CN101164459B - 用于预加工用于香烟过滤嘴等的过滤材料的设备和方法 - Google Patents

用于预加工用于香烟过滤嘴等的过滤材料的设备和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及用于预加工香烟过滤嘴的过滤材料的设备，该设备包括：拉出装置，该拉出装置包括用于以速度VA从至少一个料捆中拉出至少一根由单根纤维组成的连续不断的过滤材料条(11)的辊对(14)；至少一个用于使过滤材料条(11)展开的喷嘴(15)；以及用于破碎过滤材料条或每根过滤材料条(11)的装置，该设备的特征在于，设置用于将水施加到过滤材料条(11)上的施加装置(16)，形成用于从过滤材料条(11)中切割出具有规定长度的材料条段的装置(18)，及包括用于以大于VA的速度VS拉伸过滤材料条(11)的装置；以及为过滤材料条(11)配置至少一个用于对包围过滤材料条(11)的空气进行电离的装置(23)。此外，本发明还涉及一种相应的方法。

Description

用于预加工用于香烟过滤嘴等的过滤材料的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于预加工香烟过滤嘴或类似物的过滤材料的设备，该设备包括：拉出装置，该拉出装置包括用于以速度VA从至少一个料捆或类似物中拉出至少一根由单根线和/或单根纤维组成的连续不断的过滤材料条的辊对；至少一个用于使过滤材料条或每根过滤材料条展开(Ausbreiten)的喷嘴；以及用于破碎过滤材料条或每根过滤材料条的装置。此外，本发明还涉及一种用于预加工香烟过滤嘴或类似物的过滤材料的方法，该方法包括如下步骤：借助拉出装置，以速度VA从至少一个料捆或类似物中拉出至少一根由单根线和/或单根纤维组成的连续不断的过滤材料条，借助喷嘴使过滤材料条或每根过滤材料条展开，以及破碎过滤材料条或每根过滤材料条。
背景技术
这种装置和方法应用于烟草加工业。特别地，在制造香烟或类似物时，同样在加工其他纤维状的过滤材料时，为了在定长纤维过滤机器中进行再加工，对例如由醋酸纤维素组成的连续不断的过滤纤维，或者由所述的纤维或其他纤维材料例如与聚乙烯纤维(简称PE纤维)混合而形成的连续不断的纤维混合物进行预加工和切割。在预加工也称作纤维绳的过滤材料条时的主要方面在于，将纤维绳的卷曲减少到预定的程度，以能够生产长度相同的纤维段。
文献US3,658,626公开了一种设备，该设备具有作为拉出装置的辊对，该辊对紧挨设置在破碎装置之前。借助该辊对从料捆中拉出过滤材料条。在破碎之前，借助合适的空气喷嘴，通过分离过滤材料条的各根纤维或线的方式而使拉出的过滤材料条展开。用软化剂喷洒展开的过滤材料条，然后将其输送到破碎装置。在这里，材料条段的长度是通过辊对的拉出速度和破碎装置的速度来限定。例如，三醋酸甘油酯可以作为软化剂施加。然而，该设备或者用该设备来实施的方法具有各种各样的缺点。一方面，由于各种不同的原因，三醋酸甘油酯作为软化剂在制造过滤嘴时是不受欢迎的，因为这导致了通常掺合在过滤嘴中的活性碳的减活化，以及过滤材料条的各根纤维至少在表面上稍微溶解。另一方面，材料条段或纤维段具有不确定的长度，因为过滤材料条的卷曲只是部分被整平，以及依赖于拉出速度和破碎装置的速度，破碎装置不确定地对过滤材料条进行破碎，即可以说是剁碎。
发明内容
因此，本发明的任务在于提供一种用于预加工过滤材料的结构紧凑的设备，该设备保证了过滤材料条更好地被整平以及过滤材料条被破碎成长度相同的材料条段。此外，本发明的任务还在于提出一种用于预加工过滤材料的相应方法。
该任务通过具有开头所述的特征的设备通过如下方式得以解决：设置并形成用于将水施加到过滤材料条或每根过滤材料条上的施加装置，形成用于从过滤材料条中切割具有规定长度的材料条段的切割装置，及包括用于以大于VA的速度VS牵拉过滤材料条或每根过滤材料条的装置；以及为过滤材料条或每根过滤材料条配置至少一个电离装置。借助根据本发明的这种设计方案，可以在破碎之前优化过滤材料条或每根过滤材料条的卷曲减少(下文也称作整平)，从而极为有效地促进了具有规定长度的材料条段的分离。通过设置并形成用于施加作为软化剂的水的施加装置(其中，水包含了每种聚集状态，即液态水、水蒸气、水/空气混合物等)，促进了每根过滤材料条的各根纤维的整平过程，并同时保护了每根过滤材料条的各根纤维/线。此外，湿的纤维的带电量较小，这便于再加工。规定的拉伸是通过切割装置的牵拉速度和拉出装置的速度之间的速度之差来实现，通过该规定的拉伸，促进了卷曲的拉出或减少，以及促进了破碎成具有规定长度的材料条段。由于每根过滤材料条经过电离空气而释放电荷，材料条段能够被直接地进行进一步加工。材料条段的长度单独通过切割装置的刀具距离来确定，且不依赖于其他速度参数，从而可实现可靠的切割结果。
本发明的一种适宜的改进方案进行如下设计：拉出装置设计成带有辊对的张紧支架。因此，以令人惊异地简单且可靠的方式，在切割装置和拉出装置之间形成拉伸区，该拉伸区促进每根过滤材料条的规定的拉伸。
有利地，沿着拉出方向A在辊对之后设置另一个辊，该另一个辊同样被配置给张紧支架且被设计成用于测量位于张紧支架和切割装置之间的过滤材料条或每根过滤材料条的张紧。通过这样，可以单独确定并调整每根过滤材料条的拉伸。
有利地，为拉出装置配置导向臂，使得过滤材料条或每根过滤材料条能够沿着基本竖直的方向上拉出。因此，确保了对过滤材料条进行卸载地且连续地将过滤材料条输送到后续工位。
本发明的一种优选的改进方案的特征在于，沿着拉出方向A在拉出装置之前且在施加装置之前，为过滤材料条或每根过滤材料条配置输送喷嘴，该输送喷嘴用于借助压力空气对过滤材料条或每根过滤材料条进行预加工。预加工特别是指分离通过卷曲相互交织的纤维。通过分离来确保过滤材料条的最优的整平。
本发明的任务还通过包括开头所述步骤的方法，通过如下方式得以解决：过滤材料条或每根过滤材料条在破碎之前用水润湿，按规定拉伸并释放电荷，紧接着被切割成具有规定长度的材料条段。由此而得到的优点在与设备相关的上下文中已经描述过，因此为了避免重复，可参阅相应的段落。
附图说明
其他的有利和/或适宜的改进方案或实施方式从从属权利要求和说明书中可得出。借助附图进一步详细地解释特别有利的实施方式和具体实施例以及方法原理。在附图中：
图1示出了用于预加工由醋酸纤维素或类似物组成的过滤材料条和由聚乙烯或类似物组成的其他过滤材料条的设备的第一种实施方式的侧视图；
图2示出了用于预加工由醋酸纤维素或类似物组成的过滤材料条的设备的另一种实施方式的侧视图；
图3示出了用于预加工由醋酸纤维素或类似物组成的过滤材料条的设备的又一种实施方式的侧视图；
图4示出了用于预加工由醋酸纤维素或类似物组成的过滤材料条的设备的又一种实施方式的侧视图；
图5a和5b示出了用于预加工由亚麻、大麻、棉花或类似物组成的梳条的设备的侧视图和俯视图。
具体实施方式
所示的设备用于预加工过滤材料，该过滤材料由连续不断的纤维和/或用于制造香烟过滤嘴或类似物的最终纤维组成。
用于预加工过滤材料(该材料作为连续不断的过滤材料条11优选是以料捆12的形式供使用)的设备10包括：拉出装置13(该拉出装置包括用于以速度VA从料捆12中拉出过滤材料条11的辊对14)；至少一个用于使过滤材料条或每根过滤材料条11展开的喷嘴15；用于将作为软化剂17的水施加到过滤材料条或每根过滤材料条11上的施加装置16；以及用于将过滤材料条或每根过滤材料条11破碎成单个材料条段的装置18。
施加装置16是用于将作为软化剂17的水施加到过滤材料条或每根过滤材料条11而设置并形成。水是作为软化剂的上位概念而描述，并包含水和水-空气混合物的全部聚集状态，即特别地也包含液态水和水蒸气。切割装置18主要包括切割头19、压环20以及优选多个刀具。在切割头19和偏斜的压环20之间形成切割通道31，在该切割通道的基础中设有刀具21，这些刀具的刀刃朝上。切割头19设计用于缠绕和拉出过滤材料条，其中，拉出或缠绕是以速度VS进行。由于VS与VA之间的速度差，其中VS大于VA，在拉出装置13和切割装置18之间形成每根过滤材料条11的拉伸区22。无论作为单根材料条还是作为经捆扎的多根材料条，每根过滤材料条11此外还配有至少一个用于对包围过滤材料条或每根过滤材料条的空气进行电离的装置23，其中，该装置23优选布置在拉伸区22内并设计成用于电离空气的电离环。
拉出装置13优选设计成带有辊对14的张紧支架24，该支架位置固定地固定在例如底面上或固定在机架或类似物上。辊对14的一个辊25设计成钢辊，而另一个辊26设计成橡胶辊。当然，同样可以使用其他辊的配对方式或类型，例如螺纹辊。辊25的直径优选比辊26的更大，且辊25经过转速调整。因此，辊25可以说是用作驱动辊，该驱动辊具有相应于速度VA的转速。辊26借助合适的部件被压靠在辊25上，从而确保了过滤材料条或每根过滤材料条11的夹紧。在根据图1所示的实施方式中，设有两根过滤材料条11，这两根过滤材料条聚集成材料条束27且由辊对14夹紧并引导。一根过滤材料条11由醋酸纤维素纤维或类似物组成。另一根过滤材料条11由聚乙烯纤维或类似物组成。同样，也可以将多于两根的过滤材料条11输送到设备10。张紧支架24配有其他部件，在所示的实施方式中是附加辊28。该辊28设计用于得到或测量张紧支架24和切割装置18之间的张力。在这里，张力的大小主要取决于VS和VA之间的速度差。然而，用于测量张力的这些部件也可以分别配置给过滤材料条11或材料条束。
设备10的前面描述的部件是图1至图4的基本上所有实施方式的共同之处。然而，部件以及需要预加工的过滤材料条11的布置方式和数量可以改变并通过附加的部件来补充，这些附加部件的布置方式又可以改变。原则上，利用图1至图4的设备10来实施的方法如下进行：
以速度VA从料捆12中拉出一根或多根过滤材料条11并使其展开。紧接着，通过用水润湿过滤材料条11的方式，将软化剂施加在过滤材料条11上。接着，按规定拉伸过滤材料条11并使其释放电荷。然后，将过滤材料条切割成具有规定长度的材料条段。
纯粹作为示例，对设备10的不同实施方式进行描述。在图1的实施方式中，构造设备10，使得喷嘴30布置在拉伸区22内，该喷嘴30作为用于喷洒水的施加装置16的构件。换句话说，该喷嘴30沿着拉出方向A布置在张紧支架24之后。优选地，喷嘴30布置在材料条束27的上方。可选地，可以在材料条束27的下方为喷嘴30配置接收容器29或类似物。根据图1的实施方式包括唯一的电离装置23，其中，该装置23在拉伸区22内紧挨地设置在切割装置18之前。在拉伸区22内沿着拉出方向A在喷嘴30之前设有喷嘴(展开喷嘴)15，该喷嘴用于借助(压力)空气使材料条束27展开。喷嘴15优选布置在材料条束27的下方。
利用根据图1的设备10来实施的方法如下进行：
借助辊对14，以速度VA将过滤材料条11直接从料捆12中拉出，并以形成材料条束27的方式将其引入张紧支架24中。该材料条束27同样被切割头拉进，更具体地说，以大于VA的速度VS拉进，并且多重缠绕到切割头19上。通过速度差，使材料条束27在进入切割装置18时制动。这使得材料条束27的卷曲被拉出。测量在拉伸区22存在的张力，并在必要时进行调整。通过借助喷嘴30润湿材料条束27来促进卷曲的拉出作用。借助喷嘴30将也就是水施加在材料条束27上。在这里，选取水的量，从而在减少卷曲方面达到最大的效果，而在此没有开始发霉过程。在润湿之前，借助位于拉伸区22内的喷嘴15使该材料条束27展开，特别是为了润湿材料条束27的整个表面。紧接在进入切割装置18之前，使包围在材料条束27的空气电离，以使该材料条束27释放电荷。被切割装置18和拉出装置13连续拉出的材料条束27总是继续缠绕在切割装置18的切割头19上。偏斜的压环20将材料条束27在切割头19中的缠绕层向下输送至切割通道31内。刀刃朝上的刀具21位于切割通道31的基础中。压环20将缠绕的材料条束27的下面几层在材料条束的最低位置上压过竖直向上的刀具21，从而实现了将材料条束27强制地破碎成单段材料条段。切断的材料条段穿过刀具21向下落入漏斗32内。将切断的材料条段从漏斗32的底部输送到短纤维过滤嘴工序，切断的材料条段由于选择的刀距和事先进行的去弯曲具有全部相同的长度。
根据图2的实施方式示出了部件的布置方式改变的设备10。在拉伸区22中只设有电离装置23。在所示的实施方式中，设有两个装置23，其中一个装置23沿着单根过滤材料条11的拉出方向A紧挨地布置在张紧支架24之后，而另一个装置23紧挨布置在切割装置18之前。用于喷洒水的喷嘴30沿着拉出方向A紧挨布置在张紧支架24之前。此外，张紧支架24还配置有导向臂33，使得过滤材料条11沿着基本竖直的方向从料捆12中被拉出。在过滤材料条11即将到达导向臂33的自由端之前，布置用于使过滤材料条11展开的喷嘴15，优选布置在导向臂33上。
利用根据图2的设备10来实施的方法如下进行：
由切割装置18和拉出装置13以已知的方式，不过是沿竖直方向，从料捆12中拉出过滤材料条11。还在拉入张紧支架24之前而且也还在导入到导向臂之间，利用来自喷嘴15的压力空气使过滤材料条11展开。紧接着，用水润湿展开的过滤材料条11并拉入张紧支架24中。在拉伸区22中进行规定的拉伸，其中，在拉伸过程中将过滤材料条11输送通过两个电离空气区域。在释放电荷之后，切割过滤材料条11。该切割是以前面描述的方式进行。
根据图3的设备10是与根据图2的设备10相似地构造。唯一的区别在于，用于施加软化剂17的施加装置16包括用于润湿和加热过滤材料条11的蒸汽发生器34，而替代喷嘴30。该蒸汽发生器34布置在拉伸区22中位于电离装置23之间。可选地，当然可以附加地设置一个喷嘴30，该喷嘴就优选布置在张紧支架24之前(如图2)。
利用根据图3的设备10来实施的方法基本相应于利用根据图2的设备10来实施的方法。当然首先使过滤材料条11展开，然后直接拉入张紧支架24中。当在拉伸区22中拉伸时，将过滤材料条11输送通过电离空气区域，并用水蒸气润湿和加热过滤材料条。接着，以前面所述的方式切割过滤材料条。
根据图4的实施方式示出了设备10，如在图2中所示。但是，根据图4的设备10增加了输送喷嘴35，该喷嘴沿着拉出方向A布置在拉出装置13之前且在喷嘴30之前。输送喷嘴35布置在张紧支架24的辊对14与附加的辊对36之间。辊对36以速度VW被驱动，该速度对应于速度VA。输送喷嘴35用于预加工，更准确地说是分离过滤材料条11或它们的单根纤维。为了减少结构空间和零件数目，辊对14和36也可以是同一对辊。更准确地，辊对14可以通过过滤材料条11的合适转向而承担两种功能。
利用根据图4的设备10来实施的方法如下进行：
通过辊对36从料捆12中拉出过滤材料条11并首先借助喷嘴15使过滤材料条展开。然后，通过分离过滤材料条11的单根线和/或单根纤维的方式，在具有相同速度(VA＝VW)的辊对14和36之间对过滤材料条11进行预加工。在预加工之后且还在拉入张紧支架24之前，用水润湿经过预加工的过滤材料条11。在紧接的在拉伸区22中的拉伸过程中，将过滤材料条11输送通过两个电离空气区域，接着以前面描述的方式切割过滤材料条。
在图5a和5b中示出了一种实施方式，该实施方式特别地涉及由天然纤维组成的所谓的梳条37的纤维预加工或纤维切割，上述天然纤维例如亚麻、大麻、棉花、洋麻、荨麻、绵羊毛等等。这种梳条37由于纤维结构只具有很小的抗拉强度，因此不需要用于预加工的拉伸。更确切地说，设备38除了对应于上述切割装置18的切割装置18之外还包括置入滚筒39和拉出滚筒40。梳条37直接位于运输容器41内。梳条37从运输容器41直接被输送到切割装置18。该输送是通过拉出滚筒40和置入滚筒39进行。拉出滚筒40从运输容器41中拉出梳条37并将其转交到置入滚筒39。该置入滚筒39可调节地被制动并将该梳条37置入切割头19的切割通道31内。然后，以前面所述的方式进行切割。
当然，除了已描述的变形方案之外，由所述变形方案的组合所组成的实施方式也是可行的。

Claims (29)

1.用于预加工用于香烟过滤嘴的过滤材料的设备，该设备包括：拉出装置(13)，该拉出装置包括用于以速度VA从至少一个料捆(12)中拉出至少一根由单根线或单根纤维组成的连续不断的过滤材料条(11)的辊对(14)；至少一个用于使过滤材料条或每根过滤材料条(11)展开的喷嘴(15)；以及用于破碎过滤材料条或每根过滤材料条(11)的装置，其特征在于，设置用于将水施加到过滤材料条或每根过滤材料条(11)上的施加装置(16)，形成用于从过滤材料条(11)中切割出具有规定长度的材料条段的装置(18)，及包括用于以大于VA的速度VS牵拉过滤材料条或每根过滤材料条(11)的装置；以及为过滤材料条或每根过滤材料条(11)配置至少一个用于对包围过滤材料条(11)的空气进行电离的装置(23)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述拉出装置(13)和切割装置(18)之间形成用于所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的拉伸区(22)。
3.根据权利要求1或2所述的设备，其特征在于，所述拉出装置(13)设计成带有辊对(14)的张紧支架(24)。
4.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述辊对(14)的其中一个辊(25)设计成钢辊，而辊对(14)的另一个辊(26)设计成与该钢辊接触的橡胶辊。
5.根据权利要求3所述的设备，其特征在于，沿着拉出方向A在辊对(14)之后布置另一个辊(28)，该另一个辊同样配置给所述张紧支架(24)并设计用于测量所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)在张紧支架(24)和切割装置(18)之间的张力。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述施加装置(16)包括一个用于喷洒水的喷嘴(30)，其中，该喷嘴(30)沿着所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的拉出方向A布置在拉出装置(13)之前或之后。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述施加装置(16)包括多于一个的用于喷洒水的喷嘴(30)，其中，该喷嘴(30)沿着所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的拉出方向A布置在拉出装置(13)之前和/或之后。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述施加装置(16)包括至少一个用于润湿和加热所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的蒸汽发生器(34)，其中，所述蒸汽发生器(34)布置在拉出装置(13)和切割装置(18)之间。
9.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述用于使过滤材料条或每根过滤材料条(11)展开的喷嘴(15)沿着过滤材料条或每根过滤材料条(11)拉出方向A布置在拉出装置(13)之前或之后。
10.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，所述拉出装置(13)配置有导向臂(33)，使得所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)能够沿着基本竖直的方向从料捆(12)中拉出。
11.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，紧挨地在所述切割装置(18)之前布置所述电离装置(23)。
12.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，紧挨地在所述拉出装置(13)之后布置第二电离装置(23)。
13.根据权利要求2所述的设备，其特征在于，全部所述的电离装置(23)布置在拉伸区(22)之内。
14.根据权利要求1至2中任一项所述的设备，其特征在于，沿着拉出方向A，在所述拉出装置(13)之前且在所述施加装置(16)之前，为所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)配置用于借助压力空气预加工所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的输送喷嘴(35)。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于，沿着拉出方向A在输送喷嘴(35)之前，为该输送喷嘴配置另外的以速度VW被驱动的辊对(36)，该辊对用于使进入输送喷嘴(35)的过滤材料条或每根过滤材料条(11)制动。
16.根据权利要求15所述的设备，其特征在于，VW等于VA。
17.根据权利要求15或16所述的设备，其特征在于，所述输送喷嘴(35)所配的辊对(36)与所述拉出装置(13)的辊对(14)是相同的。
18.用于预加工用于香烟过滤嘴的过滤材料的方法，包括如下步骤：
-借助拉出装置(13)，以速度VA从至少一个料捆(12)中拉出至少一根由单根线或单根纤维组成的连续不断的过滤材料条(11)
-借助喷嘴(15)使所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)展开，以及
-破碎过滤材料条或每根过滤材料条，
其特征在于，所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)在破碎之前：
-用水润湿，
-按规定拉伸，
-释放电荷，并接着
-借助切割装置(18)切割成具有规定长度的材料条段。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，沿着基本竖直的方向从料捆(12)拉出所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)。
20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)在所述拉出装置(13)和切割装置(18)之间的拉伸区(22)进行规定的拉伸。
21.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，紧挨地在所述切割装置(18)之前，使过滤材料条或每根过滤材料条(11)释放电荷。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，紧挨地在所述拉出装置(13)之后，附加地使过滤材料条或每根过滤材料条(11)释放电荷。
23.根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)在拉伸区(22)内进行释放电荷。
24.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，由所述切割装置(18)，以速度VS牵拉所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)，其中，VS大于VA。
25.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，测量所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)在拉出装置(13)和切割装置(18)之间的张力。
26.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，在所述拉出装置(13)之前和/或在所述拉出装置(13)之后，用水喷洒所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)。
27.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，在所述拉出装置(13)和所述切割装置(18)之间，对所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)加载水蒸气。
28.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，在所述拉出装置(13)之前或在所述拉出装置(13)之后，使过滤材料条或每根过滤材料条(11)展开。
29.根据权利要求18至19中任一项所述的方法，其特征在于，在所述拉出装置(13)之前且在润湿之前，分离所述过滤材料条或每根过滤材料条(11)的单根线或单根纤维。
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