Устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента
Изобретение относится к устройству для изготовления углеродистого нагревательного элемента, устанавливаемого на мундштучном конце сигареты вместе с аэрозольгенерирующим материалом и используемого для нагревания аэрозольгенерирующего материала. Устройство содержит полую трубу, которая образует путь перемещения для транспортировки углеродистого нагревательного стержня, непрерывно экструдируемого экструзионной формующей машиной, к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом. С помощью средства усиления воздушного потока создают воздушный поток, проходящий через полую трубу, и транспортируют углеродистый нагревательный стержень, одновременно высушивая стержень воздушным потоком. Техническим результатом изобретения является создание устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента, способного высушивать экструдированный углеродистый нагревательный стержень до подходящей твердости и подавать его к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом. 9 з.п. ф-лы, 11 ил., 2 табл.
Настоящее изобретение относится к устройству для изготовления углеродистого нагревательного элемента, устанавливаемого на мундштучном конце сигареты и т.п. вместе с аэрозольгенерирующим материалом и используемого для нагревания аэрозольгенерирующего материала.
В качестве альтернативы сигареты и т.п. было предложено курительное изделие, образованное обертыванием углеродистого нагревательного элемента 1, аэрозольгенерирующего материала 2, такого как табачные листья, и мундштука (фильтра) 3 в оберточную бумагу 4 с приданием сигаретообразной формы, как показано на фиг.9 (см., например, опубликованную заявку Японии № 6-189733). Курительное изделие выполнено таким образом, что аэрозоль образуется из аэрозольгенерирующего материала 2 под действием тепла, выделяемого углеродистым нагревательным элементом 1, и аэрозоль втягивается через мундштук 3.
В данном изделии углеродистый нагревательный элемент 1 получают смешиванием и перемешиванием углеродного порошка, служащего в качестве топлива, и регулятора горения (графика, карбоната кальция, карбоната натрия и т.д.) со связующим (альгинатом аммония, метилцеллюлозой, пектином и т.д.), экструзией этой смеси с образованием углеродистого нагревательного стержня 5 и обертыванием стержня 5 в теплоизоляционный материал 6, такой как стекловолокно (см., например, опубликованную заявку Японии № 6-7139). Углеродистый нагревательный стержень 5 имеет диаметр, например, 3-5 мм. Как показано в поперечном сечении на фиг.10, углеродистый нагревательный стержень 5 имеет множество канавок 7, образованных по направлению оси на его периферийной поверхности. Канавки 7 действуют как воздухопроводы, когда аэрозольгенерирующий материал 2 нагревается углеродистым нагревательным стержнем 5, и служат для придания углеродистому нагревательному стержню 5 желаемых характеристик горения.
Углеродистый нагревательный стержень 5, экструдированный из экструзионной формующей машины, обладает влажностью и пластичностью, так что его обычно на пневматическом конвейере направляют в устройство для обертывания теплоизоляционным материалом без сдавливания канавок 7 углеродистого нагревательного стержня 5. На пневматическом конвейере воздух вдувают от низа пути перемещения (желоба) наискось в направлении транспортировки. При этом на конвейере образуется воздушный слой, который предотвращает контакт между изделием и низом пути перемещения и вместе с тем обеспечивает транспортировку изделия посредством воздушного потока.
Однако, даже если углеродистый нагревательный стержень 5 транспортируется на пневматическом конвейере к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом без сдавливания углеродистого нагревательного стержня 5, особенно канавок 7, образованных на периферической поверхности стержня 5, канавки 7, изредка сдавливаются так, как показано на фиг.11, когда периферическую поверхность углеродистого нагревательного стержня 5 обертывают теплоизоляционным материалом 6 в устройстве для обертывания этим материалом. В этом случае проблематично сохранить желаемые характеристики горения углеродистого нагревательного стержня 5, а именно, углеродистого нагревательного элемента 1.
Чтобы предотвратить такую проблему, одним техническим решением является, например, высушивание углеродистого нагревательного стержня 5 до определенной твердости, используя воздушный поток от пневматического конвейера во время транспортировки на пневматическом конвейере. Однако на пневматическом конвейере воздух вдувают от низа желоба, образующего путь перемещения. Поэтому существует проблема в том, что углеродистый нагревательный стержень 5 очень сильно высыхает на стороне стержня 5, обращенной к пути перемещения, и не высушивается равномерно. Другая концепция состоит в изменении состава углеродистого нагревательного стержня 5 или снижении влажности углеродистого нагревательного стержня 5 во время его экструзионного формования.
Однако эти способы создают новые проблемы в том, что затрудняется сама экструзия, изменяются характеристики горения и аромат и т.п.
Задачей настоящего изобретения является создание устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента, способного эффективно высушивать углеродистый нагревательный стержень до такой подходящей твердости, чтобы он не деформировался, и подавать стержень к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом при изготовлении углеродистого нагревательного элемента путем обертывания экструдированного углеродистого нагревательного стержня в теплоизоляционный материал.
Для решения вышеуказанной задачи, устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента по изобретению содержит экструдер для экструзии углеродистого нагревательного стержня, имеющего канавки, аксиально, продолжающиеся на его периферийной поверхности; устройство для обертывания теплоизоляционным материалом, служащее для обертывания периферийной поверхности углеродистого нагревательного стержня, экструдированного из экструзионной формующей машины, в теплоизоляционный материал; полую трубу, образующую, по меньшей мере, часть пути перемещения для транспортировки углеродистого нагревательного стержня, экструдированного из экструзионной формующей машины, к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом; и по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока через полую трубу. Устройство характеризуется транспортировкой углеродистого нагревательного стержня при его одновременной сушке с использованием воздушного потока.
При использовании выполненного таким образом устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента углеродистый нагревательный стержень, экструдированный из экструдера, транспортируется при одновременной сушке воздушным потоком, проходящим через полую трубу, и поэтому можно равномерно и эффективно высушивать всю периферийную поверхность углеродистого нагревательного стержня. Следовательно, когда для изготовления углеродистого нагревательного элемента углеродистый нагревательный стержень обертывают в теплоизоляционный материал устройством для обертывания теплоизоляционным материалом, канавки, образованные на периферийной поверхности углеродистого нагревательного стержня, не сдавливаются и не деформируются. Следовательно, могут быть полностью гарантированы характеристики горения углеродистого нагревательного элемента.
Согласно настоящему изобретению может быть сравнительно свободно спроектирован путь перемещения, образованный из полой трубы. Конкретно, полая труба может быть расположена в петлеобразной конфигурации между экструдером и устройством для обертывания теплоизоляционным материалом. Это уменьшает размеры всего устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента и, следовательно, уменьшает пространство, необходимое для установки производственного оборудования.
Средства усиления воздушного потока могут быть расположены на входе полой трубы и в ее середине. Это позволяет образовывать находящийся под давлением воздушный поток для плавной транспортировки углеродистого нагревательного стержня по всей длине полой трубы, надлежащим образом высушивать углеродистый нагревательный стержень, используя воздушный поток, и изготавливать углеродистый нагревательный элемент, имеющий превосходные характеристики горения.
Предпочтительно, средство усиления воздушного потока снабжено отверстием для регулирования статического давления, предназначенным для выпуска части воздуха с целью регулирования скорости воздушного потока в полой трубе.
Согласно настоящему изобретению может быть обеспечено расстояние между экструзионной формующей машины и путем перемещения для образования провеса (слабины) в углеродистом нагревательном стержне, подаваемом от экструдера к пути перемещения, а рабочую скорость обертывания (скорость обертывания) в устройстве для обертывания теплоизоляционным материалом может регулироваться управляющим устройством, так чтобы длина провеса углеродистого нагревательного стержня приобрела заданное значение. В этом случае углеродистый нагревательный стержень может подаваться к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом, при этом устойчиво поддерживая качество углеродистого нагревательного стержня, независимо от колебаний в скорости экструзии углеродистого нагревательного стержня из экструзионной формующей машины.
Устройство по изобретению может содержать несущий путь, подвижный между положением соединения, в котором подвижный несущий путь расположен между экструзионной формующей машины и путем перемещения, и положением отвода, в котором подвижный несущий путь отведен от места между экструзионной формующей машины и путем перемещения, и режущее устройство, расположенное непосредственно вслед за экструдером так, что оно обращено к пути перемещения. Таким образом, пока влажность и скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня являются нестабильными, например, сразу после приведения в действие экструзионной формующей машины, подвижный несущий путь отведен в положение отвода, так что углеродистый нагревательный стержень, непрерывно экструдируемый из экструдера, выгружает, например, в сборник вместо того, чтобы поступать к пути перемещения. Когда влажность и скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня стабилизируются, углеродистый нагревательный стержень разрезается режущим устройством, расположенным рядом с экструдером, и падает в сборник.
После этого подвижный несущий путь располагается в положении соединения, в котором экструзионная формующая машина и путь перемещения соединены друг с другом, а углеродистый нагревательный стержень, только что экструдированный из экструдера, направляется к пути перемещения. Таким образом, углеродистый нагревательный стержень начинают подавать к устройству для обертывания теплоизоляционным материалом. Затем снова отводят подвижный несущий путь. Еще предпочтительнее, рабочую скорость обертывания снижают в устройстве для обертывания теплоизоляционным материалом. В результате этого, углеродистый нагревательный стержень под действием собственного веса образует провес, а рабочую скорость обертывания в устройстве для обертывания теплоизоляционным материалом регулируют таким образом, чтобы длина провеса приобрела заданное значение.
Краткое описание чертежей
Фиг.1 - схематичный вид, показывающий значительную часть устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента согласно одному варианту изобретения.
Фиг.2 - вид в сечении конструкции средства усиления воздушного потока, используемого в производственной установке, показанной на фиг.1.
Фиг.3 - вид, показывающий соединение средства усиления воздушного потока с полой трубой, образующей путь перемещения.
Фиг.4 - схематичный вид конструкции измерительного устройства для измерения горючести углеродистого нагревательного стержня.
Фиг.5 - схематичный вид, показывающий другой вариант изобретения.
Фиг.6 - вид, показывающий процесс выбрасывания стержня во время пускового регулирования подачи углеродистого нагревательного стержня в устройстве для изготовления углеродистого нагревательного элемента по фиг.5.
Фиг.7 - вид, показывающий процесс подачи стержня при пусковом регулировании подачи углеродистого нагревательного стержня.
Фиг.8 - вид, показывающий процесс регулирования длины провеса стержня, осуществляемый после пускового регулирования подачи углеродистого нагревательного стержня.
Фиг.9 - вид, показывающий структуру курительного изделия, в котором используется углеродистый нагревательный стержень.
Фиг.10 - вид в сечении структуры углеродистого нагревательного элемента, полученного обертыванием углеродистого нагревательного стержня в теплоизоляционный материал,
Фиг.11 - вид в сечении углеродистого нагревательного элемента в состоянии, в котором сдавлены канавки, образованные на периферической поверхности углеродистого нагревательного стержня.
Предпочтительный вариант выполнения изобретения
Ниже со ссылкой на чертежи будет описано устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента согласно одному варианту изобретения.
Как показано на фиг.1, устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента имеет экструзионную формующую машину 10, которая непрерывно производит углеродистый нагревательный стержень 5, и устройство 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, которое обертывает углеродистый нагревательный стержень 5 в теплоизоляционный материал 6, имеющий заданную толщину и изготовленный из стекловолокна или подобного материала. Так как экструзионная формующая машина 10 и устройство 20 для обертывания теплоизоляционным материалом являются общеизвестными, то их подробное описание опускается.
Устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента в основном выполнено таким образом, что влажный углеродистый нагревательный стержень 5, который непрерывно экструдируется экструзионной формующей машиной 10, последовательно подается по транспортирующему валику 11 и первому и второму пневматическим конвейерам 12 и 13 к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом.
Устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента по изобретению характеризуется тем, что между первым пневматическим конвейером 12 и вторым пневматическим конвейером 13 расположена, например, прозрачная и акриловая полая труба 14 в качестве пути перемещения углеродистого нагревательного стержня 5, а средствами 15а, 15b и 15с усиливается воздушный поток, проходящий через полую трубу 14, для сушки углеродистого нагревательного стержня 5 потоком воздуха при одновременной транспортировке этого стержня. Конкретно, полая труба 14 расположена в петлеобразной конфигурации в качестве пути перемещения, который имеет заданную длину и который соединяет первый и второй пневматические конвейеры 12 и 13, расположенные параллельно друг другу.
Средства усиления воздушного потока в полой трубе 14 состоят из главного пневмоусилителя (первого пневмоусилителя) 15а, расположенного на входе полой трубы 14, и вспомогательных пневмоусилителей (вторых пневмоусилителей) 15b и 15с, расположенных в двух соответствующих местах в середине полой трубы 14. Главный пневмоусилитель 15а служит для создания на входе полой трубы 14 воздушного потока, имеющего заданный напор, и подачи воздушного потока через полую трубу 14 посредством сжатого воздуха. Вспомогательные пневмоусилители 15b и 15с служат для усиления скорости (напора) воздушного потока посредством использования сжатого воздуха, вводимого снаружи. Благодаря воздушному потоку, созданному в полой трубе 14 пневмоусилителями 15а, 15b и 15с, углеродистый нагревательный стержень 5, подаваемый от первого пневматического конвейера 12, транспортируется и направляется ко второму пневматическому конвейеру 13. Кроме того, благодаря использованию воздушного потока углеродистый нагревательный стержень 5 высушивается до подходящей твердости во время транспортировки углеродистого нагревательного стержня 5 от первого пневматического конвейера 12 ко второму пневматическому конвейеру 13.
Подходящая твердость углеродистого нагревательного стержня 5 - это такая твердость, при которой канавки 7, образованные на периферийной поверхности углеродистого нагревательного стержня 5, не сдавливаются и не деформируются, когда в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом углеродистый нагревательный стержень 5 обертывают в теплоизоляционный материал 6, изготовленный из стекловолокна или подобного материала, и в то же время такая твердость не препятствует резанию, когда изделие, полученное обертыванием углеродистого нагревательного стержня 5 в теплоизоляционный материал 6, разрезают режущим устройством на отрезки заданной длины, служащие в качестве углеродистых нагревательных элементов. Чтобы быть конкретнее, они в этом варианте изобретения имеют прочность на изгиб, равную около 200 граммам.
Средство усиления воздушного потока в полой трубе 14, например, главный пневмоусилитель 15а, в основном содержит корпус, в котором канал конической формы имеет диаметр, уменьшающийся от выходной стороны к входной стороне канала, и щели, образованные вдоль внутренней стенки корпуса, и имеет конструкцию, в которой сжатый воздух, который вводится из отверстия для подачи сжатого воздуха, образованного в периферической стенке корпуса, нагнетается через эти щели в канал, например, как это схематично показано на фиг.2. Главный пневмоусилитель 15а на своей выходной стороне нагнетает большую часть воздушного потока, используя в качестве источника энергии небольшое количество сжатого воздуха, впускаемого из щелей. Таким образом, главный пневмоусилитель 15а создает сильное разрежение в канале корпуса для всасывания воздуха из впускного отверстия канала и нагнетания большого количества ускоренного воздуха из выпускного отверстия канала. Вспомогательные пневмоусилители 15b и 15с имеют похожие основные конструкции. Кроме того, пневмоусилитель этого типа изготавливается, например, компанией SANWA ENTERPRISE COMPANY, LTD под названием «ROUND BLOW».
Соединение между пневмоусилителями 15а-15с, особенно между вспомогательными пневмоусилителями 15b и 15с и полой трубой 14, осуществляется, например, как на фиг.3, показывающей вспомогательный пневмоусилитель 15b, путем размещения перед пневмоусилителем (по направлению потока) детали 16 с отверстиями для регулирования статического давления, через которые выпускается часть воздушного потока для регулирования его статического давления. В этом варианте каждый из пневмоусилителей 15а, 15b и 15с изготовлен так, как показано на фиг.3. Благодаря использованию воздушных потоков, создаваемых и регулируемых по давлению соответственно пневмоусилителями 15а, 15b и 15с, углеродистый нагревательный стержень 5 непрерывно транспортируется от впускного отверстия полой трубы 14 к ее выпускному отверстию. Благодаря использованию тех же воздушных потоков одновременно происходит равномерная воздушная сушка углеродистого нагревательного стержня 5 по его периферической поверхности.
Следовательно, в выполненном таким образом устройстве для изготовления углеродистого нагревательного элемента, поскольку воздушные потоки проходят через полую трубу 14, контактируя с периферической поверхностью углеродистого нагревательного стержня 5, когда влажный и пластичный углеродистый нагревательный стержень 5 транспортируется воздушными потоками, то углеродистый нагревательный стержень 5 подвергается постепенной и равномерной воздушной сушке от его периферической поверхности. Кроме того, воздушные потоки просто проходят через полую трубу 14 вдоль периферической поверхности углеродистого нагревательного стержня 5, что обеспечивает высокую эффективность сушки углеродистого нагревательного стержня 5. Следовательно, можно без увеличения длины пути перемещения, образованного из полой трубы 14, ожидать хорошей эффективности сушки, даже если этот путь имеет сравнительно короткую длину. Таким образом, углеродистый нагревательный стержень 5 можно легко и надежно высушивать до такой твердости, при которой углеродистый нагревательный стержень 5 не сминается и не деформируется при его обертывании в теплоизоляционный материал 6 в устройстве 20 для обертывания.
При использовании вышеописанной конструкции полой трубе может быть придана петлеобразная конфигурация, так что не потребуется располагать экструзионную формующую машину 10 и устройство 20 для обертывания далеко друг от друга. Результатом этого является уменьшение пространства для установки устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента, включая экструзионную формующую машину 10 и устройство 20 для обертывания теплоизоляционным материалом.
Для подтверждения эффективности устройства для изготовления углеродистого нагревательного элемента по изобретению были проведены следующие эксперименты. Прежде всего, пластицированную смесь карбоната кальция, угля и связующего в соотношении (в %) 40:50:10 экструдировали и формовали при комнатной температуре (24°) в экструзионной формующей машине 10 производственной установки, выполненной как показано на фиг.1. В результате получали стержнеобразный образец А (углеродистый нагревательный стержень 5) с наружным диаметром 4,3 мм, в котором были образованы одно центральное сквозное отверстие диаметром 0,7 мм, шесть больших канавок, расположенных вокруг него, и шесть малых канавок. Сразу после экструзии и формования отбирали образец А и измеряли его влажность (влажность во время формования). Экструдированный образец А подвергали воздушной сушке во время его транспортировки от экструзионной формующей машины 10 по первому пневматическому конвейеру 12, полой трубе 14 и второму пневматическому конвейеру 13 к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом и отбирали образец перед этим устройством 20. Затем у образца А измеряли, как описано ниже, прочность на изгиб (твердость), влажность (влажность во время обертывания теплоизоляционным материалом), температуру (температуру во время обертывания теплоизоляционным материалом), сопротивление вентилированию и горючесть.
| Образцы В и С, содержащие карбонат кальция, углерод и связующее в соотношениях (в %) соответственно 50:40:10 и 55:35:10, подвергали аналогичным измерениям. В таблице 1 показаны результаты измерений для образцов А, В и С. Аналогичные измерения проводили в отношении образцов А, В и С используя производственную установку подобной конструкции, но не снабженной полой трубой. В Таблице 2 показаны результаты измерений. Таблица 1 | ||||||
| Образец | Прочность на изгиб (твердость) | Влажность при формировании | Влажность при обертывании теплоизоляционным материалом | Температура при обертывании теплоизоляционным материалом | Сопротивление вентилированию | Горючесть |
| А | 258 г | 27,1% | 25,0% | 18°С | 46 мм Н2О | 1,2 секунды |
| Б | 196 г | 26,1% | 24,5% | 19°С | 42 мм Н2О | 1,2 секунды |
| С | 198 г | 25,8% | 24,0% | 16°С | 44 мм Н2О | 1,2 секунды |
| Таблица 2 | ||||||
| Образец | Прочность на изгиб (твердость) | Влажность при формировании | Влажность при обертывании теплоизоляционным материалом | Температура при обертывании теплоизоляционным материалом | Сопротивление вентилированию | Горючесть |
| А | 123 г | 27,1% | 26,8% | 32°С | 80 мм Н2О | 1,6 секунды |
| Б | 113 г | 26,1% | 25,8% | 33°С | 72 мм Н2О | 1,5 секунды |
| С | 123 г | 25,8% | 25,5% | 32°С | 68 мм Н2О | 1,5 секунды |
При экспериментах сопротивление вентилированию измеряли при объемной скорости воздушного потока в 17,5 мл/сек, используя углеродистый нагревательный стержень 5, взятый из производственной установки и разрезанный на отрезки длиной 72 мм. Что касается прочности на изгиб (твердости), то помещали углеродистый нагревательный стержень 5 на опоры, отделенные друг от друга промежутком в 10 мм, и, надавливая нажимным элементом на углеродистый нагревательный элемент 5 в его центре со скоростью 0,883 мм/сек, измеряли максимальную нагрузку, характеризующую прочность на изгиб. Чтобы измерить горючесть в состоянии, в котором курительное изделие, имеющее структуру, показанную на фиг. 9, и содержащее углеродистый нагревательный стержень 5, было закреплено в сигаретодержателе измерительного устройства, показанного на фиг.4, выполняли затяжку (всасывание) в течение соответствующего периода при скорости поршня, которая была установлена на объемную скорость потока в 17,5 мл/сек. Затем при первой затяжке воспламеняли углеродистый нагревательный стержень 5. Через 15 секунд при тех же условиях, что и при первой затяжке, осуществляли всасывание и в качестве показателя горючести измеряли период всасывания, необходимый для воспламенения всего углеродистого нагревательного стержня 5.
Как показано в примерах, в случае изготовления углеродистого нагревательного элемента на производственной установке по изобретению можно увеличить прочность на изгиб (твердость) приблизительно в 1,6-2 раза и уменьшить влажность приблизительно на 2 процента по сравнению с соответствующими показателями для углеродистого нагревательного элемента, изготовленного на производственной установке без полой трубы. В случае, когда не применялось настоящее изобретение, снижение влажности составило около 0,3 процента, и стержень был почти не высушен. Температура могла понижаться до около 16-19°С вследствие охлаждающего эффекта, вызванного испарением влаги в окружающей среде с комнатной температурой в 24°С. Это снижение температуры также рассматривается как фактор увеличения твердости углеродистого нагревательного элемента. Как было подтверждено, благодаря затвердеванию углеродистого нагревательного стержня 5 предотвращается сдавливание (деформация) канавок, образованных на периферической поверхности стержня, во время обертывания теплоизоляционным материалом 6 и не нарушается сопротивление вентиляции.
Невозможно отрицать, что вследствие различных факторов происходят колебания в скорости экструзии углеродистого нагревательного стержня (экструдата) 5 из экструзионной формующей машины 10. Колебания в скорости экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 из экструзионной формующей машины 10 приводят к ухудшению качества углеродистого нагревательного элемента, изготовленного устройством 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. Если скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 из экструзионной формующей машины 10 ниже рабочей скорости обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, то углеродистый нагревательный элемент 5 удлиняется с его утончением или разрывается. И наоборот, если скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 из экструзионной формующей машины 10 выше рабочей скорости и обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, то углеродистый нагревательный стержень 5 выступает от пути перемещения и закупоривает полую трубу 14. Поэтому обычно визуально контролируют состояние (натяжение и т.п.) углеродистого нагревательного стержня 5 на пути перемещения и вручную точно регулируют рабочую скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. Однако работа по регулированию является рутинной, к тому же вручную трудно осуществлять точное регулирование.
Чтобы решить вышеописанные проблемы, в устройстве по изобретению предусмотрено расстояние заданной длины между экструзионной формующей машиной 10 и первым пневматическим конвейером 12 и образован заданный провес в углеродистом нагревательном стержне 5, который непрерывно экструдируют из экструзионной формующей машины 10 к указанному промежутку, как это схематично показано на фиг.5. Длина провеса углеродистого нагревательного стержня 5 обнаруживается датчиком 21, таким как ультразвуковой дистанционный датчик. Затем управляющее устройство 22 регулирует рабочую скорость устройства 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, так чтобы длина провеса становилась равной заданной длине.
Конкретно, режущее устройство 23, которое подходящим образом разрезает углеродистый нагревательный стержень 5, расположено вслед за транспортирующим валиком 11. В сборник 26 выгружается углеродистый нагревательный стержень 5, который по качеству непригоден для подачи к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, например, углеродистый нагревательный стержень 5, который экструдирован в начальной стадии работы экструзионной формующей машины 10. После этого в тот момент, когда углеродистый нагревательный стержень 5 становится стабильным по качеству и находится в состоянии, пригодном для его подачи к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, приводится в действие резательное устройство 23 и тем самым обеспечивается подача углеродистого нагревательного стержня 5 по пути перемещения к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. Благодаря наличию расстояния заданной длины между транспортирующим валиком 25а, расположенным на выходе режущего устройства 23, и транспортирующим валиком 25b, расположенным на входе первого пневматического конвейера 12, углеродистый нагревательный стержень 5 под действием собственного веса образует провес между транспортирующими валиками 25а и 25b. Датчик 21 расположен над указанной промежуточной частью и обнаруживает длину провеса углеродистого нагревательного стержня 5.
Конкретнее, как показано на фиг.6, на участке промежуточного расстояния расположен третий пневматический конвейер (подвижный несущий путь) 24, который, по желанию, может быть расположен между транспортирующими валиками 25а и 25b. В нижней части указанного участка расположен сборник 26, который принимает углеродистый нагревательный стержень 5, выгружаемый с транспортирующего валика 25а. Третий пневматический конвейер 24 обычно расположен в положении отвода, в котором он отведен от места между транспортирующими валиками 25а и 25b, так что открыт промежуток между транспортирующими валиками 25а и 25b и устранено соединение между транспортирующими валиками 25а и 25b посредством третьего пневматического конвейера 24. Только когда начинается подача углеродистого нагревательного стержня 5 к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, третий пневматический конвейер 24 располагается в положении соединения, в котором он соединяет транспортирующие валики 25а и 25b, как это показано на фиг.7, тем самым соединяя друг с другом выход режущего устройства 23 и вход первого пневматического конвейера 12.
Когда в выполненном таким образом устройстве для изготовления углеродистого нагревательного элемента влажность и скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 не являются стабильными непосредственно после начала работы экструзионной формующей машины 10, третий пневматический конвейер 24 вначале расположен в положении отвода, как это показано на фиг.6, и углеродистый нагревательный стержень 5, который имеет качество, неприемлемое для его подачи к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, и который непрерывно экструдируется из экструзионной формующей машины 10, выгружается в сборник 26. В этом процессе скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 определяют по частоте вращение транспортирующего валика 11, чтобы контролировать стабильность работы.
Когда качество углеродистого нагревательного стержня 5 становится стабильным и подходящим для его подачи к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом, приводится в действие устройство 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. Затем приводится в действие режущее устройство 20, как это показано на фиг.6. В этот момент часть углеродистого нагревательного стержня 5, которая расположена вниз от режущего устройства 23, выгружается в сборник 26, так как углеродистый нагревательный стержень 5 находится в процессе выгрузки в сборник 26. Непосредственно после приведения в действие режущего устройства 23 устанавливают третий пневматический конвейер 24 в положении соединения, как показано на фиг.7, так чтобы выход режущего устройства 23 и вход первого пневматического конвейера 12 были соединены друг с другом. Таким образом, углеродистый нагревательный стержень 5, расположенный перед режущим устройством 23 во время приведения в действие режущего устройства 23, направляется по третьему пневматическому конвейеру 24 к первому пневматическому конвейеру 12 и подается по первому пневматическому конвейеру 12 к полой трубе 14. После этой части углеродистого нагревательного стержня 5 в полую трубу 14 таким же самым образом подается углеродистый нагревательный стержень 5, который продолжают экструдировать из экструзионной формующей машины 10 после приведения в действие режущего устройства 23. Из полой трубы 14 углеродистый нагревательный стержень 5 по второму пневматическому конвейеру 13 направляется к устройству 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. В этом процессе скорость экструзии обнаруживают по частоте вращения транспортирующего валика 11. По этой скорости экструзии, обнаруживаемой таким образом, управляющим устройством 22 регулируют скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом. Датчик 21 обнаруживает углеродистый нагревательный стержень 5, расположенный на третьем пневматическом конвейере 24, а также третий пневматический конвейер 24. Это обнаружение показывает, что не имеется никакого провеса. В таком состоянии датчик 21 затем подает сигнал управления, так чтобы снизилась рабочая скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом
Что касается регулирования в начале подачи углеродистого нагревательного стержня 5, то соответствующий исполнительный механизм (не показан) регулируется соответствующим средством управления, например, управляющим устройством 22, при этом контролируется рабочий режим экструзионной формующей машины 10 и рассчитывается время, необходимое до достижения стабильного качества углеродистого нагревательного стержня 5. Посредством этого можно устанавливать третий пневматический конвейер 24 в положении отвода или положении соединения.
Когда конец углеродистого нагревательного стержня 5, который стал стабильным по качеству, достигаете устройства 20 для обертывания теплоизоляционным материалом за время, приблизительно равное расчетному времени, третий пневматический конвейер 24 располагается в положении отвода, показанном на фиг.8. В результате этого углеродистый нагревательный стержень 5 оказывается в состоянии, в котором он продолжается между транспортирующими валиками 25а и 25b без опоры на третий пневматический конвейер 24. Однако, так как в этом состоянии рабочая скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом регулируется с целью описанного снижения, то углеродистый нагревательный стержень 5 постепенно ослабляется между транспортирующими валиками 25а и 25b вследствие разницы между рабочей скоростью обертывания и скоростью экструзии углеродистого нагревательного стержня 5 в экструзионной формующей машине 10. Углеродистый нагревательный стержень 5 под действием собственного веса образует U-образный провес, как это показано на фиг.8. Датчик 21 обнаруживает длину этого провеса.
Управляющее устройство 22 увеличивает рабочую скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом после того как длина провеса углеродистого нагревательного стержня 5 становится равной заданной длине, а затем регулирует рабочую скорость обертывания так, чтобы длина провеса была равной заданной длине. При этом регулировании рабочая скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом устанавливается в соответствии со скоростью экструзии, при этом колебания в скорости экструзии из экструдера 5 гасятся посредством использования провеса углеродистого нагревательного стержня 5. Следовательно, рабочая скорость обертывания синхронизируется с работой экструзионной формующей машины 10, так что осуществляется стабильное изготовление углеродистого нагревательного элемента при использовании устройства 20 для обертывания теплоизоляционным материалом.
Так как рабочая скорость обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом регулируется с использованием провеса углеродистого нагревательного стержня 5, то можно эффективно изготавливать углеродистый нагревательный элемент, который стабилен по качеству, наряду с надлежащей сушкой углеродистого нагревательного стержня 5 при использовании полой трубы 14. Вышеупомянутый способ регулирования дает преимущество в том, что можно легко осуществлять оптимальное регулирование в соответствии с качеством углеродистого нагревательного стержня 5 по сравнению с тем случаем, когда определяют скорость экструзии из экструзионной формующей машины 10 для прямого регулирования рабочей скорости обертывания в устройстве 20 для обертывания теплоизоляционным материалом.
Настоящее изобретение не ограничено вышеописанным вариантом его осуществления. Хотя в полой трубе 14 воздушные потоки создаются посредством трех пневмоусилителей 15, количество устанавливаемых пневмоусилителей 15 определяется длиной пути перемещения в полой трубе 14. Скорость транспортировки можно устанавливать, регулируя объемную скорость воздушного потока и т.п. Кроме того, могут быть сделаны другие модификации без выхода из объема настоящего изобретения.
1. Устройство для изготовления углеродистого нагревательного элемента, содержащее экструзионную формующую машину для экструзионного углеродистого нагревательного стержня, имеющего канавки, аксиально продолжающиеся на его периферической поверхности, и устройство для обертывания теплоизоляционным материалом, предназначенное для обертывания периферической поверхности углеродистого нагревательного стержня, экструдированного из указанной экструзионной формующей машины, в теплоизоляционный материал, при этом указанное устройство дополнительно содержит полую трубу, образующую по меньшей мере часть пути перемещения для транспортировки углеродистого нагревательного стержня, непрерывно экструдируемого указанной экструзионной формующей машиной от указанной экструзионной формующей машины к указанному устройству для обертывания теплоизоляционным материалом, и по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока, проходящего через указанную полую трубу, при этом углеродистый нагревательный элемент транспортируется при его одновременной сушке воздушным потоком.
2. Устройство по п.1, в котором указанная полая труба расположена в петлеобразной конфигурации между указанной экструзионной формующей машиной и указанным устройством для обертывания теплоизоляционным материалом.
3. Устройство по п.1, снабженное на пути перемещения первым пневматическим конвейером для подачи углеродистого нагревательного стержня, экструдированного из указанной экструзионной формующей машины к указанной полой трубе и вторым пневматическим конвейером для подачи углеродистого нагревательного стержня от указанной полой трубы к указанному устройству для обертывания теплоизоляционным материалом.
4. Устройство по п.3, в котором указанная полая труба расположена в петлеобразной конфигурации между указанным первым пневматическим конвейером и указанным вторым пневматическим конвейером.
5. Устройство по п.1, в котором указанное по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока расположено на входе указанной полой трубы.
6. Устройство по п.1, в котором указанное по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока расположено в середине указанной полой трубы.
7. Устройство по п.1, в котором указанное по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока является первым пневмоусилителем, расположенным на входе указанной полой трубы для создания воздушного потока внутри указанной полой трубы, и вторым пневмоусилителем, расположенным в середине указанной полой трубы для усиления воздушного потока, проходящего через указанную полую трубу.
8. Устройство по п.1, в котором указанное по меньшей мере одно средство усиления воздушного потока имеет отверстие для регулирования статического давления, предназначенное для выпуска части воздуха с целью регулирования скорости воздушного потока в указанной полой трубе.
9. Устройство по п.1, в котором имеется расстояние между указанной экструзионной формующей машиной и путем перемещения для образования провеса в углеродистом нагревательном стержне, подаваемом из экструзионной формующей машины к пути перемещения, и средство управления для регулирования рабочей скорости обертывания в указанном устройстве для обертывания теплоизоляционным материалом таким образом, чтобы длина провеса углеродистого нагревательного стержня соответствовала заданному значению.
10. Устройство по п.1, которое дополнительно содержит несущий путь, подвижный между положением соединения, в котором этот подвижный несущий путь расположен между указанной экструзионной формующей машиной и путем перемещения, и положением отвода, в котором этот подвижный несущий путь отведен от места между указанной экструзионной формующей машиной и путем перемещения, и режущее устройство, расположенное непосредственно вслед за экструзионной формующей машиной так, что оно обращено к пути перемещения, при этом указанный подвижный несущий путь поддерживается в положении отвода, пока влажность и скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня, непрерывно экструдируемого из указанной экструзионной формующей машины, не станут стабильными, чтобы быть подходящими для операции обертывания в указанном устройстве для обертывания теплоизоляционным материалом; и после того, как влажность и скорость экструзии углеродистого нагревательного стержня станут стабильными, углеродистый нагревательный стержень разрезают указанным режущим устройством, и затем указанный подвижный несущий путь располагают в положении соединения, чтобы тем самым начать подачу углеродистого нагревательного стержня к указанному устройству для обертывания теплоизоляционным материалом.
