло это перемещение, что при известности физических параметров, таких как геометрические параметры и масса наполнителя, обеспечивает возможность вычислить силу соединения наполнителя с оберткой.
Может оказаться, что перемещение наполнителя может происходить постепенно или наполнитель может деформироваться и может оказаться трудным точно определить, в какой момент наполнитель переместился. В таком случае можно использовать несколько датчиков, задачей которых является измерение степени перемещения с увеличением скорости вращения измерительного стола. Можно одновременно проводить измерения для множества испытываемых образцов. Испытание также может быть выполнено таким образом, что испытуемые стержни устанавливают на поворотном столе, при этом после приведения измерительного стола во вращательное движение скорость вращения увеличивают до определенного значения и эту скорость поддерживают в течение определенного времени, а затем, после остановки устройства, производят оценку соединения наполнителя с оберткой. При испытании множества стержней одного вида испытания могут быть автоматизированы, причем критерием контроля качества является любое перемещение наполнителя или отсутствие превышения определенного значения перемещения, при этом нет необходимости в визуальной оценке испытуемого стержня. Тем не менее, в случае необходимости детального анализа поведения наполнителя стержня в течение теста визуальная оценка всегда может оказаться необходимой.