УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СИГАРЕТ ИЛИ ДРУГИХ КУРИТЕЛЬНЫХ ИЗДЕЛИЙ
DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING FILTERS FOR CIGARETTES OR OTHER SMOKING PRODUCTS

Настоящее изобретение относится к способу и устройству для изготовления фильтров для сигарет или других курительных изделий.
Машины для изготовления фильтров для сигарет или других курительных изделий, способные изготавливать фильтры из ацетатных целлюлозных волокон, скрепленных друг с другом с добавлением пластифицирующего агента, как правило, триацетина (триацетата глицерина), давно и хорошо известны. Машина такого типа раскрыта, например, в патентном документе ЕР 2636321 А1 того же заявителя. Пластифицирующий агент применяют при изготовлении как обернутых ацетатных фильтров (то есть, фильтров, обернутых в бумажное полотно или другой материал), так и необернутых ацетатных фильтров (НОА фильтров), то есть, фильтров, не имеющих оболочки.
При изготовлении фильтров вышеупомянутых типов, действие пластифицирующего агента завершается по истечении заданного времени старения, после чего фильтры переходят из состояния с относительно мягкой консистенцией в относительно твердое состояние, с одновременным упругим восстановлением, которое в случае НОА фильтров приводит к уменьшению диаметра. Время старения может варьироваться минимум от 40 минут и максимум до 72-120 часов в зависимости от степени твердости и степени стабилизации диаметра (в случае НОА фильтров), которые необходимо получить для обеспечения возможности последующих операций по транспортировке и/или операций по обработке фильтров. В результате, на выходе машины для изготовления фильтров необходим буфер для накопления фильтров (в случае короткого времени старения) или автономные зоны хранения (в случае продолжительного времени старения). Затраты на необходимую логистику в случае автономного хранения могут оказаться значительными. Происходящее в результате процесса старения НОА фильтров так называемого «фасонного» типа (то есть, фильтров, имеющих трубчатую форму с внутренней полостью с фасонным профилем, или фильтров с наружным фасонным профилем) отвержение и уменьшение диаметра приводят к ряду проблем, связанных с увеличением затрат, поскольку упомянутый процесс старения может продолжаться несколько дней. В патентных документах ЕР 1127498 А1, ЕР 1314364 А1, ЕР 1905317 А1 и DE 102005058091 раскрыто устройство, обеспечивающее возможность ускоренного старения фильтров.
Техническая проблема, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в вышеупомянутых недостатках известных технических решений и может быть решена посредством раскрытия устройства, которое является более эффективным, более компактным и более безопасным, чем известные технические решения.
Для решения упомянутой технической проблемы в настоящем изобретении раскрыто устройство для изготовления фильтров для сигарет или других курительных изделий, отличающееся тем, что содержит средства изготовления фильтров и транспортировочные средства для подачи изготовленных фильтров через сушильную камеру, обеспечивающую возможность ускоренного старения фильтров, причем упомянутое устройство дополнительно содержит средства изменения скорости прохождения упомянутых фильтров через сушильную камеру на основании по меньшей мере одного определенного параметра, являющегося показателем количества влаги, содержащейся в упомянутых фильтрах с обеспечением регулировки времени обработки фильтров внутри сушильной камеры для заданной мощности радиочастотного генератора так, что обеспечивается, по существу, удаление содержащейся в фильтрах влаги.
В настоящем изобретении также предложен способ изготовления фильтров для сигарет или других курительных изделий, в котором применяется вышеупомянутое устройство.
Радиочастотные сушильные устройства известны из уровня техники (например, из ЕР 1369654 А1 и ЕР 1544561 А1) и используются в течение некоторого времени. Эта технология основана на особенностях поведения диэлектрического материала, например, воды, в электрическом поле, когда происходит поляризация молекул, то есть, их деформация и/или ориентирование в соответствии с линиями электрического поля. При изменении электрического поля (то есть, в переменном поле) направление поляризации меняется на обратное при каждой инверсии электрического поля. Молекулы воды вынуждают двигаться с частотой, соответствующей частоте переменного электрического поля, рассеивая тем самым энергию посредством межмолекулярного трения и, следовательно, образуя тепло, что приводит к испарению воды. Выведение содержащейся воды может быть ускорено за счет обеспечения воздушной циркуляции внутри сушильной камеры.
Заявителем было обнаружено, что технология радиочастотных сушилок идеально подходит для применения в отношении объекта настоящего изобретения. Применение высокочастотного переменного электрического поля обеспечивает ускорение процесса старения фильтров, выходящих из машины для изготовления фильтров, вследствие быстрого удаления содержащейся воды.
Еще одно преимущество радиочастотного генератора заключается в том, что он является компактным и обеспечивает высокую степень безопасности, что делает его идеальным для применения в устройстве согласно настоящему изобретению. Кроме того, воздействием радиочастотного генератора можно управлять и с точностью его прогнозировать для заданной мощности устройства. Таким образом, применение такого устройства обеспечивает возможность надежным образом контролировать фактическое удаление всей содержащейся влаги из фильтров без ущерба для производительности установки, то есть, с сохранением скорости транспортировки фильтров на максимально возможном уровне.
С этой целью устройство согласно настоящему изобретению содержит датчики любого известного типа (например, инфракрасные датчики или емкостные датчики) для определения остаточного содержания влаги в фильтрах (или для измерения любого другого параметра, являющегося показателем содержания влаги, например, веса фильтров). С конвейером подачи фильтров соединен приводной электрический двигатель, управляемый посредством электронного блока управления в соответствии с логической схемой с обратной связью на основании измеренного значения вышеупомянутого параметра. Далее блок управления обеспечивает изменение скорости прохождения фильтров через упомянутую сушильную камеру на основании упомянутого определенного параметра так, что время обработки фильтров внутри сушильной камеры может быть отрегулировано для заданной мощности радиочастотного генератора так, что обеспечивается, по существу, удаление содержащейся в фильтрах влаги.
Теоретически, настоящее изобретение применимо для изготовления фильтров любого известного типа, однако оно является особенно предпочтительным при изготовлении фильтров из целлюлозных ацетатных волокон с добавлением пластифицирующего агента (как обернутых ацетатных фильтров, так и необернутых ацетатных фильтров или НОА фильтров) для значительного ускорения процесса старения.
Такое применение включает в себя управление связанным с сушильной камерой радиочастотным генератором для достижения предварительно заданной степени твердости фильтров и/или предварительно заданной степени стабилизации диаметра фильтров.
Согласно настоящему изобретению сушильная камера, обеспечивающая возможность ускорения процесса старения фильтров, может быть расположена вдоль линии ниже по потоку от средств изготовления фильтров, или за пределами упомянутой линии.
Кроме того, упомянутая сушильная камера, обеспечивающая возможность ускорения процесса старения фильтров, может быть встроена в машину, содержащую вышеупомянутые средства изготовления фильтров, или может быть расположена ниже по потоку от упомянутой машины.
Следует отметить, что в машинах для изготовления ацетатных фильтров (например, в машине, раскрытой в документе ЕР 2636321 А1 того же заявителя) сушильная станция расположена, как правило, внутри машины, однако она предназначена лишь для сушки поверхности движущегося вдоль машины жгута фильтрующего материала ниже по потоку от станции стабилизации волокон, где волокна помещены в среду водяного пара. В этой сушильной станции применяется продувка воздухом и обеспечивается только сушка поверхности упомянутого жгута, что никак не влияет на время старения, необходимого вследствие использования пластифицирующего агента, в отличие от технического решения согласно настоящему изобретению.
Другие признаки и преимущества настоящего изобретения очевидны из не имеющего ограничительного характера нижеследующего описания со ссылками на прилагаемые чертежи.
На фиг. 1-2 на виде сверху и на виде сбоку показан первый вариант осуществления системы согласно настоящему изобретению;
на фиг. 1А в аксонометрии в увеличенном масштабе показано расположение фильтров на конвейерной ленте сушильного туннеля;
на фиг. 3-4 на виде сверху и на виде сбоку показан еще один вариант осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 1-2 показана линия производства фильтров для сигарет или других курительных изделий, содержащая первую станцию 10, образованную машиной любого известного типа, содержащей средства изготовления фильтров, состоящих из целлюлозных ацетатных волокон с добавлением пластифицирующего агента. Как упомянуто выше, машина такого типа, например, раскрыта и показана в патенте ЕР 2636321 А1, принадлежащем заявителю настоящей заявки. Машина, показанная на прилагаемых чертежах, представляет собой, в частности, машину, реализуемую на рынке под названием «MONO» заявителем настоящей заявки. Однако, как уже указывалось ранее, настоящее изобретение применимо, в целом, к любому типу машин для изготовления фильтров, причем фильтров любого типа.
В частном случае вышеупомянутая показанная известная машина содержит средства изготовления фильтров, включающие в себя: средства транспортировки и последующего формования жгута из волокон из ацетата целлюлозы, отбираемых из связки волокон, средства добавления пластифицирующего агента для связывания волокон друг с другом и формирования цилиндрического жгута, средства стабилизации жгута потоком пара, средства сушки поверхности жгута и средства резки жгута для получения фильтров предварительно заданной длины.
Действие пластифицирующего агента в изготавливаемых машиной 10 фильтрах завершается по истечении заданного времени старения, после чего фильтры переходят от состояния с относительно мягкой консистенцией в относительно твердое состояние, с одновременным упругим восстановлением волокон, которое в случае НОА фильтров приводит к уменьшению диаметра.
Настоящее изобретение обеспечивает возможность значительного уменьшения времени старения фильтров. Для этого в настоящем изобретении предусмотрена сушильная камера, расположенная ниже по потоку от упомянутых средств изготовления фильтров и, в частности, ниже по потоку от упомянутых средства резки фильтров в зависимости от требуемой длины.
Сушильная камера может быть встроена в машину 10, которая содержит вышеупомянутые средства изготовления фильтров, однако в показанном примере она расположена ниже по потоку от машины 10 вдоль конвейерной линии. Также сушильная камера может быть расположена ниже по потоку от машины 10, но за пределами линии, например, у стояночной зоны, обслуживаемой накопительным (буферным) конвейером.
В показанном примере сушильная камера представляет собой камеру туннельного типа, расположенную вдоль линии между выходом машины 10 и концом линии (где, как в показанном примере, расположена станция 20 складирования фильтров внутрь картриджей для фильтров для их последующей транспортировки).
Через сушильную камеру 30 туннельного типа проходит конвейерная лента 40, на которой перемещаются фильтры F, выходящие из машины 10. Предпочтительно, фильтры F загружаются на конвейерную ленту 40 (посредством направляющих средств любого известного типа) так, что они располагаются на ленте 40 в поперечном направлении, образуя некоторое число наложенных друг на друга слоев с разбивкой шага (см. фиг. 1А).
В соответствии с настоящим изобретением, независимо от расположения сушильной камеры (внутри или снаружи машины 10, вдоль линии или за пределами линии), упомянутая сушильная камера содержит радиочастотный генератор 50 любого известного типа, содержащий излучатель, выполненный с возможностью генерирования высокочастотного переменного электрического поля, которое прикладывается к электродам, расположенным внутри сушильного туннеля. Детали конструкции радиочастотного устройства 50 не показаны здесь, поскольку данное устройство может быть выполнено любым способом, известным специалистам в данной области техники.
Как упомянуто выше, технология радиочастотного воздействия основана на особенностях поведения диэлектрического материала, например, воды, когда при воздействии электрического поля происходит поляризация его молекул, то есть деформация и ориентирование в соответствии с линиями электрического поля. Если электрическое поле представляет собой изменяющееся (переменное) поле, то при каждой инверсии электрического поля направление поляризации меняется на обратное. Молекулы воды вынуждают двигаться с частотой, соответствующей частоте переменного электрического поля, рассеивая тем самым энергию посредством межмолекулярного трения, что обеспечивает образование тепла, требуемого для сушки.
Настоящее изобретение обеспечивает быстрое удаление содержащейся воды из фильтров, что в результате обеспечивает сушку фильтров и его отверждение и/или стабилизацию диаметра.
Проведенные заявителем испытания показали, что в случае НОА фильтров, требуемое уменьшение диаметра достигается практически мгновенно. Это уменьшение диаметра зависит от качества ацетата и пластифицирующего агента и для обычных фильтров «фасонного» типа составляет примерно 0,06 мм при длине окружности 24 мм.
Техническое решение с фиг. 1-2 оснащено горизонтальным сушильным туннелем, а техническое решение с фиг. 3-4 оснащено вертикальным туннелем, в котором фильтры перемещают в вертикальном направлении, причем они удерживаются в зажатом положении между двумя вертикальными конвейерными лентами 41, 42. Как показано на фиг. 4, на выходе вертикального туннеля, у его верхнего конца, конвейерные ленты 41, 42 проходят дальше по траектории, проходящей обратно в вертикальном направлении вниз для подачи высушенных фильтров к станцию 20.
В обоих вариантах осуществления настоящего изобретения, предлагаемое устройство содержит один или несколько датчиков HS любого известного типа (например, инфракрасных датчиков или емкостных датчиков) для измерения остаточного содержания влаги (или измерения любого другого параметра, отражающего содержание влаги, например, веса фильтров). С конвейером подачи фильтров соединен один или несколько приводных электрических двигателей М, по меньшей мере один из которых управляется посредством электронного блока Е управления в соответствии с логической схемой с обратной связью на основании значения вышеупомянутого параметра, измеренного датчиком HS. Далее, блок Е управления осуществляет управление электрическим двигателем М так, чтобы изменять скорость прохождения фильтров через сушильную камеру в зависимости от упомянутого измеренного параметра с обеспечением регулировки времени обработки фильтров внутри сушильной камеры для заданной мощности радиочастотного генератора так, что обеспечивается, по существу, удаление содержащейся в фильтрах влаги. Как схематично показано на упомянутых чертежах, электронный блок Е может быть соединен с электронной панелью управления радиочастотного устройства для приема информации о рабочей мощности устройства. При этом может быть обеспечено автоматическое управление, например, раскрытое выше, в случае, если мощность устройства 50 не является постоянной.
Очевидно, что при условии сохранения принципа настоящего изобретения, особенности конструкции и предпочтительные варианты осуществления могут существенно отличаться от тех, что раскрыты выше и показаны на чертежах в качестве возможного примера, без выхода за пределы объема настоящего изобретения.
Как следует из вышеприведенного описания, основной принцип настоящего изобретения заключается в обеспечении наличия сушильной камеры, расположенной и выполненной так, что обеспечивается возможность осуществления ускоренного процесса старения фильтров после того, как им была придана необходимая форма и они были разрезаны на требуемую длину с помощью средств изготовления фильтров. Сушильная камера может быть расположена вдоль линии ниже по потоку от машины, содержащей средства изготовления фильтров, или за пределами линии, или также она может быть встроена в машину, содержащую средства изготовления фильтров. Несмотря на то, что в сушильной камере может быть реализована любая подходящая технология, результаты исследований заявителя показывают, что технология радиочастотной сушки является наиболее предпочтительной.
Благодаря самой сути используемого принципа (заключающегося в повышении кинетической энергии молекул воды) преимущество радиочастотного генератора состоит в том, что такое устройство является очень компактным и обеспечивает высокую степень безопасности, что делает данное устройство идеальным для применения в настоящем изобретении. Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает возможность управления и точного прогнозирования воздействия радиочастотного генератора для каждого заданного значения мощности устройства. Применение этого устройства обеспечивает возможность надежным образом управлять фактическим выведением всей содержащейся влаги из фильтров без ущерба для производительности установки, то есть, с сохранением скорости перемещения фильтров на максимально возможном уровне.