CN104382230A - 用于吸烟物品的棒以及用于制造该棒的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于香烟或其它吸烟物品的过滤棒以及用于制造这种过滤棒的装置和方法，所述过滤棒包括过滤塞，所述过滤塞具有延伸穿过过滤塞的至少一部分的多束丝线。

Description

用于吸烟物品的棒以及用于制造该棒的方法和装置
本申请是申请号为201080023041.2X、国际申请日为2010年2月3日的同名的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种用于形成在吸烟物品中使用的棒的方法和装置，以及通过这种方法和装置生产的棒。更具体地，本发明涉及一种用于吸烟物品的过滤器以及用于生产该过滤器的方法和装置。
背景技术
已为人们所知的是，其中具有丝线的棒作为用于吸烟物品的过滤棒使用。US4281671和US2005/0255978中公开了这种过滤棒的示例，然而存在多个与用于制备所述棒的公知方法相关的问题。例如，在US4281671中教导的方法，不能可靠地允许制造者将丝线准确放置到棒的内部。例如，如果想要使丝线沿棒的中心轴线穿行，那么US4281671中教导的方法不允许工人创建这种具有某种程度的准确性的实施方式，这意味着丝线易于偏离中心。这可导致诸如可能渗入丝线的薄荷醇食用香料的不均匀的移动，这种不均匀的移动在某些情况下可导致外壳或卷绕在过滤器周围的涂层或包装纸等的污点或类似损失。US2005/0255978中教导的方法的一个问题是其不太适合施加挥发性的食用香料-例如薄荷醇，因为所述食用香料涂覆在距棒形成装置非常远的位置处的固态支撑体上。
与上述现有技术关联的另一个问题是，其中公开的生产在吸烟物品中使用的棒的装置不能在被生产的棒中定位两束或多束丝线，更不用说以可接受的准确度来进行这种定位，它们也不能方便且准确地改变这种丝线在棒中的位置。
其中仅有一束丝线的这种公知的过滤棒的问题是，所述过滤棒提供明显的特性从而使消费者能够品尝出产品的区别的能力非常有限。此外，如果要将食用香料置入丝线，那么单个丝线的过滤棒提供非常单一且有限的食用香料传送能力，这就使得不能实现任何食用香料组合和相对食用香料强度的改变。
因此，本发明旨在克服现有技术的上述问题。
发明内容
本发明提供了一种用于包括过滤塞的香烟或其它吸烟物品的过滤棒，所述过滤塞具有延伸穿过过滤塞的至少一部分的多束丝线。
过滤塞大体上可为柱形，并且丝线可绕过滤塞的中心圆柱轴线对称布置。
过滤塞可由多孔材料制成，并且可由醋酸纤维素制成。丝线可由醋酸纤维素制成。
丝线中的至少一束与多孔过滤塞材料的颜色不同，并且/或者可与其它丝线的颜色不同。
丝线中的至少一束可充满香料，并且不同颜色的丝线中的每束可充满不同的对应于该颜色的香料。
过滤棒可包括2、3、4、5、6、7、8、9、10束或更多束丝线。优选地，过滤棒包括2-8束丝线。
丝线可延伸穿过过滤棒的整个长度，或替代性地，可仅部分延伸穿过过滤棒的长度。
过滤棒可包括多个大体上为柱状的过滤塞部分，第一过滤塞部分是所述具有多束丝线的过滤塞，而第二过滤塞部分与所述第一过滤塞部分大体上同轴地对准。第二过滤塞部分可定位成与第一过滤塞部分相邻且与其接触，或替代性地，第二过滤塞部分可定位成与第一过滤塞部分间隔开。第一与第二过滤塞部分之间的空间可被附加的过滤器材料填充。第二过滤塞部分可包括充满活性炭的醋酸纤维素。
本发明还包括制造用于香烟或其他吸烟物品且包括过滤塞的过滤棒的装置，所述过滤塞具有延伸穿过至少一部分过滤塞的多束丝线，所述装置包括多个供给管以及具有用于过滤器材料的置入的第一开口端、用于成形过滤棒的排出的第二开口端的锥形管道，所述锥形管道从第一端至第二端变窄，以便过滤器材料被运送穿过锥形管道时被压缩以形成过滤棒，每个供给管将多束丝线中相应的一束置入过滤器材料中。
多个供给管可在第一与第二开口端之间延伸至锥形管道，随着过滤器材料穿过锥形管道，每个供给管将多束丝线中相应的一束置入过滤棒材料。
供给管可在第一与第二开口端之间延伸穿过锥形管道的横向侧壁。锥形管道的横截面可大体上为圆形，并且可包括沿它的底部边缘从第一开口端朝向第二开口端延伸以容纳过滤棒生产机的装饰器的槽缝。多个供给管中的至少一个可大体上设置在所述锥形管道的与所述槽缝径向相反的顶部，并且多个供给管中的至少一个可大体上设置在锥形管道的侧面。
供给管可沿大体上朝向锥形管道的中心轴线的方向延伸。
供给管可沿朝向和远离锥形管道的方向被调节以便锥形管道内的供给管的端部的位置可被改变，从而能够使过滤棒内的每束丝线的位置可被控制，并且每个供给管可独立于其他供给管被单独调节。
供给管可通过锥形管道的侧壁滑入和滑出锥形管道，并且供给管可安装在固定到锥形管道的支撑元件上。支撑元件可包括锁定装置，一旦每个供给管相对于支撑元件被调节好所述锁定装置用于将每个供给管固定在选定位置，而所述锁定装置可包括多个每个都具有内腔的锁定轴，供给管中相应的一个穿过所述内腔延伸，所述锁定轴具有可挠曲指状物，所述可挠曲指状物可向供给管施加偏压作用以将每个供给管固定在选定位置。
每个锁定轴都可包括旋拧在指状物上的锁定螺母，并且所述指状物通过紧固每个锁定轴上的锁定螺母而向供给管施加偏压作用。
供给管可布置成相对于锥形管道的中心轴线大体上沿径向延伸，并且供给管能够与锥形管道的中心轴线倾斜成一定角度。
供给管可相对于锥形管道倾斜，从而使锥形管道内的供给管的端部比锥形管道外的供给管的端部更靠近第二开口。
供给管中的至少一个可沿锥形管道的轴向方向相对于所述或每个其他供给管交错布置。
锥形管道可包括从其第一开口端延伸的第一尖锥部分和从第一尖锥部分延伸至第二开口端的第二浅锥部分，并且供给管可通过锥形管道的第一尖锥部分延伸进入锥形管道。
供给管中的至少一个可包括食用香料供应装置以通过带有香料的供给管使供给至锥形管道的丝线充满香料。
所述装置还可包括具有狭窄端部的引导漏斗和气动喷嘴，所述狭窄端部定位成邻近于锥形管道的第一开口端以将过滤器材料引入锥形管道，所述气动喷嘴定位成邻近于漏斗的宽的端部以推动过滤器材料穿过漏斗并进入锥形管道。
所述装置还可包括引导管道，所述引导管道与锥形管道的第一开口端相邻以将过滤器材料引入锥形管道的第一开口端，并且多个供给管可延伸进入引导管道，随着过滤器材料穿过引导管道，每个供应管将多束丝线中相应的一束置入过滤器材料。引导管道可与锥形管道整体形成，或为连接至锥形管道的独立部件。
供给管可延伸穿过引导管道的所述侧壁，并且锥形管道的横截面大体上可为圆形且包括槽缝，所述槽缝沿锥形管道的底部边缘从第一开口端朝向第二开口端延伸以容纳过滤棒生产机的装饰器。
供给管可在大体上朝向引导管道的中心轴线的方向上延伸，并且供给管可在朝向和远离引导管道的方向上被调节以便引导管道内的供给管的端部位置可被改变，以使过滤棒内的每个丝线的位置可被控制。
每个供给管都可独立于其他供给管被单独调节，并且供给管可安装在固定至引导管道的支撑元件上。
供给管可布置成相对于引导管道的中心轴线大体上沿径向延伸，并且可相对于引导管道的中心轴线围绕引导管道的外周布置，优选地相对于引导管道的中心轴线围绕引导官道的外周等间隔布置。
供给管能够与引导管道的中心轴线倾斜成一定角度，并且可相对于引导管道倾斜以便引导管道内的供给管的端部比引导管道外的供给管的端部更靠近锥形管道的第一开口端。
供给管中的至少一个可包括食用香料供应装置以便通过带有香料的供给管使供给到引导管道的丝线充满香料。
所述装置还可包括具有狭窄端部的引导漏斗和气动喷嘴，所述狭窄端部定位成邻近于远离锥形管道的引导管道的开口端以便将过滤器材料引入引导管道，气动喷嘴定位成邻近于漏斗的宽的端部以便推动过滤器材料穿过漏斗、穿过引导管道并且进入锥形管道。
本发明还提供包括如上所述的装置的过滤棒生产机。
本发明还提供一种制造用于香烟或其他吸烟物品且包括过滤塞的过滤棒的方法，所述过滤塞具有延伸穿过过滤塞的至少一部分的多束丝线，所述方法包括：将过滤器材料运送到锥形管道的第一开口端，随着锥形管道从第一端至第二端部变窄通过锥形管道朝向锥形管道的第二开口端运送过滤器材料，通过多个供给管将多束丝线置入过滤器材料，当过滤器材料朝向锥形管道的第二开口端穿行时压缩过滤器材料，以及从锥形管道的第二开口端排出其中形成有多束丝线的过滤棒。
可通过多个供给管将多束丝线置入过滤器材料，所述多个供给管在锥形管道的第一与第二开口端之间延伸至锥形管道中。
当过滤器材料朝向锥形管道的第二开口端穿行时，所述多束丝线可被卷入过滤器材料。
供给管可在第一与第二开口端之间延伸穿过锥形管道的侧壁，并且因此可通过锥形管道的侧壁将多束丝线引入锥形管道。
锥形管道可包括从它的第一开口端延伸的第一尖锥部分以及从所述第一尖锥部分延伸至第二开口端的第二浅锥部分，并且将多束丝线置入过滤器材料的步骤可包括通过延伸进入锥形管道的第一尖锥部分的供给管置入多束丝线。
所述方法还可包括沿着朝向和远离锥形管道的方向调节每个供给管的位置的步骤，该步骤用于改变锥形管道内的供给管的端部的位置从而控制过滤棒内的每束丝线的位置。
所述方法还可包括使用锁定装置将每个供给管锁定在选定位置的步骤。
供给管可被定位成使得丝线被置入过滤器材料，以使形成的过滤棒中的丝线绕过滤棒的中心轴线大体上对称布置。
所述方法还可包括将食用香料置入多束丝线中的一束或多束的步骤。
丝线中的至少一束可与其他丝线有不同的颜色。
可通过多个供给管在锥形管道上游将多束丝线置入过滤器材料。
当过滤器材料被运送穿过邻近锥形管道且在锥形管道上游的引导管道时，可将丝线置入过滤器材料，供给管延伸穿过引导管道的侧壁。
可通过供给管将丝线置入引导管道，所述供给管布置成相对于引导管道的中心轴线大体上沿径向延伸。
可通过供给管将丝线置入引导管道，所述供给管相对于引导管道中心轴线围绕引导管道的外周布置。
丝线可通过供给管置入，所述供给管相对于引导管道的中心轴线等间距地围绕引导管道的外周间隔布置。
供给管可被定位成使得丝线被置入过滤器材料，以使形成的过滤棒中的丝线绕过滤棒的中心轴线大体上对称布置。
所述方法还可包括将食用香料置入多束丝线中的一束或多束的步骤，并且丝线中的至少一束可具有与其他丝线不同的颜色。
本发明的以及由本发明的装置和方法生产的过滤棒具体但不排他地意指在诸如香烟的吸烟物品中使用的过滤器。在本说明书中，引述的“吸烟物品”应被解释为包括可抽吸产品，例如香烟、雪茄和小雪茄，无论是否基于烟草、烟草派生物、广义的烟草、再生烟草或烟草代用品而且还有受热不燃烧的产品。“吸烟物品”还应被解释为包括任何其他器件-例如烟雾输送装置、尼古丁传送系统、吸入器以及其他烟草工业产品，所述“吸烟物品”可结合过滤器或过滤棒使用，或者可将所述过滤器或过滤棒结合至所述“吸烟物品”中。
附图说明
为了更充分地理解本发明，现将参照附图中的图3a至16仅通过示例的方式来描述本发明的实施方式，附图中：
图1示出了用于吸烟物品的公知过滤棒；
图2示出了用于生产如图1所示过滤棒的公知装置；
图3a-3e示出了本发明的第一实施方式的各种过滤棒；
图4示出了根据本发明的第二实施方式的装置，所述装置用于生产如图3a-3b所示的过滤棒；
图5示出了图4的装置的一部分的侧视图；
图6示出了图5的装置的一部分的示意性后视图；
图7示出了根据本发明的第三实施方式的装置，所述装置用于生产如图3a-3e所示的过滤棒；
图8示出了图7的装置的一部分的侧视图；
图9示出了图8的装置的一部分的示意性后视图；
图10示出了根据本发明的第四实施方式的装置，所述装置用于生产如图3a-3e所示的过滤棒；
图11示出了图10的装置的一部分的侧视图；
图12示出了图11的装置的一部分的示意性后视图；
图13示出了图4-12中的装置的锁定轴和锁定螺母的立体图；
图14A和14B是过滤棒成形舌状物的示意性剖视图，所述剖视图示出了不同的丝线插入针的构造；
图15示出了根据本发明的第五实施方式的装置，所述装置用于生产如图3a-3d所示的过滤棒；以及
图16示出了图15的装置的一部分的示意性后视图，图中省略了支撑块。
具体实施方式
图1示出了用于吸烟物品的过滤棒1的公知布置，所述过滤棒1包括过滤介质2-例如醋酸纤维素的柱状塞以及延伸穿过所述过滤棒1的圆柱轴线的中心丝线3。所述丝线3可被加入香料和/或加入颜色。这种过滤棒和生产这种具有单个中心丝线的过滤棒的装置已为本领域所公知。然而，当前存在的问题是怎样生产具有多于一束延伸穿过所述过滤棒的丝线的过滤棒，其中丝线的位置可准确地选定，并且其中多束丝线在过滤棒内的位置可被改变。
图2中示出了用于生产图1的过滤棒的公知的装置10，所述装置包括舌状物11、引导漏斗12和喷嘴或“填充喷射嘴”13。舌状物11是具有宽的入口11b和窄的出口11a的锥形管道。所述舌状物11横截面大体上是圆形的，并且以长形槽缝（未示出）的形式在其下侧开口，该槽缝沿所述舌状物11的长度在其轴向方向上延伸，以便舌状物11的横截面不完全形成完整的圆。舌状物11定位在过滤棒成形引导器（未示出）上，所述过滤棒成形引导器包括连续带或“装饰器”15沿其运行的有形轨道。装饰器15在多个引导滚子16的上方延伸，并且被驱动以沿如图2中箭头“G”所示方向围绕滚子16被运送。过滤器包装纸“P”被从卷筒17供给到装饰器15的上表面，并且被移动的装饰器15运送穿过舌状物11。随着包装纸P穿过舌状物11，有形轨道构造成使装饰器和其上的包装纸P变形，以便包装纸P的横截面从它进入舌状物11的宽的开口11b时的平面状（如在卷筒17中的形状）变形成它离开舌状物11的狭窄出口11a时的封闭圆形，从而完全环绕成形的过滤棒。
在使用中，疏松的过滤器丝束材料（未示出）-例如醋酸纤维素纤维被供给到漏斗12，然后被引导至舌状物11。过滤器丝束材料被供给通过连续逐渐变细的舌状物11，以便当所述过滤器丝束材料从远侧的狭窄端11a出来时使疏松的过滤器材料形成更密实的棒。喷嘴13提供连续的压缩空气流，所述连续的压缩空气流将疏松的过滤器丝束材料聚集成轻度压缩状态，然后将所述轻度压缩的过滤器丝束材料推入舌状物11。可通过确定供给到舌状物11之前过滤器丝束材料被压缩到什么程度来控制填充喷射嘴13的力度以确定过滤棒的最终密度，从而控制诸如拉伸阻力的特性。
随着过滤器丝束材料供给到舌状物11，所述过滤器丝束材料聚集到被运送到装饰器15上的包装纸P上，并随即被运送穿过舌状物11。随着过滤器丝束材料穿过舌状物11，所述过滤器丝束材料随着舌状物11向内变成圆锥形而被压缩，并且包装纸P围绕过滤器丝束材料的压缩的圆柱体的外部被折叠，以便当过滤器丝束材料排出通过舌状物11的狭窄出口11a时，所述过滤器丝束材料形成如图1所示的用外包装纸包裹的压缩的柱状过滤棒。
装置10还包括定位器件14，所述定位器件14包括具有远离舌状物11的入口端14a以及出口端14b的中空管，所述出口端14b延伸进入舌状物11的宽的入口11b，并且部分穿过开口端11a、11b之间的舌状物11而终止。在使用中，随着过滤器丝束材料被运送穿过舌状物11，通过定位器件14将丝线-例如棉纱从入口端14a供给至出口端14b。随着其穿过舌状物11，丝线被卷入所述过滤器丝束材料流，并且形成的过滤棒从舌状物11的出口11a出来，从而使所述丝线沿过滤棒大体上的轴线方向穿过所述过滤棒。
现参阅图3a至3e，图中示出了根据本发明的第一实施方式的用于吸烟物品的各种过滤棒，每种过滤棒都包括过滤器101和多束丝线103，所述过滤器101包括过滤介质102的柱状塞-例如醋酸纤维素，所述多束丝线103沿过滤器的大体轴线方向延伸穿过所述过滤器。丝线103可加入香料和/或加入颜色，如从图3a-3e中可看出的，丝线可在过滤器内布置成各种构造，然而本发明不限于图示的示例性构造，并且在本发明的范围内其他各种构造也是可行的。
参阅图4至6，图中示出了本发明的第二实施方式，所述第二实施方式包括用于生产图3a-3e所示的本发明的第一实施方式的过滤棒101的装置201。如本领域通常公知且如上文参阅图2描述的（装饰器、过滤器包装纸P和包装纸卷筒作为现有技术在图2中示出，但未在图4至6中示出），装置201包括具有宽的入口211b和狭窄出口211a的舌状物211、漏斗212和填充喷射嘴213。然而，图4至6的装置201不同于图2的公知装置，所述不同是所述装置201包括总体标示为250的多丝线定位装置。多丝线定位装置250包括附接至支撑肋片211c的支撑块251，所述支撑肋片211c从舌状物211的顶侧竖直向上延伸。用公知方式-例如螺栓、焊接等将支撑块251牢牢地固定在肋片211c上的合适位置。支撑块251包括延伸穿过其本身的多个孔252a-252c（图示实施方式包括三个孔，然而在本发明的范围内可包括更多或更少的孔）。第一孔252a从支撑块251的顶部向下延伸至舌状物211，而第二和第三孔252b、252c从支撑块251的每侧横向穿过所述支撑块251延伸至舌状物211。如图4和5所示，每个孔252a-252c都与舌状物211的中心轴线倾斜成一定角度而不垂直，并且稍微指向出口211a的方向，此后将解释这种设置的原因。
舌状物211包括在其侧壁中的多个孔253a-253c，所述多个孔253a-253c延伸至舌状物211的内腔，其中所述舌状物中的孔253a-c中的每个都对准支撑块251中的孔252a-c中的一个，以便提供多个连续通道，所述连续通道穿过支撑块251并且穿过舌状物211的侧壁至舌状物211的中心内腔。
被知晓为且此后被称为“针”的中空管254a-c被设置在支撑块251中的孔252a-c中的每个中，并且延伸穿过舌状物211中相应的孔253a-c。因此，每个针254a-c都从支撑块251的外侧延伸，穿过支撑块251，接着穿过舌状物211的壁，然后终止于舌状物211的内腔内。如下面将会更详细解释的那样，在使用中，随着过滤器丝束材料穿过舌状物211，针254a-c用于将丝线供给到舌状物211中以便将丝线卷入过滤器丝束。
支撑块251中的孔252a-c中的每个的外部的直径都比紧邻舌状物211的内部的直径大，并且所述外部都是带螺纹的以容纳对应的螺纹锁定轴255a-c。在图13中更详细地示出了一个这种锁定轴，所述锁定轴包括中空内腔256，在使用中，针254a-c延伸穿过所述中空内腔256，而所述锁定轴255包括在其下端的第一连续部分257和在其上端的第二、指状部分258。所述指状部分258由多个径向槽孔259形成，所述径向槽孔被从锁定轴255的顶端向下切割出来并且从内腔256一直延伸穿过锁定轴255的外部。“指状物”260的剩余的带螺纹部分从而限定在槽缝259之间，并且可在锁定轴255的径向上挠曲。
图13还示出了锁定螺母261，所述锁定螺母261包括对应于锁定轴255的外部螺纹的内部螺纹，并且所述锁定螺母构形成向内稍微成锥形，以便随着锁定螺母261被拧到锁定轴255的指状部分 258上，指状物260被向内挠曲到锁定轴255的内腔256。锁定轴255的内腔256与孔252a-c和孔253a-c的内部直径相同，以便针254a-c恰当地固定在锁定轴255的内腔256中，所述孔252a-c延伸穿过支撑块251，所述孔253a-c在舌状物211的侧壁中形成。因此应当理解的是，随着锁定螺母261被拧住并紧固在锁定轴255上，导致指状物260向内挠曲，所以当针254a-c设置在锁定轴255的内腔256中时，拧紧锁定螺母261导致指状物260抵靠针254a-c施加偏压作用，从而将针254a-c固定在选定位置。应当理解的是，如果锁定轴的上部包括沿着朝向舌状物211的方向向外稍微成锥形的指状物，那么具有恒定螺纹直径的非锥形锁定螺母可实现同样的效果。因此，当锁定螺母被进一步拧紧在锁定轴上时，将导致指状物向内变形，从而抵靠针254a-c以将其固定在相对于锁定轴以及因此相对于舌状物211的合适位置。
在使用中，本发明的第二实施方式的装置201设置有进入漏斗212的过滤器丝束材料—例如醋酸纤维素（未示出），并且填充喷射嘴213将过滤器丝束材料压缩进入舌状物211的宽的入口211b，以便被装饰器和所述装饰器上的过滤器包装纸(未示出）收集并传送通过舌状物211。同时，丝线被供给到远离舌状物211的针254a-c的中空内腔的远端，然后被供给通过针254a-c，其中丝线在舌状物211的中心内腔内的针254a-c的反向远端排出。当过滤器丝束材料被迫穿过舌状物211时，随着过滤器丝束材料穿过舌状物211的内腔，丝线被卷入过滤器丝束材料流并且被拉动穿过针254a-c。因此，形成的压缩过滤棒具有三个独立的连续丝线，所述形成的压缩过滤棒从舌状物211中的狭窄排出口211a排出，所述丝线在所述过滤棒中形成并且沿所述过滤棒的轴向方向延伸。
所形成的过滤棒的横截面内的丝线的精确位置可使用本发明的第二实施方式的装置201准确地确定和调节如下。过滤棒的横截面内的丝线的位置取决于舌状物211内的点，向外供给丝线的针254a-c的端部终止于所述点处。所述舌状物211的点可通过拧松每个锁定轴255a-c上的锁定螺母261而改变，拧松所述锁定螺母261使每个锁定轴255a-c的指状部分258的指状物260被释放且不再向相应的针254a-c施加偏压作用。这就允许每个针254a-c进一步滑入或滑出舌状物211的内腔，因为所述针254a-c可在锁定轴255a-c的内腔内和支撑块251的孔252a-c的内部滑动。应当理解的是，将针254a-c进一步滑出舌状物211的内腔，导致丝线被进一步从过滤棒的横截面的中心轴线向外移动；然而将针254a-c进一步滑入舌状物211的内腔导致丝线被进一步朝向形成的过滤棒的横截面的中心轴线移动。每个针254a-c都相对于支撑块251、舌状物211和其相应的锁定轴255a-c可独立调节。因此，每个针254a-c都可单独调节以在形成的过滤棒内产生多种丝线模式。一旦针254a-c中的每个都按照所需的过滤棒中期望的丝线位置被精确定位，每个锁定螺母261随后都被拧紧使得针254a-c被锁定在上述位置。
应当理解的是，本发明的第二实施方式的装置201可用于生产沿过滤棒的长度含有多达三束丝线的过滤棒。也可通过不向针254a-c中的2个或1个供应丝线来生产仅具有一束或两束穿过其中的丝线的过滤棒。
在图7至9中示出了本发明的第三实施方式301，所述第三实施方式301能够生产具有多达五束延伸穿过过滤棒的横截面的独立丝线的过滤棒，并且与本发明的第二实施方式一样，所述第三实施方式包括具有宽的入口311b和狭窄出口311a的舌状物311、漏斗312和填充喷射嘴313。与图2中示出的现有技术一样，所述装置也包括装饰器、过滤器包装纸和包装纸卷筒，但是这些未在图7至9中示出。所述装置301也包括总体上标识为350的多丝线定位装置。多丝线定位装置350包括附接至支撑肋片311c的支撑块351，所述支撑肋片311c从舌状物311竖直向上延伸。通过已知方式-例如螺栓、焊接等将所述支撑块351牢牢地固定在舌状物311的支撑肋片311c上的合适位置。
本发明的第三实施方式的装置301不同于本发明的第二实施方式的装置，所述不同是所述撑块351包括在其中延伸的五个孔352a-352e。第一孔352a从支撑块351的顶部的中心向下延伸至舌状物311，而第二和第三孔352b、352c从支撑块351的顶部的第一孔352a的两侧向下延伸至舌状物311。此外，第四和第五孔352d、352e分别从支撑块351的左侧和右侧延伸，横向穿过支撑块351至舌状物311。如图7和8所示，与本发明的第二实施方式201一样，每个孔352a-352e都与舌状物311的中心轴线倾斜成一定角度而不垂直，并且稍微指向出口311a的方向，此后将解释这种设置的原因。
舌状物311包括在其侧壁中的多个孔353a-353e，所述多个孔353a-353e延伸至舌状物311的内腔，其中所述舌状物的孔353a-e中的每个都对准支撑块351中的孔352a-e中的一个，以便提供多个连续通道，所述连续通道穿过支撑块351并且穿过舌状物311的侧壁至舌状物311的中心内腔。
提供了五个针354a-e，在支撑块351中的孔352a-e中的每个内都设置一个针，所述针延伸穿过舌状物311中的相应孔353a-e。因此，每个针354a-e都从支撑块351的外侧延伸，穿过支撑块351，接着穿过舌状物311的壁，然后终止于舌状物311的内腔内。
支撑块351中的孔352a-e中的每个的外部的直径比紧邻舌状物311的内部的直径大，且所述外部是带螺纹的以容纳对应的带螺纹的锁定轴，所述锁定轴与在图13中示出且在上文参照本发明的第二实施方式的装置201描述的锁定轴255a-c相同。因此，锁定轴255和锁定螺母261的详细描述将不在此重复。
在使用中，本发明的第三实施方式的装置301以与上面描述的本发明的第二实施方式的装置201大致相同的方式运转，除了五束丝线被供给到舌状物311的内腔，五个针354a-e中的一个都有对应的一束丝线穿过，而非仅有三束丝线。因此，当过滤器丝束材料被传送穿过舌状物311的内腔时，随着过滤器丝束材料穿过舌状物311，五束丝线被卷入过滤器丝束材料流并被拉动穿过针354a-c，并且从舌状物311中的狭窄排出口311a排出的成形的压缩过滤棒具有五束独立的连续丝线，其中所述丝线在所述压缩过滤棒的轴向方向上延伸。
与本发明的第二实施方式的装置201一样，所形成的过滤棒的横截面内的丝线的精确位置可准确地确定和调节，因为过滤棒的横截面中的丝线的位置取决于针354a-e的终止端在舌状物311内所处的点。所述过滤棒的横截面中的丝线的位置可参照上面描述的本发明的第二实施方式的装置201被改变，并且类似地，每个针254a-c可独立地调节以在所形成的过滤棒内产生多种丝线图案。本发明的第三实施方式的装置301也可用于生产沿过滤棒的长度含有多达五束丝线的过滤棒。也可通过不向针354a-e中的一个或多个供应丝线来生产具有穿过其中的少于五束丝线的过滤棒。
在图10至12中示出了本发明的第四实施方式的装置401，与本发明的第三实施方式的装置301一样，所述第四实施方式的装置401能够生产具有多达五束延伸穿过过滤棒横截面的独立丝线的过滤棒。本发明的第四实施方式的装置401非常类似于本发明的第三实施方式的装置301，并且在此后的描述中类似特征用相同的附图标记进行指代，同时将首位数字“3”改为“4”。相应地，相同特征的详细描述将不再重复。进一步，支撑块451中的孔452a-e中的每个的外部的布置和螺纹锁定轴255的设置与上面参照本发明的第二和第三实施方式的装置201、301描述的相同。因此，这些特征的详细描述将不在此重复。
装置401不同于第三实施方式的装置301，所述不同的是支撑块451中形成的第一、第二和第三孔452a-c的朝向，以及因此穿过支撑块451和穿过舌状物411的侧壁至舌状物411的中心内腔的多个连续通道的朝向也不同。相应地，分别设置在第一至第三孔452a-c中的每个内的针454a-c对应地具有不同的朝向。
从图12可以看到，第一、第二和第三针454a-c相对于舌状物411的中心轴线径向布置，而不像本发明的第三实施方式301的第一、第二和第三针354a-c那样，所述第三实施方式301的第一、第二和第三针354a-c都布置成它们相应的轴线互相平行。第一、第二和第三针454a-c的这种替代性朝向提供了将在过滤棒内实现的丝线位置的不同范围，并且更具体地，将允许这三束丝线彼此之间具有比与另外两束将通过第四和第五针454a-e完成的丝线更近的定位。这是由于下述事实，即第一至第三针454a-c的径向朝向意味着，当它们被向内调节时，针454a-c的端部朝向舌状物411的内腔的中心轴线会聚，而非相对于穿过舌状物411的横截面的水平线彼此保持相同的间隔。
如图10和11所示，与第二和第三实施方式201、301一样，支撑块451中的每个孔452a-e与舌状物411的中心轴线倾斜成一定角度而不垂直，并且指向出口411a的方向，此后将解释该设置的原因。
在使用中，本发明的第四实施方式的装置401以与上面描述的本发明的第三实施方式的装置301相同的方式运转。
应当理解的是，本发明的第二、第三和第四实施方式的装置201、301、401中，针254a-c、354a-e、454a-e都相对于舌状物211、311、411的中心轴线倾斜成一定角度。相比较于-例如如果针254a-c、354a-e、454a-e垂直于舌状物的中心轴线而终止于舌状物211、311、411的内腔，这种结构能帮助丝线更容易地穿过针254a-c、354a-e、454a-e的内腔并且因此被卷入过滤器丝束材料流。这是因为当丝线从针254a-c、354a-e、454a-e的内腔穿入舌状物211、311、411的内腔时，丝线不需要大幅度地改变它们的行进方向，例如，如果针254a-c、354a-e、454a-e垂直于舌状物的中心轴线而终止于舌状物211、311、411的内腔，那么丝线将必须改变超过90度的方向以便被卷入过滤器材料流。这种方向的改变将阻碍从针254a-c、354a-e、454a-e平滑地且连续地供给丝线，因为丝线可能被针的端部边缘阻挠或磨损，从而导致丝线被卡住甚至损坏。
针254a-c、354a-e、454a-e相对于舌状物211、311、411的中心轴线倾斜成一定角度的另一优点是，能够使过滤器丝束材料更容易地绕针254a-c、354a-e、454a-e流通，所述针254a-c、354a-e、454a-e伸入舌状物211、311、411的内腔。图14A和14B中示出了这种构造。图14A示出了针N垂直于舌状物T的中心轴线伸入该舌状物T的内腔的示意性剖视图。在这种构造中，过滤器丝束材料以大体上垂直于针N的设置方向的角度流通。过滤器丝束材料流由箭头FA示出，且可以看到，遇到针N的过滤器丝束垂直于它的轴线移动，所以可能倾向于在针N的紧邻的上游处停止且产生过滤器丝束的聚集束。
如本发明的装置中的构造，图14B示出了伸入舌状物的内腔的针的示意性剖视图，但是所述针相对于舌状物的中心轴线倾斜成一定角度。在这种构造中，当由箭头FB示出的过滤器丝束材料流遇到针时，成角度的针促进过滤器丝束材料绕针的端部流过，所以不会聚集在针的上游。这就允许更连续和无障碍的过滤器丝束材料流穿过舌状物211、311、411，并绕针254a-c、354a-e、454a-e流通，这反过来又导致棒内具有更一致的丝线定位的更均匀的过滤棒生成。
本发明的第二、第三和第四实施方式的装置201、301、401提供的优于现有技术的优点之一是，它们能够使多束丝线以较高的准确度定位于过滤棒内。上面描述的多丝线定位装置250、350、450被相对于每个装置的舌状物211、311、411具体构造和定位以便允许丝线在过滤器形成过程中尽可能晚地插入，即，当将过滤器丝束材料被压缩成过滤棒时插入。这是重要的，因为当将过滤器材料在锥形舌状物211、311、411内压缩时，将丝线置入过滤器越晚，丝线从预期位置波动或改变至过滤棒内的形成位置的可能性就越小。然而，多丝线定位装置250、350、450的构造也被设计成使得在舌状物211、311、411内具有足够的空间来容纳所有的多个针254a-c、354a-e、454a-e。因此，如所示出和描述的，本发明的第二、第三和第四实施方式的装置201、301、401是满足所有这些潜在矛盾标准的最佳设计。帮助满足这些标准的一个特征是针254a-c、354a-e、454a-e延伸穿过舌状物211、311、411的侧壁，而不是穿过后面宽的入口211b、311b、411b延伸进入舌状物211、311、411。当过滤器丝束流被供给到舌状物211、311、411中时，所述特征防止了针254a-c、354a-e、454a-e堵塞过滤器丝束流，并且减小了接触舌状物211、311、411的内腔内的过滤器丝束材料流的针254a-c、354a-e、454a-e的体积和表面积。
在本发明的第二、第三和第四实施方式的装置201、301、401中，舌状物211、311、411包括从宽的入口211b、311b、411b延伸的尖锥横截面的第一部分“A”和延伸至狭窄出口211a、311a、411a的浅锥横截面的第二部分“B”（见图4、7和10）。可以看到，每个装置201、301、401的针254a-c、354a-e、454a-e在第一部分A处延伸穿过舌状物211、311、411的壁。这就允许舌状物211、311、411内最大的空间用于容纳针254a-c、354a-e、454a-e，同时仍然允许在过滤棒的形成过程中尽可能晚地将丝线插入舌状物211、311、411。
从示出了本发明的第三和第四实施方式的图7至12中可以看出，为了进一步满足尽可能晚地将丝线插入舌状物311、411的上述要求，同时仍然允许舌状物311、411内足够的空间用于五个针354a-e、454a-e，中心顶部的针354a、454a在舌状物311、411的轴向方向上与支撑块351、451的顶部的中心针354a、454a两侧的两个针354b-c、454b-c间隔开。此间隔由图8和11中的距离“d”示出。这避免了针354a-c、454a-c的端部彼此接触，并且允许它们最有效地固定于所提供的空间中。
在本发明的第二、第三和第四实施方式的装置201、301、401中，针254a-c、354a-e、454a-e中的每个都可独立于任何其他针254a-c、354a-e、454a-e而单独地且准确地调节。因此，形成的过滤棒中的每束丝线的位置可独立于任何其他丝线而单独地且准确地选择。这提供了在所形成的过滤棒内提供多种多束丝线构造的优点，在图3a-3c中仅示出了其中一小部分选择。
根据本发明的第五实施方式的装置501在图15和16中示出，并且能够生产具有高达四束延伸穿过过滤棒的横截面的独立丝线的过滤棒。如现有技术中通常公知的以及如上文参阅图2所述的，本发明的第五实施方式的装置501包括具有宽的入口511b和狭窄出口511a的舌状物511、漏斗512和填充喷射嘴（未示出）。与图2所示的现有技术装置10一样，舌状物511定位在过滤棒成形引导器（未示出）上，并且包括装饰器515、多个引导滚子516和从卷筒517供给的过滤器包装纸“P”。
装置501包括多丝线定位装置550，所述多丝线定位装置550包括多个中空管或“针”554a-d，随着过滤器丝束材料被运送穿过舌状物511，所述“针”554a-d用于将丝线供给到过滤器丝束材料中。可以从图15和16看到，本发明的第五实施方式的装置501与本发明的第二至第四实施方式的装置的一个主要的不同之处是，相对于舌状物511的中心轴线，针554a-d绕舌状物511的宽的入口511b的整个周长等距布置。更具体地，一个针554d从舌状物511的下面延伸。为了允许四个针554a-d绕舌状物511的宽的入口511b的整个360度的周长等间距隔开，与本发明的第二至第四实施方式的另一必需的不同之处是，漏斗512与舌状物511的宽的入口511b间隔开，并且中间延伸引导通道/管道518设置在漏斗512与舌状物511宽的入口511b之间，针554a-d延伸穿过延伸通道518的侧壁。每个针554a-d都由支撑装置固定在适当的位置，所述支撑装置包括螺纹锁定轴255a-d和锁定螺母261a-d，所述锁定轴255a-d固定在支撑块551中，如上文参照本发明的第二至第四实施方式描述的，并且每个针554a-d延伸进入延伸通道518的距离是单独可调的。可以看到，为了允许第四针554d固定在适当的位置，支撑块551包括在舌状物511和延伸通道518水平面的下方延伸的下部551a。
应该理解的是，需要延伸通道518在舌状物511的宽的入口511b的上游将针554a-d间隔开，以避免下部的针554d与在舌状物511的底部延伸穿过整个长度的装饰器515发生干扰。因为装饰器515延伸穿过舌状物511的整个长度，从而能够，相对于舌状物511的宽的入口511b绕整个360度的周长将针554a-d间隔开，因此将丝线置入过滤器丝束材料流的针554a-d必须定位于舌状物511的上游，并且具体地说是装饰器515进入舌状物511的宽的入口511b的点的上游。延伸管道518可以是定位成相邻或邻接于舌状物511的宽的入口511b的单独部件，或其可以是作为舌状物511的宽的入口511b的连续延伸部与舌状物511整体形成的部件。后一种布置正如图15所示。如上所述，舌状物511包括在它的底部边缘处的长形槽缝（未示出），所述长形槽缝用于容纳装饰器515和过滤棒形成装置510的引导轨道。然而，舌状物511的宽的入口511b的上游的延伸管道518的横截面是连续的封闭管道。因此，在延伸管道518与舌状物511邻接的点处，舌状物的底部是打开的以便装饰器515和包装纸P可以从装置510的下侧进入舌状物511。
在使用中，本发明的第五实施方式的装置501设置有进入漏斗512的过滤器丝束材料—例如醋酸纤维素（未示出），并且填充喷射嘴513在延伸通道518中压缩过滤器丝束材料，所述延伸通道518接着将过滤器丝束材料推入舌状物511的宽的入口511b。同时，丝线被供给通过针554a-d，然后丝线在延伸通道518内的针554a-d处排出。随着过滤器丝束材料穿过延伸通道518，丝线被卷入过滤器丝束材料流并且被拉动穿过针554a-d。然后，具有已卷入其中的丝线的压缩过滤器丝束材料被供给到舌状物511的宽的入口511b以被装饰器515和运送于其上的过滤包装纸P收集，随后运送穿过舌状物511。因而，从舌状物511中的狭窄排出口511a排出的压缩过滤棒具有四个独立的连续丝线，所述丝线在过滤棒中形成并且沿过滤棒的轴向方向延伸。
与本发明的第二实施方式的装置201一样，在本发明的第三、第四和第五实施方式的装置301、401、501中，不需要所有的针都提供进入舌状物311、411、511的丝线，如果期望过滤棒丝线图案具有少于所提供的针数量的丝线的话。
引入本发明的第二至第五实施方式的装置201、301、401、501中的舌状物211、311、411、511内的丝线可为多种颜色，所有的丝线可都是一种颜色，或过滤棒中的每束丝线都是不同的颜色以便生产多色过滤棒。另外，一束或多束丝线可包含食用香料，在将丝线插入舌状物211、311、411、511和过滤棒之前，所述食用香料将优选地添加至所述或每束丝线。为了实现这种食用香料的添加，可提供具有食用香料供应器和泵的一个或多个相应的针，从而使每束丝线都能够置入不同的食用香料(如果期望的话)。替代性地，相同装置的两个或多个针可连接至单个食用香料供应器和泵以使两束或多束丝线能够置入相同的食用香料。这种食用香料供应器和泵送机构可包括所属领域中公知的装置。
在本发明的范围内可预期的是，置入过滤器的不同颜色的丝线可对应于且标记不同的食用香料，例如绿色的丝线可以是具有薄荷醇的食用香料，以便使用者在抽吸吸烟物品之前能够从视觉上区分过滤器内的食用香料。
用于丝线的材料可包括棉线、醋酸纤维素丝线，或所属领域中公知的适于这种用途的任何其他公知材料。
虽然本发明的第二至第五实施方式的装置201、301、401、501被描述为生产具有连续延伸穿过整个长度的丝线的过滤棒，但是形成的过滤棒还可用于多段过滤器的生产，在所述多段过滤器中，仅过滤器的一部分包括延伸穿过的丝线。例如，由装置201、301、401、501生产的多丝线过滤棒随后可被切割成更小的段，以与无丝线过滤器部分组合而形成多段过滤器。过滤器的这种无丝线部分可包括，例如充满活性炭的醋酸纤维素、称为“dalmatian”的过滤器材料。过滤器的第二部分可位于与其中具有多束丝线的过滤器段相邻并且与其接触的位置，以形成连续密实的过滤器。替代性地，所述两部分可彼此间隔以便在二者之间形成间隙，所述间隙可为空气间隙或充满某些附加填充材料-例如吸附剂或含食用香料的材料的间隙。这种过滤器可仅包括两个独立部分或可包括多于两个的部分。
虽然将本发明的第二至第五实施方式的装置201、301、401、501示出并描述为分别具有三个针254a-c、五个针354a-e/454a-e或四个针554a-d，但是本发明不限于具有这些数量的针的装置，并且所述装置中的每个都可在本发明的范围内具有其他数量的多个针。
在本发明的范围内可设想出的上面描述的本发明的示例性实施方式的各种改型，而本发明的范围由所附权利要求限定。此外，上面描述的实施方式的两个或多个不互相排斥的特征的任意组合将落入本发明的范围内。

Claims (24)

1.一种制造用于香烟或其他吸烟物品的过滤棒的装置，该过滤棒包括过滤塞，所述过滤塞具有延伸穿过过滤塞的至少一部分的多束丝线，所述装置包括：
锥形管道，所述锥形管道具有：
用于置入过滤器材料的第一开口端；
用于排出成形过滤棒的第二开口端；
所述锥形管道从第一端至第二端变窄，以便随着过滤器材料被运送穿过锥形管道，所述过滤器材料被压缩以形成过滤棒；以及
多个供给管，每个供给管将多束丝线中相应的一束置入过滤器材料，
其中所述装置还包括引导管道，所述引导管道与锥形管道的第一开口端相邻以将过滤器材料引入锥形管道的第一开口端，其中所述多个供给管延伸进入引导管道，随着过滤器材料穿过引导管道，每个供给管将多束丝线中相应的一束置入过滤器材料。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述供给管延伸穿过引导管道的侧壁。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述锥形管道的横截面大体上为圆形并且包括槽缝，所述槽缝沿锥形管道的底部边缘从第一开口端朝向第二开口端延伸以容纳过滤棒生产机的装饰器。
4.如权利要求3所述的装置，其中所述供给管沿大体上朝向引导管道的中心轴线的方向延伸。
5.如权利要求1至3中任一项所述的装置，其中所述供给管可沿着朝向和远离引导管道的方向被调节，以便引导管道内的供给管的端部的位置可被改变，从而使过滤棒内的每束丝线的位置可被控制。
6.如权利要求5所述的装置，其中每个供给管可独立于其他供给管被单独调。
7.如权利要求6所述的装置，其中所述供给管安装在固定至引导管道的支撑元件上。
8.如权利要求1至6中任一项所述的装置，其中所述供给管布置成相对于引导管道的中心轴线大体上沿径向延伸。
9.如权利要求8所述的装置，其中所述供给管相对于引导管道的中心轴线围绕引导管道的外周布置。
10.如权利要求9所述的装置，其中所述供给管相对于引导管道的中心轴线等间距地围绕引导管道的外周间隔开。
11.如权利要求1至10中任一项所述的装置，其中所述供给管与引导管道的中心轴线倾斜成一定角度。
12.如权利要求1至11中任一项所述的装置，其中所述供给管相对于引导管道倾斜，以便引导管道内的供给管的端部比引导管道外的供给管的端部更靠近锥形管道的第一开口端。
13.如权利要求1至12中任一项所述的装置，其中所述供给管中的至少一个包括食用香料供应装置以便通过带有香料的供给管使供给到引导管道的丝线充满香料。
14.如权利要求1至13中任一项所述的装置，其中所述引导管与锥形管道整体形成。
15.如权利要求1至14中任一项所述的装置，还包括具有狭窄端部的引导漏斗和气动喷嘴，所述狭窄端部定位成邻近于远离锥形管道的引导管道的开口端，以便将过滤器材料引入引导管道，所述气动喷嘴定位成邻近于漏斗的宽的端部以便推动过滤器材料通过漏斗、穿过引导管道并进入锥形管道。
16.一种过滤棒生产机，所述过滤棒生产机包括如权利要求1至15中任一项所述的装置。
17.一种制造用于香烟或其他吸烟物品的过滤棒的方法，该过滤棒包括过滤塞，所述过滤塞具有延伸穿过过滤塞的至少一部分的多束丝线，所述方法包括：
将过滤器材料运送到锥形管道的第一开口端；
随着锥形管道从第一开口端至第二开口端变窄，穿过锥形管道朝向其第二开口端运送过滤器材料；
通过多个供给管将多束丝线置入过滤器材料；
随着过滤器材料朝向锥形管道的第二开口端穿行，压缩过滤器材料；以及
从锥形管道的第二开口端排出其中形成有多束丝线的过滤棒，
其中当过滤器材料被运送通过邻近于锥形管道且位于锥形管道上游的引导管道时，所述丝线被置入过滤器材料中，以通过位于锥形管道上游的所述多个供给管将所述多束丝线置入过滤器材料中。
18.如权利要求17所述的方法，其中所述供给管延伸穿过引导管道的侧壁。
19.如权利要求17或18所述的方法，其中通过供给管将所述丝线引入引导管道，所述供给管布置成相对于引导管道的中心轴线大体上沿径向延伸。
20.如权利要求19所述的方法，其中通过供给管将所述丝线引入引导管道，所述供给管相对于引导管道的中心轴线围绕引导管道的外周布置。
21.如权利要求20所述的方法，其中通过供给管将所述丝线引入引导管道，所述供给管相对于引导管道的中心轴线等间距地围绕引导管道的外周间隔开。
22.如权利要求17至21中的任一项所述的方法，其中所述供给管被定位成使得丝线被置入过滤器材料，从而使形成的过滤棒中的丝线绕过滤棒的中心轴线大体上对称布置。
23.如权利要求17至22中的任一项所述的方法，还包括将食用香料置入多束丝线中的一束或多束的步骤。
24.如权利要求17至23中的任一项所述的方法，其中所述丝线中的至少一束与其他丝线颜色不同。
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