Отливное устройство и способ проверки толщины литого листа
Изобретение относится к отливному устройству для производства литого листа из гомогенизированного табачного материала, содержащее отливной короб, приспособленный для содержания в нем пульпы из гомогенизированного табачного материала; подвижную основу; отливную систему, приспособленную для наложения пульпы, содержащейся в отливном коробе, на подвижную основу так, чтобы образовывать литой лист; датчик для определения толщины литого листа; при этом датчик включает в себя ползунок, содержащий плоскую поверхность, приспособленную находиться в контакте с верхней поверхностью литого листа, и детектор высоты, приспособленный измерять высоту плоской поверхности, так чтобы находить толщину литого листа. Технический результат заключается в эффективном регулировании состава гомогенизированного табачного материала для регулирования, вкуса аэрозоля. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 ил.
Настоящее изобретение относится к устройству для отливки листа гомогенизированного табачного материала и приспособленному для определения толщины литого листа и к способу определения толщины литого листа.
В настоящее время при изготовлении табачных продуктов, помимо табачных листьев, используют также гомогенизированный табачный материал. Этот гомогенизированный табачный материал обычно изготавливают из частей табачного растения, которые в меньшей степени пригодны для изготовления резаного наполнителя, например, таких, как табачные стебли или табачная пыль. Обычно табачная пыль образуется в качестве побочного продукта во время обработки табачных листьев в процессе изготовления.
Наиболее широко используемыми формами гомогенизированного табачного материала являются восстановленный табачный лист и литой лист. Способ образования листов гомогенизированного табачного материала обычно предусматривает стадию, на которой табачную пыль и связующее смешивают с образованием пульпы. Затем эту пульпу используют для создания табачного полотна, например, посредством литья вязкой пульпы на движущуюся металлическую ленту с получением так называемого литого листа. В качестве альтернативы, пульпа с низкой вязкостью и высоким содержанием воды может использоваться для получения восстановленного табака в процессе, сходном с производством бумаги. После получения гомогенизированные табачные полотна или листы можно нарезать с помощью способа, сходного с таковым как при резке цельнолистового табака, с получением резаного табачного наполнителя, пригодного для сигарет и других курительных изделий. Способ изготовления такого гомогенизированного табака раскрыт, например, в европейском патенте EP 0565360.
В изделии, генерирующем аэрозоль, например, в генерирующем аэрозоль изделии, генерирующем аэрозоль, «нагреваемого без сжигания» типа, субстрат, образующий аэрозоль, нагревают до относительно низкой температуры с целью образования аэрозоля, но с предотвращением сгорания табачного материала. Кроме того, табак, присутствующий в гомогенизированном табачном материале, обычно представляет собой исключительно табак или содержит в основном табак, присутствующий в гомогенизированном табачном материале такого изделия, генерирующего аэрозоль. Это означает, что состав аэрозоля, который образуется таким «нагреваемым без сжигания» изделием, генерирующим аэрозоль, по существу является продуктом лишь гомогенизированного табачного материала. Следовательно, важно обеспечить эффективное регулирование состава гомогенизированного табачного материала для регулирования, например, вкуса аэрозоля.
Толщина получаемого в результате литого листа является важным параметром конечного продукта, то есть, она может оказывать влияние на то, соответствует ли конечный продукт, такой как изделие, генерирующее аэрозоль, требуемым стандартам. По этим причинам толщину литого листа предпочтительно измеряют, и более предпочтительно - постоянно отслеживают, после отливки, для того чтобы находить возможные отклонения от желаемой толщины.
Для измерения толщины литого листа гомогенизированного табачного материала известно использование колеса, находящегося в контакте с верхней поверхностью литого листа. Во время измерения, вследствие того, что литой лист постоянно перемещается и транспортируется, колесо прокатывается по верхней поверхности литого листа. Высоту колеса и ее изменения проверяют и из высоты колеса находят толщину литого листа. Найденную толщину затем сравнивают с предварительно определенной предпочтительной толщиной литого листа в пределах допустимого допуска.
Однако было показано, что табачная пыль или другие примеси могут накапливаться на поверхности колеса во время контакта с верхней поверхностью литого листа, как показано, например, на фиг. 1. Эти частицы или примеси 107 (представленные окружностью, которая остается соединенной с поверхностью колеса 105) могут препятствовать верному оцениванию толщины во время измерения литого листа 10. Действительно, частица, соединенная с поверхностью колеса, также имеет конечный размер, который может быть воспринят системой как изменение толщины литого листа, когда частица снова располагается между литым листом и поверхностью колеса (см. фиг. 1, где частица 107 соединена с поверхностью колеса и представлена в двух разных положениях, достигаемых частицей, пока литой лист 10 перемещается вдоль направления перемещения, представленного стрелкой 40). Могут быть необходимы остановки производства, для того чтобы очищать поверхность колеса, с вытекающим уменьшением производительности.
Следовательно, существует потребность в новых способе и отливном устройстве, предназначенных для подготовки литого листа из гомогенизированного табачного материала для использования в изделии, генерирующем аэрозоль, в которых толщину листа можно надежно измерить. Кроме того, существует потребность, чтобы измерение толщины было быстрым и вовсе не мешало или не препятствовало производству, или делало это лишь в минимальной степени.
Согласно одному аспекту настоящее изобретение относится к отливному устройству для производства литого листа из гомогенизированного табачного материала, при этом отливная система содержит отливной короб, приспособленный для содержания в нем пульпы из гомогенизированного табачного материала, подвижную основу, и при этом отливная система приспособлена для наложения пульпы, содержащейся в отливном коробе, на подвижную основу с образованием литого листа. Кроме того, отливное устройство содержит датчик для определения толщины литого листа; при этом датчик включает в себя ползунок, содержащий плоскую поверхность, приспособленную находиться в контакте с верхней поверхностью литого листа, и детектор высоты, приспособленный измерять высоту плоской поверхности, так чтобы находить толщину литого листа.
Гомогенизированные табачные материалы образуют путем смешения нескольких ингредиентов с водой для получения пульпы. На следующей стадии образуют непрерывное полотно или лист из гомогенизированного материала на подвижной основе путем литья пульпы на основу. Желательно, чтобы получаемый в результате гомогенизированный табачный лист имел хорошую однородность, поскольку отклонения от постоянной толщины могут указывать на наличие дефектов. Поэтому толщину литого листа проверяют для определения того, имеет ли место отклонение от номинальной предпочтительной толщины.
Толщина литого полотна имеет большое значение не только для обнаружения наличия дефектов. Тонкие полотна могут легко ломаться. В толстых полотнах могут легко образовываться агломераты. Постоянная однородная толщина по всему листу также является важной в процессе сушки. После литья лист или полотно из гомогенизированного табачного материала предпочтительно сушат, и параметры сушки зависят, среди прочего, от толщины листа или полотна. Следовательно, непрерывный контроль за толщиной листа является предпочтительным.
Согласно настоящему изобретению ползунок располагается поверх верхней поверхности литого листа, то есть поверх той поверхности литого листа, которая не находится в контакте с подвижной основой. Ползунок содержит плоскую поверхность, которая представляет собой поверхность с радиусом кривизны, приблизительно равным нулю. Ползунок позволяет определять толщину литого листа посредством определения высоты части ползунка, такой как высота поверхности ползунка, находящейся в контакте с верхней поверхностью листа. Из этой высоты плоской поверхности, или любой другой предварительно определенной части ползунка, можно получить толщину литого листа.
Плоская поверхность остается в контакте с верхней поверхностью литого листа, в то время как литой лист транспортируется на подвижную основу. На практике литой лист всегда предпочтительно смещается так, что литье можно осуществлять непрерывно. С другой стороны, предпочтительно ползунок остается неподвижным в своем положении, то есть он не «следует за» литым листом в его перемещении. Вследствие относительного перемещения между литым листом и ползунком нарастает трение: это трение имеет место между движущейся верхней поверхностью литого листа и плоской поверхностью ползунка, который по существу остается неподвижным. Трение создает постоянный «очистительный эффект» плоской поверхности ползунка вследствие истирания между поверхностями (верхняя поверхность - плоская поверхность), которые находятся в контакте. Благодаря «очистительному эффекту» маловероятно, что частицы или обломки застрянут на плоской поверхности, следовательно, потребность в ручной очистке плоской поверхности, приводящей к остановке оборудования, также становится крайне маловероятной.
Термин «гомогенизированный табачный материал» используется по всему настоящему описанию для обозначения любого табачного материала, сформированного в результате агломерации частиц табачного материала. Листы или полотна из гомогенизированного табака образуются согласно настоящему изобретению в результате агломерации табака в виде частиц, полученного путем размола или измельчения в порошок иным образом, например, пластинок табачных листьев или стеблей табачных листьев, или их смесей.
В дополнение гомогенизированный табачный материал может содержать незначительное количество одного или более из табачной пыли, мелких частиц табака и других побочных продуктов в форме частиц табака, образующихся во время обработки, перемещения и отгрузки табака.
Согласно настоящему изобретению пульпу предпочтительно получают из листовых пластинок табака и стеблей разных типов табака, которые смешивают надлежащим образом. При этом термин «тип табака» относится к одному из разных сортов табака в трех основных группах светлого табака, темного табака и ароматического табака.
Пульпа может содержать несколько разных компонентов или ингредиентов в дополнение к табаку. Эти компоненты влияют на свойства гомогенизированного табачного материала. Первый ингредиент представляет собой смесь табачного порошка, которая предпочтительно содержит основную часть табака, присутствующего в пульпе. Указанная табачная порошковая смесь является источником основной части табака в гомогенизированном табачном материале и, таким образом, придает аромат конечному продукту, например аэрозолю, образующемуся в результате нагрева гомогенизированного табачного материала. В качестве упрочняющего агента предпочтительно добавляют в пульпу целлюлозную жидкую массу, содержащую целлюлозные волокна, с целью повышения прочности при растяжении полотна из табачного материала. Предпочтительно добавляют также связующее и вещество для образования аэрозоля с целью улучшения характеристик прочности на разрыв гомогенизированного листа и содействия образованию аэрозоля. Дополнительно, с целью достижения определенной вязкости и влажности, оптимальных для отливки полотна из гомогенизированного табачного материала, в пульпу может быть добавлена вода. Пульпу перемешивают с целью сделать ее как можно более однородной.
Затем загружают пульпу в отливной короб, в котором предпочтительно поддерживают предварительно заданное количество пульпы, например задают предварительно заданный уровень пульпы в отливном коробе. Предпочтительно пульпу непрерывно подают в отливной короб одновременно с литьем пульпы на подвижную основу с образованием непрерывного полотна из гомогенизированного табачного материала. Пульпа, например, вытекает из дна отливного короба под действием силы тяжести. В дополнение, могут быть обеспечены средства для активной транспортировки внутри отливного короба, такие так толкатели или крыльчатки. Предпочтительно отливной короб образует оболочку под давлением. Иначе говоря, может осуществляться регулирование давления внутри отливного короба, так что вытекание пульпы из отливного короба дополнительно регулируется с помощью средств, воздействующих на уровень внутреннего давления в отливном коробе. Предпочтительно, отливное устройство содержит перемешивающее устройство для перемешивания пульпы внутри отливного короба. Пульпу затем распределяют на движущуюся основу посредством любой отливной системы.
Литье пульпы осуществляют по ширине движущейся основы через выходное отверстие отливного короба, которое образовано над движущейся основой. Основа перемещается в продольном направлении с целью извлечения пульпы из отливного короба. Основа может включать, например, подвижную ленту из нержавеющей стали.
Отливная лопатка имеет предпочтительно основной размер, которым является ее ширина, и предпочтительно она проходит по существу по всей ширине отливного короба. Предпочтительно ширина лопатки и ширина отливного короба, на котором закреплена лопатка, одинаковы.
После того, как пульпа была вылита с образованием листа гомогенизированного табачного материала, согласно настоящему изобретению определяют толщину такого листа. Толщина листа может предпочтительно составлять от приблизительно 40 микрон до приблизительно 1000 микрон, предпочтительно от приблизительно 85 микрон до приблизительно 500 микрон, более предпочтительно от приблизительно 180 микрон до приблизительно 250 микрон.
Для того, чтобы определить такую толщину, ползунок, имеющий плоскую поверхность, вводят в контакт с верхней частью или верхней поверхностью литого листа, то есть его приводят в контакт с поверхностью литого листа, противоположной поверхности листа, находящейся в контакте с подвижной основой. При условии, что литой лист является в целом по существу плоским, по меньшей мере в окрестности местоположения, в котором расположен ползунок, имеется контакт между двумя поверхностями, который предпочтительно является по существу настолько же большим, как площадь плоской поверхности ползунка.
Предпочтительно в дополнение к плоской поверхности, в дальнейшем называемой «первой плоской поверхностью», ползунок включает в себя дополнительную плоскую поверхность, которая наклонена относительно первой плоской поверхности. Эта дополнительная плоская поверхность образует преимущественно угол с первой плоской поверхностью, который больше 90°, так что она обращена к литому листу без контакта. Предпочтительно эта дополнительная плоская поверхность расположена выше по потоку относительно первой плоской поверхности относительно направления перемещения подвижной основы. Предпочтительно соединение между первой плоской поверхностью и дополнительной плоской поверхностью является гладким, то есть без образования острого угла, а вместо этого непрерывная изогнутая поверхность соединяет первую плоскую поверхность с дополнительной плоской поверхностью так, что литой лист не подвергается воздействию острых углов при перемещении и осуществлении контакта с первой плоской поверхностью, и следовательно не повреждается.
Первая плоская поверхность может быть соединена с дополнительной плоской поверхностью посредством угла или посредством закругленного угла, то есть две плоские поверхности соединяет искривленная поверхность. Форма соединения между двумя плоскими поверхностями может изменять степень «сцепляемости» ползунка с литым листом, то есть регулирование формы ползунка в соединении между двумя плоскими поверхностями может упрощать скольжение ползунка на литом листе.
Ползунок и литой лист находятся в состоянии относительного движения друг относительно друга. Ползунок является предпочтительно неподвижным, то есть он не двигается, тогда как литой лист перемещается подвижной основой. Однако ползунок в некоторых вариантах осуществления может также перемещаться, при условии, что относительное движение между ползунком и литым листом также имеет место. Относительное движение между ползунком и литым листом вызывает непрерывное трение плоской поверхности ползунка о верхнюю поверхность литого листа. Непрерывное обтирание двух поверхностей приводит к эффекту самоочищения на самой плоской поверхности, поскольку любая частица или пыль, которая может оказаться на ней, быстро убирается обтиранием и трением, вызываемым перемещением литого листа.
Следовательно, накопление частиц на плоской поверхности ползунка предотвращается.
Предпочтительно отливная система содержит отливную лопатку, приспособленную выливать пульпу на подвижную основу, при этом указанная отливная лопатка находится на расстоянии от указанной основы. Возможная отливная система использует отливную лопатку для того, чтобы выливать пульпу на подвижную основу. Отливная лопатка располагается над основой, и между лопаткой и основой имеется расстояние. Предпочтительно это расстояние можно изменять, чтобы изменять свойства литого листа.
Предпочтительно отливная система содержит два отливных валика, образующих между собой зазор, при этом указанный зазор расположен под указанным отливным коробом. Также может быть использована система, содержащая два валика, по существу параллельных друг другу. Два валика образуют между собой зазор. Предпочтительно зазор имеет размер, который может быть изменен с целью изменения свойств литого листа. Валики могут представлять собой металлические валики, предпочтительно стальные валики. Валики расположены под отверстием, образованным в отливном коробе, так, что пульпа накладывается поверх отливных валиков и течет в зазор, образованный между ними. Пульпа «приклеивается» к поверхности одного из валиков и затем накладывается на движущуюся опору. Предпочтительно валики вращаются с заданной скоростью, более предпочтительно скорость является регулируемой.
Преимущественно имеется третий отливной валик, расположенный под одним из двух по существу параллельных валиков, так, что пульпа накладывается с одного из параллельных валиков на третий валик и затем на подвижную опору. Третий валик может представлять собой резиновый валик. Скорость вращения по существу параллельных валиков и зазор между валиками определяют количество пульпы, собираемой резиновым валиком, который прижимается к стальным валикам и подвижной опоре. Стальная лента собирает пульпу с резинового валика. С помощью разных скоростей валиков и подвижной опоры можно распределять пульпу равномерным образом.
Предпочтительно отливное устройство содержит прижимающее устройство, приспособленное прижимать указанную плоскую поверхность в направлении к литому листу. Сравнивая решение согласно настоящему изобретению, в котором применяется ползунок, с решением из известного уровня техники, в котором для определения толщины литого листа используются валик или колесо, контактирующие с верхней поверхностью литого листа, можно показать следующее. Для одинаковой величины давления, обеспечивающего возможность правильного контакта датчика с верхней поверхностью литого листа, в случае предоставления ползунка поверхность контакта между ползунком и верхней поверхностью литого рукава больше, чем в случае применения в качестве датчика толщины колеса или цилиндра. Это объясняется тем, что колесо или цилиндр контактируют с верхней поверхностью литого листа по существу «линией» (то есть, по существу одномерный контакт), тогда как ползунок контактирует с верхней поверхностью литого листа по существу всей площадью своей плоской поверхности. Это позволяет ползунку должным образом оставаться в контакте с верхней поверхностью литого листа, при этом прикладывая относительно малое усилие на квадратный сантиметр литого листа, уменьшая вероятность возможного повреждения литого листа. Действительно, повреждения литому листу могут быть нанесены во время процесса измерения толщины, если прикладывается высокое давление на квадратный сантиметр. Относительно низкое контактное давление, например, составляет от приблизительно 0,3 Ньютон до приблизительно 1 Ньютона на квадратный сантиметр.
Плоская поверхность ползунка, находящаяся в контакте с верхней поверхностью литого листа, имеет предпочтительно размер, составляющий от приблизительно 0,25 квадратного сантиметра до приблизительно 60 квадратных сантиметров. Предпочтительно он составляет от приблизительно 0,5 квадратного сантиметра до приблизительно 3 квадратных сантиметров.
Могут использоваться многие разные прижимающие устройства, такие как предварительно сжатая пружина или сжатый воздух.
Более предпочтительно отливное устройство содержит генератор сжатого воздуха и сопло, причем указанное сопло приспособлено выбрасывать сжатый воздух в направлении к ползунку, так, чтобы прижимать указанную плоскую поверхность в направлении к подвижной основе. Более предпочтительно отливное устройство содержит регулятор давления воздуха для изменения величины давления сжатого воздуха, выходящего из сопла. Датчик предпочтительно прижат на верхней поверхности литого листа с использованием сжатого воздуха. Величина прикладываемого давления может быть отрегулирована легко и точно в соответствии с типом или видом измеряемого литого листа. Технология с применением сжатого воздуха, в сравнении, например, со сжатием пружины, позволяет тонко регулировать величину давления, прикладываемого к литому листу, и приспосабливать эту величину давления в зависимости от твердости и типа литого листа, толщину которого необходимо измерить. Например, детали относительно литого листа могут быть введены в начале этапа измерения толщины, позволяя поточное тонкое ответное регулирование давления, прикладываемого ползунком.
Предпочтительно отливное устройство содержит множество ползунков, расположенных параллельно друг другу. Более предпочтительно множество ползунков расположены в ряд, образованный перпендикулярно направлению движения подвижной основы. Для измерения толщины литого листа согласно настоящему изобретению могут быть использованы несколько ползунков. Это позволяет определять возможную неоднородность литого листа, поскольку его толщина измеряется во множестве положений. Например, если толщина, измеренная в области, где расположен первый ползунок, отличается от толщины в другой области, где расположен второй ползунок, это означает, что имеется неоднородность толщины. Следовательно, множество ползунков позволяют измерять как толщину литого листа, так и его изменения. Чем больше ползунков имеется на литом листе, тем больше точность, достигаемая при обнаружении изменений толщины. Преимущественно ползунки выровнены перпендикулярно направлению перемещения литого листа, которое определяется подвижной опорой, так, что каждый ползунок измеряет толщину части ширины литого листа.
Более предпочтительно расстояние между двумя смежными ползунками перпендикулярно направлению движения подвижной основы составляет от приблизительно 0 сантиметров до приблизительно 200 сантиметров. Количество ползунков и расстояние между двумя смежными ползунками связаны с шириной литого листа и желаемой точностью, с которой необходимо определять неоднородность, и соответствуют им. Предпочтительно расстояние между двумя смежными ползунками сохраняется постоянным среди множества ползунков, то есть расстояние между любыми двумя смежными ползунками в множестве является одинаковым. Предпочтительно каждый ползунок расположен в середине «сегмента», части всей ширины литого листа, так, что сумма сегментов равняется ширине литого листа.
Предпочтительно плоская поверхность включает прямоугольную поверхность. Более предпочтительно одна сторона прямоугольной поверхности расположена перпендикулярно направлению движения подвижной основы. Предпочтительно используется относительно простая геометрическая форма плоской поверхности, которая позволяет одновременно получить относительно большую поверхность, контактирующую с верхней поверхностью литого листа.
Предпочтительно указанный детектор высоты приспособлен измерять высоту плоской поверхности относительно подвижной основы. Толщина литого листа может быть измерена путем сравнения запомненной высоты ползунка во время прямого контакта с подвижной основой и высоты ползунка во время прямого контакта с движущейся верхней поверхностью литого листа. Разница между двумя измерениями дает искомую толщину литого листа.
Предпочтительно отливное устройство содержит сушильный блок, при этом ползунок расположен ниже по потоку относительно сушильного блока, в направлении движения подвижной основы. Предпочтительно влажность указанного литого полотна табачного материала при литье составляет от приблизительно 60 процентов до приблизительно 80 процентов. Предпочтительно гомогенизированный табачный лист высушивают посредством сушильного блока после литья. Предпочтительно влажность указанного литого листа в конце высушивания, например, на выходе сушильного блока, составляет от приблизительно 7 процентов до приблизительно 15 процентов в пересчете на сухой вес листа табачного материала. Следовательно, прямой контакт между ползунком и гомогенизированным табачным листом непосредственно после литья может приводить к образованию дефектов на поверхности литого листа, где происходит контакт, вследствие наличия высокой влажности в литом листе. После высушивания влажность в литом листе значительно сокращается, и трение между верхней поверхностью литого листа и плоской поверхностью не может повредить, или лишь минимально повреждает, верхнюю поверхность литого листа.
Предпочтительно отливное устройство содержит блок управления, соединенный с датчиком, при этом блок управления приспособлен определять изменения в высоте указанного ползунка на основе сигналов, подаваемых датчиком. Более предпочтительно блок управления приспособлен управлять исполнительными элементами или моторами в ответ на сигналы, принятые с датчика, с целью осуществления контура обратной связи для изменения одного или более параметров в отливном устройстве. Предпочтительно в отливном устройстве согласно настоящему изобретению имеется один или более контуров обратной связи. Наличие дефектов, например неоднородности в толщине литого листа из гомогенизированного табачного материала, которые могут быть обнаружены датчиком(-ами), косвенным образом указывает на наличие неоптимальных условий литья. Эти неоптимальные условия литья могут быть обусловлены несколькими факторами, такими как нахождение плотности пульпы вне предпочтительного диапазона, неоднородность зазора между отливной лопаткой и подвижной основой по ширине отливной лопатки, нахождение уровня влажности пульпы вне предпочтительного диапазона и др. Поэтому предпочтительно блок управления может определять, имеются ли изменения в высоте датчика, и предпочтительно также осуществлять контур обратной связи, например, когда условия литья могут привести к производству литого листа, не соответствующего желаемым требованиям. Центральный блок управления может приводить в действие или осуществлять управление исполнительным элементом или двигателем с целью изменения отклонения параметров процесса или с целью модификации одного или более дополнительных других параметров для устранения обнаруженной проблемы.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение относится к способу проверки толщины литого листа из гомогенизированного табачного материала, при этом способ включает: подачу пульпы из гомогенизированного табачного материала в отливной короб; наложение пульпы на подвижную опору с образованием литого листа; и введение ползунка, имеющего плоскую поверхность, в контакт с верхней поверхностью литого листа. Способ также включает определение высоты плоской поверхности ползунка и нахождение толщины литого листа по определенной высоте.
Как обсуждается в отношении первого аспекта, измерение толщины литого листа посредством ползунка, имеющего плоскую поверхность, может обладать по меньшей мере одним из следующих преимуществ. Эффект истирания под ползунком предотвращает застревание пыли или каких-либо иных частиц под плоской поверхностью ползунка; таким образом, сводятся к минимуму ошибки в измерении толщины. Относительно большая поверхность контакта между ползунком и литым листом, в частности в сравнении с датчиком, имеющим колесо, сокращает возможное повреждение литого листа, когда ползунок прижат к литому листу.
Предпочтительно способ включает прижимание плоской поверхности к верхней поверхности литого листа. Более предпочтительно указанное прижимание выполняют посредством воздействия сжатым воздухом на указанный ползунок.
Предпочтительно этап регулирования указанной величины давления, прикладываемого плоской поверхностью к верхней поверхности литого листа давления. Более предпочтительно величина указанного давления в указанном процессе регулирования зависит от параметров композиции литого листа. Преимущественно величину давления калибруют в зависимости от типа литого листа.
Предпочтительно литье пульпы выполняют посредством отливной лопатки, при этом расстояние между отливной лопаткой и подвижной основой является изменяемым.
Предпочтительно литье пульпы выполняют посредством двух отливных валиков, при этом зазор между двумя отливными валиками является изменяемым.
Предпочтительно способ включает этапы: подготовки пульпы; определения изменений высоты ползунка; и изменения параметров этапа литья пульпы или на этапе подготовки пульпы, или на этапе обработки литого листа, если определенные изменения выходят за пределы предварительно установленного интервала. Преимущественно имеется контур обратной связи, и параметры композиции пульпы или литья могут быть изменены для компенсации изменений в толщине, которые не соответствуют желаемым требованиям. Таким образом, объем продукции, которую необходимо исключить вследствие дефектов в литом листе, сводится к минимуму.
Более предпочтительно этап изменения параметров этапа литья пульпы или на этапе подготовки пульпы, или на этапе обработки литого листа включает одно или более из: изменения зазора между отливными валиками; изменения расстояния между отливной лопаткой и подвижной основой; изменения скорости по меньшей мере одного из отливных валиков; изменения скорости подвижной основы; изменения профиля высушивания литого листа. Контур обратной связи предпочтительно воздействует на один или более из этих параметров с целью получения желаемой толщины литого листа. Предпочтительным является контур обратной связи в реальном времени.
Предпочтительно способ согласно настоящему изобретению включает этапы: перемещения указанной подвижной основы и указанного литого листа вдоль направления транспортировки, при этом с удержанием ползунка по существу неподвижным. Преимущественно ползунок не перемещается, так что легче определить его высоту.
Предпочтительно способ согласно настоящему изобретению включает этапы: сушки литого листа; и определения высоты плоской поверхности ползунка после сушки.
Другие преимущества настоящего изобретения станут понятны из его подробного описания с неограничивающей ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:
- фиг. 1 представляет собой схематический вид сбоку части отливного устройства согласно известному уровню техники;
- фиг. 2 представляет собой схематический вид сбоку устройства для производства листа из гомогенизированного табака, включающего устройство для литья листа из гомогенизированного табака согласно настоящему изобретению;
- фиг. 3 представляет собой схематический вид сбоку части отливного устройства, представленного на фиг. 2;
- фиг. 4 представляет собой схематический перспективный вид другого варианта осуществления части отливного устройства, представленной на фиг. 3;
- фиг. 5 представляет собой структурную схему способа измерения толщины гомогенизированного табачного листа с помощью способа согласно настоящему изобретению; и
- фиг. 6 представляет собой схематический вид сбоку другого варианта осуществления отливной системы для применения в отливном устройстве, представленном на фиг. 2.
С первоначальной ссылкой на фиг. 2 представлено устройство для производства листа 10 из гомогенизированного табачного материала согласно настоящему изобретению, обозначенное ссылочным номером 1.
Устройство 1 для производства листа 10 из гомогенизированного табачного материала содержит отливное устройство 2, реализованное согласно настоящему изобретению, и дополнительно предпочтительно также сушильное устройство или блок 3, расположенное ниже по потоку относительно отливного устройства 2 в направлении перемещения листа из гомогенизированного табачного материала.
Отливное устройство 2 содержит отливной короб 4, в который поступает пульпа для образования полотна из гомогенизированного табачного материала; насос 5, отливную лопатку 6 и подвижную основу 7. Отливной короб 4 может иметь любую геометрическую форму, и в представленном варианте осуществления он является по существу призматическим. Отливной короб имеет отверстие 43 в области его дна, и это отверстие проходит вдоль ширины отливного короба. Пульпа из буферных баков (не показаны на графических материалах) перемещается посредством насоса 5 в отливной короб. Предпочтительно насос 5 содержит регулятор (не показан на графических материалах) расхода для регулирования количества пульпы, подаваемой в отливной короб 4.
Насос 5 преимущественно выполнен так, чтобы обеспечивать поддержание минимально необходимого времени для транспортировки пульпы.
Дополнительно отливное устройство 2 содержит отливную лопатку 6, закрепленную на отливном коробе 4 для того, чтобы лить пульпу. Отливная лопатка 6 имеет основной размер, которым является ее ширина, и прикреплена к отливному коробу 4 на его отверстии 43 или вблизи него на дне короба. Предпочтительно продольная ширина отливной лопатки 6 составляет от приблизительно 40 см до приблизительно 300 см, в зависимости от требуемой ширины литого полотна из пульпы. Предпочтительно эта ширина является регулируемой, например, с помощью подходящих регулировочных средств (не показаны на графических материалах), так, что обеспечивается возможность регулирования ширины лопатки или активного объема отливного короба до величины, соответствующей ширине отливаемого полотна. Активный объем отливного короба ― это объем отливного короба, который фактически заполняется пульпой.
Отливная лопатка 6 прикреплена к отливному коробу предпочтительно с помощью регулируемой панели (не показана на прилагающихся графических материалах), которая обеспечивает возможность точного регулирования местоположения отливной лопатки 6. Отливной короб 4 и отливная лопатка 6 установлены выше барабана 8, который вращает подвижную основу 7. Между отливной лопаткой 6 и подвижной основой 7 расположен зазор, размеры которого определяют, среди прочего, толщину литого листа из гомогенизированного табачного материала. Таким образом, размер зазора регулируется путем регулирования местоположения отливной лопатки 6 посредством регулируемой панели.
Для изменения размера зазора в направлении, перпендикулярном его ширине, то есть для изменения протяженности зазора, множество приводов 21 (только один показан на фиг. 2).
В другом варианте осуществления отливного устройства 2, представленном на фиг. 6, вместо отливной лопатки применяются отливные валики. Пульпа собирается в отливном коробе 4, который содержит отверстие 51, из которого пульпа с помощью силы тяжести может падать на первый и второй отливные валики 52, 53, по существу параллельные друг другу и имеющие оси по существу в одной плоскости, которая является предпочтительно горизонтальной. Два отливных валика 52, 53 образуют между собой зазор, например, равный приблизительно 0,4 миллиметра. Два отливных валика 52, 53 приводятся во вращение, и их скорость (они вращаются в одном направлении) составляет приблизительно 3,25 м/мин для первого отливного валика и составляет приблизительно 1,62 м/мин для второго отливного валика.
Первый отливной валик по существу покрыт пульпой, и он перемещает пульпу на третий отливной валик 54, расположенный под первым отливным валиком. Третий отливной валик также вращается и переносит пульпу на подвижную основу 7. Скорость вращения третьего отливного валика составляет приблизительно 2,31 м/мин.
В любом из указанных выше вариантов осуществления отливное устройство 2 также содержит подвижную основу 7, на которой осуществляется литье пульпы с образованием листа 10 из гомогенизированного табачного материала. Подвижная основа 7 содержит, например, непрерывную ленту 7 из нержавеющей стали, содержащую барабанный узел. Барабанный узел содержит главный барабан 8, расположенный ниже отливного короба 4, приводящий в движение подвижную основу 7. Предпочтительно отливной короб 4 установлен поверх главного барабана 8. Предпочтительно допуски на вышеуказанную установку являются очень строгими, например в пределах приблизительно 0,01 мм. Например, барабан 8 подвижной основы имеет допуск менее чем приблизительно 0,01 мм на концентричность и менее чем приблизительно 0,10 мм на диаметр. Подвижная основа 7 имеет допуск предпочтительно менее чем приблизительно 0,01 мм.
Подвижная основа смещает литой лист 10 вдоль направления, представленного стрелкой 40 на фиг. 3.
Кроме того, снова со ссылкой на фиг. 2, отливное устройство 2 содержит датчик 30 для измерения толщины литого листа 10. Датчик 30 включает в себя ползунок 33, имеющий плоскую поверхность 34 (лучше видима на фиг. 3) и детектор 38 высоты, который приспособлен измерять высоту плоской поверхности 34. Датчик 30 может быть поднят или опущен к литому листу 7, например, посредством исполнительных элементов 35. Плоская поверхность 34 имеет, например, размер приблизительно 1,2 квадратных миллиметра.
Кроме того, как видно на фиг. 3, ползунок 33 содержит дополнительную плоскую поверхность 36, наклоненную относительно плоской поверхности 34, расположенную выше по потоку относительно плоской поверхности 34 в направлении движения подвижной основы 7. Дополнительная плоская поверхность 36 наклонена относительно плоской поверхности 34 на угол более приблизительно 90°. Предпочтительно эта дополнительная плоская поверхность 36 не контактирует с литым листом 10. В другом не показанном варианте осуществления соединение между двумя плоскими поверхностями получено посредством изогнутой поверхности.
Устройство 1 дополнительно содержит генератор 37 сжатого воздуха (показан на фиг. 3), приспособленный выбрасывать поток сжатого воздуха в направлении ползунка 33. Ползунок прижимается к подвижной основе 7 сжатым воздухом. Для этого генератор 37 предпочтительно содержит сопло 38, направленное в направлении к ползунку 33 и ориентированное надлежащим образом.
Устройство 1 может содержать множество датчиков 30. Как представлено на фиг. 4, множество датчиков 30 расположены в ряд, который по существу перпендикулярен направлению 40 транспортировки. Ряд датчиков используется для определения толщины литого листа 10 вдоль всей его ширины. Предпочтительно каждый датчик из множества может изменять не только свою высоту посредством исполнительного элемента 35, но также и свое положение в пределах ширины литого листа, то есть свое положение в направлении, перпендикулярном направлению перемещения подвижной основы 7, как представлено стрелкой 60.
Каждый датчик из множества 30 предпочтительно реализован так, как представлено в увеличенном виде на фиг. 3. Однако также могут иметь место и различия между датчиками из множества.
Предпочтительно множество датчиков или единственный используемый датчик 30 расположены ниже по потоку относительно сушильного устройства 2 в направлении движения 40 литого листа 10.
Предпочтительно датчики из множества расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, так что каждый из них отслеживает одну часть ширины литого табачного листа 10.
Дополнительные датчики могут быть предусмотрены в отливном устройстве 2, например, датчик уровня (не показан), приспособленный контролировать высоту пульпы в отливном коробе 4. Кроме того, предпочтительно над подвижной основой 7 расположен дополнительный датчик 31 для измерения веса на единицу площади слоя гомогенизированного табака на подвижной основе 7. Датчик 31 может представлять собой, например, нуклонную измерительную головку. Предпочтительно, предусмотрены также дополнительные датчики, не показанные на чертежах, такие как датчик для определения местоположения и определения положения дефектов литого полотна из гомогенизированного табачного материала, датчик для определения влажности пульпы и отливаемого полотна во время литья, и датчик температуры для определения температуры пульпы в отливном коробе 4.
Предпочтительно все датчики передают сигналы, относящиеся к соответствующим измеряемым ими параметрам (температуре, уровне влажности пульпы, дефектам и т. д.), на центральный блок 50 управления. Предпочтительно также датчик или датчики 30 соединены с центральным блоком 50 для того, чтобы передавать сигналы, относящиеся к высоте ползунка 33. Центральный блок 50 управления предпочтительно электрически соединен с одним, некоторыми или всеми из насоса 5, исполнительных элементов 21 или с дополнительными схемами и исполнительными элементами в отливном устройстве 2 или в устройстве для приготовления пульпы (не показано). В случае, если литой лист показывает наличие дефектов или неоднородности, или в случае, если характеристики литого листа находится вне предварительно заданного диапазона, центральный блок 50 управления может осуществлять управление изменением параметров процесса и, таким образом, оказывать влияние на характеристики пульпы или на параметры литья. Эти параметры процесса могут представлять собой, например, размер зазора между отливной лопаткой 6 и основой 7 или количество пульпы в отливном коробе. Например, имеется контур обратной связи с исполнительными элементами 20 отливной лопатки 6, предназначенный для регулирования толщины литого полотна.
Сушильное устройство 3 предпочтительно содержит множество отдельных сушильных зон. Каждая сушильная зона предпочтительно имеет паровой нагрев с нижней стороны основы и нагретый воздух над подвижной основой 7, а также предпочтительно регулируемые средства управления выпуском воздуха. Внутри сушильного устройства 3 полотно из гомогенизированного табака высушивают до требуемой конечной влажности на основе 7.
Со ссылкой на фиг. 5, устройство 1, содержащее отливное устройство 2, функционирует следующим образом. Пульпу, предпочтительно полученную путем смешения и комбинирования табачного порошка и других ингредиентов, перемещают из накопительного бака (не показан) с помощью, например, встроенных мешалок производственной линии (также не показаны), к отливному устройству 2 внутрь отливного короба 4. Этап 100 отливки пульпы в лист желательно гомогенной и однородной толщины листа осуществляют на подвижной основе 7, например на ленте 7 из нержавеющей стали. Этап 100 литья включает в себя перемещение пульпы из смесительного бака в отливной короб 4. Дополнительно он предпочтительно включает отслеживание уровня пульпы в отливном коробе 4, влажности пульпы внутри отливного короба 4 и плотности пульпы с помощью подходящих датчиков.
Литье осуществляют с помощью отливной лопатки 6 или отливных валиков 52-54, образующей зазор с подвижной основой 7, причем зазор также можно регулировать с обратной связью.
Далее литое полотно подвергают этапу 101 высушивания посредством сушильного устройства 3. Этап высушивания предпочтительно включает однородное и мягкое высушивание литого полотна в сушилке с бесконечной лентой из нержавеющей стали с раздельно регулируемыми зонами. Во время высушивания предпочтительно осуществляют этап 102 отслеживания температуры литого полотна в каждой сушильной зоне для обеспечения плавного профиля высушивания в каждой сушильной зоне. Литое полотно сушат до требуемой конечной влажности на стальной ленте 7 путем воздушной сушки сверху и снизу с нагревом посредством парового котла. Каждая сушильная зона оснащена средствами регулирования расхода и давления пара, при этом температура воздуха и расход воздуха являются полностью регулируемыми, чтобы обеспечить требуемый профиль высушивания и гарантировать соблюдение времени выдержки продукта. Также профиль высушивания, который представляет собой все характеристики высушивания, может находиться под управлением с обратной связью, зависящим от измерений толщины литого листа.
Предпочтительно в конце этапа 100 литья и этапа 101 высушивания полотно из гомогенизированного табака удаляют с основы 7. После станции высушивания предпочтительно осуществляют обработку 103 ракелем литого полотна при надлежащем содержании влаги. Литое полотно предпочтительно пропускают через второй процесс 104 высушивания с целью дополнительного удаления содержания влаги из литого листа 10.
Перед этапом обработки 103 ракелем и предпочтительно после этапа 101 высушивания предпочтительно выполняют этап 104 измерения толщины листа 10 гомогенизированного табачного материала. Предпочтительно толщину листа непрерывно отслеживают и осуществляют управление с обратной связью с использованием датчика 30 или множества датчиков 30.
Датчик 30 переводят в контакт с верхней поверхностью литого листа 10 для измерения его толщины 80 (см. фиг. 2). Плоская поверхность 34 входит в контакт с верхней поверхностью литого листа благодаря движениям исполнительного элемента 35. Также положение плоской поверхности 34 на верхней поверхности литого листа 10 можно изменять, то есть также можно изменять положение плоской поверхности 34 вдоль ширины листа, как представлено стрелкой 60 на фиг. 4.
Давление прикладывается к литому листу 10 посредством плоской поверхности 34 вследствие выброса сжатого воздуха из генератора 37. Генератор 37 выбрасывает через сопло 38 воздух, имеющий заданное давление, которое устанавливается согласно характеристикам литого листа. Например, блок 50 управления может отправлять команду на генератор 37, чтобы устанавливать надлежащее значение давления в зависимости от введенных характеристик литого листа.
Например, площадь плоской поверхности может составлять приблизительно 3 квадратных сантиметра, прикладывая усилие от приблизительно 1 до 2 Ньютон к литому листу 10.
Затем определяют высоту плоской поверхности 34. Из определенной высоты вычитают изначальную высоту, где изначальная высота представляет собой высоту плоской поверхности, находящейся в контакте с подвижной основной 7. Это вычитание предпочтительно выполняют в блоке 50 управления, на который сигналы о высоте предпочтительно отправляются датчиком 30. Результат вычитания дает толщину 80 литого листа 10.
В блоке 50 управления предпочтительно выполняется сравнение между определенной толщиной 80 литого листа 10 и предпочтительным значением, или диапазоном значений, толщины литого листа 10.
Этап 106 обратной связи может затем следовать после этапа 104 измерения. На этапе обратной связи блок 50 управления может отправлять сигналы на мотор или исполнительные элементы, чтобы изменять параметры образования пульпы или этапа литья пульпы. Этап 106 обратной связи предпочтительно выполняется в случае, если измеренная толщина литого листа 10 находится за пределами желаемого диапазона или не является однородной. Например, если два разных датчика 30 из множества, представленных на фиг. 4, определяют разную толщину, то имеется неоднородная толщина. Кроме того, этап 60 обратной связи может быть выполнен также, если определены монотонные изменения в толщине литого листа, даже перед определением того, что получаемая в результате толщина 80 находится за пределами желаемого диапазона.
Кроме того, предпочтительно этап 106 обратной связи выполняется поточно, то есть параметры, которые необходимо изменить для получения или толщины 80 в пределах желаемого диапазона, или литого листа 10 однородной толщины, изменяются во время производства.
1. Отливное устройство для производства литого листа из гомогенизированного табачного материала, содержащее:
отливной короб, приспособленный для содержания в нем пульпы из гомогенизированного табачного материала;
подвижную основу;
отливную систему, приспособленную для наложения пульпы, содержащейся в отливном коробе, на подвижную основу так, чтобы образовывать литой лист;
датчик для определения толщины литого листа;
при этом датчик включает в себя ползунок, содержащий плоскую поверхность, приспособленную находиться в контакте с верхней поверхностью литого листа, и детектор высоты, приспособленный измерять высоту плоской поверхности, так чтобы находить толщину литого листа.
2. Отливное устройство по п. 1, отличающееся тем, что отливная система содержит отливную лопатку, приспособленную выливать пульпу на подвижную основу, при этом указанная отливная лопатка находится на расстоянии от указанной основы.
3. Отливное устройство по п. 1, отличающееся тем, что отливная система содержит два отливных валика, образующих между собой зазор, при этом указанный зазор расположен под указанным отливным коробом.
4. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит прижимающее устройство, приспособленное прижимать указанную плоскую поверхность в направлении к литому листу.
5. Отливное устройство по п. 4, отличающееся тем, что указанное прижимающее устройство содержит генератор сжатого воздуха и сопло, причем указанное сопло приспособлено выбрасывать сжатый воздух в направлении к ползунку, так, чтобы прижимать указанную плоскую поверхность в направлении к подвижной основе.
6. Отливное устройство по п. 5, отличающееся тем, что содержит регулятор давления воздуха для изменения величины давления сжатого воздуха, выходящего из сопла.
7. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит множество ползунков, расположенных параллельно друг другу.
8. Отливное устройство по п. 7, отличающееся тем, что множество ползунков расположены в ряд, образованный перпендикулярно направлению движения подвижной основы.
9. Отливное устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что расстояние между двумя смежными ползунками перпендикулярно направлению движения подвижной основы составляет от приблизительно 0 сантиметров до приблизительно 200 сантиметров.
10. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что плоская поверхность включает прямоугольную поверхность.
11. Отливное устройство по п. 10, отличающееся тем, что одна сторона прямоугольной поверхности расположена перпендикулярно направлению движения подвижной основы.
12. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что указанный детектор высоты приспособлен измерять высоту плоской поверхности относительно подвижной основы.
13. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит сушильный блок, при этом ползунок расположен ниже по потоку относительно сушильного блока, в направлении движения подвижной основы.
14. Отливное устройство по любому из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что содержит блок управления, соединенный с датчиком, при этом блок управления приспособлен определять изменения в высоте указанного ползунка на основе сигналов, подаваемых датчиком.
15. Способ проверки толщины литого листа из гомогенизированного табачного материала, включающий:
подачу пульпы из гомогенизированного табачного материала в отливной короб;
наложение пульпы на подвижную опору, образующую литой лист;
введение ползунка, имеющего плоскую поверхность, в контакт с верхней поверхностью литого листа;
определение высоты плоской поверхности ползунка; и
нахождение толщины литого листа по определенной высоте.
16. Способ по п. 15, отличающийся тем, что включает прижимание плоской поверхности к верхней поверхности литого листа.
17. Способ по п. 16, отличающийся тем, что указанное прижимание выполняют посредством воздействия сжатым воздухом на ползунок.
18. Способ по п. 16 или 17, отличающийся тем, что включает этап регулирования указанной величины давления, прикладываемого плоской поверхностью к верхней поверхности литого листа.
19. Способ по п. 18, отличающийся тем, что величина указанного давления в указанном процессе регулирования зависит от параметров композиции литого листа.
20. Способ по пп. 15-19, отличающийся тем, что литье пульпы выполняют посредством отливной лопатки, при этом расстояние между отливной лопаткой и подвижной основой является изменяемым.
21. Способ по пп. 15-19, отличающийся тем, что литье пульпы выполняют посредством двух отливных валиков, при этом зазор между двумя отливными валиками является изменяемым.
22. Способ по любому из пп. 15-21, отличающийся тем, что включает этапы:
подготовки пульпы;
определения изменений высоты ползунка; и
изменения параметров этапа литья пульпы или на этапе подготовки пульпы, или на этапе обработки литого листа, если определенные изменения выходят за пределы предварительно установленного интервала.
23. Способ по п. 22, отличающийся тем, что этап изменения параметров этапа литья пульпы или на этапе подготовки пульпы, или на этапе обработки литого листа включает одно или более из:
изменения зазора между отливными валиками;
изменения расстояния между отливной лопаткой и подвижной основой;
изменения скорости по меньшей мере одного из отливных валиков;
изменения скорости подвижной основы;
изменения профиля высушивания литого листа.
24. Способ по любому из пп. 15-23, отличающийся тем, что включает этапы:
перемещения указанной подвижной опоры и указанного литого листа вдоль направления транспортировки с
удержанием при этом ползунка по существу неподвижным.
25. Способ по любому из пп. 15-24, отличающийся тем, что включает этапы:
высушивания литого листа; и
определения высоты плоской поверхности ползунка после высушивания.
