УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗРЕЗАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ФИЛЬТРА Российский патент 2012 года по МПК A24D3/02 

Настоящее изобретение относится к устройству для разрезания компонентов фильтра для изготовления отдельных компонентов фильтра для использования в конструкциях сигаретных фильтров.

Во многих случаях при изготовлении сигарет полученные путем обертывания табачные стержни присоединяют к фильтрам различной конструкции. Фильтры часто включают отдельные компоненты, содержащие один или более заглушек из ацетата целлюлозы, через которые табачный дым проходит во время процесса курения. В некоторых случаях в конструкции фильтра используется только ацетат целлюлозы, в других случаях заглушки из ацетата целлюлозы используются в сочетании с другими материалами, такими как, например, частицы активированного угля и силикагеля. Составные фильтры, например, с конструкцией фильтра вида «заглушка-промежуток-заглушка» могут включать разнесенные заглушки из ацетата целлюлозы, которые образуют промежуток или полость, заполненную зернистым материалом.

Компоненты фильтра из ацетата целлюлозы часто отрезаются в размер из длинной заготовки, и настоящее изобретение относится к машинам и способам, которые выполняют операцию резки.

Соответственно одной из целей настоящего изобретения является создание устройства для разрезания компонентов фильтра, которое отрезает компоненты фильтра от длинной заготовки и подает их затем по очереди на сборку фильтра.

Другой целью настоящего изобретения является создание устройства для разрезания компонентов фильтра, которое включает отрезной барабан, который отрезает фильтры от длинной заготовки на компоненты точной длины. Еще одной целью настоящего изобретения является создание отрезного барабана, обеспечивающего возможность быстрой и легкой регулировки длины компонента фильтра.

Устройство для разрезания компонентов фильтра по изобретению содержит подающий бункер для подачи удлиненных фильтрующих стержней и вращающийся отрезной барабан с разнесенными канавками на внешней поверхности барабана, предназначенные для приема фильтрующих стержней. Передаточный механизм принимает фильтрующие стержни от бункера для подачи и передает стержни к канавкам отрезного барабана. По меньшей мере один нож расположен смежно отрезному барабану для разрезания удлиненных фильтрующих стержней на отдельные компоненты фильтра при вращении отрезного барабана.

Предпочтительно устройство для разрезания компонентов фильтра включает стопор на одном конце каждой канавки на отрезном барабане, в упор к которому позиционируются удлиненные фильтрующие стержни перед резкой на отдельные компоненты фильтра. Каждый стопор может иметь возможность регулировки внутри соответствующей канавки в зависимости от требуемой длины отдельных компонентов фильтра.

Предпочтительно вакуумное вспомогательное устройство на отрезном барабане служит для позиционирования удлиненных фильтрующих стержней рядом со стопорами перед резкой на отдельные компоненты фильтра.

Передаточный механизм может содержать пару взаимодействующих вакуумных барабанов с канавками, и в некоторых вариантах настоящего изобретения пара взаимодействующих вакуумных барабанов с канавками и отрезной барабан - каждый имеет горизонтальную ось вращения. В других вариантах изобретения передаточный механизм содержит один вакуумный барабан с канавками, и этот один вакуумный барабан с канавками и отрезной барабан - каждый имеет горизонтальную ось вращения.

В еще одном варианте изобретения передаточный механизм содержит один вакуумный барабан с канавками, имеющий горизонтальную ось вращения, и конический передаточный барабан, и в этом варианте отрезной барабан имеет вертикальную ось вращения.

Нож может содержать одно лезвие или множество лезвий для одновременной резки каждого удлиненного фильтрующего стержня на отдельные компоненты фильтра.

Стадии процесса резки компонентов фильтра согласно настоящему изобретению включают подачу удлиненных фильтрующих стержней из подающего бункера к отрезному барабану, имеющему канавки на внешней поверхности барабана, предназначенные для приема стержней. Далее фильтрующие стержни перемещаются по барабану в позицию упора в стопоры в канавках барабана. Фильтрующие стержни затем режутся на отдельные компоненты фильтра.

Перед выполнением операции разрезания позиция стопоров на отрезном барабане может быть отрегулирована в зависимости от требуемой длины каждого отдельного компонента фильтра.

Признаки и преимущества настоящего изобретения, дополнительно к тем, которые были отмечены выше, будут понятны после прочтения нижеследующего подробного описания со ссылкой на сопровождающие чертежи, на которых подобными позициями обозначены подобные элементы.

Фиг.1 - схематичный вид спереди в вертикальном положении устройства для разрезания компонентов фильтра по изобретению, с вырезанными участками для иллюстрирования внутренних деталей.

Фиг.2 - вид сбоку в вертикальном положении устройства для разрезания компонентов фильтра, показанного на фиг.1.

Фиг.3 - схематичный вид спереди в вертикальном положении альтернативного устройства для разрезания компонентов фильтра по изобретению.

Фиг.4 - схематичный вид сбоку в вертикальном положении модифицированного устройства для разрезания компонентов фильтра, подобного показанному на фиг.3, но включающего вертикально ориентированный отрезной барабан по изобретению.

Фиг.5 - схематичный вид спереди в вертикальном положении еще одного устройства для разрезания компонентов фильтра по изобретению.

Фиг.6 - вид сбоку в вертикальном положении устройства для разрезания компонентов фильтра по фиг.5.

Фиг.7 - вид сверху в плане устройства для разрезания компонентов фильтра по фиг.5 и фиг.6.

Фиг.8 - схематический вид спереди в вертикальном положении еще одного устройства для разрезания компонентов фильтра, которое включает смещающий барабан для управления отрезанными компонентами.

Фиг.9 - вид сзади в вертикальном положении устройства по фиг.8.

Фиг.10 - схематический вид в сечении по 10-10 на фиг.9.

На фиг.1 и фиг.2 показано устройство 10 для разрезания компонентов фильтра, в котором удлиненные фильтрующие стержни 12 из ацетата целлюлозы, например, подают из бункера 14 к паре взаимодействующих вакуумных передаточных барабанов 16, 18 с канавками. Передаточные барабаны 16, 18 вращаются непрерывно и помещают удлиненные фильтрующие стержни 12 в канавки 20 вакуумного отрезного барабана 22. Соотношение числа канавок на передаточных барабанах и числа канавок на отрезном барабане позволяет передаточным барабанам выполнить несколько оборотов до повторения схемы размещения фильтрующих стержней на отрезном барабане.

Когда фильтрующие стержни 12 поворачиваются на отрезном барабане 22, они проходят под капотом 24, и вакуум в задней части капота вытягивает воздух из передней части канавок, что смещает фильтрующие стержни назад до упора в регулируемый стопор 26, установленного в каждой канавке 20 отрезного барабана. Опционально, могут использоваться воздушные струи в передней части капота, дующие в переднюю часть фильтрующих стержней для содействия смещению фильтрующих стержней до упора в регулируемые стопоры. Позиция регулируемых стопоров определяет длину каждого из отдельных компонентов 28 фильтра, отрезаемых от фильтрующих стержней, как будет пояснено ниже.

Когда фильтрующие стержни выходят из капота 24, вакуум в отрезном барабане 22 удерживает фильтрующие стержни в канавках 20. Фильтрующие стержни затем проходят через вращающийся нож 30, который отрезает отдельный компонент 28 фильтра от исходного удлиненного фильтрующего стержня. Отрезанный компонент 28 и остающийся участок исходного фильтрующего стержня все еще удерживаются в канавках 20 с помощью вакуума. Когда отрезной барабан 22 поворачивается далее, действие вакуума на отрезанный компонент 28 прекращается, и данный компонент удаляется с помощью вакуумного снимающего барабана 32. Снимающий барабан передает отрезанный компонент к полочному магазину 34 или барабану (не показан), который затем передает компоненты фильтра на операцию сборки фильтра.

Оставшиеся участки исходных фильтрующих стержней продолжают поворачиваться на отрезном барабане. Когда они опять проходят под капотом, действие вакуума, удерживающего их в канавках, прекращается, и они снова смещаются назад до упора в регулируемые стопоры 26 с помощью вакуума из задней части капота и, возможно, воздушных струй в передней части капота. Когда стержни опять проходят через нож, отрезается другая группа отдельных компонентов 28 и позднее удаляется с помощью снимающего барабана 32. Этот процесс продолжается до тех пор, пока исходный фильтрующий стержень не будет полностью разрезан на отдельные компоненты 28 фильтра. Если длина исходного фильтрующего стержня не кратна отрезанной длине компонентов 28 фильтра, участок стержня, оставшийся после последнего отрезания, выбрасывается с помощью воздушной струи.

Для примера, отрезной барабан 22 и нож 30 могут быть предназначены отрезать каждый удлиненный фильтрующий стержень 12 шесть раз. Передаточные барабаны 16, 18 помещают фильтрующий стержень в каждую шестую канавку 20 отрезного барабана 22, и отрезной барабан имеет тридцать пять канавок. Регулируемые стопоры 26 располагаются таким образом, чтобы отрезать компоненты фильтра длиной 20 мм, и исходный фильтрующий стержень имеет длину 122 мм. После шести оборотов отрезного барабана шесть компонентов фильтра длиной 20 мм будут отрезаны от исходного фильтрующего стержня, а оставшиеся 2 мм каждого исходного фильтрующего стержня выбрасываются. После этого каждая канавка 20 становится пустой и готовой для приема следующего фильтрующего стержня полной длины, который будет помещен в нее, когда канавка поравняется с передаточным барабаном 18.

На фиг.3 показано другое устройство 40 для разрезания компонентов фильтра, подобное во многих отношениях устройству 10, показанному на фиг.1 и фиг.2, где подобные позиции используются для обозначения подобных частей. В устройстве 40 используется один передаточный барабан 42, который не работает непрерывно. Передаточный барабан имеет диаметр больше диаметра отрезного барабана 22, и за один оборот передаточного барабана отрезной барабан полностью заполняется фильтрующими стержнями. Передаточный барабан 42 имеет канавки 44, расположенные на приблизительно 270 градусах его окружности. Оставшиеся 90 градусов подрезаны. Передаточный барабан 42 поворачивается на 270 градусов и полностью заполняет канавки 20 на отрезном барабане 22. Далее передаточный барабан 42 еще поворачивается немного и затем останавливается так, что подрезанный участок располагается напротив отрезного барабана 22.

Отрезной барабан 22 поворачивается несколько раз для полной резки исходных фильтрующих стержней 12 на отдельные компоненты 28. С каждым поворотом вакуум в капоте 24 смещает фильтрующие стержни до упора в регулируемые стопоры 26, и нож 30 отрезает компоненты по длине. Снимающий барабан 32 удаляет отрезанные компоненты тем же образом, что был рассмотрен выше для устройства 10 на фиг.1 и фиг.2. Когда последние компоненты удалены, передаточный барабан 42 снова поворачивается, заполняя отрезной барабан фильтрующими стержнями 12.

В качестве еще одного варианта на фиг.4 проиллюстрировано еще одно устройство 50 для разрезания компонентов фильтра, во многих отношениях подобное устройству 10 и 40, показанному на фиг.1-3, где подобные номера позиций используются для обозначения подобных частей. В устройстве 50 используются два поперечных барабана 42, 52, причем барабан 52 является коническим барабаном, как показано на чертеже. Конический барабан 52 переворачивает фильтрующие стержни 123 в вертикальное положение, что дает возможность расположить отрезной барабан 22 вертикально. Вертикальная ориентация отрезного барабана 22 позволяет силе тяжести содействовать при смещении фильтрующих стержней до упора в регулируемые стопоры 26. Передаточный барабан 42 принимает фильтрующие стержни 12 из бункера 14 таким же образом, что был описан выше по отношению к устройству 40 на фиг.3. Фильтрующие стержни 12 на барабане 42 затем передаются на конический барабан 52.

Регулируемые стопоры 26 во всех вариантах выполнены с возможностью ручной настройки в соответствии с требуемой длиной отрезания компонента. Опционально эти стопоры могут быть прикреплены к пластине (не показана), которая поворачивается вместе с отрезным барабаном 22. Механическое устройство может затем быть использовано для изменения длины отрезания путем регулирования позиции пластины. Это дает возможность осуществить точную регулировку длины отрезания компонента, когда машина работает.

Фиг.5-7 иллюстрируют другое устройство 60 для разрезания компонентов фильтра, подобное во многих отношениях устройству 50 по фиг.4, где подобные номера позиций используются для обозначения подобных частей. Устройство 60 включает широкий отрезной барабан 62 с канавками 64. Фильтрующие стержни 12 подаются к верхнему участку отрезного барабана 62 с помощью передаточного барабана 42 и конического барабана 52. Когда фильтрующие стержни проходят под капотом 24, они позиционируются с помощью концевых направляющих 66, расположенных между капотом и барабаном. Удлиненные фильтрующие стержни 12 затем проходят через поворотные ножи 68, которые режут фильтрующие стержни на множество компонентов 28 фильтра. Когда отрезанные компоненты 28 отходят от ножа, вакуум в нижнем конце капота и воздушные струи в верхнем конце смещают всю группу отрезанных компонентов в каждой канавке 64 вниз до упора в стопор 69 в нижнем участке барабана. Когда барабан поворачивается, самый нижний компонент в каждой канавке 64 удаляется с помощью снимающего барабана 32. Отрезной барабан поворачивается несколько раз до тех пор, пока все компоненты не будут удалены. Когда последние компоненты удалены, передаточные барабаны 42, 52 производят новую полную загрузку фильтрующими стержнями 12 в верхний участок отрезного барабана 62.

Приведенное выше описание иллюстрирует и описывает настоящее изобретение. Дополнительно в данном описании показаны и описаны только предпочтительные варианты изобретения, но как было упомянуто выше, необходимо понимать, что изобретение применимо в различных других комбинациях, модификациях и условиях работы, и может быть изменено или модифицировано в пределах объема концепции изобретения, представленной здесь, соизмеримой с вышеприведенными идеями и/или опытом или знанием соответствующей отрасли. Описанные выше варианты дополнительно предназначены пояснить известные предпочтительные варианты для практической реализации изобретения, и дать возможность другим специалистам в данной области техники использовать изобретение в таких или других вариантах и с различными модификациями, требуемыми конкретными областями применения или использования изобретения. Соответственно, описание не предназначено ограничивать изобретение описанными здесь формой или областью применения. Также подразумевается, что прилагаемая формула изобретения включает альтернативные варианты воплощения.

Для примера, устройство 60, показанное на фиг.5-7, может быть модифицировано таким образом, чтобы включать работающие непрерывно передаточные барабаны, подобные барабанам в устройстве 10, но с нижним передаточным барабаном, который представляет собой конический барабан. В данном варианте (не показан) фильтрующие стержни из бункера подаются к непрерывно работающим передаточным барабанам, которые затем помещают фильтрующие стержни на верхнем участке отрезного барабана с канавками, такого как барабан 62.

Соотношение числа канавок на передаточных барабанах и числа канавок на отрезном барабане позволяет барабанам выполнить несколько оборотов до повторения схемы размещения фильтрующих стержней на отрезном барабане. Когда фильтрующие стержни поворачиваются на отрезном барабане, они проходят под капотом, и когда фильтрующие стержни перемещаются под капотом, они позиционируются концевыми направляющими, расположенными между капотом и барабаном. Фильтрующие стержни затем проходят через поворотные ножи, которые осуществляют резку фильтрующих стержней на множество компонентов. Когда отрезанные компоненты покидают ножи, вакуум в нижнем конце капота и воздушные струи в верхнем конце смещают всю группу отрезанных фильтрующих стержней в каждой канавке вниз до упора в стопор на нижнем участке отрезного барабана. Когда отрезной барабан поворачивается, нижний фильтрующий компонент в каждой канавке удаляется с помощью снимающего барабана. При следующем обороте группа опять смещается вниз и самые нижние компоненты удаляются. Как пояснено для устройства 10, отношение числа канавок на вакуумных передаточных барабанах к числу канавок на отрезном барабане дает возможность процессу идти непрерывно.

В еще одном варианте (не показано) широкий отрезной барабан, описанный перед этим, может быть заменен отдельными отрезными и смещающими барабанами. Фильтрующие стержни подаются из бункера к вакуумным передаточным барабанам с канавками, описанными перед этим, которые работают непрерывно, помещая фильтрующие стержни на вакуумный отрезной барабан с канавками. Когда фильтрующие стержни поворачиваются на отрезном барабане, они проходят под капотом, и когда фильтрующие стержни перемещаются под капотом, они позиционируются концевыми направляющими, расположенными между капотом и барабаном. Фильтрующие стержни затем проходят через поворотные ножи, которые режут фильтрующие стержни на множество компонентов. Когда отрезанные компоненты покидают ножи, они передаются к смещающему барабану с канавками. Соотношение числа канавок на отрезном барабане и числа канавок на смещающем барабане позволяет барабанам выполнить несколько оборотов до повторения схемы размещения фильтрующих стержней на смещающем барабане. Когда отрезанные компоненты поворачиваются на смещающем барабане, они проходят под капотом, где вакуум в нижнем конце капота и воздушные струи в верхнем конце смещают всю группу отрезанных сегментов в каждой канавке вниз до упора в стопор на нижнем участке смещающего барабана. Когда смещающий барабан поворачивается, нижний компонент в каждой группе удаляется с помощью снимающего барабана. На следующем обороте группа опять смещается вниз, и самые нижние компоненты удаляются. Отношение числа канавок на отрезном барабане к числу канавок на смещающем барабане позволяет процессу подачи идти непрерывно.

На Фиг.8-10 показано устройство 70 по еще одному варианту воплощения, которое отличается от описанного перед этим варианта тем, что в ней используется механический способ смещения группы отрезанных частей 72 на смещающем барабане 74, имеющем канавки 76 на его внешней стороне. Верхний участок смещающего барабана 74 объединен с гравитационным барабаном с пальцами, содержащий отдельный барабан 78 с вертикальными отверстиями 80, соосными с канавками 76 на смещающем барабане. Пальцы 82 с головками располагаются в каждом из вертикальных отверстий 80, и эти пальцы функционируют как отдельные пневмоцилиндры. Вакуумный клапан 84 располагается на верху барабана 78 с пальцами, и при приведении его в действие каждый из пальцев 82 с головкой отдельно поднимается под воздействием вакуума. Вакуум удаляется в области на смещающем барабане, где отрезанные заглушки 72 будут выталкиваться вниз вдоль канавок 76, что позволяет пальцам 82 толкать группу заглушек 72 к самой нижней точке в канавках. Может быть использовано воздушное вспомогательное устройство, если требуется. Как только группа заглушек выталкивается вниз на смещающем барабане, вакуум начинает действовать, втягивая толкающие пальцы в барабан 78 с пальцами, тем самым освобождая место для другой группы частей, которые будут введены в смещающий барабан. Умеренный вакуум прилагается к канавкам 76, чтобы удерживать отрезанные заглушки 72.

На нижнем конце смещающего барабана 74 отдельные заглушки удаляются один за другим из смещающего барабана и передаются на двухкомпонентный барабан 86, имеющий канавки 88. Эта передача осуществляется с помощью двух снимающих ремней 90, которые обернуты вокруг нижней части смещающего барабана. Ремни размещаются на желобчатом ролике 92. Заглушки 72 размещаются между снимающими ремнями 90 и двухкомпонентным барабаном 86, каждая заглушка принудительно снимается со смещающего барабана 74, и передаются на канавки 88 двухкомпонентного барабана 86.

Устройство для разрезания компонентов фильтра содержит бункер для подачи удлиненных фильтрующих стержней и отрезной барабан с разнесенными канавками на внешней поверхности для приема удлиненных фильтрующих стержней. Передаточный механизм принимает удлиненные фильтрующие стержни из бункера для передачи стержней к канавкам на отрезном барабане. По меньшей мере один нож, смежный отрезному барабану, осуществляет резку фильтрующих стержней на отдельные компоненты фильтра при вращении отрезного барабана. Способ резки компонентов фильтра, использующий данное устройство, включает стадии: подачи стержней из бункера к отрезному барабану с канавками на внешней поверхности, поворот отрезного барабана, перемещение стержней на отрезном барабане до упора в стопоры в каждой из его канавок и разрезание стержней на отдельные компоненты фильтра. Технический результат заключается в обеспечении быстрой и точной регулировки длины компонента фильтра. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 10 ил.

1. Устройство для разрезания компонентов фильтра, содержащее бункер для подачи удлиненных фильтрующих стержней, вращающийся отрезной барабан с разнесенными канавками на внешней поверхности барабана для приема удлиненных фильтрующих стержней, передаточный механизм для приема удлиненных фильтрующих стержней из бункера для подачи и передачи стержней к канавкам отрезного барабана и по меньшей мере один нож, смежный отрезному барабану, для разрезания удлиненных фильтрующих стержней на отдельные компоненты фильтра при вращении отрезного барабана, при этом передаточный механизм содержит один вакуумный барабан с канавками, имеющий горизонтальную ось вращения, и конический передаточный барабан, причем отрезной барабан поворачивается вокруг вертикальной оси вращения.

2. Устройство по п.1, содержащее стопорные средства на одном конце каждой канавки на отрезном барабане, против которых располагают удлиненные фильтрующие стержни перед их разрезанием на отдельные компоненты фильтра.

3. Устройство по п.1 или 2, в котором по меньшей мере один из ножей содержит множество разнесенных лезвий для одновременной резки каждого удлиненного фильтрующего стержня на отдельные компоненты фильтра.

4. Способ резки компонентов фильтра, включающий стадии подачи удлиненных фильтрующих стержней из бункера подачи к отрезному барабану, имеющему канавки на его внешней поверхности для приема стержней; поворота отрезного барабана; перемещения фильтрующих стержней на отрезном барабане до упора в стопоры в каждой из его канавок; и разрезания фильтрующих стержней на отдельные компоненты фильтра.