СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВСКРЫТИЯ СИГАРЕТ, ОБРАЗУЮЩИХ СИГАРЕТНЫЕ ОТХОДЫ Российский патент 2015 года по МПК A24C5/36 

Объектом изобретения является способ и устройство для сигарет, образующих сигаретные отходы, забракованные в процессе производства и упаковки сигарет.

Важной проблемой, связанной с процессом производства сигарет, является восстановление табака из сигарет, образующих отходы производства сигарет, созданные во время пуска оборудования по производству и упаковке сигарет. Сигаретные отходы образованы готовыми сигаретами, которые не удовлетворяют требованиям к качеству. Сигаретные отходы могут также содержать сигареты, которые удовлетворяют требованиям к качеству, но упакованы в дефектные пачки. Табак, восстановленный из забракованных сигарет, повторно используется в производственном процессе. Начальный этап процесса переработки табака заключается в том, что вскрывают забракованные сигареты, чему может предшествовать, например, прокалывание или разрезание бумажных оберток сигарет. В случае разрезания сигарет без фильтра бумажную обертку сигареты разрезают по всей длине сигареты. В случае сигарет с фильтром бумажную обертку необходимо разрезать только по содержащей табак части, причем в содержащей фильтр части бумага, обертывающая фильтр, должна оставаться неповрежденной. Восстановленный табак добавляют в измельченный табак, который подают в оборудование для производства сигарет. Поскольку дым от сгоревшего фильтровального материала может быть вреден для курильщиков, качество сигарет значительно снижается, если табак, используемый для производства, содержит частицы фильтровального материала. При проектировании устройств для восстановления табака из дефектных сигарет следует принимать во внимание, что современные производимые сигареты снабжены все более сложными и потому все более длинными мультисегментными фильтрами, содержащими различного рода фильтровальные материалы и вкусовые добавки. Отдельные компоненты мультисегментных фильтров не связаны друг с другом, поэтому структура фильтра защищена только бумажной оберткой фильтра, которая делает мультисегментные фильтры особенно чувствительными к случайным локальным ударам, вызывающим их разрушение или деформацию. Другой недостаток подобных фильтров заключается в полостях, которые не заполнены или заполнены только частично, например, углесодержащим гранулятом, причем указанные полости располагаются между твердых фильтровальных сегментов.

В патентном документе GB327765 описан цилиндрический вращающийся барабанный грохот, в который подают разрезанные вскрытые сигареты для отделения измельченного табака от табачной бумаги. Внутри барабана, вдоль его образующих предусмотрены прутки, предназначенные для перемещения дефектных сигарет вверх таким образом, чтобы вызвать их падение со значительной высоты на нижнюю часть грохота. Проходя путь от входного отверстия барабана до выходного отверстия барабана, сигареты, поданные в барабан, имеющий наклонную ось вращения, многократно поднимаются и деформируются при падении на нижнюю часть грохота. Этот способ позволяет восстанавливать табак из сигарет.

В патентном документе DE 567059 описан призмовидный вращающийся барабанный грохот. Сигареты, поданные в барабан, многократно соударяются о стенки барабана и при этом также подвергаются воздействию неподвижных элементов, которые прижимают их к стенкам барабана, что улучшает извлечение табака из сигарет. Ось вращения грохота также наклонена, аналогично решению, представленному в предыдущем документе.

В патентном документе DE 1632241 предложены различные устройства для вскрытия сигарет, снабженные многочисленными элементами, соударяющимися с сигаретами. Сигареты, перемещающиеся через камеры барабаны, многократно соударяются, деформируются и ломаются. Следует отметить, что сигареты соударяются случайно вследствие наличия многочисленных ударяющих элементов. Полости между рабочими элементами выбираются таким образом, чтобы предотвратить разрыв бумажной обертки, не повреждая фильтры во время извлечения табака. Однако это решение неприменимо в случае современных используемых длинных мультисегментных фильтров, поскольку это приводит к разрушению таких фильтров, вызывая извлечение фильтровальных сегментов или фильтровальных материалов.

Объектом изобретения является улучшенный способ и устройство для вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы, причем для данного способа и устройства устранена возможность случайного соударения. Другим объектом изобретения является новое устройство, которое является более эффективным, чем известные устройства этого типа, сохраняя относительно небольшие размеры этого устройства.

Согласно изобретению предлагается способ вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы, в устройстве, содержащем выполненный с возможностью вращения барабан, внутренняя стенка которого снабжена по меньшей мере одним захватом, проходящим в целом вдоль барабана, и по меньшей мере один выполненный с возможностью вращения битер, размещенный внутри барабана с возможностью соударения с сигаретами, причем сигареты, поданные во вращающийся барабан и поднятые посредством указанного по меньшей мере одного захвата, падающие под воздействием силы тяжести, ударяют посредством указанного по меньшей мере одного выполненного с возможностью вращения битера в направлении, по существу перпендикулярном осям сигарет, с силой, обеспечивающей их вскрытие.

В предпочтительном варианте изобретения сигареты ударяют по всей их длине.

В предпочтительном варианте изобретения каждый битер вращают в том же направлении, что и направление вращения барабана, или в направлении, противоположном вращению барабана.

В предпочтительном варианте изобретения сигареты разрезают или прокалывают до подачи в барабан.

Согласно изобретению предлагается устройство для вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы, содержащее выполненный с возможностью вращения барабан, имеющий наклоненную относительно горизонта ось вращения, внутренняя стенка которого оснащена по меньшей мере одним захватом, проходящим по существу вдоль барабана, причем предлагаемое устройство содержит также по меньшей мере один выполненный в форме стержня, размещенный внутри барабана битер, выполненный с возможностью вращения и соударения с сигаретами.

Устройство отличается тем, что указанный по меньшей мере один битер установлен, с возможностью вращения, на оси, направленной вдоль оси барабана, и выполнен с возможностью вращения в полости между осью барабана и по меньшей мере одним захватом таким образом, что каждый битер сориентирован по существу вдоль барабана.

В предпочтительном варианте изобретения указанный по меньшей мере один битер проходит по существу вдоль по меньшей мере одного захвата.

Ось вращения указанного по меньшей мере одного битера по существу параллельна оси барабана, но не совпадает с указанной осью.

Могут быть установлены два битера напротив друг друга относительно их оси вращения.

В предпочтительном варианте изобретения предлагаемое устройство содержит два или четыре захвата, расположенных попарно напротив друг друга относительно оси барабана.

Указанный по меньшей мере один битер может иметь форму стержня, сориентированного параллельно оси барабана.

В одном варианте изобретения указанный по меньшей мере один битер может иметь форму стержня с диаметром, соответствующим диаметру сигареты.

В другом варианте изобретения указанный по меньшей мере один битер имеет форму стержня, имеющего прямоугольное поперечное сечение.

В предпочтительном варианте изобретения устройство может содержать выполненную с возможностью вращения цилиндрическую поверхность, ограничивающую рабочую полость битеров изнутри, причем указанная поверхность размещена между указанным по меньшей мере одним битером и осью барабана, а ось вращения поверхности предпочтительно совпадает с осью вращения битеров.

В предпочтительном варианте изобретения указанная цилиндрическая поверхность с одной стороны продолжается в виде конической поверхности.

Расстояние между цилиндрической поверхностью и захватом может соответствовать трем диаметрам сигареты, предпочтительно двум диаметрам сигареты.

В предпочтительном варианте изобретения указанный по меньшей мере один захват выступает в радиальном направлении или в не радиальном направлении вовнутрь от внутренней стенки барабана.

В предпочтительном варианте изобретения указанный по меньшей мере один захват сориентирован под наклоном к оси барабана.

В предлагаемом устройстве вскрытие сигарет выполняют в малом объеме, причем само устройство является высокоэффективным.

Благодаря специальной конструкции устройства и ориентации битеров вдоль барабана, а также ориентации сигарет вдоль захватов сигареты могут соударяться по всей своей длине в направлении, перпендикулярном осям сигарет. Подобная конструкция уменьшает риск повреждения фильтра, которое может приводить к извлечению фильтровального материала, в частности, сегментов мультисегментных фильтров, содержащих нетипичные фильтровальные элементы и вкусовые добавки. Соударения рабочей поверхности битера о фильтр в направлении, перпендикулярном оси фильтра, не приводит к отделению фильтровальных компонентов, поскольку отсутствуют силы, которые могут вызвать отделение фильтровальных сегментов или разрушение фильтра.

Предлагаемое устройство функционирует достаточно эффективно для того, чтобы обеспечить возможность вскрытия сигарет, которые до этого не были проколоты.

Предпочтительные варианты предлагаемого устройства представлены на чертежах, на которых: на фиг.1 изображен поперечный разрез устройства, выполненного по первому варианту изобретения; на фиг.2 изображен продольный разрез устройства с фиг.1; на фиг.3 изображен поперечный разрез устройства, выполненного по второму варианту изобретения; на фиг.4 изображен продольный разрез устройства с фиг.3; на фиг.5 изображен поперечный разрез устройства, выполненного по третьему варианту изобретения; на фиг.6 изображен поперечный разрез устройства с фиг.5; на фиг.7 изображен поперечный разрез устройства, выполненного по четвертому варианту изобретения; на фиг.8 изображен поперечный разрез устройства с фиг.7; на фиг.9 изображен поперечный разрез устройства, выполненного по пятому варианту изобретения.

Устройство, выполненное по первому варианту изобретения, содержит цилиндрический, выполненный с возможностью вращения барабан 1 (фиг.1, фиг.2), на внутренней стенке которого закреплены выполненные в виде перегородки захваты 2, проходящие по существу вдоль барабана 1. Цилиндрический барабан 1 установлен с возможностью вращения на оси 3, причем ось 3 барабана 1 наклонена относительно горизонтальной плоскости. Внутри барабана 1 устройство снабжено по меньшей мере одним битером 4, выполненным с возможностью вращения вокруг оси 5, сориентированной параллельно оси вращения барабана 1. С целью упрощения на чертеже не показаны обычные приводные элементы, вращающие барабан 1, и битеры 4. Сигареты 6 подают в открытую полость барабана 1 со стороны того конца барабана, который расположен более высоко (на фиг.2 это правая сторона). При вращении барабана 1 сигареты многократно поднимают посредством захватов 2, которые вызывают перемещение сигарет 6 вдоль барабана 1 (влево на фиг.2) вследствие наклона оси 3 барабана 1. Захваты 2 имеют ширину, адаптированную к диаметру открываемых сигарет, предпочтительно к диаметру типичной сигареты, то есть приблизительно 8 мм. Захваты 2 могут иметь форму тонкостенных элементов в виде планки, например, элементов из листового металла. Сигареты 6, которые поднимают посредством захватов 2, соскальзывают вниз с указанных элементов, когда захваты 2 достигают верхней части барабана 1. На фиг.1 изображено устройство, снабженное четырьмя равномерно распределенными захватами 2, выступающими в радиальном направлении от внутренней стороны барабана в направлении к оси барабана. Возможны также варианты выполнения изобретения с другим количеством элементов 2, хотя достаточно одного захвата 2 для обеспечения правильного функционирования устройства. Устройство, изображенное на фиг.1, снабжено двумя битерами 4 в виде стержней, имеющих круговое поперечное сечение и расположенных параллельно захватам 2, вращающимся вокруг оси 5, расположенной параллельно оси 3 барабана 1. Во время работы устройства битеры 4 вращаются в полости между осью 3 барабана 1 и стенкой барабана 1, соударяясь с сигаретами, соскальзывающими с захватов 2. При соскальзывании с захватов сигареты 6 сориентированы по существу вдоль захвата и вдоль барабана. Вследствие этого они соударяются перпендикулярно своим осям, главным образом по всей своей длине. Зона контакта цилиндрического битера в виде стержня с сигаретой, которая также является цилиндрической, проходит по длине сигареты. Устройство, выполненное по первому варианту изобретения с фиг.1 и 2, снабжено двумя битерами, хотя достаточно одного битера 4 для обеспечения правильного функционирования. В этом варианте изобретения битеры 4 вращают в направлении, указанном стрелкой 7, совпадающим с направлением вращения барабана 1, указанным стрелкой 8, причем скорость вращения битеров 4 превышает скорость вращения барабана 1. Сила, с которой битер 4 соударяется с сигаретой 6, вызывает временную деформацию сигареты. В случае соударения с сигаретой, в которой бумажная обертка разрезана или проколота, деформация сигареты вызывает разрыв бумажной обертки. В случае сигарет, бумажная обертка которых не разрезана или не повреждена, при прохождении через устройство, многочисленные удары и деформация сигарет приводят к ослаблению табака внутри сигареты и к усилению выброса табака наружу сигареты в процессе последующих ударов. Возможен также вариант изобретения, в котором битеры 4 и барабан 1 вращают в противоположных направлениях.

На фиг.3 и фиг.4 изображен второй вариант выполнения устройства, в котором захваты 2′ установлены по существу вдоль барабана, но под углом к его осям и образующим. Таким образом, в этом варианте изобретения захваты 2′ незначительно искривлены, причем кривизна не видна на фиг.4 вследствие масштаба. В этом варианте изобретения ось 5 вращения битеров 4 совпадает с осью 3 вращения барабана 1, причем барабан 1 и битеры 4 вращаются в противоположных направлениях, причем битеры 4 проходят по существу вдоль захватов и в действительности они также незначительно искривлены аналогично захватам 2′.

На фиг.5 и 6 изображен третий вариант устройства, снабженного цилиндрической поверхностью 9, выполненной с возможностью вращения вместе с битерами 4 вокруг оси 10, проходящей параллельно оси 5 вращения битеров 4. При этом нет необходимости в совпадении оси 10 с осью 3 барабана, а длина цилиндрической поверхности соответствует длине битеров. В предпочтительном варианте изобретения ось 10 вращения цилиндрической поверхности 9 совпадает с осью 5 вращения битеров 4. Диаметр цилиндрической поверхности выбирают таким образом, чтобы гарантировать, что расстояние между захватом 2 и цилиндрической поверхностью верхней части барабана с фиг.5 не превышает три диаметра сигареты. Расстояние между захватом и цилиндрической поверхностью может быть уменьшено до двух диаметров сигареты. В этом варианте изобретения, во время работы устройства сигареты перемещаются в цилиндрической полости, ограниченной двумя цилиндрическими поверхностями: внешней поверхностью барабана 1 и внутренней цилиндрической поверхностью 9. Вследствие небольшого расстояния между двумя цилиндрическими поверхностями сигареты не могут принять ориентацию, например, радиальную ориентацию относительно оси 3 вращения барабана 1 - они могут быть расположены только вдоль барабана 1. Наличие цилиндрической поверхности 9 в устройстве обеспечивает то, что сигареты 6, соскальзывающие вниз с захватов 2, не могут быть расположены под углом до соударения с битерами 4 и соударяются с битерами 4 по существу перпендикулярно их осям.

На фиг.7 и фиг.8 приведен четвертый вариант выполнения устройства, также снабженного цилиндрической поверхностью 9, выполненной с возможностью вращения вместе с битерами 4′ вокруг оси 10, которая совпадает с осью 5 вращения битеров 4. В этом варианте изобретения устройство снабжено двумя битерами, причем длина каждого из указанных битеров примерно равна половине длины барабана, причем битеры располагаются на противоположных сторонах от своей оси вращения, один из битеров проходит от центра барабана по направлению к одному концу барабана, а другой битер проходит от центра барабана по направлению к другому концу барабана. Кроме того, цилиндрическая поверхность 9 продолжается с одной стороны к более высокому концу барабана 1 в виде поверхности 9′ в форме усеченного конуса. В этом варианте изобретения поверхность 9′ облегчает введение сигарет 6 в полость, ограниченную внешней поверхностью барабана 1 и внутренней цилиндрической поверхностью 9, описанной в предыдущем варианте изобретения.

На фиг.9 изображен пятый вариант выполнения устройства, в котором захваты 2′′ проходят вдоль барабана 1, но выступают из внутренней поверхности барабана в направлении, отклоняющемся от радиального направления. Битеры 4′′ имеют форму стержней с прямоугольным поперечным сечением, и поэтому сигареты 6 соударяются с плоской поверхностью битеров 4′′, что обеспечивает линейный контакт битера 4′′ с сигаретой 6 даже, если сигарета соскальзывает вниз с захвата 2′′ не параллельно оси 3 барабана 1.

Изобретение относится к способу вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы в устройстве, которое содержит вращающийся барабан (1), внутренняя стенка которого снабжена по меньшей мере одним захватом (2, 2′, 2′′), проходящим в целом вдоль барабана, и по меньшей мере один выполненный вращающийся битер (4, 4′, 4′′), размещенный внутри барабана (1), соударяющийся с сигаретами, в котором сигареты, поданные во вращающийся барабан (1) и поднятые посредством указанного по меньшей мере одного захвата (2, 2′, 2′′), и падающие под действием силы тяжести, ударяют посредством указанного по меньшей мере одного вращающегося битера (4, 4′, 4′′) в направлении, по существу перпендикулярном осям сигарет, с силой, обеспечивающей их вскрытие. 2 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Способ вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы в устройстве, содержащем
вращающийся барабан (1), внутренняя стенка которого снабжена по меньшей мере одним захватом (2, 2′, 2′′), проходящим в целом вдоль барабана, и
по меньшей мере один выполненный вращающийся битер (4, 4′, 4′′), размещенный внутри барабана (1), соударяющийся с сигаретами,
в котором сигареты, поданные во вращающийся барабан (1) и поднятые посредством указанного по меньшей мере одного захвата (2, 2′, 2′′), и падающие под действием силы тяжести, ударяют посредством указанного по меньшей мере одного вращающегося битера (4, 4′, 4′′) в направлении, по существу перпендикулярном осям сигарет, с силой, обеспечивающей их вскрытие.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигареты ударяют по всей их длине.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый битер (4, 4′, 4′′) вращается в том же направлении, что и барабан (1).

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый битер (4, 4′, 4′′) вращают в направлении, противоположном направлению вращения барабана (1).

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что сигареты разрезают или прокалывают до подачи в барабан (1).

6. Устройство для вскрытия сигарет, образующих сигаретные отходы, содержащее выполненный с возможностью вращения барабан (1), имеющий наклоненную относительно горизонта ось (3) вращения, внутренняя стенка которого оснащена по меньшей мере одним захватом (2, 2′, 2′′), проходящим по существу вдоль барабана, причем предлагаемое устройство содержит также по меньшей мере один выполненный в форме стержня, размещенный внутри барабана (1) битер (4, 4′, 4′′), выполненный с возможностью вращения и соударения с сигаретами, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один битер (4, 4′, 4′′) установлен, с возможностью вращения, на оси (5), направленной вдоль оси (3) барабана (1), и выполнен с возможностью вращения в полости между осью (3) барабана (1) и по меньшей мере одним захватом таким образом, что каждый битер (4, 4′, 4′′) сориентирован по существу вдоль барабана (1).

7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один битер (4, 4′, 4′′) проходит по существу вдоль по меньшей мере одного захвата (2, 2′, 2′′).

8. Устройство по п.6, отличающееся тем, что ось (5) вращения указанного по меньшей мере одного битера (4, 4′, 4′′) по существу параллельна оси (3) барабана (1), но не совпадает с указанной осью.

9. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что два битера (4, 4′, 4′′) установлены напротив друг друга относительно их оси (5) вращения.

10. Устройство по п.6, отличающееся тем, что данное устройство содержит два или четыре захвата (2, 2′, 2′′), расположенных попарно напротив друг друга относительно оси (3) барабана (1).

11. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один битер (4, 4′, 4′′) имеет форму стержня, сориентированного параллельно оси (3) барабана (1).

12. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один битер (4, 4′) имеет форму стержня с диаметром, соответствующим диаметру сигареты.

13. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один битер (4′′) имеет форму стержня, имеющего прямоугольное поперечное сечение.

14. Устройство по п.6, отличающееся тем, что содержит выполненную с возможностью вращения цилиндрическую поверхность (9), ограничивающую рабочую полость битеров изнутри, причем указанная поверхность (9) размещена между указанным по меньшей мере одним битером (4, 4′, 4′′) и осью (3) барабана (1), а ось (10) вращения поверхности (9) предпочтительно совпадает с осью (5) вращения битеров (4, 4′, 4′′).

15. Устройство по п.14, отличающееся тем, что цилиндрическая поверхность (9) продолжается с одной стороны в виде поверхности (9′) в форме усеченного конуса.

16. Устройство по п.14, отличающееся тем, что расстояние между цилиндрической поверхностью (9) и захватом (2, 2′, 2′′) соответствует трем диаметрам сигареты, предпочтительно, двум диаметрам сигареты.

17. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один захват (2) выступает в радиальном направлении внутрь относительно внутренней стенки барабана (1).

18. Устройство по п.6, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один захват (2′′) выступает не в радиальном направлении внутрь относительно внутренней стенки барабана (1).

19. Устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что указанный по меньшей мере один захват (2′) сориентирован под наклоном к оси барабана.