УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПОЛНЕНИЯ ПОЛОСТИ, ЗАПОЛНЯЮЩАЯ СТАНЦИЯ И СПОСОБ ЗАПОЛНЕНИЯ ПОЛОСТИ Российский патент 2016 года по МПК A24C5/35 

Предлагаемое изобретение относится к устройству для заполнения полости, к заполняющей станции и к способу заполнения полости, в частности к устройству для заполнения из подающего бункера под действием силы тяжести накопителя, имеющего форму колоннообразной полости между противоположных боковых стенок, причем массовый поток параллельных друг другу (или по существу параллельных друг другу) изделий, выполненных в форме стержня, идет вниз из подающего бункера.

Устройство используется для заполнения полости изделиями, выполненными в форме стержня, которые представляют собой сигаретные стержни или сигаретные стержни с фильтром или других табачных продуктов (например, сигар или сигарилл).

В табачной промышленности имеется сложность обработки массового потока изделий. С точки зрения физических свойств сигаретные стержни и стержни с фильтром являются тонкими и хрупкими, но обрабатываются в больших количествах при изготовлении пачек сигарет. Для обработки массового потока сигаретных стержней от сигаретной машины до упаковывающей сигареты установки применяется, как правило, так называемый "лоток" для временного накопления сигаретных стержней и стержней с фильтром. Известен такой лоток с одной камерой для накопления стержней (то есть с колоннообразной полостью), однако известны также лотки с группой камер, расположенных, как правило, в виде одного ряда колоннообразных полостей, каждая из которых задана парой противоположных боковых стенок, причем каждая такая стенка определяет тонкую перегородку между двумя соседними колоннообразными полостями в ряду. Предлагаемое изобретение предназначено для заполнения подобных лотков, но используется также для заполнения лотков с одной камерой. Далее в описании термин "накопитель" может быть заменен термином "лоток", соответственно лоток с одной камерой или лоток с группой камер. Термин "продукт" может быть заменен термином "изделие" или "стержень".

Имеются различные предложения по заполнению лотков сигаретными стержнями или стержнями с фильтром таким образом, чтобы обеспечить плотную упаковку стержней с минимальным свободным пространством и пустотами между соседними стержнями. Чем плотнее упакованы стержни, максимально симметрично, тем менее вероятно, что один или другой стержень будет поврежден в лотке. Кроме того, идеальная плотная упаковка стержней позволяет максимально использовать вместимость любого лотка.

В уровне техники имеется много предложений по заполнению таких лотков сигаретными стержнями или стержнями с фильтром. Эти предложения отражены в патенте США №2919529, а также в патентах DE-A-1066118, GB-A-2062567, DE-A-3103836, US-A-4489534, и немецких публикациях с обозначением A - 3708791, 3809689, 3819384 и 19829735. Интерес представляют также документы EP-A-920815 и EP-A-1955604.

Во многих известных предложениях используется постепенное движение лотка вниз относительно подающей станции, по мере подачи стержней из подающей станции в колоннообразные полости лотка. Таким образом, расстояние, на которое падает отдельный стержень, при выходе из подающей станции в полость лотка сведено к минимуму. Как только лоток опустился на достаточное расстояние, настолько, что его колоннообразные полости оказываются заполнены, подача стержней в эти полости может быть временно прекращена, что позволяет убрать полный лоток и придвинуть пустой лоток в положение, в котором его днище находится непосредственно снизу, примыкает к подающей станции, в готовности к возобновлению подачи таким образом, чтобы новый лоток постепенно опускался во время процесса заполнения.

В патенте США №3320 717A описано устройство для заполнения из подающего бункера под действием силы тяжести накопителя, имеющего форму колоннообразной полости между противоположными боковыми стенками, при этом массовый поток параллельных друг другу стержней идет вниз от подающего бункера. Указанное устройство содержит заполняющее полость приспособление для заполнения полости, которое в рабочем режиме находится попеременно в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление, и в открытой конфигурации, которая обеспечивает возможность потока стержней через устройство.

Задача предлагаемого изобретения состоит в более качественном заполнении лотков объектами, например сигаретными стержнями или стержнями с фильтром.

Раскрытие изобретения

В данном изобретении предлагается устройство для заполнения из подающего бункера под действием силы тяжести накопителя, имеющего форму колоннообразной полости между противоположными боковыми стенками, причем массовый поток стержней проходит вниз от подающего бункера. Предлагаемое устройство отличается тем, что содержит заполняющее полость приспособление для заполнения полости, которое в рабочем режиме находится попеременно в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление, и в открытой конфигурации, которая обеспечивает возможность потока стержней через устройство, причем приспособление выполнено с возможностью поступательного перемещения в поочередных верхнем и нижнем ходах внутри указанной полости как в закрытой конфигурации при нижнем ходе, так и в открытой конфигурации при верхнем ходе.

В данном изобретении предложено также устройство, отличающееся тем, что заполняющее полость приспособление содержит первый набор удлиненных прутков, параллельных друг другу и лежащих в одной плоскости. Прутки первого набора разделены одинаковыми интервалами, ширина которых обеспечивает скользящее прохождения стержней между прутками. Кроме того, устройство содержит второй набор прутков, параллельных друг другу и лежащих в одной плоскости. Прутки второго набора разделены одинаковыми интервалами таким образом, что в закрытой конфигурации по меньшей мере один пруток второго набора перекрывает каждый зазор между прутками первого набора, через которые проходят изделия, когда приспособление находится в своей открытой конфигурации.

Согласно предлагаемому изобретению прутки первого набора имеют прямоугольное поперечное сечение и установлены с возможностью вращения, а прутки второго набора имеют круглое поперечное сечение.

Согласно предлагаемому изобретению изменение между указанными открытой и закрытой конфигурациями выполняют путем линейного относительного поступательного перемещения первого и второго наборов прутков поперек направлению вверх и вниз.

Согласно предлагаемому изобретению прутки первого набора установлены с возможностью вращательного движения на опоре, а прутки второго набора установлены на горизонтально подвижной балке под прутками первого набора.

Заявляемое устройство предназначено для заполнения накопителя, который представляет собой лоток, который имеет множество боковых стенок, задающих один ряд указанных колоннообразных полостей, причем заявляемое устройство выполнено с возможностью заполнения одновременно группы колоннообразных полостей в ряду.

Согласно предлагаемому изобретению устройство содержит указанный подающий бункер, в котором заполняющее полость приспособление до совершения своего нижнего хода предназначено в своей закрытой конфигурации функционировать в качестве затвора, который закрывает входное отверстие в основании подающего бункера.

Согласно предлагаемому изобретению устройство содержит средства приведения в движение заполняющего полость приспособления в зависимости от состояния заполненности накопителя, расположенного под заполняющим полость приспособлением.

Согласно предлагаемому изобретению устройство содержит средства перемещения заполняющего полость приспособления вверх с постоянной скоростью и вниз с постоянной скоростью.

В предлагаемом изобретении предусмотрена заполняющая станция для заполнения последовательного ряда пустых накопителей параллельными друг другу стержнями. Указанная станция содержит подающий бункер, заявляемое заполняющее устройство и транспортное устройство, предназначенное для подвода последовательного ряда пустых накопителей в положение заполнения под заполняющим устройством и для последующего отвода накопителей после заполнения из положения заполнения.

В заявляемом изобретении предложен способ заполнения последовательного ряда накопителей под действием силы тяжести из подающего бункера массовым потоком параллельных друг другу стержней, причем каждый накопитель имеет форму колоннообразной полости между противоположными боковыми стенками, а в предлагаемом способе предусмотрены следующие этапы:

помещают заполняющее полость приспособление под подающим бункером, при этом указанное приспособление находится в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление;

устанавливают пустой накопитель под заполняющим полость приспособлением;

перемещают заполняющее полость приспособление вниз до стенки основания накопителя;

переводят приспособление из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию, обеспечивающую проход потока изделий через приспособление;

перемещают приспособление вверх до положения вблизи верхней части накопителя;

переводят приспособление из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию;

заменяют заполненный накопитель другим пустым накопителем.

В заявляемом изобретении предложен также способ, отличающийся тем, что заполняющее полость приспособление содержит первый набор параллельных друг другу удлиненных прутков, расположенных в одной плоскости и разделенных постоянными интервалами, ширина которых обеспечивает скользящее прохождение изделий между прутками, и второй набор параллельных друг другу удлиненных прутков, расположенных в одной плоскости и разделенных постоянными интервалами таким образом, что по меньшей мере один пруток второго набора перекрывает каждый зазор между прутками первого набора при сдвиге приспособления из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, а также тем, что на этапе сдвига предусмотрен шаг, на котором сдвигают прутки второго набора в боковом направлении относительно первого набора прутков и лотка.

В заявляемом изобретении в предложенном способе предусмотрен также этап, на котором выполняют вращательное движение прутков первого набора и/или прутков второго набора во время движения вверх и/или вниз. В заявляемом изобретении в предложенном способе предусмотрен также этап, на котором перемещают заполняющее полость приспособление вверх и вниз с постоянной скоростью.

Согласно данному изобретению предлагаемый способ используется для того, чтобы заполнить одновременно множество колоннообразных полостей лотка, имеющего множество камер.

В соответствии со способом и устройством, заявляемым по данному изобретению, можно представить одно или более из следующих улучшений рабочих характеристик:

1. Большее приближение к идеально плотной упаковке в расположении единиц продукции внутри накопителя, заполненного указанными единицами.

2. Больший уровень уверенности в том, что процесс заполнения не причиняет физического повреждения любому из изделий.

3. Возможность увеличения скорости заполнения накопительных полостей.

4. Возможность уменьшения физического размера заполняющей станции.

5. Большая надежность заполнения, приводящая к уменьшенному количеству "непроизводительных затрат времени" в заполняющей станции.

6. Больший уровень уверенности в том, что не происходит "просыпи" единиц продукции, высвобожденных из подающего бункера, но не захваченных в предназначенной для этого накопительной полости.

Среди характерных особенностей заполняющего полость приспособления заявитель предусматривает первый набор удлиненных прутков, параллельных друг другу, лежащих в одной плоскости и разделенных постоянными интервалами, ширина которых достаточна для скользящего прохождения изделий между прутками. Также имеется второй набор прутков, параллельных друг другу, лежащих в одной плоскости и разделенных постоянными интервалами таким образом, что имеется по меньшей один пруток второго набора, преграждающий каждый зазор между двумя соседними прутками первого набора. В рабочем режиме во время нижнего хода второй набор прутков перекрывает зазоры между прутками первого набора таким образом, что первый и второй наборы прутков совместно удерживают стержни непосредственно над наборами прутков в подающем бункере, причем при нижнем ходе заполняющего полость приспособления обеспечивается возможность, под действием силы тяжести, массового, направленного вниз потока параллельных изделий в полость, в которую опускается заполняющее полость приспособление. Затем, когда полость заполнена и заполняющее полость приспособление оказывается на дне заполненной полости, прутки второго набора перемещаются в боковом направлении таким образом, что каждый из прутков занимает положение более или менее под одним из прутков первого набора, больше не перекрывая зазоры между прутками первого набора и позволяя единицам продукции проходить вниз между прутками первого набора. В этой конфигурации заполняющее полость приспособление затем плавно поднимают на полную высоту заполненной полости, причем все прутки в полости проходят один за другим через один или другой зазор между одной или другой парой соседних прутков первого набора прутков (и второго набора прутков) заполняющего полость приспособления до тех пор, пока поднимающееся вверх заполняющее полость приспособление не достигнет верхней части полости. В этой точке заполняющее полость приспособление еще раз оказывается на уровне основания подающего бункера, а обратное движение прутков второго набора в начальную конфигурацию, в которой они перекрывают зазоры между прутками первого набора, приводит заполняющее полость приспособление обратно в конфигурацию, в которой оно функционирует в качестве затвора в основании подающего бункера. В этой точке полный лоток может быть извлечен, и новый пустой лоток может быть приведен в положение под заполняющим полость приспособлением, находясь в готовности к операции по заполнению лотка.

Отметим, что согласно предлагаемому изобретению во время процесса по заполнению полости нет необходимости в относительном движении между подающим бункером и накопителем. Вместо этого предусматривается отсутствие такого относительного движения во время заполнения между подающим бункером и накопителем и наличие необходимого движения для достижения плавного заполнения, выполняемого вместо этого посредством верхнего и нижнего ходов предлагаемого заполняющего полость приспособления. В предпочтительных вариантах изобретения это заполняющее полость приспособление функционируют не только в качестве затвора в днище подающего бункера, но также в качестве устройства для опускания изделия из подающего бункера на днище полости накопителя, при этом фактически отсутствует неуправляемое свободное падение под действием силы тяжести, кроме остаточного "оседания" изделий снизу заполняющего приспособления в их желательное симметричное плотно упакованное расположение в накопительной полости. Кроме этого, также при верхнем ходе заполняющего полость приспособления через слой изделий, заполняющих полость, имеется возможность облегчения попадания единиц продукции в желательное плотно упакованное расположение и минимизации количества нежелательных пустот и свободного пространства между изделиями в полости снизу заполняющего приспособления.

Для специалистов в данной области техники очевидно, что заполняющее полость приспособление может являться единственным узлом, который совершает движения при заполнении накопителя. Могут быть предусмотрены относительно умеренные требования по свободному пространству, необходимые для заполняющего полость приспособления, совершающего возвратное движение. Кроме того, может быть предусмотрена упрощенная механическая конструкция заполняющей станции и быстрая замена заполняющего полость приспособления, что требуется при техобслуживании или ремонте с очень небольшими непроизводительными затратами времени для самой заполняющей станции.

Заявитель полагает предпочтительным, чтобы прутки первого набора имели прямоугольное поперечное сечение, хотя четыре прямых угла поперечного сечения могут быть в некоторой степени скруглены для минимизации физического повреждения обрабатываемых изделий. Заявитель также полагает для повышения эффективности полезно установить все прутки первого набора с некруглым поперечным сечением с возможностью одновременного колебательного вращательного движения с относительно малым углом. Это способствует плавности потока изделий по пруткам первого набора во время хода вверх заполняющего полость приспособления. Кроме того, небольшой импульс, сообщаемый стержням во время колебательного движения, может оказаться как раз достаточным для того, чтобы способствовать приближению расположения стержней к идеально симметричному плотно упакованному расположению под заполняющим полость приспособлением.

Однако может быть предусмотрен диапазон других поперечных сечений. Круглые поперечные сечения с поверхностью, снабженной канавками или выступами, могут способствовать колебательному движению прутков для утряски стержней в более плотно упакованную матрицу. Некруглые поперечные сечения с количеством граней более четырех могут функционировать также, или лучше, по сравнению с 4-гранными прутками. Несмотря на то что в настоящем документе предпочтение отдано колебательному вращательному движению, для равноценного или более эффективного способствования беспрепятственному потоку стержней и их плотной упаковке под заполняющим приспособлением могут использоваться другие формы движения прутков первого набора, например амплитудная вибрация около среднего положения в наборе прутков. В частности, мы предусматриваем малые амплитудные колебания вверх и вниз в прутках первого набора в качестве способа предотвращения любой зарождающейся тенденции стержней "выстроиться в виде моста" между любой отдельной соседней парой прутков первого набора и над указанной парой.

Прутки второго набора, напротив, предпочтительно имеют круглое поперечное сечение. Они недостаточно установлены, чтобы на верхнем ходе способствовать плотной упаковке стержней. В одном варианте исполнения они имеют круглое поперечное сечение с плавными обводами. Другим решением является придание им трапецевидного поперечного сечения, в котором пара параллельных граней функционируют в качестве верхней и нижней основных поверхностей, расположенных горизонтально. Удобством является то, что во время нижнего хода или верхнего хода прутки второго набора могут не вращаться вообще, а только перемещаться в интервалах между верхним и нижним ходами в боковом направлении относительно прутков первого набора. Это может быть легко реализовано путем установки всех прутков второго набора на одной балке, выполненной с возможностью перемещения горизонтально и в боковом направлении под прутками первого набора, между открытой и закрытой конфигурациями заполняющего полость приспособления.

Хотя раскрытое выше изобретение относится к заполняющему полость приспособлению, очевидно, что в другом аспекте изобретения предусмотрен способ заполнения последовательного ряда колоннообразных полостей, а в еще одном аспекте изобретения предусмотрена заполняющая станция, которая содержит заполняющее полость приспособление, согласно вышеприведенному описанию.

Для лучшего понимания предлагаемого изобретения и для большей наглядности осуществления данного изобретения далее будет приведен конкретный пример со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг.1 приведена изометрическая проекция, выполненная по первому варианту изобретения, заполняющей станции, которая содержит заявляемое заполняющее полость приспособление, причем заполняющая станция находится в первом положении в готовности к приему пустого лотка с одной полостью;

На фиг.2 приведено изображение второго варианта воплощения изобретения заполняющей станции, находящейся во втором положении и содержащей лоток с группой камер в готовности к заполнению;

На фиг.3 изображена станция с фиг.2 в третьем положении, когда лоток частично заполнен;

На фиг.4 изображена станция с фиг.2 и 3 в четвертом положении, когда лоток заполнен;

На фиг.5 изображена станция с фиг.2-4, где заполняющее полость приспособление находится в фазе верхнего хода через заполненные колонны лотка;

На фиг.6 схематично изображен разрез одной полости лотка по фиг.2, причем заполняющее полость приспособление изображено действующим в качестве затвора в основании подающего бункера;

На фиг.7 изображен разрез, как на фиг.6, но заполняющее приспособление находится в точке, показанной на фиг.3;

На фиг.8 изображен разрез, как на фиг.6 и 7, но заполняющее приспособление находится в конце его нижнего хода, что соответствует положению заполняющей станции, изображенному на фиг.4;

На фиг.9 изображен разрез, как на фиг.6, 7 и 8, но показывающий заполняющее приспособление в готовности к началу его верхнего хода от дна полости, причем каждый круглый пруток второго набора находится в положении непосредственно под прямоугольным прутком первого набора прутков заполняющего приспособления;

На фиг.10 изображен разрез, как на фиг.6-9, но при этом заполняющее приспособление проделало часть пути в процессе верхнего хода;

На фиг.11 изображен разрез, как на фиг.6-10, на котором показано, что заполняющее приспособление достигло верхней части в процессе верхнего хода, но еще не функционирует в качестве затвора;

На фиг.12 изображен разрез, как на фиг.6-11, причем заполняющее приспособление находится на той же высоте, что и на фиг.11, однако стержни с круглым поперечным сечением второго набора стержней перекрывают каждый зазор между стержнями первого набора таким образом, что заполняющее приспособление снова функционирует в качестве затвора в основании подающего бункера;

На фиг.13, 14 и 15 изображены участки поперечных разрезов верхней части заполняющей полости, причем в каждом разрезе изображено отличное альтернативное поперечное сечение прутков заполняющего полость приспособления;

На фиг.16 и 17 изображены изометрические проекции, схожие с изображенными на фиг.1 и 2, причем на каждой проекции изображена отличная архитектура подачи/выпуска для заполняемых лотков на заполняющей станции;

На фиг.18 изображен на виде спереди лоток с одной полостью, над которым находится заполняющее полость приспособление, и изображены также временные разделительные стенки внутри полости лотка на заполняющей станции;

На фиг.19 изображена в изометрии часть длины заполняющего полость приспособления.

Осуществление изобретения

В заполняющей станции 1 на фиг.1 выполнена входная зона, в которой расположены пустые лотки 2 для заполнения. Каждый лоток имеет заднюю стенку 3 и параллельные боковые стенки 5, 6, между которыми находится полость. Полные лотки перемещают на входном конвейере 7 к заполняющей зоне 8 заполняющей станции. В лотке на фиг.1 выполнена только одна полость. Каждый лоток имеет поверхность 4 основания, которая простирается между противоположными боковыми стенками 5 и 6 на полную ширину указанной одной полости. Пустые лотки перемещают на входном конвейере 7 к заполняющей зоне 8 заполняющей станции. Подающий бункер 9, предназначенный для стержней, например сигаретных стержней или стержней, представляющих собой сигаретные фильтры, заполняется из входного конвейера 11. При этом другой входной конвейер 7 выполнен с возможностью перемещения пустых лотков в подающую станцию, в которой заполняющее приспособление 12 перемещают на вертикальных направляющих 13 таким образом, что указанное приспособление может совершать верхний ход и нижний ход относительно подающего бункера 9. На фиг.1 показан полный лоток 14 на выходном конвейере 10 после того, как указанный лоток был опущен из заполняющей зоны 8. Единственный лоток 15, показанный с поверхностью 4 основания и находящийся в данной ситуации в заполняющей зоне 8, должен быть заполнен и затем опущен на выходной конвейер 10, освобождая заполняющую зону для следующего пустого лотка, перемещаемого в заполняющую зону посредством входного конвейера 7. Полные лотки перемещают на выходном конвейере 10 от заполняющей зоны 8 заполняющей станции.

Переходя к фиг.2, мы видим последовательный ряд лотков, имеющих группу камер, причем очередной пустой лоток 16 перемещен в заполняющую зону 8. На этом чертеже в лотке 16 имеется один ряд из восьми полостей, однако предложенное заполняющее приспособление может аналогичным образом быть использовано для заполнения лотков с другим количеством колоннообразных полостей. На фиг 2 изображен дополнительный конвейер 18 снизу заполняющей станции, выполненный с возможностью перемещения неправильно заполненных лотков из заполняющей станции в направлении, противоположном направлению, в котором конвейер 10 перемещает правильно заполненные лотки.

Для читателей полезно сравнить в следующем описании каждую изометрическую проекцию с соответствующим изображением в разрезе по мере выполнения процесса. См. также фиг.19. Мы начнем с фиг.2 и фиг.6. На каждом разрезе с фиг.6-15 мы показали (с целью ясности) прутки только в одной колоннообразной полости и только один следующий соседний пруток в соседней колоннообразной полости с каждой стороны изображенной полости. Чертежи выполнены не в масштабе.

Заполняющее приспособление 12 выполнено с первым набором прутков 52 квадратного сечения с консольной заделкой в основной балке заполняющего приспособления 12. Дальнейшие подробности показаны на фиг.19 ниже. На фиг.6 мы видим единственную колоннообразную полость 54 между противоположными боковыми стенками 56 и 58, причем полость 54 является одной из восьми полостей, которые можно видеть на фиг.2. На фиг.6 показаны четыре прутка 52 квадратного сечения. С восемью колоннообразными полостями в первом наборе прутков заполняющего приспособления получаем полный набор из 4×8=32 прутка. Для читателей очевидно, что в первом наборе может быть больше или меньше 32 прутков, в зависимости от относительных размеров изделий, количества колоннообразных полостей и ширины каждой такой полости. Над стенками 56 и 58 и на одной линии с ними находятся нависающие неподвижные концевые стенки 56A и 58A, расположенные на подающем бункере и проходящие вниз от основания подающего бункера 9.

Зазоры между элементами набора квадратных прутков 52 достаточно широки для обеспечения потока единиц 60 продукции, за исключением случая, когда прутки 62 второго набора прутков заполняющего приспособления перекрывают зазоры между соседними квадратными прутками 52. В разрезе на фиг.6 легко можно видеть, что когда каждый из прутков 62 с круглым сечением установлен посередине между двумя квадратными прутками первого набора, расположенными непосредственно над ним, то этого достаточно, чтобы предотвратить продвижение единиц 60 продукции через зазоры между прутками первого набора. Таким образом, первый и второй наборы прутков и концевые стенки 56A, 58A совместно функционируют в качестве затвора для предотвращения любого направленного вниз потока единиц продукции из подающего бункера 9 в полость 54.

Описание того, что можно увидеть на чертежах с фиг.2 и 6, позволит читателям относительно легко отследить цикл движения заполняющего приспособления через последовательные стадии, изображенные в разрезе на фиг.7-12. Рассматривая сначала фиг.7 и изометрическую проекцию на фиг.3, мы видим, что заполняющее приспособление опущено в полость 54 до уровня B, не на полную глубину полости 54. При этом пока не имело место относительное движение прутков первого и второго наборов заполняющего приспособления. Массовый поток стержней проходит под действием силы тяжести из подающего бункера 9 в верхнюю часть колонны 54. На схематичном изображении на фиг.7 можно видеть, что стержни над заполняющим приспособлением 12 упакованы не идеально плотно. Заполняющее приспособление медленно опускают. Лоток 14 и подающий бункер 9 неподвижны относительно друг друга. При этом если опускание заполняющего приспособления 12 происходит достаточно плавно, то стержни, опускающиеся под действием силы тяжести в колоннообразную полость 54, не должны быть повреждены.

Рассматривая далее фиг.8 и фиг.4, мы видим заполняющее приспособление 12 на уровне C, соответствующем самому нижнему положению его нижнего хода, причем прутки 62 круглого сечения не могут опуститься далее, поскольку они упираются в поверхность 4 основания колоннообразной полости. Отметим, что каждый из прутков 62 имеет свободное пространство без преград с каждой своей стороны и потому может перемещаться в боковом направлении относительно верхнего набора квадратных прутков 62. Однако временно прутки 62 продолжают блокировать любой направленный вниз поток стержней мимо квадратных прутков 62.

Однако на фиг.9 ситуация начинает меняться при движении круглых прутков 62 в боковом направлении, причем каждый из указанных прутков перемещается в положение, находящееся вертикально под соответствующим квадратным прутком 52. Исчезает препятствие для направленного вниз потока стержней через зазоры между квадратными прутками 52. На фиг.9 мы видим, что три стержня 64, 66 и 68, которые на фиг.8 были размещены на одном уровне с квадратными прутками 52, теперь свободно под действием силы тяжести могут падать между зазоров до тех пор, пока они окажутся на поверхности 4 дна колоннообразной полости. Внимание также направлено на стержневые единицы 70 и 72 продукции непосредственно над стержнем 62, лежащим на дне накопительной полости 54. Каждый из стержней 70 и 72 опирается на другой, а также на один из квадратных стержней, между которыми проходит вниз производимый стержень 64. Можно предположить, что два стержня 70 и 72 могут оставаться неопределенное время в "выстроенном в виде моста" положении над квадратными прутками заполняющего приспособления.

Переходя к фиг.10, однако, мы видим заполняющее приспособление 12 на уровне D, на некотором расстоянии над дном полости 54. Кроме того, мы видим три плотно упакованных ряда стержней ниже уровня D. На чертежах мы не видим колебательного вращательного движения квадратных прутков 52, поскольку заполняющее приспособление 12 поднимают через слой стержней в накопительной камере 54, однако мы можем представить это колебание и то, как оно может препятствовать любой зарождающейся тенденции выстраивания «моста», способствуя, таким образом, направленному вниз потоку стержней через зазоры между прутками 52, и то, как оно может еще больше способствовать проходу стержней вниз через зазоры между квадратными прутками 52 для размещения в плотно упакованную матрицу, как показано ниже уровня D на фиг.10.

Заполняющее приспособление продолжает подниматься через слой стержней до тех пор, пока оно не достигнет положения, показанного на фиг.11, у верхней части накопительной полости, на уровне E, который является тем же самым, что и уровень A на фиг.6. Однако на фиг.11 прутки 62 кругового сечения еще не перемещены обратно через начальное положение, показанное на фиг.6, в котором они перекрывают зазоры между квадратными прутками 52 для предотвращения дальнейшего направленного вниз потока стержней из подающего бункера 9. Это положение показано на фиг.12, которое соответствует положению на фиг.6, за исключением того, что на фиг.12 полный лоток под заполнителем лотка еще не убран и не заменен пустым лотком, как мы видим на фиг.6.

Для ясности на чертежах не изображены различные датчики, устройства управления и приводные механизмы, которые отслеживают и контролируют процесс заполнения. В частности, набор датчиков заполнения (известных из уровня техники) может быть размещен непосредственно снизу заполняющего полость приспособления для обеспечения правильного заполнения каждой отдельной полости. В случае неправильного заполнения одной или более полостей лоток может быть отведен из заполняющей станции на конвейере 18 вместо конвейера 10.

На чертежах на фиг.11 и 12 читатель может представить, что воздействие заполняющего приспособления состоит в том, чтобы обеспечить в колоннообразной полости 54 идеально плотно упакованное расположение изготавливаемых стержней. Заявитель не заявляет, что его заполняющее приспособление всегда обеспечивает идеально плотную упаковку стержней. Просто предполагается, что заполняющее приспособление, которое является объектом данной патентной заявки, обеспечивает возможность улучшения в степени плотности упаковки, которая может быть достигнута в обычных лотках, используемых для временного накопления сигаретных стержней или других табачных изделий в современной табачной промышленности.

Далее мы переходим к рассмотрению чертежей на фиг.13-15. На каждом изображена часть разреза, соответствующего фиг.6, и на каждом изображена отличная форма поперечного сечения каждого прутка 62 второго набора прутков. Таким образом, прутки с фиг.13 имеют противоположные плоские верхние и нижние грани, и одну связывающую их грань, которая расположена под прямым углом к верхней и нижней поверхностям, а также одну грань, которая наклонена под некоторым углом к другой грани, связывающей верхнюю и нижнюю поверхности. Подобная форма может иметь преимущество, когда наклонная грань является ведущей гранью, когда второй набор прутков совершает поступательное перемещение из открытой в закрытую конфигурацию в верхней части колоннообразной полости, плавно направляя вниз в полость любой стержень, который должен быть сдвинут в боковом направлении до того, как заполняющее полость приспособление может перейти в свою закрытую конфигурацию.

На фиг.14 видно, что обе грани, связывающие верхнюю и нижние грани четырехугольного поперечного сечения прутков 62, выполнены с наклоном относительно этих граней на угол более 90° и симметрично относительно друг друга. Такое расположение прутков 62 облегчает расширение сквозного канала в зоне второго набора стержней. Таким образом, прутки 62 могут плавно направлять вниз стержни как при перемещении прутков в закрытую конфигурацию, так и при перемещении прутков в открытую конфигурацию. На фиг.15 показаны прутки 62 с четырехугольным поперечным сечением, но с большей шириной, нежели толщиной.

При наличии жестких ограничений по высоте такая форма может иметь преимущества, обеспечивая возможность минимизации разности высот между основанием подающего бункера и основанием заполняемого лотка.

Переходя к фиг.16, мы здесь видим линейную заполняющую станцию, в которой пустые лотки продвигают в направлении P в заполняющую станцию Q, и затем лотки продвигают далее на конвейере, как показано стрелкой R.

В отличие от этого на фиг.17 изображена аналогичная подача по стрелке P в заполняющую станцию Q, однако выпуск в направлении S, перпендикулярном подающему конвейеру P. Специалистам в этой области техники очевидно, что возможны различные расположения подачи и выпуска, причем расположение выбирается таким образом, чтобы наилучшим образом соответствовать возможностям размещения заполняющей станции, которые имеются в наличии у заказчика.

На фиг.18 мы видим лоток с одной полостью в заполняющей станции с заполняющим полость приспособлением, причем имеются зазоры между прутками 52 верхнего набора прутков. Между двумя соседними прутками, например, 82 и 84, нет элемента из набора нижних прутков 62, вместо этого зазор закрывают одной из временных ложных стенок 82. Для читателя очевидно, что избирательное извлечение нижних прутков 62 и замена ложных стенок 80 может обеспечить для заполняющей станции то или иное количество временных колоннообразных полостей в объеме лотка в зависимости от потребностей оператора процесса. Далее на фиг.18 читателю будет понятно, как может быть модифицировано (путем избирательного извлечения нижних прутков 62) заполняющее приспособление с единственным набором верхних прутков 52 с однородным шагом в случае необходимости наличия в лотках различного количества колоннообразных полостей.

После того как лоток заполнен, ложные стенки в заполняющей станции могут быть извлечены из полного лотка. Одна возможность состоит в том, чтобы извлекать их вверх, через открытую верхнюю часть полного лотка. Другая возможность состоит в том, чтобы извлекать их в боковом направлении от задней стенки полного лотка. Вне зависимости от выбранной архитектуры, извлечение происходит в зависимости от имеющегося в наличии пространства для заполняющей лоток станции. Размещение ложной стенки в лотке и ее извлечение оттуда, до заполнения и после заполнения лотка, может быть естественно интегрировано с движениями заполняющего полость приспособления и автоматизировано.

Переходя к фиг.19, мы видим часть длины заполняющего полость приспособления с верхним набором прутков 52 и нижним набором прутков 62. Верхний набор прутков консольно закреплен в балке 90, а нижний набор - в своей собственной балке 92. Не показаны средства привода и подвески, обеспечивающие возможность поступательного перемещения нижней балки 92 относительно верхней балки 90 между открытой и закрытой конфигурациями приспособления. Также не показаны (но могут быть, тем не менее, реализованы специалистами в данной области техники) средства, обеспечивающие возможность, при необходимости, колебаний или вибраций прутков. На фиг.1-5 изображены места, в которых установлены балки 90, 92 в приспособлении 12 для функционирования внутри заполняющей станции.

На чертежах изображены только некоторые варианты изобретения и только схематично. Из раскрытия изобретения для специалистов в данной области техники очевидно, как реализовать предлагаемое изобретение в объеме правовой защиты, определенном в пунктах нижеследующей формулы изобретения. Читатели также поймут подробные особенности оборудования для табачной промышленности и то, как трансформировать схематичные вышеприведенные описания в практические инженерные решения для интеграции в полноценную производственную линию для коммерческого производства.

Изобретение относится к устройству для заполнения из подающего бункера, под действием силы тяжести, накопителя изделий, имеющего форму колоннообразной полости между противолежащими боковыми стенками, массовым потоком параллельных друг другу изделий, выполненных в форме стержней, поступающих вниз из подающего бункера, причем оно содержит заполняющее полость приспособление (12) для заполнения полости (2, 14, 15, 16), которое в рабочем режиме находится попеременно в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление (12), и в открытой конфигурации, в которой обеспечена возможность потока стержней через приспособление (12), причем приспособление (12) выполнено с возможностью поступательного перемещения в поочередных верхнем и нижнем ходах внутри полости (2, 14, 15, 16) как в закрытой конфигурации при нижнем ходе, так и в открытой конфигурации при верхнем ходе. Технический результат заключается в обеспечении непрерывного заполнения лотков объектами. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 19 ил.

1. Устройство для заполнения из подающего бункера, под действием силы тяжести, накопителя изделий, имеющего форму колоннообразной полости между противолежащими боковыми стенками, массовым потоком параллельных друг другу изделий, выполненных в форме стержней, поступающих вниз из подающего бункера, отличающееся тем, что содержит заполняющее полость приспособление (12) для заполнения полости (2, 14, 15, 16), которое в рабочем режиме находится попеременно в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление (12), и в открытой конфигурации, в которой обеспечена возможность потока стержней через приспособление (12), причем приспособление (12) выполнено с возможностью поступательного перемещения в поочередных верхнем и нижнем ходах внутри полости (2, 14, 15, 16) как в закрытой конфигурации при нижнем ходе, так и в открытой конфигурации при верхнем ходе.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что заполняющее полость приспособление (12) содержит первый набор параллельных друг другу удлиненных прутков (52), расположенных в одной плоскости, причем прутки (52) первого набора разделены постоянными интервалами, ширина которых достаточна для обеспечения скользящего прохождения стержней между прутками (52), и второй набор параллельных друг другу удлиненных прутков (62), расположенных в одной плоскости, причем прутки (62) разделены постоянными интервалами таким образом, что в закрытой конфигурации по меньшей мере один пруток (62) второго набора перекрывает каждый зазор между прутками (52) первого набора, через которые проходят изделия, когда приспособление (12) находится в своей открытой конфигурации.

3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что прутки (52) первого набора имеют прямоугольное поперечное сечение и установлены с возможностью вращательного движения.

4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что прутки (62) второго набора имеют круглое поперечное сечение.

5. Устройство по любому из пп.2, 3 или 4, отличающееся тем, что переход между указанными открытой и закрытой конфигурациями выполняют путем поступательного относительного перемещения первого набора прутков (52) и второго набора прутков (62) перпендикулярно направлению вверх и вниз.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что прутки (52) первого набора установлены с возможностью вращения на опоре, а прутки (62) второго набора расположены на балке, установленной подвижно в горизонтальной плоскости, и расположены под прутками (52) первого набора.

7. Устройство по любому из пп.2-4 или 6, предназначенное для заполнения накопителя (2), который представляет собой лоток, имеющий группу боковых стенок, задающих один ряд указанных колоннообразных полостей (54), причем устройство выполнено с возможностью заполнения одновременно нескольких колоннообразных полостей (54) в указанном ряду.

8. Устройство по любому из пп.1-4, содержащее указанный подающий бункер (9), в котором заполняющее полость приспособление (12) до выполнения своего нижнего хода в своей закрытой конфигурации функционирует в качестве затвора, закрывающего выходное отверстие в основании подающего бункера (9).

9. Устройство по любому из пп.1-4 или 6, содержащее средства приведения в движение заполняющего полость приспособления (12) в зависимости от состояния заполненности накопителя (2, 14, 15, 16) под заполняющим полость приспособлением (12).

10. Устройство по любому из пп.1-4 или 6, содержащее средства перемещения заполняющего полость приспособления (12) вверх с постоянной скоростью и вниз с постоянной скоростью.

11. Заполняющая станция для заполнения последовательно расположенных пустых накопителей параллельными друг другу стержнями, причем заполняющая станция (1) содержит подающий бункер (9), заполняющее устройство, выполненное по любому из пп.1-10, и транспортное устройство, предназначенное для продвижения последовательного ряда пустых накопителей (2, 14, 15, 16) в положение заполнения под заполняющим устройством и последующего отвода накопителей (2, 14, 15, 16) после заполнения из положения заполнения.

12. Способ заполнения ряда накопителей (2, 14, 15, 16) под действием силы тяжести из подающего бункера (9) массовым потоком параллельных друг другу стержней, причем каждый накопитель (2, 14, 15, 16) имеет форму колоннообразной полости между противолежащими боковыми стенками, отличающийся тем, что содержит следующие этапы: размещают заполняющее полость приспособление (12) под подающим бункером (9), причем указанное приспособление (12) находится в закрытой конфигурации, в которой блокирован направленный вниз поток указанных стержней через приспособление (12); устанавливают пустой накопитель (2, 16) под заполняющим полость приспособлением (12); перемещают заполняющее полость приспособление (12) вниз до дна накопителя (2, 16); переводят приспособление (12) из закрытой конфигурации в открытую конфигурацию, в которой обеспечена возможность потока изделий через приспособление (12); перемещают приспособление (12) вверх до положения вблизи верхней части накопителя (2, 16); переводят приспособление (12) из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию; заменяют заполненный накопитель (2, 16) другим пустым накопителем (2, 16).

13. Способ по п.12, в котором заполняющее полость приспособление (12) содержит первый набор параллельных друг другу удлиненных прутков (52), расположенных в одной плоскости, причем указанные прутки (52) разделены постоянными интервалами, ширина которых достаточна для обеспечения скользящего прохождения стержней между прутками (52), и второй набор параллельных друг другу удлиненных прутков (62), расположенных в одной плоскости, причем указанные прутки (62) второго набора разделены постоянными интервалами таким образом, что по меньшей мере один пруток (62) второго набора перекрывает каждый зазор между прутками (52) первого набора при переводе приспособления (12) из открытой конфигурации в закрытую конфигурацию, причем на этапе сдвига предусмотрен шаг, на котором сдвигают прутки (62) второго набора в боковом направлении относительно прутков (52) первого набора прутков и лотка.

14. Способ по п.13, в котором дополнительно предусмотрен этап, на котором выполняют вращение прутков (52) первого набора и/или прутков (62) второго набора во время движения вверх и/или вниз.

15. Способ по любому из пп.12-14, в котором дополнительно предусмотрен этап, на котором перемещают заполняющее полость приспособление (12) вверх и вниз с постоянной скоростью.

16. Способ по любому из пп.12-14, в котором заполняют одновременно множество колоннообразных полостей лотка (16), имеющего множество камер.