Добавление модифицирующих дым агентов в стержни курительного материала

 

Изобретение относится к способу и устройству, применяемым в табачной промышленности. Способ и устройство предусматривают добавление модифицирующих дым агентов в поток волокнистого курительного материала, движущегося к всасывающей ленте изготавливающей стержни машины. Место введения агентов расположено вблизи всасывающей ленты машины. Частицы модифицирующего дым агента перемещаются к этому месту и вносятся в движущийся волокнистый курительный материал потоком увлекающей и перемещающей их газообразной среды. Изобретение усовершенствует способ добавления модифицирующих дым агентов в стержень волокнистого курительного материала. 2 c. и 19 з.п. ф-лы, 4 ил.

Настоящее изобретение относится к добавлению модифицирующих дым агентов в стержни курительного материала.

Ранее было предложено добавлять в табачный стержень сигареты частицы модифицирующего дым агента. Так, в частности, в GB 1349537 предложено примешивать к резаному табачному наполнителю сигарет капсулированное ароматизирующее вещество и полученную в результате этого смесь подавать затем в машину для изготовления сигаретных стержней. В US 5450863 предложено использовать частицы горючего вещества, которые пристают к клею, нанесенному по определенному рисунку на сигаретную бумагу. Сигаретная бумага с приклеенным к ней горючим модифицирующим дым веществом подается в машину для изготовления стержней, на которой изготавливают непрерывный табачный стержень, разрезаемый в последующем на отдельные части. Для специалиста в данной области очевидно, что способ, предложенный в US 5450863, можно использовать для добавления частиц модифицирующего дым агента в табачный стержень. В US 4409995 предложено наносить порошкообразный материал на табачный стержень через отверстие, выполненное в специальном язычке изготавливающей стержни машины.

Задачей настоящего изобретения является разработка усовершенствованного и экономически выгодного промышленного способа добавления частиц модифицирующего дым агента в стержень курительного материала.

Для решения этой задачи в изобретении предлагается способ добавления модифицирующего дым агента в стержень курительного материала, в котором этот агент вводится в поток волокнистого курительного материала, движущегося к всасывающей ленте изготавливающей стержни машины, причем место введения агента в стержень расположено вблизи всасывающей ленты машины, причем частицы модифицирующего дым агента перемещаются к этому месту и вносятся в движущийся волокнистый курительный материал потоком увлекающей и перемещающей их газообразной среды.

В качестве газообразной среды предпочтительно использовать воздух.

Предпочтительно, чтобы место введения модифицирующего дым агента в поток волокнистого курительного материала, движущегося к всасывающей ленте изготавливающей табачные стержни машины, было расположено в направляющих всасывающей ленты. Более предпочтительно, чтобы модифицирующий дым агент при его добавлении к потоку курительного материала проходил через отверстие, выполненное в одной из направляющих всасывающей ленты. В другом варианте изобретения добавляемый в курительный материал модифицирующий дым агент проходит через отверстие в стенке, ограничивающей вытяжную трубу изготавливающей табачные стержни машины, и движется внутри вытяжной трубы в вертикальном или по существу вертикальном направлении.

Предпочтительно, чтобы место введения частиц модифицирующего дым агента в массу волокнистого курительного материала, образующего внутри вытяжной трубы завесу, было расположено таким образом, чтобы частицы модифицирующего дым агента оседали на образовавшемся на вытяжной ленте слое курительного материала и чтобы за этим местом на нанесенные на курительный материал частицы модифицирующего дым агента оседали образующие завесу частицы курительного материала, в результате чего частицы модифицирующего дым агента оказываются покрытыми курительным материалом по всей, за исключением краев, поверхности тонкого слоя курительного материала с включениями частиц модифицирующего дым агента, образующегося на дальнем в направлении движения всасывающей ленты конце ее нижней ветви. Место попадания частиц модифицирующего дым агента в курительный материал целесообразно располагать в средней зоне образованной курительным материалом завесы. При этом, в частности, это место должно находиться на расстоянии от около 25 до около 60%, предпочтительно от около 25 до около 40%, ширины образованной курительным материалом завесы, считая от того ее края, у которого начинается осаждение курительного материала на всасывающей ленте. Преимущество расположения места введения частиц модифицирующего дым агента в курительный материал в средней зоне образованной курительным материалом завесы состоит в снижении потерь частиц модифицирующего дым агента при прохождении ими через всасывающую ленту, в возможности изготовления более качественных курительных изделий, отличающихся минимальным уносом модифицирующего дым агента боковыми, и в хорошей сохранности в готовом табачном изделии (практически без заметных потерь) частиц модифицирующего дым агента.

Количество модифицирующего дым агента, подаваемого в место его введения в курительный материал, целесообразно регулировать в зависимости от скорости работы изготавливающей табачные стержни машины, в частности изменением расхода модифицирующего дым агента при любых изменениях расхода курительного материала, притягиваемого к всасывающей ленте, благодаря чему обеспечивается равное массовое количество модифицирующего дым агента, приходящееся на единицу длины стержня курительного материала. При осуществлении предлагаемого изобретения количество модифицирующего дым агента составляет для одного курительного изделия, например, от 10 до 20 мг, в частности 16 мг на единицу длины его стержня.

Подача модифицирующего дым агента к месту его попадания в курительный материал может быть не только непрерывной, но и прерывистой; в последнем случае в изготавливаемых на машине стержнях изделий для курения модифицирующий дым агент оказывается расположенным в определенной зоне табачного стержня, которая занимает только часть длины стержня и которой во время курения табачного изделия с таким стержнем хватает, например, только на несколько последних затяжек, например на две или три затяжки.

Частицы модифицирующего дым агента могут содержать, например, табачную пыль или капсулированное ароматическое вещество, например ментол. В первом случае табачную пыль можно пропитать соответствующим ароматизирующим веществом.

Частицы модифицирующего дым агента предпочтительно имеют сферическую форму. Диаметр этих частиц может лежать, например, в пределах от около 0,5 до около 1,0 мм. Частицы модифицирующего дым агента предпочтительно имеют одинаковый диаметр. Эти частицы не только не должны обладать склонностью к внутреннему слипанию, но даже, наоборот, в насыпном виде они должны обладать способностью к свободному течению.

Объектом настоящего изобретения является также машина для изготовления стержней курительного материала, содержащая всасывающую ленту, устройство для подачи волокнистого курительного материала и устройство для подачи модифицирующего дым агента, при этом устройство для подачи курительного материала направляет поток волокнистого курительного материала к всасывающей ленте, а устройство для подачи модифицирующего дым агента вводит частицы модифицирующего дым агента в этот поток, причем место введения частиц в этот поток расположено вблизи всасывающей ленты, а частицы модифицирующего дым агента перемещаются к этому месту и вносятся в движущийся волокнистый курительный материал с помощью устройства подачи волокнистого курительного материала за счет того, что они увлекаются и переносятся потоком газообразной среды.

Ниже изобретение более подробно рассмотрено на примере одного из вариантов его осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых показано: на фиг.1 - изображение части машины для изготовления сигаретных стержней с соответствующим оборудованием; на фиг.2 - поперечное сечение в увеличенном масштабе направляющего желоба показанной на фиг. 1 машины, иллюстрирующее первый вариант выполнения изобретения; на фиг.3 - поперечное сечение в увеличенном масштабе направляющего желоба показанной на фиг. 1 машины, иллюстрирующее второй вариант выполнения изобретения, и на фиг.4 - поперечное сечение в увеличенном масштабе направляющего желоба показанной на фиг. 1 машины, иллюстрирующее третий вариант выполнения изобретения.

На фиг. 1 показано несколько узлов изготавливающей сигаретные стержни машины, обозначенной на чертеже общей позицией 1. Предназначенная для изготовления сигаретных стержней машина 1 имеет хорошо известную конструкцию и содержит вертикально расположенную вытяжную трубу 2 для подачи табака, пористую металлическую всасывающую ленту 3, огибающую ролики 4 и 5 (один из которых выполнен в виде приводного ролика), направляющий желоб 6 и эксцентрики 7 и 8.

Во время работы изготавливающей сигаретные стержни машины 1 волокнистый резаный табачный наполнитель непрерывно подается обычным подающим устройством (не показано) машины 1 к нижнему концу вытяжной трубы 2 и поднимается в вытяжной трубе вверх (в направлении стрелки Т) в потоке воздуха под действием разрежения, которое создается над пористой всасывающей лентой 3. В направляющем желобе 6 наполнитель оседает на внешней стороне нижней ветви всасывающей ленты 3, образуя на ней тонкий слой табачного полотна, которое перемещается по ленте вперед (влево в плоскости чертежа по фиг.1, т.е. в направлении стрелки А) к регулирующим толщину полотна (калибрующим) роликам 7 и 8, которые, удаляя с образовавшегося на всасывающей ленте тонкого табачного полотна излишки наполнителя, триммирует табачное полотно. Специалистам в области изготовления сигаретных стержней хорошо известно, что прошедшее через зазор между роликами 7 и 8 триммированное табачное полотно подается специальной транспортерной лентой (не показана) в специальное приспособление (не показано) изготавливающей сигаретные стержни машины 1, в которое также подается непрерывная полоса сигаретной бумаги. В этом устройстве из табачного полотна, которое обертывается сигаретной бумагой, получают непрерывный табачный стержень. За устройством, предназначенным для обертывания табачного полотна сигаретной бумагой, расположены измеряющие плотность полученного табачного стержня датчики, сигналы которых используются для изменения положения триммирующих образующееся на всасывающей ленте табачное полотно роликов 7 и 8, которые, триммируя табачное полотно, поддерживают плотность сигаретного стержня в заданных пределах.

Показанный на фиг.2 и 3 направляющий желоб 6 имеет две - первую и вторую - боковые стенки 9 и 10, которые служат направляющими всасывающей ленты. В направляющей стенке 9 или 10 предусмотрено отверстие 11, которое сообщается с подводящей воздушной трубкой 12 показанного на фиг.1 и обозначенного позицией 13 блока подачи капсулированного модифицирующего дым агента. Отверстие 11 в направляющей стенке 9 или 10 можно выполнить либо горизонтальным или по существу горизонтальным (как показано на фиг.2), либо наклонным под углом Θ к горизонтали (отверстие 11 в стенке 9 на фиг.3). Угол Θ может составлять, например, около 30^o. Расстояние по вертикали между осью проходящего через направляющую стенку 9 или 10 отверстия 11 в том случае, когда оно расположено горизонтально или по существу горизонтально, и нижней поверхностью всасывающей ленты 3 равно 20 мм (на фиг.2 это расстояние обозначено как x). Расстояние по вертикали между верхней кромкой отверстия 11, когда оно выполнено в направляющей стенке 9 или 10 под углом 30^o к горизонтали, и нижней поверхностью всасывающей ленты 3 равно 6 мм (на фиг.3 это расстояние обозначено как y).

На фиг. 4 показан другой вариант конструкции направляющего желоба 6, внутри которого расположена проходящая через вытяжную трубу 2 вертикальная или по существу вертикальная трубка 12. Расстояние по вертикали между выходным концом подающей модифицирующий агент трубки 12 и нижней поверхностью всасывающей ленты 3 равно 10 мм (на фиг.4 это расстояние обозначено как z). Во избежание образования возмущений в потоке проходящего через вытяжную трубу газа с взвешенными в нем частицами табака на нижний конец подающей модифицирующий агент трубки 12 надет имеющий соответствующую форму дефлектор 50. Для специалистов, знакомых с конструкциями устройств, предназначенных для перемещения различных материалов, очевидна возможность установки на нижнем конце подающей модифицирующий агент трубки 12, например, щеточного вращающегося подающего устройства или питателя (не показан), увеличивающего скорость движения капсул модифицирующего дым агента внутри вертикальной или по существу вертикальной трубки 12.

На фиг.1 позицией 14 обозначен питатель капсул модифицирующего дым агента, состоящий из собственно вибрационного гравиметрического питателя 15 (в качестве которого можно использовать питатель К-Тron (торговая марка) типа KCL24-KV1) и сменного загрузочного устройства 16. Загрузочное устройство 16 состоит из бункера 17 и пневматического цилиндра 18, который управляется соединенным с ним магистралью 39 клапаном 19 и обеспечивает подачу капсул модифицирующего дым агента из бункера 17 в приемный бункер 20 вибропитателя 15. Воздух в управляющий клапан 19 подается из воздушной магистрали 40.

Предназначенное для подачи в вытяжную трубу капсул модифицирующего дым агента устройство 13 состоит из источника 21 сжатого воздуха, воздушной магистрали 22, соединяющей источник 21 сжатого воздуха с пневматическим устройством 23 для перемещения капсул, и упомянутой выше трубки 12, через которую капсулы модифицирующего дым агента подаются в вытяжную трубу. Трубка 12 соединяет предназначенное для перемещения капсул пневматическое устройство 23 с упомянутым выше отверстием 11, выполненным в одной из боковых стенок 9 или 10 направляющего всасывающую ленту желоба. В альтернативном варианте для перемещения капсул вместо пневматического устройства 23 можно использовать выполненный в виде трубки Вентури струйный инжектор.

В воздушной магистрали 22 установлены два регулятора 24а и 24b давления, два манометра 25а и 25b и регулируемый ограничитель расхода. Регулятор 24а давления предназначен для регулирования давления воздуха, подаваемого в пневматическое устройство 23 перемещения капсул, а регулятор 24b давления регулирует давление воздуха на входе в систему. Кроме того, в воздушной магистрали 22 установлен фильтр 36, который очищает поступающий в систему воздух от загрязняющих его примесей. Клапан 37, который установлен на входе в воздушную магистраль 22, открывает или закрывает ее, регулируя тем самым подачу воздуха в перемещающее капсулы пневматическое устройство 23.

Позицией 42 на чертеже обозначен программируемый логический контроллер (ПЛК), например контроллер типа SLC 500, выпускаемый фирмой Allen Bradley. Этот контроллер соединен линиями 41, 43, 28, 45, 46, 48 и 51 передачи сигналов соответственно с микропроцессором 27, вакуумным клапаном 44, который срабатывает при забивании капсулами подающего устройства 13, датчиком 31 положения, датчиком 38 давления воздуха, который измеряет давление воздуха в подводящей магистрали 22, интерфейсом 47 человек-машина, с помощью которого оператор может визуально контролировать состояние системы, датчиком 49 уровня бункера 17 сменного загрузочного устройства 16 и упомянутым выше клапаном 37.

Микропроцессор 27 соединен линиями 41, 29 и 30 передачи сигналов соответственно с ПЛК 42, приводом 32, который приводит в действие вибропитатель 15, и электрической частью весового устройства 33 питателя, обозначенного на чертеже позицией 14. Микропроцессор 27 также соединен линией 34 передачи сигналов с клапаном 19, управляющим работой выполненного в виде пневмоцилиндра 18 подающего устройства сменного загрузочного устройства 16.

Датчик положения 31, который связан с приводным валом 52 изготавливающей табачные стержни машины 1, вырабатывает сигнал, пропорциональный фактической скорости работы изготавливающей табачные стержни машины 1.

Во время работы изготавливающей курительные стержни машины 1 связанные друг с другом подающее капсулы устройство 13 и питатель 14 капсул обеспечивают непрерывную и равномерную подачу в машину 1 капсул модифицирующего дым агента, который из подающей трубки 12 попадает в поднимающийся вверх к всасывающей ленте 3 поток резаного табачного наполнителя.

Во время работы подающего капсулы модифицирующего дым агента устройства 13 в системе создается равномерный поток воздуха, который из источника 21 сжатого воздуха по магистрали 22 попадает в предназначенное для перемещения капсул пневматическое устройство 23 и в соединенную с ним подающую трубку 12. Попадающие в пневматическое перемещающее капсулы устройство 23 из бункера 35 капсулы, скорость подачи которых с высокой точностью регулируется питателем 14 капсул, увлекаются потоком поступающего в это устройство воздуха и перемещаются в потоке воздуха к подающей трубке 12. На выходе из подающей трубки 12 (и на выходе из отверстия 11 при его наличии) капсулы попадают в поднимающийся вверх перемещающий табак поток воздуха и вместе с табачным наполнителем движутся в направлении движущейся всасывающей ленты 3.

Как показано на фиг.1, место, в котором капсулы модифицирующего дым агента, попадают в табачный наполнитель, расположено в средней зоне вытяжной трубы 2. Этим обеспечивается возможность оседания капсул на уже образовавшийся до этого на всасывающей ленте 3 слой табачного наполнителя, который начинает оседать на движущейся всасывающей ленте до места введения капсул. По мере движения ленты осевшие на нее капсулы покрываются поднимающимся вверх табачным наполнителем, в результате чего капсулы в итоге оказываются расположенными в средней по толщине части табачного полотна, которое затем поступает в упомянутое выше специальное приспособление изготавливающей табачные стержни машины 1. Такое расположение капсул в средней по толщине части табачного полотна способствует тому, что в изготовленном на машине 1 стержне капсулы оказываются расположенными в центре стержня. При этом капсулы равномерно распределяются по всей длине стержня.

Наличие в системе ПЛК 42 позволяет таким образом регулировать скорость подачи капсул из питателя 14 в пневматическое устройство 13 для перемещения капсул в зависимости от скорости работы изготавливающей стержни машины 1, чтобы фактический вес капсул, приходящийся на единицу длины стержня, всегда соответствовал заданному весу, который выбирается оператором, использующим в работе интерфейс 47 человек-машина.

Формула изобретения

1. Способ добавления частиц модифицирующего дым агента в стержень курительного материала, в котором агент вводят в поток волокнистого курительного материала, движущегося к всасывающей ленте изготавливающей стержни машины, причем место введения агента расположено вблизи всасывающей ленты машины, а частицы модифицирующего дым агента перемещаются к этому месту и вносятся в движущийся волокнистый курительный материал потоком увлекающей и перемещающей их газообразной среды.

2. Способ по п.1, в котором место введения модифицирующего дым агента в волокнистый курительный материал расположено в направляющей всасывающей ленты указанной машины.

3. Способ по п.2, в котором модифицирующий дым агент при его введении в волокнистый курительный материал проходит через одну из направляющих всасывающей ленты.

4. Способ по п.1 или 2, в котором вводимый в курительный материал модифицирующий дым агент проходит через стенку, ограничивающую вытяжную трубу машины для изготовления стержней, и движется в вертикальном или по существу в вертикальном направлении внутри этой вытяжной трубы.

5. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором место введения модифицирующего дым агента в курительный материал находится на расстоянии 25-60% длины слоя осажденного на всасывающей ленте курительного материала, считая в направлении движения ленты от того ее конца, у которого начинается осаждение на нее курительного материала.

6. Способ по п.5, в котором место введения модифицирующего дым агента в курительный материал расположено на расстоянии 25-40% длины слоя осажденного на всасывающей ленте курительного материала, считая в направлении движения ленты от того ее конца, у которого начинается осаждение на нее курительного материала.

7. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором скорость подачи модифицирующего дым агента в место его добавления в курительный материал регулируют в зависимости от скорости работы машины для изготовления курительных стержней.

8. Способ по п.7, в котором скорость подачи модифицирующего дым агента в место его добавления в курительный материал регулируют в зависимости от любых изменений расхода волокнистого курительного материала, притягиваемого к всасывающей ленте.

9. Способ по п.7 или 8, в котором скорость подачи модифицирующего дым агента в место его добавления в курительный материал обеспечивает одинаковое массовое количество модифицирующего дым агента, приходящееся на единицу длины стержня курительного материала.

10. Способ по п. 9, в котором одинаковое по длине массовое количество модифицирующего дым агента, которое приходится на единицу длины стержня курительного материала, составляет для одного курительного изделия 10-20 мг на единицу длины его стержня.

11. Способ по любому из пп.1-8, в котором подача частиц модифицирующего дым агента носит прерывистый характер, в результате чего на каждом стержне курительного изделия, полученном на машине для изготовления курительных стержней, зона, в которую вносится модифицирующий дым агент, занимает только часть длины стержня.

12. Способ по п.11, в котором зона, которую в курительном стержне занимает модифицирующий дым агент, имеет протяженность, которая при курении изделия, содержащего такой стержень, рассчитана на несколько последних затяжек.

13. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором частицы модифицирующего дым агента содержат капсулированное ароматизирующее вещество.

14. Способ по п.13, в котором капсулированное ароматизирующее вещество представляет собой ментол.

15. Способ по любому из пп.1-12, в котором частицы модифицирующего дым агента содержат табачную пыль.

16. Способ по п.15, в котором модифицирующий дым агент содержит также ароматизирующее вещество.

17. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором частицы модифицирующего дым агента имеют сферическую форму.

18. Способ по п.17, в котором частицы модифицирующего дым агента имеют диаметр 0,5-1,0 мм.

19. Способ по п.17 или 18, в котором частицы модифицирующего дым агента имеют одинаковый диаметр.

20. Способ по любому из предыдущих пунктов, в котором частицы модифицирующего дым агента в насыпном виде обладают способностью к свободному течению.

21. Машина для изготовления стержней курительного материала, содержащая всасывающую ленту, устройство для подачи волокнистого курительного материала и устройство для подачи модифицирующего дым агента, при этом устройство для подачи курительного материала направляет поток волокнистого курительного материала к всасывающей ленте, устройство для подачи модифицирующего дым агента вводит частицы модифицирующего дым агента в этот поток, причем место введения частиц в поток расположено вблизи всасывающей ленты, а частицы модифицирующего дым агента перемещаются к этому месту и вносятся в поток движущегося волокнистого курительного материала с помощью устройства подачи волокнистого курительного материала за счет того, что они увлекаются и переносятся потоком газообразной среды.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4