Способ управления процессом нанесения перфорации на оболочку табачных изделий Советский патент 1984 года по МПК A24C5/34 

2.Способ по п. 1,о т л и ч а ющ и и с я тем,что,с цельюповыдения точности путем поддержания заданного соотношения всасываемого дополнительного-воз духа к дыму при больших колебаниях естественной воздухопроницаемости набивочно- го матери ала, нанесение перфорации осуществляют с учетом разности текущего и заданного значения воздухопроницаемое ти оболочки табачных изделий.

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ НАНЕСЕНИЯ ПЕРФОРАЦИИ НА ОБОЛОЧКУ ТАБАЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ, предусматр .вакмций измерение текущего значения воздухопроницаемости оболочки табачных изделий, отлич.ающийся тем, что, с целью повьпиения точности путем поддержания заданного соотношения всасываемого дополнительного Е Оздуха к дыму, нанесение перфорации осуществл)пот в зависимости от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма,

Изобретение относится к табачной промышленности и может быть использовано в способах управления процессом нанесения перфорации на оболочку табачных изделий. Известен способ управления процес сом нанесения перфорации на оболочку табачных изделий, предусматривающий измерение текущего значения воздухопроницаемости оболочки табачных изделий С13. Недостатком данного способа является то, что доля дополнительного воздуха по отношению к табачному дыму не постоянна. Цель изобретения - повышение точности путем й одцержания заданного соотношения всасываемого дополнительного воздуха к дыму. Указанная цель достигается тем, что в способе управления процессом нанесения перфорации на оболочку табачных изделий, предусматривающем измерение текущего значения воздухопроницаемости оболочки табачных изделий, нанесение перфорации осуществляют в зависимости от оказываемого набивкой сопрЬт лецйя прохождению дыма. Кроме того, с .целью повышения точ ности путем поддержания заданного сО отношения всасываемого дополнительно го воздуха к дыму при больших колеба ниях естественной воздухопроницаемое ти набивочного материала, нанесение перфорации осуществляют е учетом раз ности текущего и заданного значения воздухопроницаемости оболочки табачных изделий. На фиг.1 изображено управление перфорационным устройством в зависимости от воздухопроницаемости полосы сигаретной бумаги; на фиг.2-то же,в .зависимости от количества табака в та.бачном стержне, преобразованном в измерительный сигнал, зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма,- на фиг.З - то же, зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, так и от воздухопроницаемости полосы сигаретной бумаги; на фиг.4 - то же, в зависимости от воздухопроницаемости полосы сигаретной бумаги и оказываемого набивкой сопротивления прохожде нию дыма в готовой сигарете; на фиг.5 то же, в зависимости от воздухопроницаемости обертки готовой сигареты, измеренной на готовой сигарете; на фиг.б - то же, в зависимости от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, измеренного на готовой сигарете, и от воздухопроницаемости обертки; на фиг.7 - то же, в зависимости как от количества табака в табачном стержне, преобразованном в измерительный сигнал, зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, так и от воздухопроницаемости полосы сигаретной бумаги, причем перфорационное устройство расположено на участке сигаретного стержня машины для изготовления сигарет. К машине 1 для изготовления сигарет подаются табачные волокна, либо другой курительный материал соответствующей консистенции из питающего резервуара 3 и полоса 4 обертки из сигаретной бумаги, стягиваемая с бобины 5. В машине 1 для изготовления сигарет из табачных волокон непрерывно образуется широкая и тонкая волокнистая лента, а из нее - табачный стержень. Покрытая по одному краю клеем бумажная полоса 4 непрерывно укладывается вокруг табачного стержня и склеивается для непрерывного образования сигаретного стержня. Затем на измерительном аппарате от сигаретного стержня непрерывно отрезаются сигареты 6. Поэтому полоса 4 сигаретной бумаги и табачный стержень из подаваемых от питающего резервуара 3 табачных волокон ЯВЛЯЮТСА главными компонентами, из которых иЗ готовляются готовые сигареты 6. После их изготовления сигареты 6 транспортируются к машине 2 дЛя присоединения фильтров, где они соединяются с подаваемыми из Питающего ре- зервуара 7 фильтрующими тампонами 8. Для этого к машине 2 для присоединения фильтров, кроме фильтрукядих тампонов , подается также полоса 9 noKiMJ- вающей бумаги, которая стягивается с бобины 10, покрывается клеем и ре- жется на листки. Путем вращения на стационарной противоповерхности.каче ния сигареты и приложенные ссовмёщением по оси фильтрующие тампоны становятся готовыми сигаретами с фильтром. .При изготовлении сигарет с двбйвым фильтром, имеющим расположен ные кнаружи табачные стержни и расположенные внутри двойные фильтрующие тампоны, эти ранее названные группы после соединения с помощью покрытых клеем покрывающих листков отделяются.друг от друга отрезанием, сигареты одного ряда поворачиваются и объединяются с сигаретами друго го ряда, а затем транспортируются в одном ряде для дальнейшей обработки. .Для того, чтобы иметь возможность подавать к дыму сигарет с фильтром побочный воздух, в фильтрующих тампонах выполняются отверстия, для чег служит перфорационное устройство 11 в виде лазера на машине для присоединения фильтров. Отходящий от управ ляемого лазера лазерный луч 12 через зеркало 13 и 14, а также линзу 15 попадает на участок фильтра, где он прожигает отверстие через листок покрывающей бумаги и большей частью также состоящую из бумаги поверх- . ность фильтрующего тампона, так что при затяжке сигаретой 6 холодный побочный воздух может-поступать через отверстия в мундштук фильтра, где он смешивается с проходящим через сигар ту потоком дыма. При перфорировании сигарета находится на барабане 16, на котором она транспортируется и при помощи воздушного вакуума в каналах 17 удерживается в углублениях 18. Вращающее устройство в виде бара бана 19 с пазами вращает сигарету на участке вращения таким образом, что она во время вращения прерывает свое движение транспортирования, относительно вращаясь обратно по периметру барабана 16. Поэтому лазерный луч 12 посылаемБтй лазером в иде импульсов, может последовательно прожигать отверстия в фильтрующих тампонах, котр рые в этом случае располагаются в один ряд. Временное управление началом -перфорирования сигареты и отде льные лазерные импульсы инициируются кулачковым диском, внешнее кольцо 20 которого с управляющими кулачками 21 (инициирование) и 22 (отдельные им- пульсы) видны. Управляющие сигнсшы подаются инициатором 23 приближения на вход управляющего устройства.24. лазера.. Бели оказываемое набивкой сопротивление прохождению дыма табачного стержня сигареты 6 постоянно, на сте пень вентилирования могут влиять лиш колебания воздухопроницаемости сигаретной бумаги. Для дополнительного управления перфорационным устройство используется датчик измерительных сигналов для воздухонепроницаемости полосы обертки из сигаретной бумаги, воздухопроницаемость которой измеряется перёд тем, как ее укладывают вокруг табачного стержня. Датчик измерительных сигналов состоит в основном из камеры 25 пониженного давления, вдоль которой подается полоса 4. Прниженное давление создается всасывающей стороной вентилятора 26. Оно зависимо от воздухопроницаемости бумаги и регистрируется и посылается как электрический сигнал .измерительным преобразователем 27, например мембранным датчиком. После усиления усилителем 28 и сравнения блоком 29 сравнения с сигналом заданной величины, посылаемым задатчиком 30, сигнал, соответствующий возможному различию, подается к аналого-цифровому преобразователю 31, преобразующему аналоговый разностный сигнал в цифровой сигнал. Этот сигнсш замедляется сдвигающим регистром 32 в соответствии с временем транспортиро.ва-. ния полосы 4 из сигаретной бумаги, обернутого ею табачного и, наконец, отрезанной от него сигареты 6 до вращающего устройства. При этом сдвигающий регистр имеет для каждого двоичного разряда, преобразованного в цифровой вид разностного си нала, ряд параллельных сдвигаквдих ступе- . ней, которые все каждый раз после прохождения такта транспортирования получают от, управляющего диска 33, приводимого в движение синхронно со скоростью машины, и инициаторы 34 приближения на свои сдвигающие входы получают сдвиггисяций импульс, переключающий двоичный разряд на одну ступень дальше. Когда сигарета 6, воздухопроницаемость обертки которой измерена датчиком измерительных сигналов, попала к вращающему устройству, измерительный сигнал для воздухопроницаемости ее обертки также поступил к выходу, сдвигающего регистра 32. Преобразованный в цифровой вид измерительный сигнал с помощью цифроаналогового преобразователя 3S вновь превращается в аналоговый сигнал и подается к входу управЛ51Ю1цего устройства 24 лазера. Регулирование возможно таким образом, что осуществляется управление продолжительностью, импульсов лазерного луча 12 или его интенсивностью. В соответствии с воздухопроницае--:мостью бумажной полосы 4 путем уп-. равле ния поперечными сечениями отверстия удерживается постоянность степени вентилирования, причем делается предпосылка, что количество тагбака в табачном стержне и тем самым оказываемое набивкой сопротивление прохождению дыма в готовых сигаретах постоянны. Вместо выполненного как лазер перг форационного устройства может быть предусмотрено перфорационное устройство, работающее механически с помощью игл. Вместо готовой сигареты перфорированию может подвергаться также покрывающая бумага, если фильтрующий тампон имеет воздухопроницаемую поверхность достаточной однородности. Другая возможность регистрации воздухопроницаемости бумажной полосы 4 дается датчиком измерительных сигналов в виде фотоэлектрического считывающего устройства, которое в основном состоит из источника 36 света с линзой 37, расположенного на одной стороне бумажной полосы 4, и светоэлектрического детектора 38 с линзой 39 и усилителем 40, расположенного на другой стороне. Датчик измерительных сигналов для количества табака в табачном стержне 41 состоит из воздухонаправ ляющего устройства для направления измерительного воздуха через табачный стержень в виде вакуумного сопла 42, подключенного к стороне низкого давления вентилятора 26. Измерительный Преобразователь 43, напри мер мембранный датчик, регистрирует пониженное давление, которое зависи от количества табака в части стержн по которой проходит поток измерительного воздуха. Измерительный сигна для количества табака на участке стержня, из которого изготовляется подлежащая перфорированию сигарета, усиленный усилителем 44, попадает к функциональному датчику 45, в котором содержатся накопленные данные, соответствующие величинам плотности или количества и соответствующие рка,зываемому набивкой сопротивлению прохождению дыма, которые устанавливаютсй для сигарет, изготовленных из отрезков стержня , Посылаемый функциональным датчиком 45 сигнал попадает через блок 16 сравнения и замедляющий сдвигающий регистр 32 к входу управляющего устройства 24 в момент времени, когда должна перфорироваться сигарета 67 изготовлен ная из измеренного отрезка табачног стержня. Другой способ измерения для реги страции количества табака в табачно стержне 41 демонстрирует датчик измерительных сигналов с источником 47 бета-излучения, направляющий его бета-лучи поперечно через табачный стержень 41. На другой стороне табачного стержня 41 бета-лучи, ослаб ленные соответственно количеству табака соответственным чувствительным измерительным элементом, например ионизационной камерой, преобразуются в электрический сигнал, уси.ливаемый усилителем 48 и подаваемый к функциональному генератору 49. Вместо вышеописанных способов из мерения количество табака в табачно стержне 41 можно измерить с помощью непредставленного емкостного измерительного устройства. На фиг.З представлено воздействие на управлякяцее устройство перфорационным устройством как в зависимости от количества табака в табачном стержне, так и в зависимости от воздухопроницаемости сигаретной бумаги, которое является предпочтительным в тех случаях, когда могут колебаться как количество табака, та.к и воздухопроницаемость сигаретной бумаги. Функциональный генератор 50 получает измерительные сигналы от датчиков измерительных сигналов. Он содержит накопленные величины выходных сигналов, относящиеся к определенным величинам оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма и величинам воздухопроницаемости. Эти выходные сигналы вновь через сдвигающий регистр 32 попадают одновременно по времени с изготовленной тем временем сигаретой 6 к,входу управляющего устройства 24, управлякмцёго в зависимости от комбинированного сигнала перфорированием сигарет в смысле постоянного вентилирования. Для одновременной подачи сигналов от блоков 46 и 29 сравнения на соответствующие аналого-цифровые преобразователи 31 и 51 между блоком 28 сравнения и аналого-цифровым преобразователем 31 расположен сдвигающий регистр 52. . В случае необходимости к функциональному . генератору 50 дополнительный аналого-цифровой преобразователь 53 может подаваться измерительный сигнал, соответствующий измеренной величине для количества табака в сигарете. В таком случае этот функциональный генератор 50 должен быть выполненным таким образом, чтобы он принимал во внимание эти зависимые от количества сигналы при установлении комбинированного управляющего сигнала. Измерительное устройство (фиг.4) отличается от устройств (фиг.1-3) тем, что измерительный сигнал, зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма, образуется для готовой сигареты. Соответствующий воздухопроницаемости сигаретной обертки сигнал, напротив, образуется для еще необернутой полосы. в то время, как на бумажной полосе обертки из сигаретной бумаги образуется измерительный сигнал для воздухопроницаемости сигаретной обертки и с помощью сдвигающего регистра 54 замедляется до тех пор, пока изготовленная из от15езка полосы сигарета 6 не достигнет перфорационного устройства, сигнал, соответствующий оказываемому набивкой сопротивг лению прохождению дыма табачного стержня, больше не снимается с .табачного стержня машины 1 для изготовления сигарет и не превращается функциональным генератЬром 49, функциональным датчиком 45 превращается в величину, соответствующую оказываемому набивкой сопротивлению прохождения дыма. При этом варианте измерительный сигнал снимается с. готовой сигареты.

Для этого служит выполненный как контрольный барабан 55 датчик измерительных сигналов, расположенный перед барабаном 16. Контрольный барабан имеет подвижные с управлением створки 56 и 57, охватывающие на контрольном участке с уплотнением обертку сигарет таким образом, что вдуваемый вовнутрь сигарет или отсасываемый воздушный поток зависит лишь от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма табачного .стержня в сигарете. Таким образом, влияние воздухопроницаемой бумаги исключено.

Соответствующий оказываемому наг бивкой сопротивлению прохождению дыма измерительный сигнал, образованный контрольным барабаном в измерительнсял преобразователе 58 и усилен ный, попадает после придания ему цифрового вида в аналого-цифровой преобразователь 59 и замедляется на участке пути контролируемой сигареты от контрольного участка до перфорационного участка в сдвигающем регистре 60 к функциональному генератору 50, выходной сигнал которого вновь подается к входу управляющего устройства 24.

Дополнительное влияние на управг ляющее устройство 24 может осуществляться измерительным сигналом, образуемым в зависимости от количества табака в сигарете. Этот сигнал образуется датчиком измерительных сигналов (источник 47 бета-излучения и чувствительный к бета-лучам измерительный элемент 61) с помощью участка табачного стержня 41, из которого изготовляется подлежащая пёрфорированию сигарета. Замедление сигнала осуществляется пйсле придания цифро.вого вида в аналого-цифровом преобравателе 53 с помощью сдвигающего регистра 52. В случае дополнительной обработки зависимого от количества измерительного сигнала в функциональном генераторе 50 необходимо накоплять соответствующие величины для дополнительных количественных функций

Измерительное устройство (фиг.5) отличается от устройства (фиг.4) тем, что сигнал, соответствующий воздухопроницаемости обертки готовой сигареты, образуется контрольным барабаном.

На измерительном участке к концам сигарет на контрольном барабане 55 подается через дроссель контрольное давление. Измерительный преобразователь 63 превращает давление в электрический сигнал и усиливает его. Сигнал; соответствующий выходящему из обертки количеству воздуха, образованный измерительным преобразователем, и соответствующий воздухопроницаемости обертки, в блоке 64 сравнения сравнивается .с посылаемым задатчиком 65. сигналом и разностный сигнал через замедляющий элемент 66, например сдвигающий регистр, подается к управляющему устройству 24.

Измерительное устройство (фиг.6) (Отличается от. устройства (фиг.4. ) тем, что зависимые от воздухопроницаемости и зависимые от оказываемого набивкой сопротивления прохлаждению дыма сигналы для готовой Сигареты регистрируются с помощью контрольного барабана. Кроме того, предусматривается дополнительное влияние на управляющее устройство перфорационного устройства в смысле корректирования в зависимости от контрольного сигнала, отводимого от контрольного устройства для выполненных в сигарете отверстий.

Контрольный барабан 55. содержит один контрольный участок для воздухопроницаемости сигаретной бумаги готовой сигареты 6, на котором измерительным преобразователе1«1 63 при открытых створках 56 и.57 регистрируется падение давления вследствие протекающего через обертку сжатого воздуха, подаваемого к обоим концам сигареты.

Измерительный сигнал преобразуется IB цифровой вид в аналого-цифровом преобразователе 67 и сдвигающим регистром 68, получающим свои сдвигающие импульсы от аналого-цифровым преобразователем 67 тактовых импульсов замедляется на четыре .такта, контролируемая сигарета 6 не будет транспортирована от одного измерительного участка к другому измери тельному учас.тку.

После этого замедленный сигнал цифроаналоговым преобразователем 69 вновь преобразуется в аналоговый сигнал и подается к входу функциональ-: ного датчика 70.

На втором измерительном участке, соответствующему первому измерительному участку, при закрытых створках 56 и 57, уплотняющих обертку сигареты снаружи. Измерительным преобразователем 71 образуется электрический измерительный сигнал, зависящий от оказываемой набивкой сопротивления прохождения дыма и п6даваемь1й на вход функционального датчика 70. Последний устанавливает ii3 накопленных функциональных величин для взаимосвязи между поперечн-ыми сечениями отверстий и величинами оказываемыми набивкой сопротивления прохождению дыма или соответственно воз духопроницаемости выходной сигнал, сравниваемый в блоке 72 сравнения с посылаемым задатчиком 73 сигналом заданной величины. Разиос1г ый сигнал через усилитель 74 нагружает управ ляющий вход управлянадего усфройства 24 перфорационного устройства, которое Tenepfe выполняет отверстия в зависимости от воздухопроницаемости и оказываемого набивкой с 1ротивления прохождению дыма, измеренного не задолго до поступления к перфорационному устройству. Дополнительно может иметь место влияние на управляющее устройство 24 в зависимости от количества табака в сигарете. Позади перфорационного устройств-а расположено контрольное устройство для поперечных сечений выполненных отверстий в виде контрольного бараба на 26. Последний снабжен створками 76 и 77, с-помощью которых можно закрывать обертку контролируемой сигареты б вне участка отверстий..Измерительный преобразователь 78 создает сигнал, соответствующий воздухопроницаемости отверстий, который в бло ке 79 сравнения сравнивается с посы лаемым задатчиком 80 сигналом и чепез замедляющий элемент в виде четы рехступенчатого сдвигающего регистра 81 и усилитель 82 подается к управляющей обмотке электромагнитного кл пана 83 на трубопроводе 84 воздуха под давлением, идущим к выбросному соплу, расположенному на четыре углубления позже. Заданная величина для контрольно го барабана 75 может совпадать с уп равляющим сигналом управляющего уст ройства 24. В этом случае устанавли вается, соответствует ли действительный результат перфорирования тр буемому результату, который должен выдерживаться для образования требу емой степени вентилирования. Измерительные сигналы контрольного барабана 75 могут подаваться к интегрирующей схеме 85, которая через вход с управляющего устройства 24 осуществляет корректирование, ес ли действительные результаты перфор рования долгое время отклоняются от требуемых.; Устройство (фиг.7) отличается от устройств (фиг.1-6) тем, что перфорационное устройство расположено не на машине для присоединения фильтро а на машине для изготовления сигарет, а именно, на участке сигаретно го стержня. Лазерное устройство расположено на участке готового сигаретного сте ржня 85 на машине 1 для изготовления сигарет (видны камера 87 для склейки и так называемая форматная лента 88), на котором табачный стержень 41 уже обернут склеенной внахлестку полосы 4 сигаретной бумаги. Вращающимся режущим устройством 89 от сигаретного стержня 86 в местах (штрихпунктир) 90 отрезаются готовые сигареты, которые затем в качестве так называемых простых сигарет могут подаваться непосредственно на упаковку, либо к машине 2 (фиг.7) для присоединенияфильтров для присоединения фильтрующего,тампона. Лазерный луч 12 направляется таким образом, что он прожигает отверстия в верхнем участке сигаретного стержня 86, где находится так называемый клееный шов 91 стержня. Управляющее устройство 24 через сдвигающий регистр 32 соединено с функциональным генератором 50. Сдвигающий регистр 32 замедляетпосланный функциональным генератором 50 управляющий сигнал, образованный из зависимого от количества табака измерительного сигнала, превращенного функциональным датчиком 45 в зависимый от оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма сигнал из зависимого от пористости измерительного сигнала, до тех пор, пока соответствующий участок стержня, для которого получены измерительные сигналы, попадает на участок лазерного устройства. При этом измерительный сигнал, зависимый от воздухопроницаемости полосы 4 сигаретной бумаги, замедляется также зависимо от такта на время транспортирования бумаги от места измерения до места регистрации количества табака сдвигающим регистром 52. дополнительно к зависимому от оказываемой набивкой сопротивления прохождению дыма сигналу на управляницее устройство 24 можно также влиять с помощью Сигнала, который может подаваться к функциональному генератору 50 через аналого-цифровой преобразователь 53. Инициирование импульсов лазерных лучей для отрезка сигаретного стержня, соответствующего готовой сигарете 6, отрезанной от сигаретного сте ржня, является функцией управляющего кулачка 21 в соединении с инициатором 23 приближения, инициирование отдельных импульсов для отрезка стержня является функцией управляющих кулачков 22 в соединения с инициатором 23 приближения. Управление лазером возможно путем управления продолжительностью по времени и/или :энергией . импульсов лазерных лучей. Устройством 24 вместо комбинированного сигнала оказываемого набивкой сопротивления прохождению дыма

и пористости, можно управлять с помощью сигналов, зависящих лишь от одной измеряемой величины, т.е. от пористости или от оказьшаемого набивкой сопротивления прохождению дыма, или от количества табака на одном отрезке стержня.

Устройство (фиг.7) можно модифицировать, расположив- устройство с лазерными лучами на участке машины 1 для изготовления сигарет, на который от режущего устройства 89 поступают отдельные сигареты 6. /ГЖЖ л чаи АШШ, J

рг/. ( п