СПОСОБ ПОДАЧИ ГРАНУЛ И БЛОК ПОДАЧИ ГРАНУЛ
GRANULE SUPPLY METHOD AND GRANULE SUPPLY UNIT

Объектом настоящей заявки является способ подачи гранул и блок подачи гранул, используемых в фильтрах продуктов табачной промышленности, в частности сигарет.
Настоящее изобретение относится к подаче сферических или овальных объектов, которые впоследствии размещают в материале фильтра. Для простоты такие объекты далее будут называться гранулами. Сигареты, фильтры которых содержат гранулы, содержащие ароматические или пахучие вещества, являются известным на рынке продуктом. Вещества, содержащиеся в гранулах, высвобождаются во время курения или еще до раскуривания сигареты путем сжатия фильтра, которое приводит к раздавливанию гранулы.
В процессе производства трудно решаемая и при этом очень важная проблема заключается в осуществлении подачи отдельных гранул в установку, формирующую фильтры при больших скоростях, таким образом, чтобы обеспечить сохранение гранул неповрежденными, сохранение потока в гнездах, удерживающих гранулы, непрерывным и поддержание высокой эффективности подачи, то есть так чтобы каждый изготовленный фильтр фактически содержал гранулу.
В известных устройствах подачи гранул используются трубки для подачи гранул в зону, из которой они перемещаются в колесо доставки гранул, причем функция указанного колеса состоит в размещении поступивших гранул в фильтрующем материале.
Из патента США 7,975,877B2 известно устройство подачи гранул, в котором блок подачи гранул выполнен с множеством трубок, которые радиально соединены с цилиндрической чашей, причем трубки вращаются вместе с чашей, и гранулы захватываются вакуумным колесом для перемещения гранул из гнезд, расположенных на выходах трубок, и затем перемещаются на колесо доставки гранул, из которого они поступают в фильтрующий материал.
Из документа WO 2009/071271 известно устройство подачи гранул, в котором блок подачи гранул выполнен с трубками, вращающимися вместе с чашей, причем гранулы подаются на колесо доставки гранул после отделения самой нижней гранулы от тех, которые расположены над ней, посредством неподвижного дугообразного элемента с
клиновидными концами. После прохождения через проход гранулы подаются в гнезда колеса доставки гранул, которое доставляет их к фильтрующему материалу.
Из документа WO 2009/071272 известно аналогичное устройство подачи гранул, причем гранулы подаются на колесо доставки гранул с использованием двух дисков, имеющих множество отверстий и вращающихся относительно друг друга, при этом подача гранулы осуществляется после выравнивания соответствующих отверстий непосредственно друг над другом и формирования последовательных проходов к гнездам колеса доставки гранул.
В патенте США 7,833,146B2 показано устройство для подачи гранул через изогнутые трубки из чаши непосредственно к колесу доставки гранул, в котором трубки вращаются вместе с чашей для гранул, и гранулы захватываются из чаши путем вакуумного перемещения.
В патенте EP 2622973B1 показано устройство для подачи гранул отдельными потоками из чаши через каналы в гнезда, расположенные на приемном колесе, с последующим перемещением гранул в гнезда, расположенные на колесе доставки, из которого они поступают к фильтрующему материалу.
Представленные выше устройства подачи гранул требуют, чтобы при функционировании трубки подачи гранул и гнезда для удерживания гранул были очищены от грязи для обеспечения непрерывного потока.
Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в разработке способа подачи гранул и устройства подачи гранул, обеспечивающих непрерывный поток через каналы и гнезда для удерживания гранул.
Объектом изобретения является блок подачи гранул в производственной установке в табачной промышленности, содержащий блок вертикальных подводящих каналов, подающих потоки гранул из накопителя в удерживающие гнезда, расположенные на выходах подводящих каналов, блок перемещения, содержащий по меньшей мере один направляющий диск и подвижное подающее средство, выполненное с возможностью направления гранул к приемным гнездам блока перемещения. Блок согласно изобретению отличается тем, что блок перемещения имеет по меньшей мере один чистящий элемент, выполненный с возможностью очистки удерживающих гнезд.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что чистящий элемент расположен на подвижном подающем средстве.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что чистящий элемент расположен на подвижном подающем средстве на кулачке под толкающим сегментом.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что чистящий элемент выполнен в виде скребка, выполненного с возможностью погружения в удерживающее гнездо, или сопла, выдувающего сжатый воздух, или всасывающего мундштука с использованием вакуума, или комбинации указанных средств.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подвижное подающее средство расположено между двумя направляющими дисками.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подвижное подающее средство имеет каналы, подводящие сжатый воздух в удерживающие гнезда к чистящему элементу.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подвижное подающее средство имеет каналы, подающие вакуум в удерживающие карманы к чистящему элементу.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что каналы, подводящие сжатый воздух или вакуум, расположены за чистящим элементом.
Блок согласно изобретению дополнительно отличается тем, что подвижное подающее средство имеет по меньшей мере один толкающий край, при этом чистящий элемент расположен на подвижном подающем средстве за толкающим краем.
Объектом изобретения также является способ подачи гранул в блок подачи гранул в табачной промышленности, при этом блок содержит подводящие каналы, подающие потоки гранул, включающий в себя этапы, на которых: перемещают гранулы вдоль подводящих каналов, размещают гранулы из отдельных подводящих каналов в первых удерживающих гнездах. Затем подают гранулы из удерживающих гнезд в приемные гнезда блока перемещения гранул с помощью подвижного  средства. Извлекают гранулы из приемных гнезд посредством по меньшей мере одного направляющего диска и перемещение гранул в гнезда удаления через направляющие каналы. Способ согласно изобретению отличается тем, что после перемещения гранул из удерживающих гнезд в приемные гнезда очищают удерживающие гнезда посредством по меньшей мере одного чистящего элемента.
Способ согласно изобретению отличается тем, что очистку удерживающих гнезд выполняют путем введения чистящего элемента в указанные гнезда.
Способ согласно изобретению отличается тем, что после введения чистящего элемента в удерживающие гнезда подводят сжатый воздух для выдувания грязи из удерживающих гнезд.
Способ согласно изобретению отличается тем, что после введения чистящего элемента в удерживающие гнезда подводят вакуум для удаления грязи из удерживающих гнезд.
Кроме того, объектом изобретения является способ подачи гранул в блок подачи в установке для табачной промышленности, включающий в себя этапы, на которых: перемещают гранулы вдоль отдельных подводящих каналов из накопителя гранул в удерживающие гнезда блока подачи гранул. Затем размещают гранулы из отдельных каналов в первых удерживающих гнездах. Подают гранулы из удерживающих гнезд в приемные гнезда блока перемещения гранул с помощью подвижного средства. Извлекают гранулы из приемных гнезд посредством по меньшей мере одного направляющего диска и перемещение гранул в гнезда удаления через направляющие каналы. Способ согласно изобретению отличается тем, что перед размещением гранул в удерживающих гнездах и перед перемещением гранул из удерживающих гнезд в приемные гнезда очищают удерживающие гнезда посредством по меньшей мере одного чистящего элемента.
Блок подачи гранул согласно изобретению содержит чистящие элементы, выполненные с возможностью очистки удерживающих гранулы гнезд, так чтобы число остановок машины из-за грязных или заблокированных удерживающих гнезд было значительно уменьшено. Кроме того, такое решение обеспечивает наличие гранулы в каждом изготовленном фильтре.
Объект изобретения подробно показан в предпочтительном варианте осуществления на чертежах, на которых:
На фиг. 1 показан вид в аксонометрии блока подачи гранул.
На фиг. 2 показан вид сверху фрагмента блока подачи гранул согласно первому варианту осуществления.
На фиг. 3 показан вид в разрезе удерживающего гнезда согласно первому варианту осуществления направляющего канала, обозначенного на фиг. 2 как A-A, после выталкивания гранулы из удерживающего гнезда.
На фиг. 4 показан вид в разрезе удерживающего гнезда после введения гранулы в удерживающее гнездо с частью поврежденной гранулы.
На фиг. 5 показан вид в разрезе удерживающего гнезда блока подачи гранул с чистящим элементом.
На фиг. 5а показан вид в разрезе удерживающего гнезда блока подачи гранул с чистящим элементом, измельчающим поврежденную гранулу в удерживающее гнездо.
На фиг. 5b показан вид в разрезе удерживающего гнезда блока подачи гранул при удалении поврежденной гранулы из удерживающего гнезда через канал с использованием вакуума.
На фиг. 5с показан вид в разрезе удерживающего гнезда блока подачи гранул при удалении поврежденной гранулы из удерживающего гнезда с помощью сжатого воздуха.
На фиг. 6 показан вид в разрезе приемного гнезда, обозначенного на фиг. 2 как B-B, при подаче гранулы на приемное колесо.
На фиг. 7 показан вид сверху увеличенного фрагмента С блока подачи гранул, проиллюстрированного на фиг. 2.
На фиг. 1 показан блок 1 подачи гранул 2, содержащий накопитель 2А для хранения гранул 2, блок 3 подачи потока гранул, блок 13 для перемещения гранул к колесу 7 доставки и колесо 7, доставляющее гранулы 2 к непрерывному фильтрующему материалу, перемещаемому вдоль раструба 9. Фильтрующий материал также может иметь форму сегментов, перемещаемых с интервалами на обертке, между которыми вводятся гранулы. Для упрощения элементы крепления отдельных блоков не показаны.
Блок 3 подачи гранул 2 содержит множество неподвижных каналов в виде каналов 4, к которым подаются гранулы 2 из накопителя 2А, при этом показана одна гранула 2 над входом в один из каналов. На выходах каналов 4 расположены первые удерживающие гнезда 14 (фиг. 3), из которых гранулы перемещаются ко вторым приемным гнездам 18 (фиг. 4), в которые поступают гранулы 2; при этом вторые гнезда 18 расположены в зоне между первым направляющим диском 5 и вторым направляющим диском 6, причем направляющие диски 5 и 6 являются частью блока 13 для перемещения гранул 2 к колесу 7 доставки. После прохождения через направляющий канал 19 между диском 5 и диском 6 гранулы 2 перемещаются дальше в приемные гнезда 21, и затем помещаются в гнезда по окружности колеса 7 доставки, которое обеспечивает размещение гранул 2 в фильтрующем материале, перемещаемом в раструбе 9 (Фиг. 1). Толстой пунктирной линией показано расстояние, пройденное гранулой во всех вариантах осуществления, описанных здесь. Такая гранула 2 перемещается от накопителя 2А вниз по потоку по одному из каналов 4 к удерживающему гнезду 14, на чертеже этот отрезок расстояния обозначен как X1. Следующий отрезок расстояния от удерживающего гнезда 14 через приемное гнездо 18 до гнезда 21 удаления обозначен как X2. На следующем отрезке расстояния X3 гранула проходит вдоль дуги в гнезда 21 в положение, в котором гранула перемещается на колесо 7 доставки. На отрезке X4 гранула перемещается далее в гнездо на колесе 7. Затем она помещается в фильтрующий материал внутри раструба 9 и перемещается далее вдоль последнего отрезка расстояния X5.
На фиг. 2 показан фрагмент блока 1 подачи гранул согласно первому варианту осуществления изобретения. На виде сверху показаны блок 3 подачи гранул и блок 13 для перемещения гранул 2 к колесу 7. Блок 3 подачи гранул содержит множество каналов 4, причем все каналы 4 заполнены гранулами 2 (в связи с пропорционально небольшими размерами гранул, на чертеже они показаны в виде заштрихованных маленьких кружков). Для упрощения элементы крепления каналов 4 к раме блока 1 и приводные элементы не показаны. Блок 3 подачи гранул содержит вращающееся подающее средство 8 в виде кулачка 23, содержащего толкающие сегменты 10, имеющие толкающие края 11, причем кулачок 8 вращается со скоростью ω1 вокруг оси 12 вращения, при этом толкающие сегменты 10 перемещаются вдоль круговой траектории в зоне выходов каналов 4, представляющей собой зону удерживающих гнезд 14. В показанном варианте осуществления направляющие каналы 19 вместе с гнездами 18 расположены в диске 6, который вращается со скоростью ω2, более низкой, чем скорость ω1. При функционировании блока подачи гранул движение сегментов 10, расположенных на вращающемся кулачке 23, и движение гнезд 18 синхронизированы, так чтобы обеспечить возможность введения гранул 2' в гнезда 18, расположенные в начале каналов 19, причем скорости ω1 и ω2 выбираются таким образом, что при функционировании блока толкающие сегменты 10 обеспечивают введение гранул в последующие гнезда 18 в направляющих каналах 19. Это может быть достигнуто, когда направляющий канал 19 расположен относительно выхода канала 4 и первого удерживающего гнезда 14 так, что обеспечивается возможность перемещения гранулы 2', например, гнездо 18, принимающее гранулу, может быть расположена по существу радиально к удерживающему гнезду 14. Блок показан в ситуации, когда несколько гранул 2 уже размещены в направляющих каналах 19, и некоторые гранулы размещены в гнездах 21 удаления под действием центробежной силы.
На фиг. 3 показан вид в разрезе любого канала 4, причем, например, на фиг. 2 разрез был обозначен как A-A. Самая нижняя гранула 2' в колонне гранул расположена в удерживающем гнезде 14, расположенном на выходе вертикального канала 4, ограниченном снизу диском 15, и по бокам диском 5 и периферийным краем 16 кулачка 23.
На фиг. 4 показан вид в разрезе канала 4, когда часть поврежденной гранулы 26 канала 4 попадает в гнездо 14, при этом блок 13 подачи гранул не имеет чистящего элемента 25. Фрагмент поврежденной гранулы 26, расположенный на дне удерживающего гнезда 14, приводит к неправильному расположению гранулы 2' в гнезде, что вызывает повреждение гранулы при вталкивании ее с помощью подающего средства в направляющий канал 19. Для предотвращения этого подающее средство 23 содержит чистящий элемент 25, показанный на последующих чертежах.
На фиг. 5 показан вид в разрезе канала 4 в ситуации, когда толкающий сегмент 10, перемещающийся по круговой траектории в зоне первых удерживающих гнезд 14, при вращении кулачка 23 прошел последующее гнездо 14 под последующим каналом 4 и привел к выталкиванию гранулы 2' из первого гнезда 14 ко второму приемному гнезду 18 в зону между первым направляющим диском 5 и вторым направляющим диском 6. После выталкивания гранулы 2' из удерживающего гнезда 14 чистящий элемент 25 вводится в гнездо для очистки удерживающего гнезда 14 от частей поврежденных гранул 26 или других отложившихся загрязнений, что последовательно показано на фиг. 5а, 5b и 5с. Способ подачи гранул 2 в блок 3 подачи гранул в табачной промышленности, в котором блок содержит подводящие каналы 4, подающие потоки гранул 2, состоит в перемещении гранул 2 вдоль подводящего канала 4 и последующем размещении гранулы 2' из отдельных подводящих каналов 4 в первых удерживающих гнездах 14. После размещения гранул 2' в гнездах 14 с помощью подвижного средства 8 гранулы 2' подаются из удерживающих гнезд 14 в приемные гнезда 18 блока 13 перемещения гранул. Затем посредством направляющих дисков 5, 6 гранулы 2' извлекаются из приемных гнезд 18 и перемещаются в гнезда 21 удаления через направляющие каналы 19. После перемещения гранул 2' из удерживающих гнезд 14 в приемные гнезда 18 удерживающие гнезда 14 очищаются посредством по меньшей мере одного чистящего элемента 25. Поскольку гранулы, используемые в табачной промышленности, содержат вкусовые и ароматические вещества, их повреждение может привести к тому, что такое вещество попадет в удерживающее гнездо 14, каналы 4 или направляющий канал 19, таким образом обеспечивая возможность прилипания вокруг частей поврежденных гранул и другой грязи. Таким образом, эффективным решением будет чистящий элемент 25 в форме устойчивого выступа, который так глубоко погружается в гнездо 14, что он может полностью удалить, измельчить или переместить фрагмент поврежденной гранулы, чтобы потом он мог быть легко удален из гнезда. Также чистящий элемент 25 может иметь форму жестких щеток или другого упругого элемента, который погружается в гнездо 14 и удаляет любые загрязнения. Чистящий элемент 25 в этом варианте осуществления прикреплен к подающему средству 8 в виде вращающегося кулачка 23 в зоне толкающего сегмента 10. Также может быть предусмотрен наклон направляющего канала 19, который может быть обеспечен конической формой дисков 5 и 6. Любые измельченные части поврежденной гранулы 26 могут быть удалены из гнезда 14 с использованием вакуума через канал 27, расположенный в диске 15 (Фиг. 5b), выдуты сжатым воздухом посредством сопла 29 из удерживающего гнезда 14, как показано на фиг. 5с, или удалены с помощью вакуума через канал 28 (показанный на фиг. 7), расположенный за чистящим элементом 25 в кулачке 23 блока 13 перемещения. Также чистящий элемент может иметь форму канала 27, расположенного в диске 15, который мог бы выполнять две функции: путем подведения вакуума удерживать гранулу 2' в гнезде 14 до тех пор, пока она не будет вытолкнута кулачком 23, и после перемещения ее в канал 19, например, путем подведения сжатого воздуха, очищать гнездо 14 перед подачей в него следующей гранулы. Затем гранула 2' по существу горизонтально перемещается в направляющем канале 19, перемещается в приемное гнездо 21 и далее в гнездо на колесе 7 доставки, как показано на фиг. 6.
На фиг. 7 показан вид сверху увеличенного фрагмента зоны С, проиллюстрированного на фиг. 2, части блока 13 подачи гранул, на котором видно точное положение чистящего элемента 25 на подающем средстве 8. Чистящий элемент 25 расположен в зоне толкающего края 11, так что сразу после выталкивания гранулы 2 из удерживающего гнезда 14, расположенной под каналом 4, он может погрузиться в опустошенное гнездо 14 перед тем, как следующая гранула из канала 4 войдет в удерживающее гнездо 14. Это может быть достигнуто только, если между каналом 4 с потоком гранул 2 и удерживающим гнездом 14 расположен толкающий сегмент 10 кулачка 23, который при выталкивании гранулы 2 к каналу 19 остановит поток следующих гранул из канала 4 в гнездо 14. Кроме того, в подающем средстве 8 за чистящим элементом 25 может быть расположен канал 28, подводящий сжатый воздух или вакуум для удаления частей поврежденной гранулы 26, измельченных посредством чистящего элемента 25.