СПОСОБ ПОДАЧИ ШАРИКОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ ШАРИКОВ
BALLS FEEDING METHOD AND DEVICE FOR BALLS FEEDING METHOD

Объектами изобретения являются способ подачи шариков, используемых в фильтрах изделий табачной промышленности, в частности в сигаретах, и устройство для подачи таких шариков.
Изобретение относится к подаче сферических или овальных объектов, предназначенных для последующего размещения в фильтрующем материале. Далее для простоты изложения такие объекты называются шариками. Известные на рынке сигареты имеют фильтры, снабженные шариками, содержащими ароматические или вкусовые вещества. Вещества, содержащиеся в шариках, высвобождаются в процессе курения или еще перед зажиганием сигареты, при сдавливании фильтра, приводящем к разрушению шарика.
Трудноразрешимой, но в то же время очень важной задачей, возникающей в процессе производства сигарет, является высокоскоростная подача отдельных шариков в машину, изготавливающую фильтры, так, чтобы шарики остались неповрежденными и при этом обеспечивалась бы высокая эффективность подачи, при которой каждый изготовленный фильтр будет гарантированно содержать шарик.
Известные машины подачи шариков содержат каналы для подачи шариков в зону, из которой они поступают на загрузочное колесо, предназначенное для загрузки поданных шариков в фильтрующий материал.
В патенте США №7975877 B2 описана машина подачи шариков, в которой устройство подачи содержит большое количество радиально расположенных каналов, соединенных с контейнером, при этом каналы вращаются вместе с контейнером, а шарики захватываются вакуумным транспортером с использованием колеса для транспортировки шариков из карманов, имеющихся на выходах каналов, после чего шарики помещают на загрузочное колесо.
В документе WO 2009/071271 описана машина подачи шариков, в которой устройство подачи снабжено каналами, поворачивающимися вместе с контейнером, из которых шарики поступают на загрузочное колесо путем отделения самого нижнего шарика от находящихся выше шариков с использованием неподвижного дугообразного элемента со скошенными концами.
В документе WO 2009/071272 описана похожая машина подачи шариков, в которой шарики подают на загрузочное колесо с помощью двух пластин, имеющих ряд отверстий и поворачивающихся относительно друг друга. Подача шариков происходит при совпадении соответствующих отверстий, когда одно находится прямо над другим.
В патенте США №7833146 B2 раскрыто устройство подачи шариков, содержащее криволинейные каналы, ведущие из контейнера прямо к загрузочному колесу, при этом каналы поворачивают вместе с контейнером, а шарики извлекают из контейнера с помощью вакуумного транспортера.
В рассмотренных выше устройствах шарики передают из удерживающих карманов подводящих каналов на транспортировочные пластины или на колесо, доставляющее их к фильтрующему материалу. Однако в случае очень высокой производительности устройства конструкция указанных элементов может быть столь сложной или потребует настолько много места для ее размещения, что для обеспечения надлежащей транспортировки шариков может потребоваться изменить диаметр траектории движения транспортируемых шариков.
Задачей изобретения является разработка устройства подачи потока шариков, в котором поток в виде нескольких потоков отдельных шариков, расположенных с промежутками вдоль первой дуги с первым радиусом, преобразуют в дугообразный поток отдельных шариков вдоль второй дуги со вторым радиусом.
Предметом изобретения является способ подачи шариков в устройстве для транспортировки потока шариков в системе, используемой в табачной промышленности, из приемных карманов в разгрузочные карманы, в котором шарики перемещают по направляющим пазам, выполненным в направляющих пластинах. Указанный способ включает этапы, на которых: шарики подают в направляющую камеру, образованную на пересечении направляющих пазов первой направляющей пластины и направляющих пазов второй направляющей пластины; по меньшей мере одну направляющую пластину вращают относительно другой, что вызывает перемещение направляющей камеры с изменением расстояния от направляющей камеры до оси вращения направляющих пластин; шарики перемещают из направляющей камеры в разгрузочный карман.
Предметом изобретения является также устройство для подачи потока шариков в машине, используемой в табачной промышленности, из приемных карманов в разгрузочные карманы по направляющим пазам, расположенным на направляющих пластинах. Предложенное устройство содержит две направляющие пластины, расположенные одна над другой, при этом направляющий паз первой направляющей пластины и направляющий паз второй направляющей пластины при пересечении образуют по меньшей мере одну направляющую камеру для шариков, причем по меньшей мере одна из направляющих пластин выполнена подвижной.
Устройство в соответствии с изобретением отличается тем, что первая направляющая пластина выполнена неподвижной.
Устройство в соответствии с изобретением отличается тем, что направляющий паз первой направляющей пластины на пересечении с группой направляющих пазов второй направляющей пластины образует группу направляющих камер.
Средство транспортировки шариков в соответствии с изобретением обеспечивает подачу потока шариков так, что на каждом этапе транспортировки шариков предусмотрен полный контроль положения шариков, то есть исключена возможность того, что шарик окажется в случайном положении, в котором, например, возможно его нежелательное разрушение. Устройство может быть использовано в любой машине для подачи шариков, в которой существует необходимость изменения радиуса дуги, по которой происходит движение потока шариков. Устройство обеспечивает возможность перемещения потока отдельных шариков со скоростью, требуемой высокопроизводительными машинами для изготовления фильтров.
Более подробно изобретение показано на чертежах, иллюстрирующих предпочтительные варианты его осуществления.
На фиг.1 в аксонометрии показана машина для подачи шариков.
На фигурах 2a-2d показан вид сверху фрагмента машины для подачи шариков в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения на последовательных этапах перемещения шарика.
На фиг.3 показано сечение удерживающего кармана (по линии А-А, показанной на фиг.2a) в соответствии с первым вариантом осуществления направляющего канала до выталкивания шарика из удерживающего кармана.
На фиг.4 показано сечение удерживающего кармана (по линии В-В, показанной на фиг.2a) в соответствии с первым вариантом осуществления направляющего канала после перемещения шарика на загрузочное колесо.
На фиг.5 показано сечение удерживающего кармана (по линии А-А, показанной на фиг.2a) в соответствии со втором вариантом осуществления направляющего канала до перемещения шарика.
На фиг.6 показано сечение (по линии В-В, показанной на фиг.2a) удерживающего кармана в соответствии со вторым вариантом осуществления направляющего канала после перемещения шарика на загрузочное колесо.
На фигурах 7a-7c показан вид сверху фрагмента машины для подачи шариков в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения на последовательных этапах перемещения шарика.
На фиг.1 показана машина 1 для подачи шариков 2, содержащая контейнер 2А для шариков 2, устройство 3 подачи потока шариков, средство 13 транспортировки шариков на загрузочное колесо 7, загружающее шарики 2 в фильтрующий материал, поступающий по воронке 9. С целью упрощения чертежа элементы крепления отдельных устройств не показаны.
На фиг.2a показан вид сверху фрагмента машины 1 для подачи шариков. Устройство 3 подачи шариков 2 содержит ряд неподвижных каналов в виде трубок 4, расположенных по дуге с радиусом R1 на определенном расстоянии друг от друга, в указанные трубки подают шарики из контейнера 2А, при этом один шарик 2 показан на фигуре над входом одной из трубок. На выходах трубок 4 размещены первые, удерживающие, карманы 14 (показаны на фиг.3), из которых шарики перемещают во вторые, приемные, карманы 18 (показаны на фиг.4), принадлежащие средству 13 транспортировки шариков 2 на загрузочное колесо 7, при этом указанные карманы расположены в зоне между первой направляющей пластиной 5 и второй направляющей пластиной 6. После прохождения по существу горизонтального направляющего канала 19 между первой 5 и второй 6 направляющими пластинами шарики поступают вниз в разгрузочный карман 21, перемещаясь далее по дуге с радиусом R2. Затем шарики перемещают в карманы, расположенные по окружности загрузочного колеса 7, загружающего шарики в фильтрующий материал, подаваемый по воронке 9. Направляющий канал 19 образован двумя частями и представляет собой путь, по которому проходит шарик 2’ между приемным карманом 18 и входом в разгрузочный карман 21. Верхняя часть направляющего канала 19 определяется направляющим пазом 5A, выполненным на нижней стороне первой направляющей пластины 5, обращенной ко второй направляющей пластине 6, а нижняя часть направляющего канала 19 определяется направляющим пазом 6A, имеющимся на верхней стороне второй направляющей пластины 6, обращенной к первой направляющей пластине 5, при этом пазы 5A и 6A пересекаются, как показано на фиг.2a.
На фиг.2a показан фрагмент машины 1 для подачи шариков в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения. На виде сверху показаны устройство 3 подачи шариков 2 и средство 13 транспортировки шариков 2 на загрузочное колесо 7. Устройство 3 подачи шариков содержит ряд трубок 4 (расположены по дуге с радиусом R1), при этом все трубки 4 заполнены шариками 2. Для упрощения чертежа элементы крепления трубок к корпусу машины 1 для подачи и приводные элементы не показаны. Устройство 3 подачи шариков содержит вращающееся подающее средство в виде кулачковой шайбы 8, имеющее толкающие сегменты 10 с толкающими скосами 11, при этом кулачковую шайбу 8 вращают вокруг оси 12 со скоростью ω1. Первая пластина 5 неподвижна, в то время как вторая пластина 6 выполнена с возможностью поворота вокруг оси 12 со скоростью ω2, меньшей скорости ω1 кулачковой шайбы 8. Направляющие пазы 5A и 6A обеих направляющих пластин 5 и 6 показаны пунктирными линиями. Пересечение пазов 5A и 6A образует направляющую камеру 22, которая с учетом направления вращения пластины 6 и ориентации пазов перемещается между дугами с радиусами R1 и R2 с увеличением расстояния от указанной камеры до оси вращения. Возможно также техническое решение, в котором обе пластины 5 и 6 выполнены с возможностью вращения.
На фиг.3 показано сечение произвольной трубки 4, например, по линии А-А, показанной на фиг.2а. Самый нижний шарик 2’ в столбике шариков 2 находится в удерживающем кармане 14 на выходе трубки 4, ограниченном снизу пластиной 15, с боковых сторон пластиной 5 и круглым краем 16 кулачковой шайбы 8.
На фиг.4 показано сечение по линии В-В, показанной на фиг.2а, иллюстрирующее ситуацию, когда рабочий сегмент 10, движущийся по круговой траектории при вращении кулачковой шайбы 8, прошел очередной карман 14 под очередной трубкой 4, вытолкнув шарик 2’ из удерживающего кармана 14, и указанный шарик попал в приемный карман 18, после чего шарик переместили практически горизонтально в направляющем канале 19, определяющем траекторию движения направляющей камеры 22, и затем вниз в разгрузочный карман 21 и на загрузочное колесо 7, на котором его удерживают известным способом, например за счет силы, создаваемой разрежением.
На фиг.5 и 6 показано аналогичное перемещение отдельного шарика 2’, когда направляющий канал 19’ обеспечивает возможность подачи шарика 2’ прямо на загрузочное колесо 7’, при этом карман 21’ размещен на уровне направляющего канала 19’.
На фигурах 2a, 2b, 2c и 2d показаны последовательные этапы движения шарика 2’ в направляющей камере по направляющему каналу 19 (траектория движения шарика) в первом варианте осуществления изобретения. На фиг.2a толкающий сегмент 10 находится справа перед шариком 2’, расположенным на расстоянии R1 до оси 12 вращения, при этом на пересечении пазов 5A и 6A начинается формирование направляющей камеры 22. На фиг.2b толкающий сегмент 10 прошел шарик 2’, в результате чего шарик проскользнул в камеру 22, которая при вращении пластины 6 и паза 6A начинает движение от оси 12 вращения, при этом в момент перемещения шарика удерживающий карман 14 и приемный карман 18 расположены по существу радиально. На фиг.2с шарик 2’ все еще остается в направляющей камере 22 непосредственно перед разгрузочным карманом 21. На фиг.2d шарик 2’ попал в разгрузочный карман 21, далее его движение происходит вместе с карманом 21, перемещающимся по дуге с радиусом R2 и вращающимся вместе с направляющей пластиной 6 со скоростью ω2, при этом радиус R2 больше радиуса R1. В конечном счете шарик попадает на загрузочное колесо 7.
На фиг.7а показан фрагмент машины для подачи шариков в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения. Трубки 4 с шариками, установленные в машине, размещены на определенном расстоянии друг от друга по дуге с радиусом R1. На первой направляющей пластине 5’ выполнен направляющий паз 5B, а на второй направляющей пластине - направляющие пазы 6B и 6C, при этом паз 5B пересекает пазы 6B и 6C, образуя камеры 22’ и 22” соответственно, в которые входят шарики 2’ и 2”. На фигурах 7a, 7b и 7 с показаны этапы перемещения шариков 2’ и 2” в направляющих камерах 22’ и 22” соответственно. На фиг.7а показано начало пересечения направляющего паза 5B, выполненного на первой направляющей пластине 5’, с направляющим пазом 6B на направляющей пластине 6’ и указанное пересечение является началом формирования направляющей камеры 22’. Когда направляющая камера 22’, являющаяся приемным карманом, расположена по существу радиально относительно удерживающего кармана 14, толкающий сегмент 10’ выталкивает шарик 2’ в направляющую камеру. Тот же направляющий паз 5 В пересекает также направляющий паз 6C и указанное пересечение образует направляющую камеру 22”, в которую ранее был вытолкнут шарик 2”. Как показано на фиг.7b, при вращении пластины 6’ шарики 2’ и 2” перемещаются так, что их расстояние до оси 12 вращения увеличивается в диапазоне, определяемом радиусами R1 и R2. На фиг.7c шарик 2” помещен в разгрузочный карман 21’ и далее его движение происходит вместе с вращением пластины 6 по кругу с радиусом R2, и шарик поступает на загрузочное колесо 7.
В другом варианте осуществления изобретения устройства возможно выполнение направляющих пазов 5A и 5B в виде каналов с поддерживаемым разрежением. Такое решение гарантирует, что шарики не будут испытывать трение о боковые кромки канала, а будут как бы скатываться по каналу.