CN107249359A - 用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备，所述流延设备包括：流延盒(4)，其适于容纳所述均质化烟草材料的浆料；可移动的支撑件；流延刮刀(6)，其适于使容纳于所述流延盒内的所述浆料流延到所述可移动支撑件上以便形成所述均质化的流延幅材；其中所述流延刮刀具有限定刮刀边缘的横截面，所述刮刀边缘包括具有第一曲率半径的第一点和具有第二曲率半径的第二点，所述第一曲率半径和第二曲率半径在约1与约500之间并且彼此不同。

Description

用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备

本发明大体而言涉及一种用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备。具体来说，本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备，均质化烟草材料适用于气溶胶生成物品，如香烟或含有烟草的“加热非燃烧”型产品。

当今，在制造烟草产品(烟草叶除外)时，也使用均质化烟草材料。这种均质化烟草材料通常由较不适于生产去筋烟叶的烟草植物部分(如烟草梗或烟末)制造。通常，烟末是在制造期间处理烟草叶的过程中作为副产品而产生。

均质化烟草材料最常使用的形式是复原烟草薄片和流延叶。形成均质化烟草材料薄片的过程通常包含将烟末与粘合剂混合以形成浆料的步骤。接着使用浆料产生烟草幅材，例如通过将粘稠的浆料流延于移动的金属带上以产生所谓的流延叶。或者，可使用具有低粘度和高含水量的浆料在类似造纸的过程中产生复原烟草。在制备后，可以类似方式将均质化烟草幅材切割成全叶烟草，以产生适用于香烟和其它吸烟物品的烟草去筋烟叶。用于制造这类均质化烟草的方法例如在欧洲专利EP 0565360中公开。

在“加热非燃烧”气溶胶生成物品中，将气溶胶形成基材加热至相对低的温度以形成气溶胶，但防止烟草材料燃烧。另外，均质化烟草材料中所存在的烟草通常仅是烟草，或包括这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品的均质化烟草材料中所存在的大部分烟草。这意味着由这类“加热非燃烧”气溶胶生成物品生成的气溶胶组合物基本上仅基于均质化烟草材料。因此，重要的是良好控制均质化烟草材料的组成以控制例如气溶胶的味道。

由于浆料的物理特性例如稠度、粘度、纤维大小、粒度、湿度或浆料老化的变化，标准流延方法和设备可能会在使均质化烟草幅材流延期间导致浆料施加到支撑件上的非预期的变化。非最佳的流延方法和设备可能会导致均质化烟草的流延幅材的非均质性和缺陷。

均质化烟草幅材中的非均质性在气溶胶生成物品生产中给均质化烟草幅材的随后处理带来困难。例如，非均质性可能会在制造幅材或对幅材进一步加工期间导致幅材撕裂或甚至幅材破裂。而这可能会导致例如机器停止。此外，非均质烟草幅材可在气溶胶递送方面与由相同均质化烟草幅材生产的气溶胶生成物品之间产生不希望的差异。

因此，需要一种新的制备特别地适用于“加热非燃烧”型加热气溶胶生成物品的均质化烟草材料的流延设备，均质化烟草材料适应这类加热气溶胶生成物品的不同加热特征和气溶胶形成需要。

根据第一方面，本发明涉及一种用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备，所述流延设备包括：流延盒，其适于容纳浆料；可移动支撑件；以及，流延刮刀，其适于使容纳于流延盒内的浆料流延到可移动支撑件上以便形成均质化烟草材料的流延幅材。根据本发明，流延刮刀具有限定刮刀边缘的横截面，所述边缘包括具有第一曲率半径的第一点和具有第二曲率半径的第二点，所述第一曲率半径和第二曲率半径在约1mm与约500mm之间并且彼此不同。

通过混合数种成分与水以获得浆料来形成均质化烟草材料。在另一步骤中，通过使浆料在支撑件上流延在支撑件上形成均质化材料的连续幅材。所期望的是所得均质化烟草材料具有相对高的拉伸强度和良好的均质性。

用来实现均质化烟草材料并且影响流延幅材的拉伸强度和均质性的浆料的重要参数是其用来形成均质化烟草材料的连续幅材的粘度，特别是在使浆料流延时。此外，浆料密度也是决定流延幅材的最终品质的重要参数，特别是在流延之前。适当的浆料密度、粘度和均质性使缺陷数目降到最低并且使幅材的拉伸强度达到最大。

浆料包括多种不同组分或成分。这些组分影响均质化烟草材料特性。第一种成分是烟草粉末掺合物，其优选地含有浆料中所存在的大部分烟草。烟草粉末掺合物是均质化烟草材料中大部分烟草的来源并且因此向最终产品例如通过加热均质化烟草材料而生产的气溶胶赋予味道。优选地向浆料添加含有纤维素纤维的纤维素浆粕充当增强剂，以便增加烟草材料幅材的拉伸强度。还优选地添加粘合剂和气溶胶形成剂，以便增强均质化薄片的拉伸特性并且促进气溶胶形成。另外，为了达到对于流延均质化烟草材料幅材来说最优的特定粘度和湿度，添加水至浆料中。混合浆料以便使之尽可能均匀。

然后在流延盒中收集浆料，在流延盒中保持预先限定量的浆料，例如设置在流延盒内浆料的预定料位。优选地，在浆料流延到可移动支撑件上以形成均质化烟草材料的连续幅材时，浆料被连续地供应到流延盒。

根据本发明，浆料在移动的支撑件的宽度上流延，通过流延盒的出口，流延盒的出口形成于移动支撑件与流延刮刀之间。支撑件沿着纵向方向移动以便将浆料从流延盒移出。支撑件可以包括例如不锈钢可移动带。流延刮刀用来向可移动支撑件上形成浆料的流延幅材，浆料的流延幅材具有基本上均一的厚度。在现有技术中，这种流延刮刀具有圆柱形状，即，其包括圆柱的一部分，或者其为矩形。另外，在刮刀与支撑件之间的距离决定了浆料的流延幅材的厚度。

根据本发明，刮刀包括具有两个不同曲率半径的两个不同点。以此方式，刮刀的曲率半径可以根据在其中流延浆料的位置，即刮刀与可移动支撑件形成间隙的位置处的浆料特征来优化，以便实现浆料在支撑件上的均匀沉积。可以根据浆料的特征来优化额外曲率半径从而允许改进浆料在流延盒内的循环，特别地允许浆料顺利地朝向间隙或者流延刮刀和可移动的支撑件靠近。以此方式，不仅能实现最佳的流延，而且也能实现对刮刀定位的良好控制。

术语“均质化烟草材料”在本说明书通篇用于涵盖通过烟草材料粒子的聚结形成的任何烟草材料。均质化烟草的薄片或幅材在本发明中是通过使颗粒烟草聚结而形成，颗粒烟草通过研磨或以其它方式粉碎烟草叶片或烟草叶梗或其掺合物而获得。

另外，均质化烟草材料可包含在烟草的处理、操作和运送期间形成的少量烟末、烟草碎屑和其它颗粒烟草副产品中的一种或多种。

在本发明中，浆料优选地是由不同烟草类型的烟草叶片和梗适当掺合而形成。在本文中，术语“烟草类型”意思指不同烟草品种中的一种。就本发明来说，这些不同烟草类型区分成三个主要群组：亮色烟草、深色烟草和香料烟草。这三个群组之间的区别是基于在进一步加工成烟草产品之前进行的烟草烘烤过程过程。

如上文所提及，浆料应尽可能均匀，以使其粘度也尽可能均一并且接近于最适于流延的目标值。为了获得均一粘度，优选地在流延之前混合全部量的浆料。

然后将浆料运输到流延盒以填充流延盒直到优选地预定料位。优选地，浆料料位在流延盒内维持基本上恒定。浆料通过重力从流延盒的底部从流延盒流出。此外，可以设置用来在流延盒内主动运输的机构，如推进器或螺旋桨。优选地，流延盒形成加压封壳。换言之，能对流延盒内的压力进行控制，使得额外地通过作用于流延盒内部压力水平来控制从盒流出的浆料流量。优选地，流延设备包括混合装置，其用来混合在流延盒内的浆料。然后使浆料通过间隙分配到移动的支撑件上，该间隙形成于流延刮刀与移动的支撑件之间。

流延刮刀具有支配性尺寸(就是其宽度)并且这个支配性尺寸优选地沿着流延盒的基本上整个宽度延伸。优选地，刮刀宽度和刮刀所附连的流延盒的宽度相似。由基本上垂直于刮刀宽度方向的平面所截取的流延刮刀的截面限定刮刀边缘(在笛卡尔坐标系X、Y、Z中，截平面为(X,Z)平面，其中X是浆料在可移动支撑件中行进的方向，Y是流延刮刀的宽度方向并且Z是竖直方向)。刮刀边缘遵循在截平面(X,Z)中的给定曲线，截平面(X,Z)具有根据本发明限定的形状。在刮刀边缘中，考虑不属于边缘末端的至少两点，即，这两点并不取自其中刮刀开始或终止或刮刀连接到流延盒的边缘开始或末尾处。在这两点，由刮刀边缘限定的曲线优选地是连续的，并且具有连续的一阶导数。

这个截面的这两个不同点，被称作第一点和第二点，具有不同的曲率半径。在本文的语境中，术语“不同点”表示第一点的坐标(X₁,Z₁)中的至少一个不同于第二点的坐标(X₂,Z₂)之一。因此，刮刀边缘在第一点处的曲率半径不同于刮刀边缘在第二点处的曲率半径。

以此方式，刮刀边缘在第一点处的曲率半径和刮刀边缘在第二点处的曲率半径彼此独立并且刮刀的形状可以根据生产需要而变化。例如，在刮刀与可移动支撑件之间的间隙的区域可能需要大曲率半径，浆料通过该间隙流延到可移动的支撑件上。可以预见在间隙外侧的大半径以允许浆料顺利地靠近该间隙。在流延区域外侧，小半径可以用来保持刮刀尺寸为合理大小。刮刀的形状并非仅由单个曲率半径限定，而是其能适应使用不同半径的生产需要。以此方式，能有利地避免在具有恒定和均一曲率半径的圆柱形刮刀的设备中存在的问题。

优选地，在第一点的曲率半径和在第二点的曲率半径都在约1mm与500mm之间，更优选地，约3mm与约100mm之间，最优选地，约5mm与约50mm之间。优选地，第一半径在约1mm与约50mm之间并且第二半径在约10mm与约500mm之间，更优选地，第一半径在约3mm与约25mm之间并且第二半径在约15mm与约100mm之间，最优选地，第一半径在约5mm与约25mm之间并且第二半径在约20mm与约50mm之间。优选地，第一半径与第二半径彼此之间的差异在约5mm与约100mm之间，更优选地，第一半径与第二半径彼此之间的差异在约10mm与约50mm之间，最优选地，第一半径与第二半径彼此之间的差异在约15mm与约30mm之间。发现这些曲率半径特别适合于实现用来生产均质化烟草材料的流延幅材的流延刮刀。

在本说明书中，在一点的曲线的曲率半径，简称为R，诸如在第一点和第二点的刮刀边缘的曲率半径，定义为最近似该点处曲线的圆弧的半径的量度。其为曲率的倒数。

在平面曲线的情况下，那么曲率半径用R表示并且其表示

的绝对值。

其中s是自曲线上固定点的弧长，是切角并且κ是曲率。

如果在截平面(X,Z)中的刮刀边缘限定的曲线在笛卡尔坐标中给出为z(x)，那么曲率半径为(假定曲线可微分直到二阶)：

其中：

有利地，刮刀边缘包括具有所述第一曲率半径的第一圆弧和具有所述第二曲率半径的第二圆弧。替代地，刮刀边缘包括椭圆的一部分。

刮刀边缘可以仅包括具有两个曲率半径之一或者许多不同曲率半径的那些点。在第一情况下，刮刀可以包括由两个圆柱的两个部分相交而形成的固体，一个圆柱由第一曲率半径限定，并且另一个圆柱由第二曲率半径限定。在此实施例中，流延刮刀沿着(X,Z)平面的截面限定包第一圆弧、具有第一曲率半径的第一圆柱的基部和第二曲率的圆弧、具有第二曲率半径的第二圆柱的基部的曲线。因此，在第一圆弧和第二圆弧内，曲率半径是恒定的。替代地，刮刀边缘可以包括椭圆的一部分。椭圆具有连续变化的曲率半径，因此在此实施例中，由刮刀边缘限定的椭圆的部分的每个不同点具有不同的曲率半径。根据本发明，刮刀边缘可以包括一个或多个圆弧和一个或多个椭圆部分。

优选地，在不同部分之间，例如在具有不同曲率半径的圆弧之间或者在椭圆的不同部分或在椭圆的一部分与一个圆弧之间的接合部是连续的，使得由形成刮刀边缘的截平面(X,Z)所限定的曲线是连续的并且其一阶导数也是连续的。

在一优选实施例中，第一曲率半径在约1mm与约50mm之间，而第二曲率半径有利地在10mm与月500mm之间。优选地，所述第二点位于所述流延刮刀的基本上朝向所述可移动支撑件的底部部分中。

第二曲率半径优选地属于在流延时接近或接触浆料的刮刀的一部分。另外，第二曲率半径相对“较大”。较大曲率半径允许浆料缓和地流入到支撑件内，因为相当窄的间隙存在于支撑件与流延刮刀之间持续特定长度。换言之，在刮刀在朝向支撑件的部分中具有“较大”曲率半径的情况下，形成于流延刮刀与支撑件之间的间隙的尺寸在幅材流延的方向上即在可移动的支撑件移动的方向上缓慢地变化。在具有相对较大曲率半径的刮刀中，在刮刀与支撑件之间的距离沿着流延方向以少量变化。因此，在支撑件中相当长的距离，浆料被迫使具有明确限定的厚度。这允许使结块积聚程度最小，结块的厚度通常大于在刮刀与支撑件之间存在的间隙，并且因此结块不能挤压通过由具有相对较大的曲率半径的刮刀边缘限定的“长”间隙。

另外，在刮刀朝向支撑件的部分中的较大曲率半径允许减少缺陷(例如所谓的“拉毛”)出现，因为浆料需要时间来完全流过刮刀与支撑件之间限定的“较长且窄的间隙”，浆料缓慢地引入到支撑件上，曲率半径越大，间隙沿着流延方向(可移动的支撑件移动的方向)就越长。

优选地，第二曲率半径相当大，第一曲率半径较小，使得刮刀并不太庞大并且仍可易于构造和适应流延设备的其余部分。因此，相对较大曲率半径和相对较小曲率半径组合允许获得具有适当尺寸的刮刀，这种刮刀既适用于向移动支撑件上流延均一且缺陷最少的幅材，而且也用来将刮刀紧固到流延设备的其余部分上和调整刮刀。

优选地，流延刮刀具有在约40cm与约300cm之间，更优选地约80cm与约250cm之间的纵向宽度。刮刀宽度优选地适应用来卷绕干燥均质化烟草材料的筒管的尺寸。实际上，为了储存所生产的均质化烟草材料的幅材，优选地，将均质化烟草材料幅材卷绕到筒管上。这些筒管通常具有标准宽度。然而，取决于利用均质化烟草幅材生产的气溶胶生成物品的尺寸，特别是直径，需要制造具有不同宽度的筒管。由于均质化烟草幅材的宽度可能不是所有需要的筒管宽度的倍数，优选地，流延刮刀或流延盒的宽度是可调整的。有利地，宽度的这种可变性也用来适应设备的生产能力。这是特别有利的，因为流延机器和附连的干燥器理想地连续运行(由于长斜坡上升时间)。

在一有利实施例中，流延设备包括可控制的泵，可控制的泵适于调节容纳于流延盒中的浆料量。由存在于刮刀与可移动的支撑件之间的间隙和重力来控制从流延盒流出的浆料量等。在流延盒中的浆料量具有预定料位，料位优选地保持基本上恒定使得由浆料柱施加的压力保持基本上相同。因此，每单位时间从流延盒流出基本上相同的浆料量。为了保持浆料量基本上在相同料位，可控制的泵控制流向流延盒的浆料流量。以此方式，能优选地根据容纳于流延盒中的浆料料位来调节浆料流量。为了控制这种料位，料位传感器可以存在于流延盒中或流延盒附近。有利地，料位传感器适于向所述可控制的泵发送根据容纳于所述流延盒中的所述浆料高度的反馈信号。优选地，在流延盒内的浆料高度在离流延盒底部约50mm与约400mm之间的料位，以便具有适当压力使浆料从流延盒流出。料位传感器可以向控制单元发送料位信号，料位信号可以根据料位信号来启用或停用泵或者改变来自泵的浆料流率。

在一优选实施例中，在所述流延刮刀与所述可移动的支撑件之间的平均距离在约0.1mm与约2mm之间，更优选地，在所述流延刮刀与所述支撑件之间的平均距离在约0.2mm与约1.5mm之间。均质化烟草材料的流延幅材厚度与制成品的品质和一致性非常相关。希望厚度是均匀的，也就是没有任何块团、结块、纤维和粗粒子。本发明的流延刮刀的具体设计与在刮刀与支撑件之间形成的间隙一起确保将浆料流延为均一厚度的连续幅材。另外，可以有利地减少沿着可移动的支撑件的宽度和长度破裂和其它缺陷的出现。

流延幅材的厚度不仅与缺陷的存在相关。薄幅材可能易于开裂。厚幅材可能易于频繁地形成结块。恒定的厚度在干燥过程中也是相关的。在流延之后，对均质化烟草材料的幅材进行干燥，并且干燥参数取决于幅材厚度等。

在一优选实施例中，流延设备包括：控制单元和一个或多个传感器，所述一个或多个传感器适于向所述控制单元发送信号，所述一个或多个传感器包括：用来识别在可移动支撑件上流延的流延幅材上的拉毛的传感器；用来确定在所述可移动支撑件上流延的流延幅材的湿度的传感器；用来测量在可移动支撑件上流延的所述流延幅材的厚度或厚度变异的传感器；用来测量所述流延盒中浆料粘度的传感器；用来测量所述流延盒中浆料温度的传感器；用来检测在可移动支撑件上流延的所述流延幅材上的缺陷的位置的传感器；用来检测所述流延盒中浆料密度的传感器；以及上述传感器中两个或更多个传感器的组合。

浆料的形成是决定最终产品的品质的精细过程。可控制数个参数以使得通过对根据本发明制备的浆料进行流延而获得的均质化烟草幅材拒收风险降到最低。举例来说，由于缺陷或低拉伸强度，可能形成不合规格的材料。具体来说，除其它参数以外，这些过程参数是浆料的温度、湿度、停留时间和粘度。已知粘度实际上随浆料的温度、湿度和停留时间变化。因此，优选地，使用适当传感器监测浆料的粘度、温度和湿度含量中的至少一个。优选地，传感器信号与用于在线信号处理和控制的反馈回路一起使用以使得参数维持在一组预定范围内。举例来说，过程控制可能受到适当过程参数变化影响，这些参数变化为诸如冷却量、温度、移动支撑件速度、引入于浆料中的水量、形成浆料的其它化合物的量、前述过程参数变化的组合等。

优选地，所述流延烟草材料幅材在流延时的湿度在约60％与约80％之间。优选地，用于生产均质化烟草材料的方法包括干燥所述流延烟草幅材和在干燥后卷绕所述流延烟草幅材的步骤。优选地，所述流延幅材在卷绕时的湿度在烟草材料幅材的干重的约7重量％与约15重量％之间。优选地，所述均质化烟草幅材在卷绕时的湿度在均质化烟草幅材干重的约8％与约12％之间。浆料在流延时的湿度是影响均质化烟草幅材的均质性和在随后的生产步骤中均质化烟草幅材的可制造性的另一重要控制参数。

浆料的密度，尤其在浆料流延形成均质化烟草幅材的步骤之前，对于决定幅材本身的最终品质来说是重要的。适当的浆料密度和均质性使缺陷数目降到最低并且使幅材的拉伸强度达到最大。

更优选地，根据本发明的流延设备包括：促动器或马达，并且控制单元适于响应于从所述传感器中一个或多个传感器接收的信号来命令促动器或马达以便执行反馈回路来响应于所述信号改变所述一个或多个传感器检测的参数中一个或多个参数。

优选地，一个或多个反馈回路存在于本发明的流延设备中。缺陷例如拉毛的存在和其位置(位置由流延设备的(多个)传感器来识别)以及均质化烟草材料幅材厚度的非均质性(其也由(多个)传感器揭露)隐含地表示非最佳流延条件的存在。这些非最佳流延条件可能是由于多种因素造成，诸如浆料密度不在优选范围内、在流延刮刀的宽度上在流延刮刀与可移动的支撑件之间不均一的间隙、在浆料中的湿度水平不在优选湿度范围内和其它因素。因此，有利地使用多个传感器来获得在流延过程中起作用的参数值。然后利用反馈回路来调整这些值，例如当流延条件将造成流延幅材的生产不在所希望的规格内时。缺陷或非均一性的存在或者参数偏移出标准预设范围由一个或多个传感器检测到并且相对应的信号发送到中央控制单元。中央控制单元可以操作或命令促动器或马达以便改变偏离的过程参数或者修改一个或多个额外不同参数来校正所检测的问题。

有利地，流延设备包括联接到所述流延刮刀的第一纵向端和第二纵向端的至少第一促动器和第二多促动器和命令所述第一促动器和第二促动器以调节所述流延刮刀离所述可移动支撑件的局部距离的马达。如上文所提到的那样，流延到可移动带上的均质化烟草材料的幅材厚度具有尽可能均一的优选厚度以便获得在所需规格内的最终产品。为了实现这种均匀厚度，优选地，存在于流延刮刀与可移动的支撑件之间的间隙是可调整的。优选地，其是可局部调整的，即，刮刀不仅能总体上而且也能能局部地改变其离可移动的支撑件的距离。因此，也能补偿刮刀和支撑件的不规则性，因为可以对刮刀与支撑件之间的间隙在有不规则性的地方做出局部变化。能由两个促动器来获得这种局部变化，这两个促动器优选地能独立地调节，联接到刮刀的两个相对纵向端，即，沿着刮刀宽度在刮刀的开始处和末尾处。优选地，由三个促动器来促动刮刀，这三个促动器容易地并且以不同方式来控制间隙尺寸。在不同位置连接到流延刮刀的促动器有利地允许许多方式来改变和控制在流延刮刀与可移动的支撑件之间的间隙距离尺寸。位于三个不同位置的这三个促动器能局部地改变间隙的尺寸，也就是说，第一促动器能改变第一位置相邻处的间隙尺寸，第二促动器能改变第二位置相邻处的间隙尺寸，而第三促动器能改变第三位置相邻处的间隙尺寸。因此能根据具体局部需要来定制间隙尺寸变化。特别地，三个促动器可以以均一方式或不均一方式来改变流延刮刀的空间位置。以均一方式，所有三个促动器在相同方向上以相同量移动流延刮刀。流延刮刀的非均一移动包括流延刮刀的所有其它移位，其中促动器中至少一个使流延刮刀以不同于至少一个其它促动器的量或方向局部地移位。所有三个促动器以相同量和在相同方向的移动导致流延刮刀移位以形成增加或减小的间隙。三个促动器沿着流延刮刀的纵向宽度的存在，例如在刮刀的每一端一个促动器并且在其中间一个促动器，具有能使流延刮刀弯曲成弯曲形状的优于双促动器系统的优点。三促动器系统的另一优点在于在流延刮刀的支撑点之间的距离比双促动器系统的更窄。这减小了由重力造成的流延刮刀的固有变形，特别是在相对较长刮刀的情况下。这进一步改进了烟草材料的连续幅材的均质性。

促动器的非均一移位能形成流延刮刀的不同形状。例如，能利用三个促动器来获得楔状间隙或弯曲间隙。如所提到的那样，由于未对准或在制造这些元件时的缺陷，刮刀或支撑件可以包括与浆料接触的非均一表面。为了补偿这种未对准或者由于其它原因造成的其它非均质性，可能需要具有非均一尺寸的间隙。例如，能形成楔状间隙，其中在刮刀与支撑件之间的距离不同于从流延刮刀的一个纵向端到相对另一纵向端的距离。通过操作三个促动器能获得这种楔状形状，使得流延刮刀例如在竖直方向上以不同距离移动。替代地，一个促动器可能保持不动并且其它促动器中的仅一个或两个使流延刮刀局部移位。也可以选择和实现弯曲的间隙，这意味着刮刀并非直线形的而是弯曲构造。可以通过仅促动位于第一促动器与第二促动器之间的促动器来获得弯曲的流延刮刀。替代地，可以操作所有三个促动器，这三个促动器以不同距离移位使得其三个端部位置并不沿着直线定位，而是能仅由曲线(凹曲线或凸曲线)连接。

此外，能由超声促动器来促动刮刀，超声促动器允许刮刀以特定频率(其可以是固定的或可变的)振动。这可以清洁刮刀并且排除纤维或其它材料粘附到刮刀上的风险。粘附到刮刀上的材料可能造成所谓的“拉毛”，而这种所谓的“拉毛”能造成连续均匀烟草材料中的不一致性。

优选地，流延设备包括分配器机构，分配器机构沿着所述流延盒的纵向宽度定位以将所述流延盒中的所述浆料分配到沿着流延盒宽度的多于一个位置。如先前所提到的那样，在流延盒内的浆料高度影响制成品的特征，这是因为浆料通过重力从流延盒出来。因此，在流延盒内的浆料高度优选地尽可能均匀以具有尽可能均匀的均质化烟草材料幅材。与其中浆料在单个点引入到盒内的流延盒相比，这是有利的：在这种流延盒中，由于浆料相对较高的粘度，沉积的浆料将在分配器下方将具有比流延盒内其余部分更高的高度，在浆料上具有更高的局部重力。因此，有利地，多于一个分配器或沿着流延盒宽度延伸的单个“长”分配器允许浆料在流延盒内更均一分配，即浆料更均一的高度。这种“长”分配器可以例如是具有沿着流延盒的宽度方向上的延伸开口的分配器，浆料从这个延伸开口降落到流延盒内。

分配器进入到流延盒内的入口可以在流延盒中浆料的最大高度上方或下方。在分配器的入口在流延盒中浆料料位上方的情况下，浆料通常倾倒或滴落到流延盒内。

浆料的均质性对于制成品的品质而言特别重要。因此，尽管在到达流延盒之前，浆料优选地在混合槽中混合并使浆料变得均匀，在流延盒内执行的进一步混合能在流延时有助于进一步保持浆料尽可能均匀。

这可能进一步增加流延幅材的均质性。

通过非限制性地参考附图，从下文的具体实施方式，本发明的另外的优点将会变得显然：

-图1是用来生产均质化烟草幅材的设备的示意侧视图，其包括根据本发明用来使均质化烟草幅材流延的设备；

-图2为根据本发明的流延设备的示意透视图；

-图3是图2的流延设备的细节的放大透视图；

-图4是图2的流延设备的侧视截面图；

-图5是图2和图4的流延设备的一部分的放大截面侧视图；

-图6是图2的流延设备的元件的侧视图；

-图7是图2的流延设备的另一元件的透视图；

-图8是图7的元件的细节的放大透视图；

-图9是图6的流延设备的元件的侧视技术图；以及

-图10是使用本发明的设备来生产均质化烟草幅材的方法的流程图。

首先参考图1，根据本发明用来生产均质化烟草材料幅材的设备利用附图标记1来表示和标记。

用来生产均质化烟草材料幅材的设备1包括根据本发明实现的流延设备2，并且还优选地包括在均质化烟草材料幅材的运动方向上位于流延设备2下游的干燥设备3。

流延设备2包括：流延盒4，用来形成均质化烟草材料幅材的浆料被引入到流延盒4内；泵5；流延刮刀6；以及，可移动的支撑件7。流延盒4可以具有任何几何形状，并且在所描绘的实施例中，基本上为棱柱形。流延盒具有与其底部相对应的开口43并且开口沿着流延盒的宽度延伸。来自缓冲槽(在附图中未示出)的浆料由泵5传输到流延盒内。优选地，泵5包括流率控件(在附图中看不到)以控制引入于流延盒4中的浆料量。

泵5有利地被设计成确保浆料传输时间保持最短需要原则。泵5例如由管12(在图2中可见)流体地连接到分配器11以将浆料分配于流延盒内。优选地，分配器11沿着流延盒4的宽度延伸并且其位于流延盒4上方。分配器11包括多个开口或单个细长狭缝(狭缝13在附图2中可见)以便沿着流延盒的宽度均一地分配浆料，使得浆料在流延盒4内侧的填充料位41沿着流延盒4的宽度基本上均一。具有细长狭缝13的分配器11在图3的放大视图中更好地看出，其中可以看到分配器的一部分。优选地，细长狭缝13的阔度，即其垂直于其宽度尺寸的尺寸，是可调的，例如可以由调节机构14诸如一个或多个螺钉来调节。以此方式，能控制和调整每单位时间从分配器11落入到流延盒4内的浆料量。因此，关于引入到流延盒4内的浆料量，存在两个控件，一个控件在泵5上，一个控件在分配器11上。

除了一个或多个外壁15流延盒4还包括内壁16，内壁界定在流延盒4内的进给腔室17。进给腔室17与流延盒内部体积的其余部分成流体连通。进给腔室17位于分配器11下方。由于浆料粘度，在进给腔室17中的浆料高度可以高于流延盒4的其余部分中的浆料高度。在图4和图5的截面图中能更好地看到进给腔室17。

另外，流延设备2包括固定到流延盒4上的流延刮刀以便使浆料流延。流延刮刀6的主要尺寸为其宽度并且流延刮刀6在其底部孔口43处或附近固定到流延盒4上。优选地，流延刮刀6的纵向宽度在约40cm与约300cm之间，取决于浆料的流延幅材所希望的宽度。优选地，这种宽度是可调整的，例如，利用合适宽度调整机构(在附图中看不到)使得刮刀的宽度和流延盒的有效体积能根据待流延的幅材宽度来调整。流延盒的有效体积是实际上充满浆料的流延盒的体积。

流延刮刀6优选地使用可调整板18附连到流延盒上，可调整板18允许对流延刮刀6的位置进行精确控制。可调整板18分别在图7和图8中以总体图和放大图描绘。可调整板18包括多个调整元件，全都用19来标注，其用来调整在刮刀6与支撑件7之间的间隙。流延盒4和流延刮刀6安装于转鼓8上方，转鼓8使可移动的支撑件7旋转。在流延刮刀6与可移动的支撑件7之间存在间隙，间隙尺寸决定均质化烟草材料的流延幅材的厚度等。因此，利用可调整的板18，通过控制流延刮刀6的位置来控制间隙的尺寸，可调整的板18包括沿着其宽度分布的调整元件19。调整元件19例如包括多个螺钉19，诸如微动螺钉。可调整的板18的宽度与流延刮刀6的宽度基本上一致。可调整螺钉19沿着可调整板18的宽度安置并且能局部地改变在流延刮刀6与支撑件7之间的距离。在多个螺钉中任何两个相邻螺钉之间的距离可以是预设的并且固定的。螺钉19用来相对于可移动的支撑件7来微调流延刮刀6。螺钉19可以用来补偿支撑件表面或刮刀表面的非均一性。在使用中，优选地在最初机器设置中调整螺钉19。然而，螺钉19也可以被促动以允许对流延刮刀6的形状进行线上微调。为了改变间隙在垂直于其宽度(width)的方向上的尺寸，即为了改变间隙的阔度(breadth)，受马达21(参看图2)命令的多个促动器20连接到板18。优选地，促动器20的数量等于三并且它们可以独立地被命令，即，它们中的每一个例如连接到相应马达21。马达和促动器例如利用从板18向外突伸的翼板22连接到板18。优选地，每个促动器20连接到其自己的翼板22。因此，马达21可以移动促动器20以便升高或降低刮刀6。由于能使促动器20独立地移动，刮刀6能局部地降低和升高，以再次解决刮刀、支撑件和浆料的非均质性。优选地，间隙阔度在约0.1mm与约2mm之间。此外，刮刀可以与超声促动器进行操作接合，超声促动器允许刮刀以设定的频率、在一定频率范围或以特定时间依赖性频率(即，在一定频率范围内有规律地或无规律地交替的频率)振动。这可以清洁刮刀并且排除纤维或其它材料粘附到刮刀上的风险。粘附到刮刀上的材料可能造成所谓的“拉毛”，而所谓的“拉毛”能造成连续均匀烟草材料中的不一致性。

另外，现参考图9，示出了沿着垂直于流延刮刀6的宽度的平面(X,Z)截取的流延刮刀6的截面。沿着这个平面截取的刮刀的截面限定边缘23，边缘23沿着给定曲线延伸。这个曲线包括具有第一曲率半径的至少一点24和具有第二曲率半径的第二点25，所述第一半径和第二半径在约1mm与约500mm之间并且彼此不同。在所描绘的实施例中，边缘23包括全都具有第一曲率半径的多个点24和全都具有第二曲率半径的第二多个点。例如，边缘23包括两个圆弧，这两个圆弧间连续地连接，即，两个圆弧限定第一曲线，第一曲线是连续的并且具有连续的一阶导数。替代地，在并未描绘的实施例中，边缘23可以包括椭圆的一部分。优选地，第二曲率半径比第一曲率半径更宽并且具有第二曲率半径的点25基本上朝向支撑件7。在一实施例中，第一半径在约5mm与约25mm之间并且第二半径在约20mm与约50mm之间。在所描绘的实施例中，流延刮刀6还包括具有第三曲率半径的第三点26。

流延设备2还包括移动支撑件7，浆料在移动支撑件7上流延以形成均质化烟草材料的幅材。移动支撑件7包括例如连续不锈钢带7，连续不锈钢带7构成转鼓组件。转鼓组件包括位于流延盒4下方的主转鼓8，主转鼓8使可移动支撑件7移动。优选地，流延盒4安装到主要转鼓8的顶部上。优选地，上述安装的公差非常严格，例如在约0.01mm内。例如，可移动支撑件转鼓8在同心度方面具有低于约0.01mm的公差并且在其直径方面具有低于约0.10mm的公差。可移动的支撑件7优选地具有低于约0.01mm的公差。

另外，参考图1，流延设备2包括多个传感器。第一传感器30，料位传感器，适于控制流延盒4内的浆料高度41。传感器30优选地测量在传感器本身与流延盒4中浆料表面之间的距离42。然后从传感器30与流延盒4底部之间的已知距离导出浆料的高度41。另外，优选地，另外的传感器31、32布置于可移动的支撑件7上方以测量每单位平方厘米的重量和在可移动的支撑件7上均质化烟草层的厚度。传感器31可以例如是核子测量头。优选地还存在在附图中未示出的额外传感器，诸如用来寻找和确定均质化烟草的流延幅材中的缺陷的传感器、用来确定流延时浆料和流延叶的湿度的传感器和用来确定流延盒4中浆料温度的温度传感器。

优选地，所有传感器向中央控制单元40发送关于其测量的相应参数(温度、湿度、浆料料位、缺陷等)的信号。中央控制单元40优选地电连接到泵5、促动器20、马达21中的一者、某些或全部或者连接到流延设备2或浆料制备设备(不可见)中的另外的电路和促动器。在流延幅材显露出缺陷或非均质性或者流延幅材的特征不在预设范围的情况下，中央控制单元40能指导过程参数中的变化并且因此影响浆料特征或者流延参数。这些过程参数可以例如是在流延刮刀6与支撑件7之间的间隙尺寸或者在流延盒中的浆料量。例如，存在通向流延刮刀6的促动器20的反馈回路以调整流延幅材的厚度。

优选地，转鼓或辊8包括温度控制装置(未图示)。其中设置流延盒4的支撑件7的主要转鼓8维持在恒定温度以便使浆料的任何变化最小。然而，可能希望转鼓8具有转鼓8上的变化温度曲线(随时间保持恒定)。例如，转鼓8表面的中部可以高于转鼓端部约0.5度与约10度之间。这个温度基本上类似于在流延盒4中存在的浆料温度，浆料温度在约5摄氏度与26摄氏度之间。优选地，可移动的支撑件7，诸如不锈钢带7，在进入流延盒4时在带宽度上具有基本上恒定的温度。为了确保带和转鼓温度对于浆料而言最佳，温度控制装置再循环过程水，使过程水在返回侧上与可移动的支撑件7和转鼓8接触。

干燥设备3包括多个单独干燥区。优选地，每个干燥区包括在支撑件底侧上的蒸汽加热和可移动的支撑件7上方的热空气和优选地可调整的排气控件。在干燥设备3内，均质化烟草幅材在支撑件7上干燥至所期望的最终湿度。

参考图10，包括流延设备2的设备1的功能如下。优选地通过混合和组合烟草粉末和其它成分形成的浆料从例如使用在线混合器(未图示)的保持槽(也未图示)传输到流延盒4内侧的流延设备2。使浆料流延为均匀并且均一膜厚度的幅材步骤100在可移动的支撑件7上例如在不锈钢带7上执行。流延步骤100包括使浆料从混合槽传输至流延盒4。另外，优选地，其包括利用合适传感器诸如传感器30监测在流延盒4中的浆料料位、在流延盒4内的浆料湿度和浆料密度。

使用浆料测量装置来连续地监测在刚刚流延之后均质化烟草材料幅材厚度和由核子计控制的克重并且进行反馈控制。利用与可移动支撑件7形成间隙的流延刮刀6来执行流延，也可以对间隙进行反馈控制。流延刮刀6的形状包括在其边缘23处的两个不同曲率半径，这种流延刮刀6的形状允许可再现地形成基本上均一的幅材均质化烟草。

另外，流延幅材经历由干燥设备3进行的干燥步骤101。干燥步骤优选地包括在循环不锈钢带干燥器中均一并且温和地干燥流延幅材，循环不锈钢带干燥器具有可单独控制的区。在干燥期间，优选地执行监测在每个干燥区的流延幅材温度的步骤102以确保在每个干燥区温和的干燥状况。利用从底部和顶部进行空气干燥而加热的蒸汽锅将流延幅材在钢带7上干燥到所希望的最终温度。每个干燥区设有蒸汽流量和压力控件并且能充分调整空气温度和空气流量以提供所希望的干燥状况并且关心确保产品停留时间。

优选地，在流延步骤100和干燥步骤101结束时，从支撑件7移出均质化烟草幅材。在干燥台之后优选地在适当的湿度含量下进行流延幅材的刮除103。流延幅材优选地经过二次干燥过程104以进一步去除幅材的湿度含量，从而达到湿度目标或规格。优选地，在此第二干燥步骤中，将流延幅材铺设到线上，使得能易于从幅材的两个表面去除湿度。在干燥步骤101之后，流延幅材优选地在卷绕步骤105中卷绕在一个或多个筒管上，例如以形成单个主筒管。这个主筒管可接着用于通过裁切和小筒管形成过程进行较小筒管的生产。较小筒管可随后用于生产气溶胶生成物品(未示出)。

Claims (17)

1.一种用于生产均质化烟草材料的流延幅材的流延设备，所述流延设备包括：

ο流延盒，其适于容纳浆料；

ο可移动的支撑件；

ο流延刮刀，其适于使容纳于所述流延盒内的所述浆料流延到所述可移动支撑件上以便形成所述均质化烟草材料的流延幅材；

ο其中所述流延刮刀具有限定刮刀边缘的横截面，所述刮刀边缘包括具有第一曲率半径的第一点和具有第二曲率半径的第二点，所述第一曲率半径和第二曲率半径在约1mm与约500mm之间并且彼此不同。

2.根据权利要求1所述的流延设备，其中，所述刮刀边缘包括具有所述第一曲率半径的第一圆弧和具有所述第二曲率半径的第二圆弧。

3.根据权利要求1所述的流延设备，其中，所述刮刀边缘包括椭圆的一部分。

4.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，其中，所述第一曲率半径在约1mm与约50mm之间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，其中，所述第二曲率半径在约10mm与约500mm之间。

6.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，其中，所述流延刮刀具有在约40cm与约300cm之间的纵向宽度。

7.根据权利要求6所述的流延设备，其中，所述纵向宽度是可调整的。

8.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，其中，所述第二点位于所述流延刮刀的基本上朝向所述可移动支撑件的底部部分中。

9.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，包括可控制的泵，所述可控制的泵适于调节容纳于所述流延盒中的浆料量。

10.根据权利要求9所述的流延设备，包括：料位传感器，其适于向所述可控制泵发送根据容纳于所述流延盒中的所述浆料高度的反馈信号。

11.根据前述权利要求中一项或多项所述的流延设备，其中：在所述流延刮刀与所述支撑件之间的平均距离在约0.1mm与约2mm之间。

12.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，包括控制单元和一个或多个传感器，所述一个或多个传感器适于向所述控制单元发送信号，所述一个或多个传感器包括：

ο用来识别在所述可移动支撑件上流延的所述流延幅材上的拉毛的传感器；

ο用来确定在所述可移动支撑件上流延的所述流延幅材的所述湿度的传感器；

ο用来测量在所述可移动支撑件上流延的所述流延幅材的厚度或厚度变化的传感器；

ο用来测量所述流延盒中所述浆料粘度的传感器；

ο用来测量所述流延盒中的所述温度的传感器；

ο用来检测在所述可移动支撑件上流延的所述流延幅材上的缺陷的位置的传感器；

ο用来检测所述流延盒中所述浆料的密度的传感器；

ο以及上述传感器中两个或更多个传感器的组合。

13.根据权利要求12所述的流延设备，包括：促动器或马达，并且其中所述控制单元适于响应于从所述传感器中一个或多个传感器接收的信号来命令所述促动器或所述马达，以执行反馈回路来响应于所述信号改变所述一个或多个传感器检测的所述参数中一个或多个参数。

14.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，包括：至少第一促动器和第二促动器，其联接到所述流延刮刀的第一纵向端和第二纵向端；以及马达，其命令所述第一促动器和第二促动器调节所述流延刮刀离所述可移动支撑件的局部距离。

15.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，包括分配器机构，其沿着所述流延盒的纵向宽度定位，适于将所述流延盒中的所述浆料分配于沿着其宽度的多个位置。

16.根据前述权利要求中任一项所述的流延设备，包括混合装置，其用来混合所述流延盒内的所述浆料。

根据前述权利要求任一项所述的流延设备，其中，所述流延盒形成加压封壳。

17.根据前述权利要求任一项所述的流延设备，其中，所述流延盒形成加压封壳。