УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМПОНЕНТА ИЗДЕЛИЯ, ГЕНЕРИРУЮЩЕГО АЭРОЗОЛЬ
DEVICE FOR PRODUCTION OF COMPONENT OF AEROSOL GENERATING PRODUCT

Настоящее изобретение относится к устройству для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль.
В некоторых производственных установках для изготовления изделий, генерирующих аэрозоль, некоторые материалы в формате листа проходят от одной стороны (так называемой стороны устройства подачи) производственного оборудования, где лист упаковывают в «единицу ввода» (например, рулон), до другой стороны производственного оборудования, где к листу применяют различные виды обработки (такие виды обработки включают, например, гофрирование, сжатие и т. д.).
Такими материалами может быть гомогенизированный табачный материал, также называемый TCL (табачный формованный лист), который высушивают и затем разрезают на пленки или листы, которые скручивают в рулоны для хранения и транспортировки. Когда этот материал смотан в рулоны, его трудно раскручивать, потому что TCL является одновременно клейким, поэтому требующим приложения довольно большого усилия для раскручивания, и хрупким, чтобы его легко было отрывать. Другими материалами может быть, например, PLA (полимолочная кислота), которую используют для изготовления отдельной части фильтра изделий, генерирующих аэрозоль.
Несмотря на то, что устройства могут работать непрерывно, без остановки, сторона устройства подачи производственного оборудования периодически требует пополнения, поскольку лист поступает в количестве, ограниченном форматом упаковки листов, например, рулонами, называемыми единицами ввода.
Для того чтобы справляться с отсутствием листа, которое случается во время замены полностью использованной единицы ввода на новую без остановки или чрезмерного замедления обработки листа на другом конце устройства, система может использовать движущиеся валики для создания буфера листа.
В этой «буферной системе» могут использоваться несколько валиков, способных перемещаться, и по этой причине называемых «подвижными валиками», во встречном или противоположном направлении относительно других валиков, которые неподвижно закреплены («неподвижные валики»), при этом лист проходит вдоль этих двух типов валиков.
Во время замены единицы ввода, когда входящий лист останавливается (или перемещается со значительно сниженной скоростью), например, для сращивания старого листа и нового, подвижные валики перемещаются в направлении неподвижных валиков, таким образом, высвобождая дополнительную длину листа, который проходил между ними, и подают лист на участок обработки устройства, пока новая единица ввода еще не проходит.
При прохождении новой единицы ввода подвижные валики перемещаются назад от неподвижных валиков для создания более длинного пути для листа, таким образом создавая буфер листа, который может быть использован во время следующей замены единицы ввода.
Как правило, такая буферная система является вертикальной, что означает, что путь, по которому следует лист, проходит вертикально.
На фиг. 1 и 2 показаны буферные системы согласно данному сравнительному примеру. Валики в верхнем положении должны быть единственными из тех, которые могут перемещаться в направлении валиков в нижнем положении.
На фиг. 1 проходит единица ввода и подвижные валики далеко разнесены, с максимальным расстоянием между верхним и нижним валиками.
На фиг. 2 единицу ввода заменяют. Подвижные валики приближены к неподвижным валикам для доставки листа, находящегося в буферной зоне на расстоянии, которое ранее было между ними.
Количество листов, находящихся в буферной зоне, в этих буферных системах, примерно равно удвоенной разности между максимальным и минимальным расстоянием от подвижных валиков до неподвижных валиков, умноженной на количество подвижных валиков.
Вертикальная буферная система подразумевает, что в два раза больше веса материала, проходящего между нижним валиком и верхним валиком (т.е. вес материала, имеющего длину, равную максимальной высоте, показанной на фиг. 1), удерживается на участках материала, контактирующих с валиками в верхнем положении.
Горизонтальные буферные системы показаны на прилагаемой фиг. 3.
На фиг. 3 показан горизонтальный буфер для валиков без опор. В этих горизонтальных буферах лист не опирается на опоры. В этом случае может существовать недостаток, заключающийся в том, что вес материала оттягивает лист перпендикулярно пути листа и может повредить лист, а также привести к вибрации листа от одного валика к другому, увеличивая возможный ущерб.
При производстве изделий, генерирующих аэрозоль, некоторые листы материала, которые используются, могут быть достаточно хрупкими, могут иметь низкую прочность на разрыв, в то же время они могут быть тяжелыми. Например, TCL (табачный формованный лист), который представляет собой лист, включающий материал, содержащий табак, может обладать данными свойствами и может быть поврежден вследствие необходимости выдерживать собственный вес в отсутствие опоры.
Следовательно, существует потребность в устройстве для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, при этом указанное устройство имеет буферную систему, которая может сохранять насколько возможно материал, сводя к минимуму его повреждение.
В первом аспекте настоящее изобретение относится к устройству для производства компонента для изделия, генерирующего аэрозоль, при этом устройство содержит: буферную установку, при этом буферная установка, содержит: неподвижные направляющие листа; подвижные направляющие листа, выполненные с возможностью перемещения возвратно–поступательном образом в направлении к неподвижным направляющим листа, и в направлении от неподвижных направляющих листа; исполнительный элемент для перемещения подвижных направляющих листа, при этом неподвижные и подвижные направляющие листа вместе образуют зигзагообразную траекторию для листа, имеющую изменяемую длину для изменения общей длины листа материала на буферной установке; опоры для листа, при этом опоры расположены таким образом, что когда подвижные направляющие листа перемещают в сторону неподвижных направляющих листа, по меньшей мере одна из подвижных направляющих листа расположена между двумя разными опорами; воздушную систему, соединенную с опорами; при этом каждая из опор образует наружную поверхность, и по меньшей мере одна из наружных поверхностей имеет первую часть, в которой воздушной системой осуществляется втягивающее действие для притягивания листа к наружной поверхности, и вторую часть, в которой воздушной системой осуществляется выдувающее действие для выталкивания листа от наружной поверхности.
В буфере согласно изобретению наличие опоры может способствовать тому, чтобы он выдержал некоторую часть веса листа материала, так что на лист приходится сниженное напряжение. Кроме того, благодаря наличию воздушной системы, способной выдувать или втягивать воздух с поверхности опоры, трение может быть уменьшено в тех частях, где между листом и поверхностью опоры образована «воздушная подушка». С другой стороны, втягивание может быть использовано в качестве «инструмента» для выдерживания дополнительного веса листа материала, в частности, большего, чем вес, который опора может выдерживать только под действием силы тяжести.
В контексте настоящего документа термин «лист» обозначает слоистый элемент, имеющий ширину и длину, существенно превышающие его толщину. Ширина листа предпочтительно составляет более чем 10 миллиметров, более предпочтительно более чем 20 миллиметров или 30 миллиметров. Еще более предпочтительно ширина листа составляет приблизительно от 100 миллиметров до 300 миллиметров.
В предпочтительном варианте осуществления лист может представлять собой лист материала, содержащего алкалоиды. Предпочтительно лист материала может представлять собой лист гомогенизированного табачного материала.
«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 в основном содержат атомы азотистых оснований. Данная группа также включает некоторые связанные соединения с нейтральными и даже слабокислыми свойствами. Некоторые синтетические соединения подобной структуры также называют алкалоидами. Кроме углерода, водорода и азота, 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 неочищенных экстрактов этих организмов с помощью кислотно–щелочной экстракции. Кофеин, никотин, теобромин, атропин, тубокурарин являются примерами алкалоидов.
Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и формованный лист. Способ образования 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.
Листовой материал табака может называться восстановленным листовым материалом, и он может быть образован с использованием сыпучего табака (например, восстановленного табака) или табачной сыпучей 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 используют мелкодисперсные табачные частицы для изготовления бумагоподобного материала; или процесса формования листа, в котором мелкодисперсные табачные частицы смешивают вместе со связующим материалом и осуществляют формование поверх движущейся ленты с образованием листа.
Затем лист гомогенизированного табачного материала могут скручивать в рулоны, которые нужно раскручивать для последующей обработки, чтобы, например, материал стал частью изделия, генерирующего аэрозоль, то есть для включения в субстрат, (материал) образующий аэрозоль, изделия, генерирующего аэрозоль. В «нагреваемом без сжигания» изделии, генерирующем аэрозоль, субстрат, образующий аэрозоль, нагревают до сравнительно низкой температуры с целью образования аэрозоля, но предотвращая горение табачного материала. Кроме того, табак, присутствующий в гомогенизированном табачном листе, 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 генерируется таким «нагреваемым без сжигания» изделием, генерирующим 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 генерирования аэрозоля. Табак может быть классифицирован как материал, образующий аэрозоль, в частности, как лист гомогенизированного табака, содержащий вещество для образования аэрозоля. Субстрат, образующий аэрозоль, может содержать материал, образующий аэрозоль, или состоять из него. Гомогенизированный табачный лист может быть использован в качестве материала, образующего аэрозоль.
Гомогенизированный табачный лист обычно содержит, в дополнение к табаку, связующее и вещество для образования аэрозоля. Образованный из этой композиции лист является «липким», то есть он приклеивается к смежным объектам, и в то же самое время он является довольно хрупким, имея относительно низкую прочность при растяжении.
Настоящее изобретение специально приспособлено для листа, выполненного из материала, содержащего алкалоиды, как листы гомогенизированного табачного материала, описанные выше, однако оно может быть применено к любому процессу, в котором лист имеет такие характеристики. Лист может быть смотан в рулон. 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.
Рулон может быть размещен, например, на втулке для удержания рулона. Предпочтительно втулка выполнена с возможностью вращения вокруг оси, и более предпочтительно эта ось вращения совпадает с осью вращения рулона. Втулка может содержать двигатель для вращения.
Для того, чтобы иметь «место хранения» листа, например, когда рулон необходимо заменить с втулки, устройство согласно изобретению содержит буферную установку. Буферная установка содержит лишний лист, который свободно намотан вокруг направляющих. Буферная установка содержит неподвижные направляющие листа и подвижные направляющие листа. Предпочтительно она содержит по меньшей мере две неподвижных направляющих листа и по меньшей мере две подвижных направляющих листа. Подвижные направляющие могут перемещаться по направлению к неподвижным направляющим и по направлению от них. Термин «неподвижный» указывает, что предпочтительно «неподвижные» направляющие не изменяют положение, например, они не перемещаются ближе к подвижным направляющим, однако они могут выполнять другие движения, например, они могут вращаться вокруг оси.
Расстояние между неподвижными направляющими и подвижными направляющими может варьироваться между определенным минимальным расстоянием и определенным максимальным расстоянием. Предпочтительно подвижные направляющие и неподвижные направляющие могут быть разделены на пары, причем каждая пара содержит подвижную и неподвижную направляющую. Расстояние между направляющими в парах предпочтительно является одинаковым. Когда лист намотан вокруг неподвижных направляющих и подвижных направляющих, то тот факт, что расстояние между неподвижными и подвижными направляющими может изменяться, подразумевает, что также может изменяться количество листа в буферной установке.
Перемещение подвижных направляющих предпочтительно является прямолинейным. Более предпочтительно является по существу горизонтальным перемещением.
Буферная установка дополнительно содержит исполнительный элемент для перемещения подвижных направляющих пленки. Исполнительный механизм может быть любым, при условии, что он обеспечивает описанное перемещение направляющих. Неподвижные и подвижные направляющие вместе определяют зигзагообразную траекторию листа, имеющую изменяемую длину для изменения общей длины листа в буферной установке.
Неподвижные направляющие и подвижные направляющие предпочтительно выполнены с возможностью вращения вокруг своих осей. Их вращение подталкивает лист для перемещения через буферную установку. Каждая направляющая с целью вращения может содержать мотор. Направляющая может быть холостой.
Неподвижные и подвижные направляющие могут представлять собой, например, направляющие валики. Предпочтительно неподвижные и подвижные направляющие расположены вертикально друг над другом. Они могут образовывать колонку. Возможны другие типы направляющих и компоновок направляющих. Предпочтительно во время перемещения подвижных направляющих они остаются выровненными в колонке.
Буферная установка выполнена с возможностью приема листа материала во время его прохождения, например, с по существу постоянной скоростью. За счет изменения расстояния между неподвижными направляющими и подвижными направляющими буфер способен преобразовывать по существу постоянное движение листа в движение с периодическими остановками и подавать лист при движении с периодическими остановками.
Буферная установка предпочтительно выполнена с возможностью направления листа в по существу горизонтальном направлении транспортировки. То есть в течение большей части времени лист предпочтительно перемещается по существу горизонтально. Буферная установка выполнена с возможностью направления листа в по существу вертикальном направлении, образуя таким образом слои из уложенных друг на друга листов.
Кроме того, буферная установка содержит опоры для листов. Предпочтительно для каждой части листа, соединяющей неподвижную направляющую и подвижную направляющую, имеется опора. Опоры также расположены таким образом, что когда подвижные направляющие листа отдалены от неподвижных направляющих листа, по меньшей мере одна из подвижных направляющих листа размещена между двумя разными опорами. Предпочтительно две опоры, между которыми размещена подвижная направляющая, представляют собой две смежные опоры. Предпочтительно подвижная направляющая размещена между каждой парой смежных опор. Предпочтительно, когда подвижные направляющие находятся рядом с неподвижным направляющим, так что расстояние между ними минимально, подвижные направляющие не размещены между опорами. В этой конфигурации предпочтительно неподвижные и подвижные направляющие образуют две параллельных колонки за пределами опор, предпочтительно на одной стороне от опор.
Предпочтительно опоры вертикально уложены друг на друга. Предпочтительно имеются по меньшей мере две опоры.
Таким образом, предпочтительно в буфере имеется по существу слоистая структура из первой опоры, первого слоя из листа и второго слоя из листа, второй опоры, третьего слоя из листа и четвертого слоя из листа, третьей опоры и т. д. N раз, в зависимости от количества N опор. Между двумя опорами предпочтительно присутствуют два слоя листа.
Кроме того, устройство содержит воздушную систему, которая соединена с опорами. Воздушная система может быть расположена в любом месте в устройстве, пока есть связь по текучей среде между воздушной системой и опорами. Воздух может втягиваться из опоры с помощью воздушной системы, или воздух может выдуваться из опоры с помощью воздушной системы.
Каждая из опор образует наружную поверхность. В опоре наружная поверхность может быть разделена на две части, первую и вторую часть. В первой части выполняется действие втягивания. Во второй части выполняется действие выдувания. Таким образом, первая часть притягивает лист к наружной поверхности опоры, а вторая часть вытягивает лист от наружной поверхности.
Втягивание или выдувание воздуха может происходить благодаря отверстиям, образованным в наружной поверхности.
Таким образом, лист не скользит относительно опоры и сохраняется от повреждения.
Кроме того, лист поддерживается втягивающим действием, и весовая нагрузка поделена между самим листом и опорой. Во второй части также уменьшено трение, поскольку между наружной поверхностью и листом образована «воздушная подушка».
Следовательно, устройство согласно изобретению подходит для буферизации также относительно хрупких или клейких листов материала.
Предпочтительно устройство содержит втулку для удерживания рулона листа материала. Предпочтительно лист материала доступен в рулонах, которые разматывают, например, во время вращения на втулке.
Предпочтительно наружная поверхность выполнена в виде подвижной поверхности. Более предпочтительно скорость наружной поверхности выбрана в зависимости от скорости вращения неподвижных или подвижных направляющих листа. Подвижная поверхность обеспечивает возможность легкого перемещения листа, поскольку перемещение листа через буферную установку не обусловлено перемещением одних только подвижных и неподвижных направляющих. Риск разрыва листа снижен вследствие уменьшения усилия натяжения на листе. Преимущественно линейная скорость подвижной поверхности может быть синхронизирована с угловой скоростью неподвижных и подвижных направляющих.
Предпочтительно опоры содержат движущиеся ленты, причем каждая движущаяся лента содержит наружную поверхность. Преимущественно движущиеся ленты намотаны вокруг двух валиков, которые расположены в зафиксированных положениях относительно неподвижных направляющих. Некоторые из валиков могут также образовывать сами неподвижные направляющие. Таким образом, поверхность ленты может образовывать наружную поверхность опоры.
Предпочтительно наружная поверхность содержит верхнюю поверхность, к которой лист прилегает под действием силы тяжести, и нижнюю поверхность, от которой лист отделен под действием силы тяжести, и при этом первая часть относится к нижней поверхности, а вторая часть относится к верхней поверхности. Предпочтительно втягивание применяют к части или слою листа, который «висит» под действием силы тяжести. Между двумя смежными слоями есть два по существу параллельных слоя листа. Первый слой расположен смежно с верхней поверхностью первой опоры, а второй слой расположен смежно с нижней поверхностью второй опоры. Следовательно, с целью избежания разрыва листа под действием его собственного веса, второй слой листа, который не поддерживается опорой без вмешательства с использованием втягивания воздуха, поддерживается посредством втягивания. Таким образом, воздух имеет возможность втягивания через нижнюю поверхность второй опоры с целью втягивания слоя листа ближе к наружной поверхности и транспортировки его посредством движения самой поверхности. Напряжение на листе может быть уменьшено.
Кроме того, первый слой листа перемещают выше верхней поверхности первой опоры. Под действием силы тяжести первый слой листа находится в контакте с верхней поверхностью. С целью снижения трения воздух, который выдувают из верхней поверхности, образует «воздушную подушку».
Предпочтительно по меньшей мере одна из опор содержит устройство регулирования температуры, выполненное с возможностью нагревания или охлаждения наружной поверхности или листа материала. Это является особенно преимущественным в горизонтальных буферных установках, так что можно получить по существу однородную температуру. Действительно, регулирование температуры вертикальных опор может быть выполнено посредством конвекции, тем самым, вероятно, приводя к расхождению температур вдоль таких вертикальных опор. Преимущественно благодаря тому факту, что буферная установка содержит воздушную систему, устройство регулирования температуры может быть интегрировано в воздушную систему. Таким образом, воздушная система может выталкивать холодный или горячий воздух с целью охлаждения или нагрева листа. Таким образом, лист выходит из буферной установки, уже нагретой или охлажденной, то есть лист уже прошедший термическую обработку на буферной установке.
Предпочтительно наружная поверхность выполнена из материала с низким трением. Это может уменьшить трение между листом материала и наружной поверхностью. Предпочтительно наружная поверхность опоры является текстурированной, чтобы обладать антиадгезионным свойством и минимизировать трение листа c наружной поверхностью для предотвращения износа наружной поверхности и листа. Кроме того, трение может создавать нежелательное повышение температуры. Материал, используемый для наружной поверхности, предпочтительно представляет собой нержавеющую сталь. Предпочтительно материал наружной поверхности также является очень гладким для предотвращения трения.
Более предпочтительно верхняя и нижняя поверхности образуют параллельные плоскости. Более предпочтительно верхняя и нижняя поверхности образуют горизонтальные плоскости. Таким образом, опоры являются предпочтительно горизонтальными, чтобы образовать горизонтальную буферную установку. Преимущественно в случае, если опора содержит движущуюся ленту, конфигурацию, при которой верхняя и нижняя поверхности образуют параллельные плоскости, получают с помощью двух валиков движущейся ленты, которые имеют по существу одинаковый диаметр.
Предпочтительно наружная поверхность содержит множество отверстий, через которые воздух может быть выдут или втянут. Из этих отверстий может обеспечиваться эффективное втягивающее действие и выдувающее действие на первую и вторую части наружной поверхности.
Предпочтительно неподвижные направляющие листа или подвижные направляющие листа содержат направляющие валики. Направляющие валики предпочтительно вращаются вокруг оси.
Предпочтительно неподвижные направляющие листа расположены друг над другом в вертикальной компоновке. Это может обеспечить создание компактной буферной установки, которая занимает ограниченный объем.
Предпочтительно устройство согласно изобретению содержит один или более датчиков температуры, выполненных с возможностью измерения температуры листа. Более предпочтительно воздушная система согласно изобретению содержит генератор воздуха с регулируемой температурой, предназначенный для продувки воздуха при выбранной заданной температуре. Преимущественно генератор воздуха с регулируемой температурой позволяет нагревать или охлаждать наружную поверхность или лист материала. Один и тот же элемент, то есть генератор воздуха, имеет двойную функцию.
Во втором аспекте настоящее изобретение относится к устройству для производства компонента курительного изделия, в частности, изделия, генерирующего аэрозоль, при этом устройство содержит: втулку для удерживания рулона листа материала; буферную установку, причем буферная установка содержит: неподвижные направляющие листа; подвижные направляющие листа, выполненные с возможностью перемещения возвратно–поступательном образом в направлении к неподвижным направляющим листа, и в направлении от неподвижных направляющих листа; исполнительный элемент для перемещения подвижных направляющих листа, при этом неподвижные и подвижные направляющие листа вместе образуют зигзагообразную траекторию для листа, имеющую изменяемую длину для изменения общей длины листа материала на буферной установке; устройство регулирования температуры, выполненное с возможностью нагревания или охлаждения листа материала.
Преимущественно благодаря устройству регулирования температуры, лист выходит из буферной установки уже нагретым или охлажденным. Лист уже предпочтительно подвергнут термической обработке на буферной установке.
Другие преимущества настоящего изобретения станут понятны из его подробного описания с неограничивающей ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:
на фиг. 1 показан схематический вид сбоку устройства для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, согласно сравнительному примеру в первом рабочем состоянии;
на фиг. 2 показан схематический вид сбоку устройства по фиг. 1 во втором рабочем состоянии;
на фиг. 3 показан схематический вид сбоку другого устройства для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, согласно другому сравнительному примеру;
на фиг. 4 показан схематический вид сбоку устройства для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению;
на фиг. 5 представлен схематический вид в перспективе компонента (опоры листа) устройства для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, показанного на фиг. 4;
на фиг. 6 представлен схематический вид сбоку компонента по фиг. 5;
на фиг. 7 показан схематический вид в перспективе устройства для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, согласно фиг. 4–6;
фиг. 8 представляет собой схематический вид сбоку устройства по фиг. 7 в первом рабочем состоянии;
фиг. 9 представляет собой схематический вид сбоку устройства по фиг. 7 во втором рабочем состоянии;
фиг. 10 представляет собой схематический вид в перспективе устройства по фиг. 7 в первом рабочем состоянии;
на фиг. 11 показан еще один схематический вид в перспективе устройства по фиг. 7 в первом рабочем состоянии, выполненный с другой точки обзора;
фиг. 12 представляет собой схематический вид в перспективе устройства по фиг. 7 во втором рабочем состоянии;
фиг. 13 представляет собой схематический вид сбоку устройства по фиг. 7 в третьем рабочем состоянии;
фиг. 14 представляет собой схематический вид в перспективе части устройства по фиг. 7;
фиг. 15 представляет собой схематический вид в перспективе другой части устройства по фиг. 7; и
фиг. 16 представляет собой схематический вид в перспективе еще одной части устройства по фиг. 7.
Со ссылкой на фиг. 4–16 представлено и обозначено ссылочным номером 10 устройство для производства компонента изделия, генерирующего аэрозоль, согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1–3 показаны вертикальные и горизонтальные буферы согласно сравнительным примерам, которые были уже описаны выше. Как показано на фиг. 4, устройство 10 (или производственное устройство) содержит втулку 12 для удерживания рулона 14 листа 6 материала и буферную установку 16.
Рулон 14, показанный на фигурах, имеет круглую, например, цилиндрическую форму. Однако настоящее изобретение прекрасно работает с рулонами, даже когда рулоны не имеют круглой формы. Лист 6 представляет собой лист гомогенизированного табачного материала (лист 6 лучше показан на фиг. 8, 9).
Буферная станция 16 содержит множество неподвижных направляющих 4 листа, множество подвижных направляющих 5 листа и множество опор 1 для листа 6. Опоры 1 являются по существу горизонтальными, так что буферная установка 16 представляет собой «буфер с горизонтальными валиками и с опорами», то есть, опоры горизонтальны, и лист в буферах образует по существу горизонтальные слои, расположенные один над другим. По существу горизонтальные опоры 1 обеспечивают преимущество, состоящее в возможности подачи некоторого веса слоев.
Подвижные направляющие 5 листа выполнены с возможностью перемещения возвратно–поступательным движением в направлении к неподвижным направляющим 4 листа и в направлении от неподвижных направляющих 4 листа.
Предусмотрен исполнительный элемент 18 (показанный на фиг. 10) для перемещения подвижных направляющих 5 листа, при этом неподвижные и подвижные направляющие 4, 5 листа вместе определяют зигзагообразную траекторию листа 6, имеющую изменяемую длину для изменения общей длины листа 6 материала в буферной установке 16 (см. фиг. 8 и 9).
Опоры 1 расположены таким образом, что при перемещении подвижных направляющих 5 листа в направлении к неподвижным направляющим 4 листа подвижные направляющие 5 листа размещены между двумя разными опорами 1, в частности, между двумя последовательными опорами 1 (см. фиг. 9).
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фигурах (в частности, см. фиг. 8 и 9), неподвижные направляющие 4 листа и подвижные направляющие 5 листа представляют собой направляющие валики.
Неподвижные направляющие 4 листа расположены друг над другом по сути в вертикальной компоновке.
В предпочтительном варианте осуществления, показанном на фигурах (в частности, см. фиг. 5 и 6), каждая опора 1 содержит движущуюся ленту 2, которая также указана как конвейерная лента. Движущаяся лента 2 образует наружную поверхность 20, которая представляет собой подвижную поверхность. Наружная поверхность 20 выполнена из материала с низким трением. Каждая горизонтальная опора 1 имеет одну движущуюся ленту 2, проходящую вокруг нее, а также содержит первый валик 28 и второй валик 30, соединенные с движущейся лентой 2 и расположенные на каждом концевом участке горизонтальной опоры 1 с целью перемещения ленты.
Лист 6 переносится или вытягивается движущейся лентой 2, что снижает возможное трение между листом 6 и горизонтальной опорой 1.
Наружная поверхность 20 содержит верхнюю поверхность 22, к которой прилегает под действием силы тяжести лист 6, и нижнюю поверхность 24, от которой лист 6 отделен под действием силы тяжести (в частности, см. фиг. 13).
Верхняя и нижняя поверхности 22, 24 образуют параллельные плоскости.
Кроме того, верхняя и нижняя поверхности 22, 24 образуют по существу горизонтальные плоскости.
Наружная поверхность 20 имеет первую часть, в которой осуществляется втягивающее действие для притягивания листа 6 к наружной поверхности 20, и вторую часть, в которой осуществляется выдувающее действие для выталкивания листа 6 от наружной поверхности 20. Первая часть относится к нижней поверхности 24, а вторая часть относится к верхней поверхности 22.
Наружная поверхность 20 содержит множество отверстий 26 (видны на фиг. 14–16), из которых воздух может быть выдут или втянут. Воздушная система, такая как механизм продувки/втягивания воздуха (не показан на фигурах), обеспечивает возможность ограничения трения между листом 6 и опорами 1, а также поддерживает лист 6, не ограничивая перемещение подвижных направляющих 5 листа. Продувка воздухом обеспечивает возможность подталкивания листа 6 от наружной поверхности 20 на несколько миллиметров или десятых миллиметров, чтобы создать воздушную опору между движущейся лентой 2 и листом 6 для снижения трения.
Горизонтальные опоры 1 также образуют поверхности 33 (фиг. 14–16), вокруг которых расположена лента 2, эти поверхности имеют небольшие отверстия 34, выполняющих функцию выпускных/впускных отверстий для воздуха, позволяющих выпускать воздух, вдуваемый воздушным механизмом, или, в зависимости от случая, впускать воздух, втягиваемый воздушным механизмом снаружи, создавая втягивающее действие (см. фиг. 14). Таким образом, воздух, вдуваемый или втягиваемый воздушной системой или генератором воздуха, проходит через отверстия 34 и 26 с целью проникновения или выхода из опор. Генератор воздуха предпочтительно соединен по текучей среде с внутренней частью всех пор. Предпочтительно поверхности 33 окружают по существу полое пространство, куда воздух может быть перемещен.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления только нижняя поверхность или обе из верхней и нижней поверхностей горизонтальных опор 1 имеют такие отверстия 34.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления воздушный механизм для каждой горизонтальной опоры 1 может независимо вдувать или втягивать воздух через верхнюю поверхность горизонтальной опоры 1, в то время как он может независимо вдувать или втягивать воздух через нижнюю поверхность.
В предпочтительном варианте осуществления воздушный механизм втягивает воздух через нижнюю поверхность.
Воздух, втягиваемый через нижнюю поверхность горизонтальной опоры 1 и отверстия 26 движущейся ленты 2, оказывают втягивающее действие на лист 6 и приводят к его прилипанию к движущейся ленте 2, способствуя переносу собственного веса листа 6 без возможных повреждений.
Кроме того, дополнительное преимущество настоящего изобретения состоит в том, что воздушный механизм может также действовать в качестве системы управления температурой для системы, а также для обрабатываемого материала, способствуя подготовке листа 6 к обработке, применяемой к нему, производственным устройством 10, как подробно описано ниже.
Предпочтительно по меньшей мере одна из опор 1 содержит устройство (не показано на прилагаемых фигурах) регулирования температуры, выполненное с возможностью нагревания или охлаждения наружной поверхности 20 или листа 6 материала. В частности, устройство 10 может содержать генератор воздуха с регулируемой температурой, предназначенный для продувки воздуха при выбранной заданной температуре.
Такой генератор воздуха с регулируемой температурой может, например, использовать резисторы для нагрева воздуха и термоэлектрические элементы для охлаждения воздуха.
Кроме того, генератор воздуха с регулируемой температурой, содержащийся в воздушном механизме, обеспечивает возможность регулирования температуры воздуха, вдуваемого в горизонтальные опоры 1, для охлаждения или нагрева горизонтальных опор 1 (например, для охлаждения опор 1 в случае трения с движущейся лентой 2), а также для охлаждения или нагрева листа 6.
Это еще одно преимущество изобретения, поскольку такое управление температурой позволяет влиять на температуру листа 6 или контролировать ее, что может быть использовано для подготовки материала листа 6 для следующей части устройства 10, осуществляющей обработку.
Устройство 10 содержит один или более датчиков температуры (не показаны на графических материалах), приспособленных для измерения температуры листа 6. Предпочтительно воздушная система и устройство регулирования температуры соединены с датчиками температуры для механизма обратной связи.
Датчики температуры могут определять температуру листа 6 и, таким образом, автоматически регулировать температуру вдуваемого воздуха так, чтобы температура листа 6 оставалась в заданном диапазоне.
В качестве альтернативы, горизонтальные опоры 1 могут быть составлены таким образом, чтобы предоставлять две горизонтальные емкости, расположенные сверху и снизу, для независимого выталкивания/втягивания верхней поверхности 22 ленты 2 и нижней поверхности 24 ленты 2.
На фиг. 5 и 6 показана горизонтальная опора 1, при этом движущаяся лента 2 проходит по всей окружности, и первый валик 28, и второй валик 30 движущейся ленты 2.
Согласно предпочтительному варианту осуществления один или оба валика 28, 30 движущейся ленты 2 механизированы для перемещения ленты 2.
Устройство 10 содержит особую конструкцию горизонтальных опор 1 и направляющих валиков 4, 5.
Устройство 10 содержит несколько горизонтальных опор 1, в конфигурации вертикального складывания друг на друга, а также соответствующие валики 28 и 30, вдоль которых проходит лист 6.
Согласно предпочтительным вариантам осуществления лист 6 может перемещаться от самой нижней части к самой верхней части (т. е. от самой нижней горизонтальной опоры 1 до самой верхней) или от самой верхней части к самой нижней части.
Для захвата поступающего листа 6 конкретная горизонтальная опора 1 может быть немного длиннее других.На фиг. 8 и 9 лист 6 перемещается из самого нижнего положения в самое верхнее, и таким образом, немного более длинная горизонтальная опора 1 является самой нижней.
Вровень с горизонтальной опорой 1 предусмотрен «неподвижный направляющий валик» 4 (неподвижная направляющая листа), то есть направляющий валик, который не перемещается горизонтально или вертикально, а только способен вращаться на своей оси.
Вращение неподвижного направляющего валика 4 может представлять собой свободное вращение, создаваемое листом 6 или активным приводным вращением, притягивающим лист 6.
Эти неподвижные направляющие валики 4 выровнены в вертикальную колонку.
Горизонтально между каждой парой горизонтальных опор 1 расположен «подвижный направляющий валик» 5 (подвижная направляющая листа).
Эти подвижные направляющие валики 5 могут перемещаться горизонтально вдоль направляющих рельсов 32 и являются приводными валиками 5, что означает, что они приводятся во вращение, которое притягивает лист 6.
Перемещение подвижных направляющих валиков 5 в направлении от неподвижных валиков 4 создает буферизацию листа 6, как показано на фиг. 8–12.
Эти подвижные направляющие валики 5 выровнены в вертикальную колонку.
Расстояние между двумя следующими друг за другом горизонтальными опорами 1 приблизительно соответствует диаметру подвижных направляющих валиков 5.
Количество горизонтальных опор 1, а также расстояние, на которое подвижные валики 5 способны перемещаться, определяют размер буфера листа 6.
На фиг. 8 и 9 показаны горизонтальные опоры 1, их движущиеся ленты 2, валики 28 и 30 движущихся лент 2, неподвижные валики 4, подвижные валики 5, лист 6 и единица ввода листа 6, которая в данном варианте осуществления являются рулоном 14.
На фиг. 8 устройство 10 еще не работает, и лист 6 просто установлен на его правильном пути между двумя колонками неподвижных и подвижных направляющих.
На фиг. 9 устройство 10 работает и подвижные направляющие валики 5 перемещаются с удалением от неподвижных направляющих валиков 4, вытягивая лист в ходе своего движения. Таким образом, лист 6 образует множество слоев, которые перемещаются от одной направляющей к следующей. Между слоями расположены опоры 1.
Стрелки на фигурах указывают направление движения листа 6 (стрелка 100) горизонтального перемещения подвижных направляющих валиков 5 (одна и та же стрелка 100 для движения в одном и том же направлении, а вращение валика 5 показано стрелкой 200), а также вращение неподвижных направляющих валиков 4 (стрелка 400), единицы 7 ввода (стрелка 500) и валиков 28, 30 (стрелка 200) движущихся лент 2 горизонтальных опор 1.
На фиг. 10 и 11 устройство 10 еще не начало производство.
На фиг. 12 устройство 10 начало производство, при этом подвижные направляющие валики 5 были перемещены в направлении от неподвижных направляющих валиков 4.
На фиг. 7 и 10–12 имеется семь горизонтальных опор 1, расположенных друг над другом, при этом нижняя из них немного длиннее.
Пунктирная линия 9 на фиг. 13 показывает, какой может быть траектория листа 6 без действия втягивания воздуха или действия выдувания воздуха, осуществляемого устройством. При втягивании воздуха в воздушный механизм лист 6 прилипает к движущейся ленте 2 и к нижней поверхности горизонтальной опоры 1.
Важно отметить, что направление движущейся ленты 2 проходит в направлении от неподвижного направляющего валика 4, когда лента 2 проходит по верхней поверхности, и в направлении к неподвижному направляющему валику 4, когда лента 2 проходит по нижней поверхности, и что это направление является таким же, как и направление листа 6.
Таким образом, когда лист 6 прилипает к движущейся ленте 2, проходящей под нижней поверхностью горизонтальной опоры 1, а также когда лист 6 находится на верхней поверхности горизонтальной опоры 1, лист 6 протягивается в правильном направлении движущейся лентой 2. Воздух, втягиваемый воздушным механизмом через нижнюю поверхность горизонтальной опоры 1, действует как «активная опора» для листа 6. Эта активная опора имеет место, когда лист 6 перемещается от подвижного валика 5 к неподвижному валику 4, то есть когда лист 6 проходит под и рядом с нижней поверхностью горизонтальной опоры 1.
Эта «активная опора» не является материальной и, таким образом, она не может блокировать подвижные валики 5 в их движении, позволяя им создавать буфер листа 6.
Воздух, выдуваемый воздушным механизмом через верхнюю поверхность горизонтальной опоры 1, может использоваться для снижения трения движущейся ленты 2, проходящей по верхней поверхности горизонтальной опоры 1, и, таким образом, он может быть использован для уменьшения генерированного трения, которое повышает температуру в области движущейся ленты 2, которая может быть передана на лист 6 и может изменить его свойства.
На фиг. 14 показаны детали впускного/выпускного отверстия для воздуха горизонтальной опоры 1, а также движущаяся лента 2 и отверстия 26 движущейся ленты 2. На фиг. 14 показана нижняя поверхность горизонтальной опоры 1 и верхняя поверхность другой горизонтальной опоры 1.
На фиг. 15 показаны детали отверстий 26 движущейся ленты 2.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, показанному на фиг. 15, устройство 10 содержит группу 36 вращающихся щеток, которые находятся на конце горизонтальных опор 1, для непрерывной очистки движущихся лент 2 и отверстий 26 движущихся лент 2, чтобы гарантировать их надлежащую работу, а также удаление потенциального фрагмента материала, поступающего от листа 6, во избежание загрязнения листа 6.
На фиг. 16 показаны детали отверстий 26 движущейся ленты 2 и поверхности 33 горизонтальной опоры 1.
Согласно предпочтительному варианту осуществления, показанному на фиг. 16, верхняя и нижняя поверхности 33 горизонтальной опоры 1 текстурированы таким образом, чтобы обладать антиадгезионным свойством и минимизировать трение движущейся ленты 2, для предотвращения износа движущейся ленты 2, а также трения, которое увеличивает генерируемую температуру. Материал, используемый для верхней и нижней поверхностей горизонтальной опоры 1, также является очень гладким для предотвращения трения. Предпочтительно этот материал представляет собой нержавеющую сталь.